基于VT系统下自动化诊断的实现

裴军伟，韩可强，唐风敏

（中国汽车技术研究中心，天津 300300）

随着我国汽车工业的迅速发展，汽车数量急剧增多。人们对汽车的安全性、舒适性及燃油经济性的要求越来越苛刻，这使得控制单元之间的信息交换越来越密集，传感器和导线的数量越来越多，另外汽车上的电子控制设备增多，控制也越来越复杂，因而对汽车故障的诊断和排除的难度加大。而目前的诊断主要是人工诊断，运用诊断仪对单个控制单元进行故障的测试，对其进行分析，但这种诊断方法效率不高，不能一次性测试很多控制单元，精度也达不到人们的期望值，因此，一种自动化的诊断技术实现越来越迫切。本文探讨了利用CANoe软件实现诊断自动化测试，通过VT System和CANoe中的编程语言CAPL分别实现硬件和软件的设计。从而使诊断自动化测试程度更高，通用性强，灵活性好，满足客户的需要。

1 CANoe软件的优点

CANoe软件被应用在CAN总线系统的设计、建模、仿真、开发、测试及验证当中，为客户提供强大且完整的CAN总线网络开发仿真分析解决方案。在诊断中，CANoe可以分析上层协议为KWP2000和UDS。诊断控制台 （Diagnostics Console）——“Diagnostic Feature Set”的一部分，可以在CANdela Studio［1］的诊断描述文件的基础上，提供对诊断服务的交互式访问功能。诊断需求可以选择，参数化，并在它们相关的响应中显示。Fault Memory Console提供了快速而简便的访问ECU故障存储区域的功能。用户可编程就意味着用户可以按自己的要求对CANoe／DENoe的功能进行扩展。在数据流程图的任意节点里都可以插入模块模型，并且可以编写用户自己的程序来实现功能。CAPL就是用来实现可编程能力的编程语言，它是面向应用的类C语言，并且包含了交互式的开发环境，在这个环境下，用户能容易地创建、修改、编译CAPL［2］的程序。在CANoe的软件支持下，可以通过编程来控制所生成的诊断测试序列，根据自己的需要和单节点本身的特点进行序列添加和删减，以最少的测试用例完成需求的测试项目；通过搭建自动化测试系统，定义测试用例，设定通过标准；采用自动化测试，可以减少测试人员对分析数据、采集数据所消耗的精力与时间，同时自动化测试可以最大范围减少人为多次测量引入的误差，自动化测试系统还可以精确地进行时间触发、采样和记录，有利于提高测试精度、准确度和可靠性。

2 自动化诊断平台的搭建

2.1 硬件的设计

由于该硬件设计主要是通过VT System［1］来实现，而VT System的各个板卡可实现各个测试的用途，VT System各个板卡及通道的配置可通过CANoe软件实现，并通过CAPL语言对整个VT System的板卡通道进行操作，从而可以更有效地根据需要来实现控制。同时VT System是通过TCP／IP协议与CANoe进行数据通信，由于该诊断平台需要对所测的ECU进行供电，而VT中的供电模块为M1_VT7001，通过M1_VT7001的开始状态图可以清楚地发现其内部的连接情况，并能分析其如何与ECU进行连接并控制ECU电源的通断。

该硬件的设计主要有下面几个步骤，首先对VT进行供电，然后把KL30电和KL15电分别连接到VT System的VT7001电源板卡上的电源输出通道1和通道2上，通过与VT System的供电模块相连接，可以快速准确地对ECU电源进行控制，并且能通过CAPL程序对电压的大小和范围来进行控制，从而为自动化测试的CANoe与被测试样件提供纽带。ECU的CANH和CANL通过转接线连接到 CANCASE［3］上，可实现ECU与CAN网络通信，并能对总线故障进行模拟，上位机采用CANoe软件进行数据处理与数据分析，诊断故障码 （DTC）测试图如图1所示，诊断自动化测试平台如图2所示。

传统的诊断测试，只是编好数据库导入diva进行测试，有很多支持的服务或诊断功能不能没有测试或验证，目前各个车厂还没有对DTC（故障码）进行系统或统一的验证，究其原因就是测试DTC需要建立HIL（硬件在环系统）的测试环境，实现上比较麻烦，且对硬件要求比较高。而VT System的参与，可以更好地测试出DTC，对汽车的故障检测比较方便。

首先是配置VT System的通道和参数，并通过CAPL语言对其进行控制，然后将配置好CANoe.VT配置文件导入到diva中，就可以实现诊断故障码的自动化测试，效率大大提高，能满足汽车越来越复杂的功能和电控模块自诊断协议，且更好地节约成本。图3为诊断自动化的工作流程图。

2.2 软件的设计

首先通过CANoe配置其测试环境，搭建虚拟节点［2］和测试程序，每个虚拟节点的添加通过CAPL Browser编写网络管理逻辑，CAPL语言可用于仿真节点的动态建模，为了测试结果的正确性，要运用CANoe中XML来提取测试序列，测试用例可以根据需要通过Test Automation Editor来添加，而TAE可以清晰地构建测试组中的测试用例，并且可以图形的生成参数化的测试用例。当测试用例生成后，可以在其中加入一些程序，来实现自动化的诊断。

3 测试过程

当硬件和软件都配置好以后，根据硬件图连接，配置好CANoe的测试环境，在diva软件中导入相对节点已编好的cdd，生成所需要的所有测试项。由于diva里的程序是已经设置好的，所以它生成的测试项是固定的，有时候不能满足客户的需求，这就需要在CANoe中通过添加程序，生成所需要的序列，使诊断的范围覆盖率更高。当diva的测试项生成后，直接导入到CANoe中，就可进行自动化的诊断测试。另外一种自动化测试方法是，可以直接在CANoe中导入编好的cdd。在诊断中，对故障码的测试尤为重要，我们可以在CANoe中设置好要测的DTC和需要生成的序列，从而实现自动化的诊断，达到所期待的结果。图4为在CANoe软件下的自动化诊断的界面。

4 结束语

此自动化诊断平台的搭建很好地解决了网络通信故障的测试，对于汽车内的模块，如BCM、DCM和ABS，只要模块内部支持诊断，都可以根据提供的故障策略进行测试。一般测试的故障都是与通信相关的，比如在极限电压下记录故障码的能力，还有被测模块与其它模块失去通信而记录的故障。

此平台在许多项目中也得到了很好的应用，比如力帆820 BCM模块，需要测试故障码B100016（供电电压过低）和B100017（供电电压过高），通过该平台制造故障，读取其故障码，可以验证故障产生和恢复策略的正确性。江铃E31项目中RBCM模块，需要测试B112011（左后转向灯开路）、B112015（左后转向灯短路）、B112611（倒车灯开路）、B112715（倒车灯短路）。除了以上测试之外，此诊断平台将会应用到更多的项目当中，比如即将合作的力帆和北汽银翔，还有五菱及东风项目。

本文主要介绍自动化诊断平台的搭建，而自动化诊断的实现可以更好地应用到汽车模块诊断中，使诊断的效率和精度更高，具有很重要的意义，更能促进汽车行业的发展。相信在不久的将来，诊断的技术会越来越高。其中主要通过配置不同的VT板卡，自动化诊断测试平台还能完成更多功能需求、更复杂的环境要求的测试。

［1］明星.基于VT System的汽车电子自动测试系统的研制及应用［J］. 汽车电器， 2012 （8）： 62-64.

［2］潘俊家，杨芝华，龚进峰，等.CAN总线网络自动化测试平台应用［J］.交通信息与安全，2013.06.20：1-3.

［3］王鹏.汽车车身控制器自动测试系统的设计与实现［D］.武汉：华中科技大学机械电子工程学科硕士学位论文，2007：1-6.