基于CANoe和Panel Designer的组合仪表（IC）功能测试

张中君

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007）

汽车仪表 （IC）作为人车交流的媒介，能够将车辆的很多提示及故障信息实时显示给驾驶员，以便驾驶员对车能够做出合理正确的操作，传统低端车型由于仪表显示功能简单，IC一般选择硬线模拟信号通信方式，这一方式最大优点是成本低廉。

随着汽车行业发展，汽车不仅仅为代步工具，人们对汽车配置要求越来越高，导致汽车电气化配置越来越丰富，对仪表的显示需求增多，传统仪表已经无法满足功能需求。CAN通信方式的仪表应运而生，IC功能的增加，势必带来开发周期及成本的上升，更重要的是开发过程中功能的测试验证，本文基于总线开发工具CANoe建立仪表功能测试环境，利用CANoe自带的PanelDesigner插件开发测试界面，能够对开发中的仪表车进行阶段性功能测试验证，这样的测试环境方便简单，甚至在办公桌上就可以完成测试，提高测试效率。

1 仪表功能测试需求

1.1 仪表功能显示定义

以某一款车型仪表功能需求说明为例，该仪表功能显示见表1，分别定义了仪表显示功能大项、子功能项、该功能项需求的源系统信息以及报文ID和名称。

1.2 CAN总线信号定义

CAN总线报文消息 （Message），报文消息必须定义报文ID、长度、周期、具体信号、信号长度及信号起始位等。以胎压监测 （TPMS）模块发送的报文为例，总线信号定义说明见表2。

2 CANoe测试环境搭建

2.1 CAN总线数据库DBC文件编制

根据整车网络架构和CAN通信信号详细定义，利用CANoe中的CANdb++Editor进行数据库文件编制，CAN DBC文件中详细定义CAN总线报文的长度、ID、发送周期、信号长度、起始位和信号值等信息。DBC文件的作用：一方面是关联Panel Designer测试面板中的操作控件，用以改变仿真测试时CAN信号的值；另一方面是仿真测试过程中，能够通过CANoe的Trace窗口对信号进行解析，方便直观地查看信号值的改变，进一步观察仪表的功能表现。

由网络架构得知IC位于娱乐信息网段上，该网段共有7个网络节点，即TPMS、PEPS、360、AC、RRS、TICE、IC，其中IC需要连接实物零件进行测试，因此CAN DBC数据库文件不需要定义IC节点发送的CAN报文，编辑好的CAN DBC数据库文件见图1。

2.2 仿真测试网络

由整车网络架构得知，整车网络共分为5个网段，即动力信息PCAN、车身信息BCAN、底盘信息CCAN、远程网段TCAN和娱乐信息ICAN。IC位于娱乐信息网段，因此在利用CANoe软件建立网络测试环境时，只需建立娱乐信息网段即可，IC需要其他网段的信息都通过网关转发到ICAN上。

表1 IC功能显示

IC网络节点位于信息娱乐网段 （ICAN）上，该网络还包含了胎压模块 （TPMS）、空调控制模块 （AC）、多媒体车机 （TICE）、网关控制器 （ICAN）、360全景 （360DV）、倒车雷达系统 （RRS）。将CANoe默认的CAN网络更名为CAN_IC测试网络，便于区分，在CAN_IC网络的Nodes节点管理下，新建立6个网络节点，分别为ECU1、ECU2、ECU3、ECU4、ECU5和ECU6，这6个仿真节点将是待测IC所在娱乐信息网段的TPMS、AC、360、RRS、GWICAN、TICE节点。6个网络节点参数皆为默认，还未与任何数据关联，无法进行实际的仿真测试。

表2 总线信号详细定义

2.3 仿真测试节点与DBC数据库关联

在CAN_IC网络的Databases下导入DBC数据文件，将以上新建的6个网络仿真测试节点分别与DBC数据库中定义节点关联，通过右键点击仿真节点进行Configuration设置，将Network node项选择为DBC文件中对应的节点，这样仿真节点所收发报文信号就与DBC中的节点关联。图2为已经关联好的测试网络拓扑。

2.4 PanelDesigner制作测试界面

CANoe软件自带的Panel Designer插件，提供大量可以与Signal信号关联的控件，如Button、Check Box、LCD Control、Track Bar、Radio Button、Input／Output Box等，控件与DBC中的Signa或者Environment Variable信号关联后，可以改变相关控件状态进行仿真信号值的更改，进而观察仪表功能的表现，进而评判仪表功能是否符合设计需求。

Panel Designer中控件与DBC数据中的信号关联方式常用的有以下两种：①Singal： 即控件与DBC中的某一条Message中的具体信号关联，通过更改控件状态或输入具体值，来改变仿真时信号的值，本文中控件与信号关联都为Singal关联。②Environment Variable： 即控件与DBC信号的环境变量进行关联，通过更改控件状态，对信号对应的环境变量进行，环境变量再将值赋给相应的信号，已达到改变信号的值。此种关联方式在CAPL编程模式常被使用。

本文中建立的测试界面包括一个主控面板和多个分面板，主控面板通过多个Panel Control Button按钮打开其他分面板，主控面板见图3。包括如下内容。

图1 DBC数据库文件

图2 测试网络拓扑

图3 测试主控面板

1）PEPS 测试PEPS系统所有提示项测试，包括未发现钥匙，踩制动起动，请挂P／N挡起动发动机，起动开关故障，遥控钥匙电量低等测试。

2）TPMS 测试胎压系统障报警，轮胎压力值实时显示，高低压报警及轮胎温度显示等测试。

3）指示表 包括燃油表、转速表、水温表、车速表等测试。

4）指示灯 包括转向指示灯、远光灯、近光灯、前雾灯、后雾灯、危险报警灯等测试，发动机、安全气囊、变速器等相关工作、故障指示灯测试。

5）EPB／AVH 包括两大系统的正常工作指示灯，故障报警指示灯等内容测试。

6）安全带 包括前、后排安全带未系提示，指示灯与声音效果测试，以及行车过中安全带与车速、门开等信号关联策略的逻辑测试。

7）门开指示 包括车门状态、前舱盖、尾门状态指示，以及相关的逻辑策略功能测试。

8）变速器挡位提示 包括变速器升降挡提示，变速器挡位显示相关内容测试。

9）ADAS 包括ADAS时距设置显示，系统工作状态和故障等内容测试。

10）ACC模式 包括ACC模式选择，模式内容显示，系统状态相关功能测试。

11）ACC目标模式 包括ACC目标1、目标2、目标3、目标4、目标5、目标6的相关功能测试。

12）整车电源挡位 用于改变整车在总线上的电源挡位信息。

将主控面板中的TPMS、EPB／AVH、变速器挡位、指示表和ACC目标显示分面板打开，如图4所示。

图4 测试面板

2.5 测试系统连接

测试系统包括测试PC、CANoe、组合仪表、线束若干、12V供电电源 （220V转12V）、OBD头等，测试系统连接原理图和实物见图5。

图5 系统测试连接图

3 系统功能测试

测试系统连接完毕后，需要对测试系统进行调试。调试分为两部分：一部分是仿真网络调试，即首先给IC通电，IC会进行自检状态，会发出大概3s的鸣叫，自检完成后，由于总线报文丢失，IC所有故障灯亮起。此时打开CANoe软件，运行总线仿真网络，CANoe会将ICAN上除了IC发送报文，其余所有报文都发送至总线上，IC故障灯熄灭，回到正常工作状态，仿真网络调试OK；另一部分为测试面板调试，可以随意点击几个指示灯控制控件，观察仪表指示灯状态，指示灯能够按照控件值的更改而亮灭，则测试面板没问题。两部分调试完毕后，进行所有功能测试。

组合仪表的功能项较多，本文以胎压系统部分内容测试作为演示，打开主控面板中的TPMS Panel控制子面板，进行相关控件输入的设置：胎压系统故障信号：设定系统正常；左前轮压力：正常，压力值为2.84bar；温度设置30摄氏度；右前轮压力：正常，压力值为2.0bar；左后轮压力：正常，压力值为3.5bar；右后轮压力：压力信息丢失。以上信号通过控制面板设定后，观察CANoe的Trace窗口信号变化和仪表功能显示，实际测试结果见图6。

可以看到，CANoe仿真报文Trace窗口显示值和控制面板设置的值相等，而实测组合仪表的胎压显示和报警提示测试符合设计需求，测试结果见表3。

除了IC以上功能的测试，对于仪表新增的功能，该方法也可以很方便快捷的进行测试，只需向CANDBC文件中增加所需报文Message及具体信号Signal，重新导入CAN_IC网路的database中，再添加相关控件并关联新增信号，即可进行功能测试，还可以进行相关的逻辑设定，进行仪表逻辑功能的验证。

4 结束语

本文通过总线开发工具CANoe、DBC数据库文件和Panel Designer，提出一种简单有效的仪表功能测试方法，测试设备较少，系统连接简易，操作简便。可用于仪表开发过程中的功能测试和验证，该方法测试用时少，测试结果直观，有利于缩短仪表开发周期和测试成本，也可用于故障件的问题排查，对仪表开发工程人员具有一定的帮助。

图6 测试结果

表3 仪表功能测试结果