基于CANoe和VTSystem的BCM測試系統構建

神紅玉，宋錦剛，宋錦明

（1.江蘇護理職業學院信息中心，江蘇 淮安 223003；2.江蘇財經職業技術學院科技處，江蘇 淮安 223003；3.上汽集團商用車技術中心，上海 200438）

基于CANoe和VTSystem的BCM測試系統構建

神紅玉1，宋錦剛2，宋錦明3

（1.江蘇護理職業學院信息中心，江蘇 淮安 223003；2.江蘇財經職業技術學院科技處，江蘇 淮安 223003；3.上汽集團商用車技術中心，上海 200438）

首先簡要介紹車身控制器(BCM)的作用;接著詳細介紹了基于CANoe和VT System 的BCM測試系統的硬件架構及原理，給出了測試系統測試軟件設計;最后，利用測試系統對BCM進行了實際測試，驗證了該測試系統的有效性。

BCM；CANoe；VT System；測試系統

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.050

CLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-158-04

引言

車身控制器（Body Controller Module，以下簡稱BCM）是整車控制系統中核心控制模塊，主要功能包括整車燈光控制；雨刮、門鎖控制；電動車窗、電動天窗控制；儀表指示信號提供；動力總成、底盤和車身等核心子系統之間實時信息交互；車燈自適應調節、電動后視鏡、電動座椅、電動記憶座椅控制等。此外，BCM還需要支持CAN/LIN等通信及網關路由功能；在線故障診斷以及Bootloader在線程序刷新功能。因此，構建穩定、高效的BCM測試系統，以便對BCM進行系統、嚴格的測試驗證，是整車開發過程中一個重要環節。

1、BCM測試系統硬件架構及原理

BCM測試系統由VMS、CANoe、VT System各種功能板卡、供電電源（Power Supply）以及各種真實負載（Actors）和傳感器（Sensors）等組成。硬件架構如圖1所示。

1.1 CANoe

CANoe是網絡和ECU開發、測試和分析的專業工具，支持從需求分析到系統實現的整個系統的開發過程。CANoe能夠支持CAN，LIN，MOST，FlexRay等多種總線，可以用于網絡的設計與仿真分析。同時，CANoe可以用在整個開發階段以及ECU的診斷過程中。例如：驗證單個開發階段，檢查原型，回歸測試和合格測試。為了使得測試任務簡單易行，測試功能集包括下列組件：

1）在CANoe中使用XML或CAPL測試模塊（以測試組和測試用例的形式組織）執行連續的測試流。測試模塊可以在測量過程中的任意時刻啟動執行。在XML模塊中，可以從預定義的測試模式中組合測試，并能很容易地使用輸入輸出向量進行參數化。CAPL測試模塊使用編程實現，它包含了非常靈活的測試流控制功能。在測試執行的過程中可同時監視系統狀態，比如單條報文是否按照指定周期發送等。

2）測試服務庫包含了一些預定義的測試函數，可簡化測試過程的設置。它們在CAPL和XML測試模塊中使用，可以從數據庫進行參數化。例如，可以監視：報文周期，ECU從收到報文到發出響應報文的反應時間，信號值和診斷參數的有效性。為了評價被測ECU的品質，可以從測試中輸出不同的統計值，包括測試過程中的偏差數量。測試服務庫中還包含了一些可以簡化ECU仿真的函數。

3）在測試模塊運行過程中，會生成一個全面的測試報告。例如，已執行的測試用例的名稱和單個測試的結果都會被記錄。測試報告可以補充用戶自定義的信息。CANoe把結果寫到一個可修改的XML文件中，可以做進一步的處理。一個XSLT格式的表單可用于調整測試報告的輸出格式。

4）CANoe可以同時管理測試設置窗口中任意數目的測試環境。一個測試環境包括測試模塊和用于執行測試的附加功能塊。測試環境可獨立于系統配置保存，能用于不同的項目。

1.2 VT System

系統通過VT System相應的組件模擬替代連接于ECU的真實執行器與傳感器。如果需要VT組件所模擬的 I/O信號可同時與真實傳感器和執行器連接。所有ECU測試所需輸入或輸出仿真模塊和相關節點實時仿真模塊統一集成于VT System組件：

1）板載繼電器用于信號通道切換（如：連接內部模擬執行器或外部真實執行器）；

2）制造信號線間短路，或信號線對電源或對地短路；

3）制造信號線間開路；

4）負載模擬或傳感器模擬；

5）帶信號調理的測量模塊；

6）用于連接外部測試設備的接口；

7）清晰的前面板接口I/O狀態標識。

VT System在CANoe Test Feature Set（從CANoe V7.0SP5以上）對測試自動化特性增加了下述功能：

1）已連接的VT System能自動識別VT System中組件；

2）通過CANoe相關對話框既可實現VT System的配置；

3）通過CAPL和XML測試模塊可對整個VT System進行操作，可以訪問所有的測量和激勵信號；

4）測量信號顯示在分析窗口中（圖形窗口，數據窗口），并且可以在CANoe 的記錄模塊中對其進行記錄。

通過VT System可以把對ECUs以及車輛網絡系統的功能測試結合起來。能滿足自動化測試的CANoe提供了兩者結合的紐帶。VT System的模塊化設計方法，能滿足用戶對各種測試活動的不同要求，它涵蓋了從最簡單的測試應用要求到非常復雜的測試方案的實現：

1）能夠對獨立ECU進行測試；

2）通過統一功能測試裝置滿足對多個ECUs及其子系統的測試；

3）通過靈活的測試設備滿足開發階段和驗證階段對測試平臺的要求。

1.3 VT System主要功能板卡

1）VT8012背板 通過VT8012背板，可以把12個VT組件安裝在19英寸的機架或19英寸的框架中。Vector可以提供機箱以及相關的工程服務。VT8012背板提供了與PC連接的以太網接口，并保證保VT System與PC間的電隔離。用戶也可以把VT8012背板級聯起來，組成更為強大的測試系統。此外背板還提供了VT組件所需的12V工作電源。

2）VT 1004負載和測量模塊 VT1004模塊可以連接ECU的四路輸出，用于測量伺服電動機或者燈的輸出電氣參數。

3）VT2004 激勵模塊 VT2004可以提供4路輸入給ECU，用于模擬車用傳感器如溫度傳感器以及各種開關的輸入信息。

4）VT2516 數字I/O模塊

VT2516可以提供16路通道數字輸入/輸出，用于模擬數字量開關輸入信號、測量ECU輸出電壓。

5）VT7001 電源模塊 通過VT7001電源模塊可以控制ECU供電，包括KL15、KL30、KL31等，能夠提供最大70A的連續電流輸出，同時能夠進行電流測量（10uA-70A），同時，還可以模擬短路、開路等電源故障。

2、測試系統軟件設計

在單個ECU和整體網絡系統的開發過程中，需要不斷的創建、維護和執行測試序列。CANoe中的XML測試模塊提供了一個理想的測試序列抽象，可以被用于開發的各個階段。測試序列是由一系列的測試用例組成的。配置測試用例的方式有兩種：一種是參數化現有的測試模式，另一種是使用CAPL庫中的測試用例。使用TAE（Test Automation Editor）可以既方便又快速的創建測試用例及測試模塊。TAE是一種圖形化的測試程序創建與編輯軟件，它的軟件界面如圖2所示：

TAE的主要功能包括：

1）創建和編輯測試序列并靈活定義測試用例的執行順序；

2）清晰的構建測試組中的測試用例；

3）可使用CAN, LIN, FlexRay的數據庫(DBC, LDF, FIBEX)中的主要元素；

4）可使用診斷數據庫(CDD, ODX)中的主要元素；

5）以圖形方式來參數化測試模式；

6）鏈接和修改CAPL庫中的測試用例；

7）圖形化的用戶界面，窗口可拖拽，可縮放。

2.1 測試程序設計

車身控制器測試程序設計主要通過TAE和CANoe的CAPL編程環境實現，最終生成基于XML格式的腳本文件。測試程序包括功能測試，網絡測試，診斷協議測試三部分，主要內容如下表1所示：

表1 測試程序主要內容

2.2 測試用例舉例

以除霧功能過壓保護測試為例，下圖3給出了該測試用例的測試環境、準備、測試步驟和評定標準。

最終生成基于XML格式的腳本文件，如圖4所示：

在測試過程中，可以通過CANoe對整個測試過程進行管理，可以靈活的配置本次測試所要執行的測試項等。同時，在測試過程中，可以實時監控整個測試過程。圖5為CANoe測試管理界面。

3、測試結果

在每輪測試結束，系統會自動生成本次測試的測試報告，用于測試人員評判分析，測試報告如圖6所示：

4、結論

利用該測試系統，很好的完成了BCM的測試工作，發現了一些產品功能與功能定義的偏差和缺陷，并有效的指導了設計工程師以及相關供應商對系統進行修改和完善，保證了系統的開發質量與開發進度，同時也保證了在對整車性能進行測試時，整個系統安全、穩定高效地運行。

本文為2014年度淮安市科技支撐計劃應用研究與科技攻關（工業）項目（HAG2014038 新能源汽車整車控制模塊VMS測試系統的集成開發）階段性研究成果。

[1] Vector Informatik GmbH.CANoe Installation Guide, CANoe User Guide,CANdb ++ User Guide [M]. Eb-erdingen: SATZTEAM Fotosatz & Neue Medien Gm-bh, 2002.

[2] 張新波, 孫澤昌, 羅峰. 使用CANoe對車身控制器局域網絡仿真的研究[J], 江蘇大學學報,2003,24(5).

[3] 神紅玉, 宋錦剛, 宋錦明. 基于CANoe的高性能網關測試系統的構建[J], 工業控制計算機, 2010,23(8).

Building of Test System of BCM Based on CANoe and VT System

Shen Hongyu1, Song Jingang2, Song Jinming3
( 1.nursing vocational college information center of jiangsu huaian, Jiangsu Huaian 223003; 2. Jiangsu vocational and technical college of finance and economics and technology, Jiangsu Huaian 223003; 3. Saic commercial vehicle technology center, Shanghai 200438 )

Firstly, the role of Body Controller Module (BCM) is briefly introduced in the paper, then the hardware design, operating principle and test software design of the test system of BCM based on CANoe and VT System are introduced in detail. Finally, the test software is applied to BCM testing, and the test results show that the test system is effective.

BCM; CANoe; VT System; test system

U463.6

A

1671-7988(2016)10-158-04

神紅玉，（1973.10-），副教授，就職于江蘇護理職業學院，主要研究方向：計算機測控技術。

項目支持：本文為2014年度淮安市科技支撐計劃應用研究與科技攻關（工業）項目（HAG2014038新能源汽車整車控制模塊VMS測試系統的集成開發）階段性研究成果。