基于CANoe和Panel Designer的組合儀表（IC）功能測試

張中君

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

汽車儀表 （IC）作為人車交流的媒介，能夠將車輛的很多提示及故障信息實時顯示給駕駛員，以便駕駛員對車能夠做出合理正確的操作，傳統低端車型由于儀表顯示功能簡單，IC一般選擇硬線模擬信號通信方式，這一方式最大優點是成本低廉。

隨著汽車行業發展，汽車不僅僅為代步工具，人們對汽車配置要求越來越高，導致汽車電氣化配置越來越豐富，對儀表的顯示需求增多，傳統儀表已經無法滿足功能需求。CAN通信方式的儀表應運而生，IC功能的增加，勢必帶來開發周期及成本的上升，更重要的是開發過程中功能的測試驗證，本文基于總線開發工具CANoe建立儀表功能測試環境，利用CANoe自帶的PanelDesigner插件開發測試界面，能夠對開發中的儀表車進行階段性功能測試驗證，這樣的測試環境方便簡單，甚至在辦公桌上就可以完成測試，提高測試效率。

1 儀表功能測試需求

1.1 儀表功能顯示定義

以某一款車型儀表功能需求說明為例，該儀表功能顯示見表1，分別定義了儀表顯示功能大項、子功能項、該功能項需求的源系統信息以及報文ID和名稱。

1.2 CAN總線信號定義

CAN總線報文消息 （Message），報文消息必須定義報文ID、長度、周期、具體信號、信號長度及信號起始位等。以胎壓監測 （TPMS）模塊發送的報文為例，總線信號定義說明見表2。

2 CANoe測試環境搭建

2.1 CAN總線數據庫DBC文件編制

根據整車網絡架構和CAN通信信號詳細定義，利用CANoe中的CANdb++Editor進行數據庫文件編制，CAN DBC文件中詳細定義CAN總線報文的長度、ID、發送周期、信號長度、起始位和信號值等信息。DBC文件的作用：一方面是關聯Panel Designer測試面板中的操作控件，用以改變仿真測試時CAN信號的值；另一方面是仿真測試過程中，能夠通過CANoe的Trace窗口對信號進行解析，方便直觀地查看信號值的改變，進一步觀察儀表的功能表現。

由網絡架構得知IC位于娛樂信息網段上，該網段共有7個網絡節點，即TPMS、PEPS、360、AC、RRS、TICE、IC，其中IC需要連接實物零件進行測試，因此CAN DBC數據庫文件不需要定義IC節點發送的CAN報文，編輯好的CAN DBC數據庫文件見圖1。

2.2 仿真測試網絡

由整車網絡架構得知，整車網絡共分為5個網段，即動力信息PCAN、車身信息BCAN、底盤信息CCAN、遠程網段TCAN和娛樂信息ICAN。IC位于娛樂信息網段，因此在利用CANoe軟件建立網絡測試環境時，只需建立娛樂信息網段即可，IC需要其他網段的信息都通過網關轉發到ICAN上。

表1 IC功能顯示

IC網絡節點位于信息娛樂網段 （ICAN）上，該網絡還包含了胎壓模塊 （TPMS）、空調控制模塊 （AC）、多媒體車機 （TICE）、網關控制器 （ICAN）、360全景 （360DV）、倒車雷達系統 （RRS）。將CANoe默認的CAN網絡更名為CAN_IC測試網絡，便于區分，在CAN_IC網絡的Nodes節點管理下，新建立6個網絡節點，分別為ECU1、ECU2、ECU3、ECU4、ECU5和ECU6，這6個仿真節點將是待測IC所在娛樂信息網段的TPMS、AC、360、RRS、GWICAN、TICE節點。6個網絡節點參數皆為默認，還未與任何數據關聯，無法進行實際的仿真測試。

表2 總線信號詳細定義

2.3 仿真測試節點與DBC數據庫關聯

在CAN_IC網絡的Databases下導入DBC數據文件，將以上新建的6個網絡仿真測試節點分別與DBC數據庫中定義節點關聯，通過右鍵點擊仿真節點進行Configuration設置，將Network node項選擇為DBC文件中對應的節點，這樣仿真節點所收發報文信號就與DBC中的節點關聯。圖2為已經關聯好的測試網絡拓撲。

2.4 PanelDesigner制作測試界面

CANoe軟件自帶的Panel Designer插件，提供大量可以與Signal信號關聯的控件，如Button、Check Box、LCD Control、Track Bar、Radio Button、Input／Output Box等，控件與DBC中的Signa或者Environment Variable信號關聯后，可以改變相關控件狀態進行仿真信號值的更改，進而觀察儀表功能的表現，進而評判儀表功能是否符合設計需求。

Panel Designer中控件與DBC數據中的信號關聯方式常用的有以下兩種：①Singal： 即控件與DBC中的某一條Message中的具體信號關聯，通過更改控件狀態或輸入具體值，來改變仿真時信號的值，本文中控件與信號關聯都為Singal關聯。②Environment Variable： 即控件與DBC信號的環境變量進行關聯，通過更改控件狀態，對信號對應的環境變量進行，環境變量再將值賦給相應的信號，已達到改變信號的值。此種關聯方式在CAPL編程模式常被使用。

本文中建立的測試界面包括一個主控面板和多個分面板，主控面板通過多個Panel Control Button按鈕打開其他分面板，主控面板見圖3。包括如下內容。

圖1 DBC數據庫文件

圖2 測試網絡拓撲

圖3 測試主控面板

1）PEPS 測試PEPS系統所有提示項測試，包括未發現鑰匙，踩制動起動，請掛P／N擋起動發動機，起動開關故障，遙控鑰匙電量低等測試。

2）TPMS 測試胎壓系統障報警，輪胎壓力值實時顯示，高低壓報警及輪胎溫度顯示等測試。

3）指示表 包括燃油表、轉速表、水溫表、車速表等測試。

4）指示燈 包括轉向指示燈、遠光燈、近光燈、前霧燈、后霧燈、危險報警燈等測試，發動機、安全氣囊、變速器等相關工作、故障指示燈測試。

5）EPB／AVH 包括兩大系統的正常工作指示燈，故障報警指示燈等內容測試。

6）安全帶 包括前、后排安全帶未系提示，指示燈與聲音效果測試，以及行車過中安全帶與車速、門開等信號關聯策略的邏輯測試。

7）門開指示 包括車門狀態、前艙蓋、尾門狀態指示，以及相關的邏輯策略功能測試。

8）變速器擋位提示 包括變速器升降擋提示，變速器擋位顯示相關內容測試。

9）ADAS 包括ADAS時距設置顯示，系統工作狀態和故障等內容測試。

10）ACC模式 包括ACC模式選擇，模式內容顯示，系統狀態相關功能測試。

11）ACC目標模式 包括ACC目標1、目標2、目標3、目標4、目標5、目標6的相關功能測試。

12）整車電源擋位 用于改變整車在總線上的電源擋位信息。

將主控面板中的TPMS、EPB／AVH、變速器擋位、指示表和ACC目標顯示分面板打開，如圖4所示。

圖4 測試面板

2.5 測試系統連接

測試系統包括測試PC、CANoe、組合儀表、線束若干、12V供電電源 （220V轉12V）、OBD頭等，測試系統連接原理圖和實物見圖5。

圖5 系統測試連接圖

3 系統功能測試

測試系統連接完畢后，需要對測試系統進行調試。調試分為兩部分：一部分是仿真網絡調試，即首先給IC通電，IC會進行自檢狀態，會發出大概3s的鳴叫，自檢完成后，由于總線報文丟失，IC所有故障燈亮起。此時打開CANoe軟件，運行總線仿真網絡，CANoe會將ICAN上除了IC發送報文，其余所有報文都發送至總線上，IC故障燈熄滅，回到正常工作狀態，仿真網絡調試OK；另一部分為測試面板調試，可以隨意點擊幾個指示燈控制控件，觀察儀表指示燈狀態，指示燈能夠按照控件值的更改而亮滅，則測試面板沒問題。兩部分調試完畢后，進行所有功能測試。

組合儀表的功能項較多，本文以胎壓系統部分內容測試作為演示，打開主控面板中的TPMS Panel控制子面板，進行相關控件輸入的設置：胎壓系統故障信號：設定系統正常；左前輪壓力：正常，壓力值為2.84bar；溫度設置30攝氏度；右前輪壓力：正常，壓力值為2.0bar；左后輪壓力：正常，壓力值為3.5bar；右后輪壓力：壓力信息丟失。以上信號通過控制面板設定后，觀察CANoe的Trace窗口信號變化和儀表功能顯示，實際測試結果見圖6。

可以看到，CANoe仿真報文Trace窗口顯示值和控制面板設置的值相等，而實測組合儀表的胎壓顯示和報警提示測試符合設計需求，測試結果見表3。

除了IC以上功能的測試，對于儀表新增的功能，該方法也可以很方便快捷的進行測試，只需向CANDBC文件中增加所需報文Message及具體信號Signal，重新導入CAN_IC網路的database中，再添加相關控件并關聯新增信號，即可進行功能測試，還可以進行相關的邏輯設定，進行儀表邏輯功能的驗證。

4 結束語

本文通過總線開發工具CANoe、DBC數據庫文件和Panel Designer，提出一種簡單有效的儀表功能測試方法，測試設備較少，系統連接簡易，操作簡便。可用于儀表開發過程中的功能測試和驗證，該方法測試用時少，測試結果直觀，有利于縮短儀表開發周期和測試成本，也可用于故障件的問題排查，對儀表開發工程人員具有一定的幫助。

圖6 測試結果

表3 儀表功能測試結果