CN110928275A

CN110928275A - 多控制器联合hil台架报文丢帧故障注入测试系统及方法

Info

Publication number: CN110928275A
Application number: CN201911273444.1A
Authority: CN
Inventors: 李晓弘; 翟钧; 时鹏; 宋四云; 苏岭; 缪涛
Original assignee: Chongqing Changan New Energy Automobile Technology Co Ltd
Current assignee: Deep Blue Automotive Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-03-27
Anticipated expiration: 2039-12-12
Also published as: CN110928275B

Abstract

本发明公开一种多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统及方法，包括多控制器联合HIL环境模型、上位机、第一通信网络管理模块和虚拟网络管理模块；多控制器联合HIL环境模型包括HIL测试台架和N个控制器，HIL测试台架包括试验管理模块、一个第一通讯板卡和N‑1个第二通讯板卡；N个控制器包括一个待测控制器和（N‑1)个非待测控制器,N≥2，N为整数；各个非待测控制器均对应连接一个第二通讯板卡，通过各控制器、第一通讯网络和虚拟网络之间的逻辑关系，能够对任意选取的特定控制器的任意报文进行任意时间的丢帧模拟，通过故障注入后的测试数据分析评估某一帧报文发生丢帧故障后对多控制器构成的系统的影响。

Description

多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统及方法

技术领域

本发明涉及HIL测试系统故障注入测试领域，尤其涉及一种多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统方法。

背景技术

HIL 测试（硬件在环测试）是新能源车整车控制策略V 流程开发中系统集成测试重要的验证方式。除了能够缩短控制器的开发周期和降低开发成本外，HIL 测试环节先于实车测试，利用硬件在环测试环境可进行部分极限工况测试，能够避免在实车测试时的风险。它通过搭建测试模型，模拟整车控制器运行的虚拟工作环境，通过变化各种不同的输入条件，观察控制器的输出，检测功能逻辑正确性和控制策略的合理性。

目前，HIL测试系统在新能源汽车领域得到广泛应用。但HIL测试系统目前多用于单控制器的测试，如整车控制器、电池管理系统、电机控制器等。HIL测试系统也被部分企业应用于纯电动汽车大三电（电控、电机、电池）联合测试。在多个控制器联合的HIL测试台架中，各控制器与HIL测试台架上的通讯板卡通过硬线连接（如CAN通讯，则为双绞线连接），由上位机通过环境模型及试验管理软件进行报文收发配置后，HIL测试台架的通讯板卡将控制器发出的报文发至台架构成的通讯网络上。同时，各控制器也可通过通讯板卡接收通讯网络上其它控制器发出的报文，台架通讯板卡可将报文通过硬线传输给控制器，台架构成的通讯网络与整车通讯网络相同，各控制器报文自动收发，而HIL测试台架只能针对单个通讯板卡进行通讯报文丢帧故障注入测试，一旦通讯板卡间形成通讯网络，各控制器正常工作后，HIL测试台架无法对任意控制器的特定报文进行丢帧故障注入模拟测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统及方法，能对任意选取的特定控制器的任意报文进行任意时间的丢帧模拟，通过故障注入后的测试数据分析评估某一帧报文发生丢帧故障后对多控制器构成的系统的影响。

为实现上述目的，本发明提供了一种多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统，包括多控制器联合HIL环境模型、上位机、用于提供第一通讯网络的第一通信网络管理模块和用于创建虚拟网络的虚拟网络管理模块；多控制器联合HIL环境模型包括HIL测试台架和N个控制器，HIL测试台架包括试验管理模块、一个第一通讯板卡和N-1个第二通讯板卡；N个控制器包括一个用于进行报文丢帧故障测试的待测控制器和（N-1)个用于不做故障注入的非待测控制器,N≥2，N为整数；

各个非待测控制器均对应连接一个第二通讯板卡，第二通讯板卡与第一通讯网络管理模块映射连接；待测控制器与第一通讯板卡通过信号线连接，各个非待测控制器与第一通讯板卡映射连接；第一通讯板卡与虚拟网络管理模块映射连接，虚拟网络管理模块与第一通讯网络管理模块映射连接；上位机与虚拟网络管理模块连接。

进一步，还包括报文读取工具。

进一步，当N=3时，3个控制器分别为电控控制器、电机控制器和电池控制器。

进一步，通过上位机设置虚拟网络管理模块并创建虚拟网络。

本发明还提供了一种多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试方法，采用本发明所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统，其方法包括以下步骤：

S1）建立多控制器联合HIL环境模型并新建一虚拟网络，搭建虚拟网络的虚拟网络接口模型，搭建第一通讯网络的第一通讯网络接口模型；

S2）将非待测控制器中的报文转发至虚拟网络中的第一通讯板卡上，台架上电调试，确认第一通讯板卡是否接收到非待测控制器发送的全部报文信息；如果否，则重复步骤S2）；如果是，则进行步骤S3）；

S3）将待测控制器发出的报文发送至虚拟网络中的第一通讯板卡上，并将第一通讯板卡中非待测控制器发出的报文转发到待测控制器中，台架上电调试，确认虚拟网络上的待测控制器是否能够正常工作；如果否，则重复步骤S3）；如果是，则进行步骤S4）；

S4）将虚拟网络中的第一通讯板卡上收到的待测控制器的报文转发到第一通讯网络中各非待测控制器所对应的第二通讯板卡上，台架上电调试，确认非待测控制器是否能够正常工作；如果否，则重复步骤S4），如果是，则进行步骤S5）；

S5）使用HIL测试台架的试验管理模块，对待测控制器转发出的待测报文进行丢帧设置，观测丢帧故障注入后对系统的影响。

进一步，在执行步骤S2）之前，还包括通过试验管理模块配置非待测控制器的报文映射对象。

进一步，在步骤S2）中，台架上电调试，确认第一通讯板卡是否接收到非待测控制器发送的全部报文信息，具体步骤为：将报文读取工具连接至第一通讯板卡，确认第一通讯板卡上所收到的非控制器的全部报文是否能够被正常读取。

进一步，在步骤S3）中，将待测控制器发出的报文发送至虚拟网络中的第一通讯板卡上，具体步骤为：在虚拟网络接口模型中搭建待测控制器的报文收发逻辑，将待测控制器中的通讯协议加载至第一通讯板卡的关联文件中，并配置待测控制器的报文映射对象，将待测控制器的报文发送至第一通讯板卡上。

进一步，在步骤S4）中，将虚拟网络中的第一通讯板卡上收到的待测控制器的报文转发到第一通讯网络中各非待测控制器所对应的第二通讯板卡上，具体步骤为：在第一通讯网络接口模型建立接收待测控制器的报文收发逻辑，再将第一通讯板卡上收到的待测控制器的报文通过虚拟网络转发到第一通讯网络中，并通过第一通讯网络发送至各非待测控制器对应的第二通讯板卡上，确认第一通讯网络中的非待测控制器的报文收发是否完整，如果否，则重复步骤S4）；如果是，则通过台架上电调试。

进一步，在步骤S5）中，还包括以下步骤：通过试验管理模块，设置丢帧时长并激活故障注入，观测多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统中，待测控制器和非待测控制器的响应情况及系统工作情况，对比台架测试结果与预期结果是否一致并记录，完成故障注入测试。

本发明与现有技术相比较具有以下优点：

本发明的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统及方法，操作方便，能够对任意选取的特定控制器的任意报文进行任意时间的丢帧模拟，通过故障注入后的测试数据分析评估某一帧报文发生丢帧故障后对多控制器构成的系统的影响，为特定报文通讯故障测试提供了可能，能够将丢帧故障可能导致的对驾驶员较危险的实车工况前移到安全的HIL测试环节，降低了实车问题整改的成本，提高了系统验证的效率；能够将特定报文丢帧测试这一整车厂诊断方案设计的诊断项进行有效的测试，能够减少故障诊断功能项测试遗漏和因测试项缺失可能导致的实车功能安全风险。

附图说明

图1为本发明所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统的逻辑关系图；

图2为本发明所述多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试方法的流程图。

图中：

1-上位机；2-第一通信网络管理模块；3-虚拟网络管理模块；42-第一通讯板卡，43-第二通讯板卡；51-待测控制器，52-非待测控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

参见图1所示，本实施例公开了一种多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统，包括多控制器联合HIL环境模型、上位机1、用于提供第一通讯网络的第一通信网络管理模块2和用于创建虚拟网络的虚拟网络管理模块3；多控制器联合HIL环境模型包括HIL测试台架和N个控制器，HIL测试台架包括试验管理模块、一个第一通讯板卡42和N-1个第二通讯板卡43；N个控制器包括一个用于进行报文丢帧故障测试的待测控制器51和（N-1)个用于不做故障注入的非待测控制器52,N≥2，N为整数。

各个非待测控制器52均对应连接一个第二通讯板卡43，第二通讯板卡43与第一通讯网络管理模块2映射连接；待测控制器51与第一通讯板卡42通过信号线连接，各个非待测控制器52与第一通讯板卡42映射连接；第一通讯板卡42与虚拟网络管理模块3映射连接，虚拟网络管理模块3与第一通讯网络管理模块2映射连接；上位机1与虚拟网络管理模块3连接。信号线例如为CAN总线，在其他实施例中，可以为其他种类的信号线。在本实施例中，试验管理模块中设置有试验管理软件，能够配置报文的收发逻辑。N个控制器为不同的控制器。

HIL测试台架能够对信号进行调理、输入或输出和虚拟车辆模型运行；上位机能够进行模型搭建、模型编译和对测试过程或结果监控。

在本实施例中，还包括报文读取工具。

在本实施例中，当N=3时，3个控制器分别为电控控制器、电机控制器和电池控制器。

在本实施例中，通过上位机1设置虚拟网络管理模块3并创建虚拟网络。

参见图2所示，本实施例还公开一种多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试方法，采用本实施例中所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统，其方法包括以下步骤：

S1）建立多控制器联合HIL环境模型并新建一虚拟网络，搭建虚拟网络的虚拟网络接口模型，搭建第一通讯网络的第一通讯网络接口模型。

S2）将非待测控制器中的报文转发至虚拟网络中的第一通讯板卡上，台架上电调试，确认第一通讯板卡是否接收到非待测控制器发送的全部报文信息；如果否，则重复步骤S2）；如果是，则进行步骤S3）。

S3）将待测控制器发出的报文发送至虚拟网络中的第一通讯板卡上，并将第一通讯板卡中非待测控制器发出的报文转发到待测控制器中，台架上电调试，确认虚拟网络上的待测控制器是否能够正常工作；如果否，则重复步骤S3）；如果是，则进行步骤S4）。

S4）将虚拟网络中的第一通讯板卡上收到的待测控制器的报文转发到第一通讯网络中各非待测控制器所对应的第二通讯板卡上，台架上电调试，确认非待测控制器是否能够正常工作；如果否，则重复步骤S4），如果是，则进行步骤S5）。

在本实施例中，在执行步骤S2）之前，还包括通过试验管理模块配置非待测控制器的报文映射对象。

在本实施例中，在步骤S2）中，台架上电调试，确认第一通讯板卡是否接收到非待测控制器发送的全部报文信息，具体步骤为：将报文读取工具连接至第一通讯板卡，确认第一通讯板卡上所收到的非控制器的全部报文是否能够被正常读取。

在本实施例中，在步骤S3）中，将待测控制器发出的报文发送至虚拟网络中的第一通讯板卡上，具体步骤为：在虚拟网络接口模型中搭建待测控制器的报文收发逻辑，将待测控制器中的通讯协议加载至第一通讯板卡的关联文件中，并配置待测控制器的报文映射对象，将待测控制器的报文发送至第一通讯板卡上。

在本实施例中，在步骤S4）中，将虚拟网络中的第一通讯板卡上收到的待测控制器的报文转发到第一通讯网络中各非待测控制器所对应的第二通讯板卡上，具体步骤为：在第一通讯网络接口模型建立接收待测控制器的报文收发逻辑，再将第一通讯板卡上收到的待测控制器的报文通过虚拟网络转发到第一通讯网络中，并通过第一通讯网络发送至各非待测控制器对应的第二通讯板卡上，确认第一通讯网络中的非待测控制器的报文收发是否完整，如果否，则重复步骤S4）；如果是，则通过台架上电调试。

在本实施例中，在步骤S5）中，还包括以下步骤：通过试验管理模块，设置丢帧时长并激活故障注入，观测多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统中，待测控制器和非待测控制器的响应情况及系统工作情况，对比台架测试结果与预期结果是否一致并记录，完成故障注入测试。

本实施例中所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统及方法，操作方便，能够对任意选取的特定控制器的任意报文进行任意时间的丢帧模拟，通过故障注入后的测试数据分析评估某一帧报文发生丢帧故障后对多控制器构成的系统的影响，为特定报文通讯故障测试提供了可能，能够将丢帧故障可能导致的对驾驶员较危险的实车工况前移到安全的HIL测试环节，降低了实车问题整改的成本，提高了系统验证的效率；能够将特定报文丢帧测试这一整车厂诊断方案设计的诊断项进行有效的测试，能够减少故障诊断功能项测试遗漏和因测试项缺失可能导致的实车功能安全风险。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统，其特征是：包括多控制器联合HIL环境模型、上位机（1）、用于提供第一通讯网络的第一通信网络管理模块（2）和用于创建虚拟网络的虚拟网络管理模块（3）；多控制器联合HIL环境模型包括HIL测试台架和N个控制器，HIL测试台架包括试验管理模块、一个第一通讯板卡（42）和N-1个第二通讯板卡（43）；N个控制器包括一个用于进行报文丢帧故障测试的待测控制器（51）和（N-1)个用于不做故障注入的非待测控制器（52）,N≥2，N为整数；

各个非待测控制器（52）均对应连接一个第二通讯板卡（43），第二通讯板卡（43）与第一通讯网络管理模块（2）映射连接；待测控制器（51）与第一通讯板卡（42）通过信号线连接，各个非待测控制器（52）与第一通讯板卡（42）映射连接；第一通讯板卡（42）与虚拟网络管理模块（3）映射连接，虚拟网络管理模块（3）与第一通讯网络管理模块（2）映射连接；上位机（1）与虚拟网络管理模块（3）连接。

2.根据权利要求1所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统，其特征是：还包括报文读取工具。

3.根据权利要求1所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统，其特征是：当N=3时，3个控制器分别为电控控制器、电机控制器和电池控制器。

4.根据权利要求1所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统，其特征是：通过上位机（1）设置虚拟网络管理模块（3）并创建虚拟网络。

5.一种多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试方法，其特征是：采用如权利要求1所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统，其方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试方法，其特征是：在执行步骤S2）之前，还包括通过试验管理模块配置非待测控制器的报文映射对象。

7.根据权利要求5所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试方法，其特征是：在步骤S2）中，台架上电调试，确认第一通讯板卡是否接收到非待测控制器发送的全部报文信息，具体步骤为：将报文读取工具连接至第一通讯板卡，确认第一通讯板卡上所收到的非控制器的全部报文是否能够被正常读取。

8.根据权利要求5所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试方法，其特征是：在步骤S3）中，将待测控制器发出的报文发送至虚拟网络中的第一通讯板卡上，具体步骤为：在虚拟网络接口模型中搭建待测控制器的报文收发逻辑，将待测控制器中的通讯协议加载至第一通讯板卡的关联文件中，并配置待测控制器的报文映射对象，将待测控制器的报文发送至第一通讯板卡上。

9.根据权利要求5所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试方法，其特征是：在步骤S4）中，将虚拟网络中的第一通讯板卡上收到的待测控制器的报文转发到第一通讯网络中各非待测控制器所对应的第二通讯板卡上，具体步骤为：在第一通讯网络接口模型建立接收待测控制器的报文收发逻辑，再将第一通讯板卡上收到的待测控制器的报文通过虚拟网络转发到第一通讯网络中，并通过第一通讯网络发送至各非待测控制器对应的第二通讯板卡上，确认第一通讯网络中的非待测控制器的报文收发是否完整，如果否，则重复步骤S4）；如果是，则通过台架上电调试。

10.根据权利要求5所述的多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试方法，其特征是：在步骤S5）中，还包括以下步骤：通过试验管理模块，设置丢帧时长并激活故障注入，观测多控制器联合HIL台架报文丢帧故障注入测试系统中，待测控制器和非待测控制器的响应情况及系统工作情况，对比台架测试结果与预期结果是否一致并记录，完成故障注入测试。