VT系统在汽车电控单元功能测试中的应用

王雅静，张红涛

（长安汽车股份有限公司 北京研究院，北京 100081 ）

VT系统在汽车电控单元功能测试中的应用

王雅静，张红涛

（长安汽车股份有限公司 北京研究院，北京 100081 ）

介绍VT测试系统软硬件平台和系统功能，通过对实际功能的测试分析来阐述VT测试系统的工作流程及可以达到的效果。

功能测试；电器；VT系统

随着人们对汽车舒适性、安全性及娱乐性的要求越来越高，应用在汽车上的电控单元不断地增加。大量车载电子电器部件集成使用，使整车电气控制系统越来越复杂。一个新兴功能的体现，可能涉及到几个或多个零部件，整车电子电器架构及网络通信相应变得繁杂。这些往往影响零部件甚至整车的软硬件可靠性，是汽车电气系统潜在的风险。研究表明，在常见的汽车故障中，电气系统故障占比80%以上。

据汽车召回网的数字统计，近年来由于车内电器产品产生的汽车召回事件日益严峻。2013年汽车召回统计按总成排名如下：发动机、动力传动系统、制动/车轮、转向/悬架、电子电器、车身部分、空调系统。其中电子电器28次，召回数量达到46万辆 。

为了提升整车电气系统可靠性，提前发现并规避一些潜在风险，在开发过程中，需要借助测试工具/台架等，搭载特定的仿真环境，对ECU进行全面综合的测试，及时发现ECU开发过程中存在的错误，降低在后期装车过程中出现故障的几率。这种方式，是整车开发中缩短开发周期、降低风险、提升品质的重要手段。

基于VT系统的电控单元功能测试系统，是电控单元ECU与VT系统的数据板卡进行硬件接口集成化，采用CANoe软件平台搭载的单体功能测试环境。ECU所有真实外部输入均可以采用仿真实现，并在整车总线通信数据库基础上，运行测试脚本，通过采集ECU输出硬线信号及总线数据，与测试的预期结果进行对比。

1 VT测试系统的软硬件平台

基于VT系统的电控单元功能可靠性测试，采用CANoe作为软件平台，应用CANoe中的测试用例开发模块建立测试环境，编译自动化测试流程，通过以太网通信实现电控单元功能可靠性验证测试。

CANoe软件广泛应用于整车总线网络通信和单节点电控单元的开发、测试与分析，贯穿于整车总线网络通信开发的整个过程。在VT系统功能测试过程中，CANoe提供了多种程序语言用于测试用例的编译，采用CANoe/TAE模块作为测试的动态系统交互环境。TAE的模块化结构使测试用例的创建更加快捷方便，优于逐字录入式编译，节省更多时间，人机界面简洁明了，操作简单易于掌握，开发过程条理清晰，能够大幅提升测试人员的工作效率。

VT系统是一个模块化的电控测试系统，和CANoe一同用于车载ECU的自动化测试。VT测试系统主机柜由机箱、背板和板卡3部分构成。机箱和安装在机箱中的背板用于支持各类板卡的搭载，以及所有板卡之间集成通信功能。常用的VT系统模块有VT6050、VT1004、VT2004、 VT2516以及VT7001等几种。搭载不同的板卡可以实现不同的功能检测及信号模拟，如VT1004可以模拟瞬时负载或定值负载，同时对ECU的输出电压/电流信号进行采集；VT2004则可以模拟开关、传感器、电阻信号灯；VT7001电源模块可以实现内部/外部电源供电和短路、开路的故障等。

2 VT测试系统的功能

VT测试系统通过自动测试软件建立测试流程和验证计划，在VT系统外部供电基础上，确保系统与被测电控单元ECU的硬件连接，通过实时以太网与上位机数据交换，应用软件平台来操控整个测试过程。VT系统原理如图1所示。

图1 VT系统原理图

VT测试系统的功能主要有：测试电控单元的控制逻辑；模拟ECU信号（DI、DO、AI、AO、PWM等）、仿真阻性可调类负载、控制ECU供电、故障注入（信号短路、断路等）、自动化测试并生成测试报告等。

3 VT系统测试案例

通过使用VT系统对车身控制器的后除霜功能的逻辑进行测试，详细讲解测试流程及测试结果。

3.1 测试依据

按照车身控制器（BCM）功能规范中后除霜相关逻辑，详细介绍如下。后除霜功能解除条件：在后除霜工作的14 min内再次按压后除霜器开关；电源挡位由ON转换为OFF挡或ACC挡或START；激活时间达到14 min；蓄电池电压低于（9±0.5）V。

当电源挡位从START恢复到ON挡，或电源电压恢复到（9±0.5）V 以上，且时间未达到14 min，后除霜功能恢复。

3.2 测试系统构建

3.2.1 需求分析

BCM后除霜功能电路图如图2所示。车身控制器硬线连接，与后除霜功能相关的硬线接口有：BAT电、IGN电、搭铁、后除霜继电器控制、总线输入/输出。除电源与搭铁外，1路I/O输出，1路CAN通道（后除霜开关信号Defroster SW，后除霜状态BCM_RearDefrosterstatus）。

图2 后除霜功能电路图

因此可选用VT板卡VT7001电源板卡的2路通道以及VT2516的1路数字输出通道。

3.2.2 硬件连接

1）选用VT7001电源板卡，out1、out2分别作为BCM的IGN1及ACC的电源供给。

2）选用VT2516板卡用于信号采集测量，采集BCM对后除霜继电器的低端输出c。

3）BCM的CAN接口与CANoe及上位机连接正常。

4）确保12 V稳压电源对VT系统及BCM的BAT供电正常，确保BCM搭铁连接正常。

3.2.3 软件环境建立

在VT系统上电状态下，打开CANoe并创建工程，在该工程的选项菜单栏中配置VT系统使能，选择相应的网络适配器，然后在I/O Hardware中将测试使用的板卡（即VT7001及VT2516的硬件通道和软件通道）完成匹配，并使能所需通道的相应参数。在CAN配置窗口导入需要的DBC文件，BCM节点使用真实节点。完成后就可以开始创建VT系统的功能测试用例了。

在Test Setup窗口创建测试环境，插入一个应用于TAE模块的XML测试文件，打开该模块的编辑功能直接进入TAE进行操作。在一个XML测试模块下，可以创建多条Test Case，包括单通道的编译及初始化，以及完整的功能测试用例。

BCM后除霜功能测试的VT系统的构建如图3所示。因后除霜开关信号为总线信号，且只有1路输出，不需要真实开关，也不用设计BOB路由，系统相对简单。BCM后除霜功能测试的VT系统只需要集成的VT7001及VT2516两块板卡、1个简单的12 V稳压电源（若测试用例范围中有变压测试需提供调压电源）、CANoe、上位机及被测的控制器——BCM。

图3 VT系统结构图

4 软件编写及测试效果

4.1 测试用例编写

编制测试用例的主要工作内容：针对被测BCM设计一组或多组测试输入、执行条件和预期结果。测试用例包含的重要元素有：测试用例名称、初始条件（初始的测试环境）、测试步骤（每个功能设计的操作步骤）、预期结果（即根据相应的功能规范，每个操作步骤对应得到的结果）。

测试用例内容：后除霜激活后，时间达到14 min，后除霜器功能将被解除。

后除霜激活测试用例简要流程如表1所示。

表1 后除霜激活测试用例流程表

4.2 测试脚本编译

完成测试环境创建后，进入TAE编辑窗口。首先对VT7001及VT2516进行单通道的初始化配置，即VT7001的out1/IGN1为12 V，out2/ACC为12 V，VT2516的CH4通道为低电平0～1 V/高电平9～12 V。然后按照已经编译好的测试用例流程进行测试脚本的编译。

首先在Preparation of Test Case模块中编译此条功能的初始条件，根据测试用例将相应通道的状态逐一录入，初始条件的顺序应严格按照被测BCM的功能规范进行编译，否则将可能影响测试结果，造成测试出现偏差。然后在Test Case Sequence中，按照测试步骤逐一编译测试条件和期望结果，每条测试步骤对应一组期望结果，在完成测试步骤的初始化后，添加State Check模块将期望结果加入，直到完成整条功能的编译。编辑好的测试脚本示意图如图4所示。

图4 测试脚本编译示意图

4.3 运行测试并输出测试结果

编译完成并保存整个XML测试脚本后，不要直接运行测试，应按照测试规范逐一检查硬件接口的连接是否正确，避免出现短接、反接、漏接等错误状态。确保线路连接无误后，再开始运行。由于真实BCM节点的加入，故选择总线为Real Bus状态，然后运行总线，查看总线信号在正常的收发状态时，点击运行Test Case，系统自动运行整条XML测试脚本，如图5所示。

图5 运行测试过程示意图

BCM后除霜开启功能测试结果示意如图6所示。结果为PASS通过测试。可以看出，与测试用例的预期结果相符，满足技术要求。

图6 后除霜开启功能测试结果示意图

4.4 测试结果分析

一个X M L文件的测试报告有General Test Information、Test Overview、Test Module Information3部分内容。General Test Information包括测试人员信息、测试环境及设置信息、VT系统各模块硬件环境的版本信息；Test Overview包括测试的起始时间、Test Case的执行数量及通过比例，当任一Test Case失败，则认为本次测试未通过。

测试报告的主体内容是Test Module Information，它是整个测试过程的详细描述，包括本次测试中所有Test Case，每个测试用例所有步骤的测试时间、测试内容描述与测试结果。对未通过的错误测试步骤，在报告中可直接读出导致错误的源数据。

5 总结

VT测试系统在电控部件的开发设计及功能验证中得到了很好的应用，实现了车载电控单元ECU在试制装车前的功能验证，为样件样车品质提供了保障，降低汽车电气故障及潜在风险。这种测试方法缩减了原始的实车功能测试所消耗的人工测试周期和成本，大幅提高了工作效率，具有很强的实用性和经济性，所以应用VT测试系统对于优化整车电控系统的开发设计过程有着至关重要的作用。

（编辑 心 翔）

Application of VT System in Function Testing of Automotive ECUs

Wang Ya-jing， Zhang Hong-tao
(Beijing Changan Auto R＆D Center， Changan Automobile Co.， Ltd.， Beijing 100081， China)

This article introduces hardware and software platforms and functions of VT testing system. Through testing and analysis on practical results， VT testing system working process is demonstrated and proved to be effective.

function test；electrics；VT system

U463.6

A

1003-8639（2017）07-0055-03

2016-11-04

王雅静（1983-），女，工程师，主要从事电气平台开发及整车原理设计相关工作；张红涛（1983-），男，工程师，主要从事整车原理设计及线束设计相关工作。