CN107222362B - 一种整车can网络自动化测试平台及其优化方法 - Google Patents

一种整车can网络自动化测试平台及其优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车测试控制领域，涉及一种整车CAN网络自动化测试平台及其优化方法。所述测试平台包括依次相连的待测控制器、仿真装置和主机，待测控制器连接至指示仪表，仿真装置包括CANoe单元、CAN总线干扰仪和CAN总线数字示波器。所述优化方法包括：用CANoe单元模拟车上的各个节点的待测控制器，对每个待测控制器进行建模，利用建立的模型对CAN网络上的节点数据进行测试；测试CAN网络的应用层、物理层、数据链路层；在真实的负载情况下，通过CANoe单元监测CAN网络的通讯能力，并与前两个步骤的测试结果进行对比分析，对CAN网络进行修改或调整。本发明所述测试平台及其优化方法效率高、扩展性好，有效降低了数据传输的出错率，确保了通讯的可靠性。

Description

一种整车CAN网络自动化测试平台及其优化方法
技术领域
本发明属于汽车测试控制领域，具体涉及一种整车CAN网络自动化测试平台及其优化方法。
背景技术
目前，CAN网络(Controller Area Network,控制器局域网络)越来越广泛应用于汽车通信，整车CAN网络的要求也随之变得越来越高，相关的测试要求也变得越发严格。许多企业针对这一问题开发自己的CAN网络测试平台，以监控CAN网络的运行，发现其中节点的问题，进而改进CAN网络及相关节点。但是，CAN网络的发展日新月异，各种相关测试系统平台不断增加，控制器更新换代很快，所以CAN网络测试平台优化也要跟上产品更新的速度。目前，检测CAN网络运行效果的平台并不多，而对该平台可靠性进行验证和优化的方法则寥寥无几。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种整车CAN网络自动化测试平台及其优化方法。
本发明解决问题的技术方案是：提供一种效率高、扩展性好且有效地降低了数据传输的出错率，确保了通讯的可靠性的整车CAN网络自动化测试平台及其优化方法，所述整车CAN网络自动化测试平台，包括依次相连的待测控制器、仿真装置和主机，所述待测控制器连接至指示仪表，所述主机连接有显示屏，所述仿真装置包括：
CANoe单元，用于对CAN网络进行建模并将建模后的信号传送至主机，且能够实时监测从待测控制器发来的CAN网络信号并将其进行转化后传送至主机；
CAN总线干扰仪，用于对从待测控制器采集到的CAN报文进行解析后发送给主机，用于测试来自外界的干扰或模拟产生干扰信号，验证整车CAN网络自动化测试平台是否能稳定工作，并将验证结果发送至主机；
CAN总线数字示波器，用于监测从待测控制器发来的CAN网络波形并将其进行转换后发送至主机，把干扰源对CAN网络产生的影响信息进行数据格式转化后传递给主机。
进一步地，所述指示仪表设置有运行正常指示灯、运行错误指示灯、CAN接口状态指示灯、电源状态指示灯和3个CAN接口，所述3个CAN接口分别用于连接CANoe单元、CAN总线干扰仪和CAN总线数字示波器。
进一步地，所述仿真装置设有机柜，所述机柜上设置有控制按钮和开始工作信号模拟量输入口，所述开始工作信号模拟量输入口设有匹配的能够旋动的钥匙，所述开始工作信号模拟量输入口通过硬线与待测控制器连接。
进一步地，所述机柜上还设置有调节式电阻器。
进一步地，所述待测控制器包括整车控制器、电机控制器、电池管理控制器。
所述整车CAN网络自动化测试平台的优化方法，包括如下步骤：
(1)用CANoe单元模拟车上的各个节点的待测控制器，并对每个待测控制器进行建模，然后利用建立的模型对CAN网络上的节点数据进行测试；
(2)测试CAN网络的应用层、物理层、数据链路层，自动化测试保证了测试结果的高效性、准确性；
(3)在CAN网络中采用真实的节点和待测控制器，运行整车CAN网络自动化测试平台，在真实的负载情况下，通过CANoe单元来实时监测CAN网络的通讯能力，并与步骤(1)和步骤(2)的测试结果进行对比分析，根据对比结果对CAN网络进行修改或调整。
进一步地，步骤(1)包括：
(1.1)模拟车辆各类开关值以及模拟量值，测试CAN网络的反应，测试的信号包括油门信号、刹车信号、电池的电压和电流信号、请求扭矩转速信号、电机的电压和电流信号、电机转速扭矩信号；
(1.2)测试过程中记录测试结果及异常信息；
(1.3)将测试结果和异常信息通过CAN线发送至主机。
进一步地，步骤(2)中，对数据链路层进行测试时，通过CAN总线干扰仪对CAN总线的数据报文进行干扰，测试CAN网络在信号干扰和失效时能否稳定工作；
对物理层进行测试时，通过CAN总线干扰仪对CAN网络的总线信号、物理电平和逻辑电位进行干扰，模拟实际工况中的断路、短路，模拟不同长度的传输电缆，对报文特定位进行干扰，检查总线的抗干扰能力；
其中：
对应用层的测试包括：节点休眠唤醒功能测试、网络管理功能测试；网关测试、错误帧频率测试；电压影响测试、总线物理故障测试；节点故障自恢复能力测试、通讯失败的故障诊断功能测试；接收数据一致性测试、通讯周期精度测试；
对物理层的测试包括：节点差分电阻测试、总线终端电阻测试、CAN总线的物理电平测试；
对数据链路层的测试包括：采样点测试、同步跳转宽度测试、错误检测和标定测试。
进一步地，步骤(2)中，通过CAN总线数字示波器记录总线电平状态，并对总线电平进行初步解析，对CAN报文进行收发和分解并逐条分析。
优选地，步骤(2)中，在对数据链路层的测试中，所述采样点测试为对CAN控制器的采样点时间的测试，通过CANoe单元、CAN总线数字示波器、CAN总线干扰仪协同工作，CANoe单元用来检测错误，CAN总线数字示波器用来查看总线电平，CAN总线干扰仪用来干扰所需观察的位。
优选地，步骤(3)中，对CAN网络进行实时检测时，检查真实节点是否符合仿真，对CAN网络进行最终验证检查，所述最终验证检查包括：
所有节点正常工作时的网络负载信息、网络上错误帧信息、信号的有效性，各个报文的周期；
用模拟控制器模拟车辆整车的运行，检测网络运行状态；
通过CAN总线干扰仪干扰CAN网络，用CANoe单元和CAN总线数字示波器监测CAN网络的运行，检查车辆CAN网络故障恢复能力。
进一步地，步骤(3)中，在CAN网络中采用真实的节点和待测控制器时，能选择性地接入一个或若干个待测控制器；所述CAN网络自动化测试平台针对测试结果生成测试报告。
本发明的有益效果为：
1.针对性强，能选择性的接入一个或若干个的指定的待测控制器，对特定情况进行验证；
2.效率高，只需将模拟和接入的待测控制器对比，即可判断平台使用效果，有利于减少测试时间，提高优化效率；
3.扩展性好，通过所述优化方法，不仅能验证平台可靠性，还能扩充平台功能；
4.通过使用CANoe单元对CAN网络上每个待测控制器进行建模，然后通过CAN网络与各个部件之间进行通讯，模拟整车的正常运行，验证CAN网络的运行，并且能够检测到每个网络节点所发送的数据是否正常、报文是否存在冲突、负载率是否满足要求，能够对现有的整车通讯协议进行验证与改进，并且也能够利于新系统的CAN网络的测试以及通讯协议的制定。有效地降低了数据传输的出错率，确保了通讯的可靠性，提高了CAN网络测试平台的可靠性、正确性、高效性，克服了现有技术中存在的不足。
附图说明
图1是本发明所述的整车CAN网络自动化测试平台的结构示意框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步的说明。
如图1所示，所述整车CAN网络自动化测试平台，包括依次相连的待测控制器、仿真装置和主机，所述待测控制器连接至指示仪表，所述主机连接有显示屏，所述仿真装置包括：
CANoe单元，用于对CAN网络进行建模并将建模后的信号传送至主机，且能够实时监测从待测控制器发来的CAN网络信号并将其进行转化后传送至主机；
CAN总线干扰仪，用于对从待测控制器采集到的CAN报文进行解析后发送给主机，用于测试来自外界的干扰或模拟产生干扰信号，验证整车CAN网络自动化测试平台是否能稳定工作，并将验证结果发送至主机；
CAN总线数字示波器，用于监测从待测控制器发来的CAN网络波形并将其进行转换后发送至主机，把干扰源对CAN网络产生的影响信息进行数据格式转化后传递给主机。
所述指示仪表设置有运行正常指示灯、运行错误指示灯、CAN接口状态指示灯、电源状态指示灯和3个CAN接口；电源正常时电源状态指示灯常亮，不正常电源状态指示灯变红。CAN接口正常时，CAN接口状态指示灯常亮；CAN接口不正常时，CAN接口状态指示灯变红。运行正常时运行正常指示灯绿灯常亮，运行错误时运行正常指示灯灭，运行错误指示灯红灯亮；所述3个CAN接口分别用于连接CANoe单元、CAN总线干扰仪和CAN总线数字示波器。
所述仿真装置设有机柜，所述机柜上设置有控制按钮和开始工作信号模拟量输入口，所述开始工作信号模拟量输入口设有匹配的能够旋动的钥匙，钥匙插入扭转，模拟汽车开始工作信号；所述开始工作信号模拟量输入口通过硬线与待测控制器连接。
所述机柜上还设置有调节式电阻器，用于降低外界对CAN线通讯的干扰。
所述待测控制器包括整车控制器、电机控制器、电池管理控制器。
所述整车CAN网络自动化测试平台的优化方法，包括如下步骤：
(1)用CANoe单元模拟车上的各个节点的待测控制器，并对每个待测控制器进行建模，然后利用建立的模型对CAN网络上的节点数据进行测试；
步骤(1)包括：
(1.1)模拟车辆各类开关值以及模拟量值，测试CAN网络的反应，测试的信号包括油门信号、刹车信号、电池的电压和电流信号、电机的电压和电流信号、电机转速及电机扭矩信号；
(1.2)测试过程中记录测试结果及异常信息；
(1.3)将测试结果和异常信息通过CAN线发送至主机。
(2)测试CAN网络的应用层、物理层、数据链路层，自动化测试保证了测试结果的高效性、准确性；
对数据链路层进行测试时，通过CAN总线干扰仪对CAN总线的数据报文进行干扰，测试CAN网络在信号干扰和失效时能否稳定工作；
对物理层进行测试时，通过CAN总线干扰仪对CAN网络的总线信号、物理电平和逻辑电位进行干扰，模拟实际工况中的断路、短路，模拟不同长度的传输电缆，对报文特定位进行干扰，检查总线的抗干扰能力；
其中：
对应用层的测试包括：节点休眠唤醒功能测试、网络管理功能测试；网关测试、错误帧频率测试；电压影响测试、总线物理故障测试；节点故障自恢复能力测试、通讯失败的故障诊断功能测试；接收数据一致性测试、通讯周期精度测试；
对物理层的测试包括：节点差分电阻测试、总线终端电阻测试、CAN总线的物理电平测试；
对数据链路层的测试包括：采样点测试、同步跳转宽度测试、错误检测和标定测试。
步骤(2)中，通过CAN总线数字示波器记录总线电平状态，并对总线电平进行初步解析，对CAN报文进行收发和分解并逐条分析。
步骤(2)中，在对数据链路层的测试中，所述采样点测试为对CAN控制器的采样点时间的测试，通过CANoe单元、CAN总线数字示波器、CAN总线干扰仪协同工作，CANoe单元用来检测错误，CAN总线数字示波器用来查看总线电平，CAN总线干扰仪用来干扰所需观察的位。
(3)在CAN网络中采用真实的节点和待测控制器，运行整车CAN网络自动化测试平台，在真实的负载情况下，通过CANoe单元来实时监测CAN网络的通讯能力，并与步骤(1)和步骤(2)的测试结果进行对比分析，根据对比结果对CAN网络进行修改或调整。
步骤(3)中，在CAN网络中采用真实的节点和待测控制器时，能选择性地接入一个或若干个待测控制器；所述CAN网络自动化测试平台针对测试结果生成测试报告。
步骤(3)中，对CAN网络进行实时检测时，检查真实节点是否符合仿真，对CAN网络进行最终验证检查，所述最终验证检查包括：
所有节点正常工作时的网络负载信息、网络上错误帧信息、信号的有效性，各个报文的周期；
用模拟控制器模拟车辆整车的运行，检测网络运行状态；
通过CAN总线干扰仪干扰CAN网络，用CANoe单元和CAN总线数字示波器监测CAN网络的运行，检查车辆CAN网络故障恢复能力。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种整车CAN网络自动化测试平台，其特征在于，包括依次相连的待测控制器、仿真装置和主机，所述待测控制器连接至指示仪表，所述主机连接有显示屏，所述仿真装置包括：
CANoe单元，用于对CAN网络进行建模并将建模后的信号传送至主机，且能够实时监测从待测控制器发来的CAN网络信号并将其进行转化后传送至主机；
CAN总线干扰仪，用于对从待测控制器采集到的CAN报文进行解析后发送给主机，用于测试来自外界的干扰或模拟产生干扰信号，验证整车CAN网络自动化测试平台是否能稳定工作，并将验证结果发送至主机；
CAN总线数字示波器，用于监测从待测控制器发来的CAN网络波形并将其进行转换后发送至主机，把干扰源对CAN网络产生的影响信息进行数据格式转化后传递给主机。
2.根据权利要求1所述的整车CAN网络自动化测试平台，其特征在于，所述指示仪表设置有运行正常指示灯、运行错误指示灯、CAN接口状态指示灯、电源状态指示灯和3个CAN接口，所述3个CAN接口分别用于连接CANoe单元、CAN总线干扰仪和CAN总线数字示波器。
3.根据权利要求1所述的整车CAN网络自动化测试平台，其特征在于，所述仿真装置设有机柜，所述机柜上设置有控制按钮和开始工作信号模拟量输入口。
4.根据权利要求3所述的整车CAN网络自动化测试平台，其特征在于，所述机柜上还设置有调节式电阻器。
5.根据权利要求1所述的整车CAN网络自动化测试平台，其特征在于，所述待测控制器包括整车控制器、电机控制器、电池管理控制器。
6.权利要求1～5任一项所述的整车CAN网络自动化测试平台的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)用CANoe单元模拟车上的各个节点的待测控制器，并对每个待测控制器进行建模，然后利用建立的模型对CAN网络上的节点数据进行测试；
(2)测试CAN网络的应用层、物理层、数据链路层；
对物理层进行测试时，通过CAN总线干扰仪对CAN网络的总线信号、物理电平和逻辑电位进行干扰，模拟实际工况中的断路、短路，模拟不同长度的传输电缆，对报文特定位进行干扰，检查总线的抗干扰能力；
对应用层的测试包括：节点休眠唤醒功能测试、网络管理功能测试；网关测试、错误帧频率测试；电压影响测试、总线物理故障测试；节点故障自恢复能力测试、通讯失败的故障诊断功能测试；接收数据一致性测试、通讯周期精度测试；
对物理层的测试包括：节点差分电阻测试、总线终端电阻测试、CAN总线的物理电平测试；
对数据链路层的测试包括：采样点测试、同步跳转宽度测试、错误检测和标定测试；
(3)在CAN网络中采用真实的节点和待测控制器，运行整车CAN网络自动化测试平台，在真实的负载情况下，通过CANoe单元来实时监测CAN网络的通讯能力，并与步骤1和步骤2的测试结果进行对比分析，根据对比结果对CAN网络进行修改或调整。
7.根据权利要求6所述的整车CAN网络自动化测试平台的优化方法，其特征在于，步骤(1)包括：
(1.1)模拟车辆各类开关值以及模拟量值，测试CAN网络的反应，测试的信号包括油门信号、刹车信号、电池的电压和电流信号、电机的电压和电流信号、电机转速及电机扭矩信号；
(1.2)测试过程中记录测试结果及异常信息；
(1.3)将测试结果和异常信息通过CAN线发送至主机。
8.根据权利要求6所述的整车CAN网络自动化测试平台的优化方法，其特征在于，步骤(2)中，对数据链路层进行测试时，通过CAN总线干扰仪对CAN总线的数据报文进行干扰，测试CAN网络在信号干扰和失效时能否稳定工作。
9.根据权利要求8所述的整车CAN网络自动化测试平台的优化方法，其特征在于，步骤(2)中，通过CAN总线数字示波器记录总线电平状态，并对总线电平进行初步解析，对CAN报文进行收发和分解并逐条分析。
10.根据权利要求6所述的整车CAN网络自动化测试平台的优化方法，其特征在于，步骤(3)中，在CAN网络中采用真实的节点和待测控制器时，能选择性地接入一个或若干个待测控制器。
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