韓可強(qiáng)，裴軍偉，黃家剛，殷振華

（中國汽車技術(shù)研究中心，天津 300300）

近幾年，隨著汽車技術(shù)不斷改進(jìn)與更新，汽車市場進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的階段，在追求價(jià)格日益下降的同時(shí)，還要求汽車的性能得到提高。為了滿足客戶的需求，不同功能單元的ECU運(yùn)用在汽車上，ECU之間通過CAN線或者K線傳輸信號(hào)，速度更快、信號(hào)更穩(wěn)定，卻使汽車的系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜。汽車控制的電子化增加了汽車診斷維修工作的難度，特別是對一些故障的測試，需要對故障的策略了解得很清楚，使用一些信號(hào)模擬設(shè)備，去制造相應(yīng)的故障。由于傳統(tǒng)的測試方法已不能達(dá)到要求，為此很多主機(jī)廠迫切的需要改進(jìn)診斷測試方法，從而提高效率和測試精度，節(jié)約開支。本文主要介紹通過CAPL語言程序的編寫，CANoe控制CAPL程序，LabVIEW用來實(shí)現(xiàn)上位，控制CANoe，使CAPL程序與LabVIEW相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)診斷自動(dòng)化。

1LabVIEW概述

1.1 LabVIEW簡單介紹

LabVIEW是通用的編程系統(tǒng)，有一個(gè)完成所有編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫。LabVIEW還有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，比如設(shè)置斷點(diǎn)、以動(dòng)畫方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序 （子VI）的結(jié)果、單步執(zhí)行等，便于程序的調(diào)試。LabVIEW提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器 （如示波器、萬用表）類似的控件，可用來方便創(chuàng)建用戶界面。

1.2 LabVIEW優(yōu)點(diǎn)

1）測試測量 LabVIEW最初就是為測試測量而設(shè)計(jì)的，因而測試測量也是現(xiàn)在LabVIEW最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

2）控制 控制與測試是兩個(gè)相關(guān)度很高的領(lǐng)域，從測試起家的LabVIEW首先拓展至控制領(lǐng)域。LabVIEW擁有專門用于控制領(lǐng)域的模塊——LabVIEWDSC。除此之外，工業(yè)控制領(lǐng)域常用的設(shè)備、數(shù)據(jù)線等也帶有相應(yīng)的Lab－VIEW驅(qū)動(dòng)程序。使用LabVIEW能很方便地編制各種控制程序。

3）仿真 LabVIEW包含了各種各樣的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，特別適合模擬、仿真、原型設(shè)計(jì)等工作。

4）快速開發(fā) 熟練使用LabVIEW去開發(fā)新的程序或項(xiàng)目，可以縮短開發(fā)時(shí)間。

5）跨平臺(tái) LabVIEW具有良好的平臺(tái)一致性。Lab－VIEW的代碼不需做任何修改就能運(yùn)行在三大臺(tái)式機(jī)操作系統(tǒng)上：Windows、Mac OS及Linux。并且LabVIEW還支持多種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和嵌入式設(shè)備，比如常見的PDA、FPGA以及運(yùn)行VxWorks和PharLap系統(tǒng)的RT設(shè)備。

本測試系統(tǒng)中，LabVIEW的應(yīng)用使測試平臺(tái)更統(tǒng)一，各程序之間可以相互聯(lián)系，又不會(huì)相互沖突。LabVIEW建立的上位界面，實(shí)現(xiàn)一鍵式的選擇測試。

2 診斷自動(dòng)化測試平臺(tái)

2.1 硬件的設(shè)計(jì)

由于診斷測試故障中主要測試幾大類故障，包括：①電源電壓過壓、欠壓故障；②報(bào)文丟失故障；③節(jié)點(diǎn)丟失故障；④極限電壓下ECU檢測故障的能力測試；⑤ECU診斷故障記錄能力的測試；⑥總線關(guān)閉故障；⑦Limphome故障（若節(jié)點(diǎn)有網(wǎng)絡(luò)管理）。

根據(jù)測試的故障，需要用到的硬件有程控電源 （控制15、30電，能夠控制電壓的變化，變化范圍一般在0～36 V），主要是針對電壓變化或者電源掉電下的測試，CANstress（通過干擾總線幀的傳輸，用來制造總線關(guān)閉故障），VTSystem（用來模擬負(fù)載，可以模擬電壓、電流以及許多模擬量），CANcase（信號(hào)的交互設(shè)備，用來DUT與CANoe的交互），各個(gè)硬件之間通過數(shù)據(jù)線相連接，合理布置在機(jī)柜上，而機(jī)柜通過接口與電腦結(jié)合，通過程序控制機(jī)柜里的每個(gè)硬件。圖1為診斷自動(dòng)化測試硬件圖。

圖1 診斷自動(dòng)化測試硬件圖

從圖1中可以看出：測試的時(shí)候，主要是測試機(jī)柜與臺(tái)架、電腦、DUT之間的連接，通過LabVIEW的上位程序，控制CANoe的運(yùn)行，達(dá)到測試的目的。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

1）首先是通過CANdelastudio編寫診斷數(shù)據(jù)庫，可以只編寫診斷測試中與讀故障相關(guān)的服務(wù)和診斷故障，此CDD編寫好后，導(dǎo)入到CANoe中，作為一個(gè)數(shù)據(jù)庫，在編寫程序時(shí)，可以調(diào)用里面的參數(shù)，讀每一種故障在CDD中都有相對應(yīng)的故障碼，引用到程序中。

2）編寫好通信矩陣的數(shù)據(jù)庫DBC。需要發(fā)送和接收的信號(hào)，在DBC都應(yīng)該編寫，導(dǎo)入到CANoe中，也是作為一個(gè)數(shù)據(jù)庫，可以通過建立仿真節(jié)點(diǎn)，調(diào)用DBC的報(bào)文，通過功能函數(shù)，直接控制報(bào)文的停止和發(fā)送。

3）程控電源的功能函數(shù)。每個(gè)程控電源都有屬于它本身的功能函數(shù)，通過CAPL編程，用程序?qū)崿F(xiàn)電源的開關(guān)和調(diào)節(jié)電壓的大小，生成相應(yīng)的CIN函數(shù)庫，導(dǎo)入到相對應(yīng)的測試主程序中，就能直接控制程控電源。

4）CANstress通過與CAPL相兼容的功能函數(shù)，編寫程序，控制CANstress的運(yùn)行以及其干擾的參數(shù)，在哪個(gè)診斷測試用例中，需要用到，直接添加。

5）診斷配置表。需要測試哪幾類故障，通過診斷配置表，提取相對應(yīng)的CIN，導(dǎo)入主程序，測試不同的單節(jié)點(diǎn)，可以使用通用的配置表。在主控界面，選擇好配置表后，就能生成相應(yīng)的CIN。在測試中，可以根據(jù)需要選擇測試用例。這些測試用例在主程序中和配置表中位置是相互對應(yīng)的，所以在測試前，先要對配置表進(jìn)行完善，需要測試哪些故障。

6）CIN函數(shù)庫，主要是針對不同的硬件，需要建立相應(yīng)的CIN，導(dǎo)入到CAPL主程序中，實(shí)現(xiàn)各硬件間的交互，以及與LabVIEW上位的交互，從而滿足要求。

在診斷測試主程序中，主要是集合每個(gè)CIN函數(shù)庫，每個(gè)故障的制造產(chǎn)生，讀取，怎樣恢復(fù)，判斷的條件，生成相應(yīng)的報(bào)告，都可以通過程序控制。

總之，上位需要的函數(shù)，所有硬件自控的函數(shù)，都可以通過主程序結(jié)合在一起，需要什么，在相應(yīng)的位置處添加，從而實(shí)現(xiàn)不同的功能，程序可調(diào)節(jié)性比較大。

3 測試過程及結(jié)果驗(yàn)證

先根據(jù)要求，將各硬件連接正確，根據(jù)測試的單節(jié)點(diǎn)編制CDD和DBC，在CANoe中導(dǎo)入，根據(jù)需要測試的故障，配置好診斷的配置表。由于提取配置表的CIN，所以每一個(gè)故障都是以變量的形式在程序中定義的，只要上位提取的是什么故障，都可以測試，通用性比較強(qiáng)。當(dāng)所有需要的配置已完成，對硬件通電，打開LabVIEW的主界面，通過LabVIEW的運(yùn)行，打開上位的界面，在界面中選擇好配置表，生成CIN函數(shù)，其他的配置好以后，點(diǎn)擊開始運(yùn)行按鈕，整個(gè)測試只需要十幾分鐘。測試完成后，自動(dòng)生成測試報(bào)告，報(bào)告存放的路徑前期已設(shè)定好，根據(jù)報(bào)告，分析故障是否符合主機(jī)廠的要求。圖2為診斷自動(dòng)化工作流程圖，圖3為診斷自動(dòng)化測試平臺(tái)，圖4為診斷上位界面。

圖2 診斷自動(dòng)化工作流程圖

圖3 診斷自動(dòng)化測試平臺(tái)

圖4 診斷上位界面

4 結(jié)束語

隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，越來越多的診斷測試方法應(yīng)運(yùn)而生。選擇一種方法，提高測試效率和精度是每個(gè)主機(jī)廠所要求的。此診斷測試自動(dòng)平臺(tái)的建立，是建立在以前診斷故障測試的基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用CANoe中CAPL編程，通過程序控制各硬件的運(yùn)行，模擬不同的故障條件，運(yùn)用Lab－VIEW 來實(shí)現(xiàn)上位，通過一鍵式啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同類型的故障測試。此平臺(tái)最大的優(yōu)勢就是節(jié)約成本，提高效率，對于初學(xué)者，也可以測試，不需要過多地了解協(xié)議。測試后的報(bào)告，簡單明了，易于分析。相信在不久的將來，更多合理的診斷自動(dòng)化測試方法會(huì)更好地運(yùn)用到汽車行業(yè)中。