HIL系統(tǒng)在車身控制單元系統(tǒng)測試驗(yàn)證應(yīng)用

谷原野，崔 巖，節(jié)忠海，孫運(yùn)璽，劉德利

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130000）

HIL系統(tǒng)在車身控制單元系統(tǒng)測試驗(yàn)證應(yīng)用

谷原野，崔 巖，節(jié)忠海，孫運(yùn)璽，劉德利

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130000）

提出一種基于NI的硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，應(yīng)用于車身控制單元的自動化測試驗(yàn)證。通過HIL系統(tǒng)硬件和軟件的搭建方案，介紹了自動化測試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，最后通過測試執(zhí)行和測試效果進(jìn)一步闡述了HIL系統(tǒng)的優(yōu)勢。

硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)；車身控制單元；測試用例

隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車搭載的電子控制單元越來越多，功能越來越復(fù)雜，尤其是車身控制單元的功能集成度及算法復(fù)雜度越來越高，人工測試已經(jīng)無法滿足復(fù)雜的測試需求。為保證對車身控制單元電氣功能的充分驗(yàn)證，提升測試效率及測試覆蓋度，保證車身控制單元功能的準(zhǔn)確性與可靠性，本文引進(jìn)了基于NI的硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)（簡稱HIL）［1］，應(yīng)用于車身控制單元的電氣功能及故障注入的自動化測試。HIL系統(tǒng)硬件資源豐富，能夠模擬車身控制單元的各種負(fù)載（電壓、電流、PWM等電氣信號）及各類電氣故障［2］，并能夠自動出具測試報(bào)告。板卡之間通過RS485總線進(jìn)行信息交互；板式臺架［3］依據(jù)整車電氣及接線原理；確定車身控制單元與負(fù)載之間的電氣接線原理，并通過哈丁端子與負(fù)載柜連接。

圖1 測試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖

1 HIL系統(tǒng)硬件環(huán)境搭建

測試系統(tǒng)硬件主要由測試機(jī)柜、負(fù)載柜、板式臺架構(gòu)成，硬件連接關(guān)系如圖1所示。主機(jī)柜包括程控電源、直流電源箱、工控機(jī)、實(shí)時操作系統(tǒng)、IO板卡、總線板卡。負(fù)載柜由通信板卡、負(fù)載模擬板卡構(gòu)成。板式臺架用于布置車身控制單元及開關(guān)、刮水器、燈具等負(fù)載。主機(jī)柜為負(fù)載柜板卡提供電源，并通過以太網(wǎng)與負(fù)載柜進(jìn)行測試動作通信；負(fù)載柜中包含負(fù)載

2 HIL系統(tǒng)軟件環(huán)境搭建

2.1 測試環(huán)境配置

自動化測試工程建立后，需進(jìn)行總線配置工作與控制器引腳配置，軟件系統(tǒng)通過導(dǎo)入車身控制單元相關(guān)的CAN總線的DBC文件及LIN總線的LDF文件，能夠模擬和監(jiān)測其總線報(bào)文，如圖2所示。

控制器引腳配置以車身控制單元引腳的電氣特性及接線原理為依據(jù)，主要為車身控制單元分配硬件資源，包括板卡通道端子分配、負(fù)載類型配置（真實(shí)負(fù)載、虛擬負(fù)載、CAN/LIN通道的配置）、負(fù)載匹配電路設(shè)置等，并保證車身控制單元引腳的板卡通道配置與物理連接一致，如圖3所示。

圖2 CAN/LIN總線配置

圖3 控制器引腳配置

2.2 測試用例編寫

HIL測試系統(tǒng)將測試動作進(jìn)行了函數(shù)封裝［4］，形成豐富的軟件動作庫，包括常規(guī)測試動作函數(shù)（設(shè)置/監(jiān)測硬線信號函數(shù)、設(shè)置/監(jiān)測總線信號函數(shù)、設(shè)置/監(jiān)測PWM信號函數(shù)、顯示/提示信息函數(shù)等）、基于常規(guī)測試動作函數(shù)再次封裝的動作庫（設(shè)置/監(jiān)測四門兩蓋狀態(tài)，設(shè)置/監(jiān)測防盜未報(bào)警狀態(tài)函數(shù)等），提升了測試用例編寫效率。

HIL測試系統(tǒng)基于Excel軟件開發(fā)的測試用例模板編寫自動化測試用例，測試用例模板的功能包含控制器引腳定義、總線信號定義、動作庫定義、測試用例統(tǒng)計(jì)、測試用例編輯幾大模塊。測試用例轉(zhuǎn)化模板定義了全面的測試用例編寫規(guī)則，工程師只需通過下拉菜單，選擇測試的控制器、測試動作函數(shù)并填入少量參數(shù)，即可完成測試用例編寫，如圖4所示。

測試用例模板編寫完成之后導(dǎo)入測試用例轉(zhuǎn)化軟件，測試用例轉(zhuǎn)化軟件能夠識別測試用例模板，生成HIL系統(tǒng)識別的自動化測試用例。轉(zhuǎn)化流程如圖5所示。

3 HIL系統(tǒng)測試執(zhí)行

圖4 測試用例轉(zhuǎn)化模板

圖5 測試用例轉(zhuǎn)化流程

自動化測試用例編寫完成后，在HIL測試系統(tǒng)軟件中建立測試工程，選擇測試用例后點(diǎn)擊執(zhí)行按鈕，HIL系統(tǒng)即可自動執(zhí)行測試，測試過程中可通過測試執(zhí)行過程顯示窗口實(shí)時關(guān)注測試執(zhí)行的過程，通過信號監(jiān)測窗口可實(shí)時監(jiān)測所關(guān)注信號值的變化情況，測試完成后系統(tǒng)自動出具XML格式的測試報(bào)告［5］，通過主菜單中可查看當(dāng)前或歷史的報(bào)告。HIL軟件系統(tǒng)界面如圖6所示。

圖6 測試程序選擇面板

以某車型項(xiàng)目的車身控制單元電氣測試為例，對比HIL系統(tǒng)與人工測試的測試效果， HIL系統(tǒng)能夠精確模擬各種電氣故障。測試結(jié)果客觀，測試一致性強(qiáng)，尤其在測試覆蓋度、測試效率等方面優(yōu)勢明顯，如圖7所示。

圖7 HIL測試與人工測試對比

4 結(jié)論

通過闡述HIL系統(tǒng)的硬件和軟件的搭建方案，對比自動化測試與人工測試測試效果，HIL系統(tǒng)的應(yīng)用能夠快速發(fā)現(xiàn)車身控制單元在開發(fā)過程中出現(xiàn)的電氣問題，提升了測試覆蓋度與測試效率，縮短了開發(fā)周期，為車身控制單元的電氣功能的穩(wěn)定性和可靠性提供了有力保障。

隨著汽車電子電氣的復(fù)雜程度的不斷增加，自動化測試的優(yōu)勢越發(fā)明顯，其需求將會不斷增加，成為主流的測試手段，逐步取代人工測試，同時自動化測試系統(tǒng)的開發(fā)將逐步趨于標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一化。

［1］ 焦合美，孫華鋒，徐蘭欣，等．車身硬件在環(huán)系統(tǒng)建設(shè)淺談［J］． 汽車電器，2015（4）：56-58．

［2］ 穆天宇，劉強(qiáng)，李順智．基于dSPACE的故障注入系統(tǒng)在汽車電子集成測試中的應(yīng)用 ［J］. 汽車實(shí)用技術(shù)，2016（3）：152-155．

［3］ 高利華，趙志宇．基于labcar的車身系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真測試［J］．汽車電器，2005，（8）：56-59．

［4］ 黃勝龍．汽車發(fā)動機(jī)ECU的自動化HIL仿真測試平臺的研究與實(shí)現(xiàn)［D］．吉林大學(xué)，2013．

［5］ 劉衛(wèi)東，王愛春，燕東，等．車身控制模塊硬件在環(huán)測試系統(tǒng)搭建及測試應(yīng)用［J］．汽車電器，2015（12）：49-53．

HIL System Design and Application in Validation Test of Body Control Unit

GU Yuan-ye， CUI Yan， JIE Zhong-hai， SUN Yun-xi， LIU De-li
（FAW Car Co.， Ltd.， Changchun 130000， China）

Hardware in loop system based on NI is presented， which is used in body control unit validation test.Comprehensive introduction of the implementation mode of hardware in loop system is given in the hardware and software design scheme. Finally， further explanation of the advantages is shown by introducing the test execution and test effect.

hardware in loop； BCM； test vase

U463.6

A

1003-8639（2017）12-0062-03

2017-01-26

谷原野（1984-），男，吉林乾安人，工程師，碩士，主要工作方向?yàn)槠囯娖鲉蜗到y(tǒng)功能測試、電氣功能測試硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、整車電氣功能測試等；崔巖（1988-），女，遼寧阜新人，助理工程師，主要工作方向?yàn)槠囇邪l(fā)項(xiàng)目管理、預(yù)算編制；節(jié)忠海（1982-），男，黑龍江海倫人，工程師，碩士，主要工作方向?yàn)殡姎夤δ軠y試硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、整車電氣功能測試等；孫運(yùn)璽（1984-），男，遼寧鞍山人，工程師，碩士，主要工作為汽車電器單系統(tǒng)功能測試、電氣功能測試硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、整車電氣功能測試等；劉德利（1987-），男，吉林長嶺人，工程師，碩士，主要工作方向?yàn)槠囯娖鲉蜗到y(tǒng)功能測試、電氣功能測試硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、整車電氣功能測試等。

（編輯 心 翔）