CN112711242B - 汽车电控单元自动化网络诊断测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车电控单元自动化网络诊断测试系统的测试方法，包括物理层功能测试方法和报文一致性测试方法。本发明的测试系统搭建了一套完整的测试环境，在车辆还未进入试制阶段前，对整车CAN网络的主要各电控单元进行基于协议符合度层面的提前测试验证，该系统加载有统一的测试标准和测试流程，大大提升了测试过程的可追溯性、测试结果的有效性，降低了测试成本。

Description

汽车电控单元自动化网络诊断测试方法

技术领域

本发明涉及汽车测试技术领域，具体地指一种汽车电控单元自动化网络诊断测试方法。

背景技术

当前越野型车辆主要采用的SAEJ1939系列通信协议、UDS诊断协议。主机厂对各供应商部件测试工作的难以管控、测试实施以审查报告为主，实施效果很差；由于主机厂工程师精力有限等现状，对部件测试的自主实施效率低，通常部件级测试环节处于极度缺失状态，大量部件级故障问题带到样车试制过程中集中爆发，再疲于解决问题，严重降低了车型开发质量和拉长了试制调制周期，影响整车开发节点的达成。

当前公司针对各电控单元的网络测试处于以问题为导向的，装车阶段出了问题再去反查的方式。部件级的网络测试工作几乎完全有供应商自行开展，主机厂提供测试规范和测试用例，对测试报告进行审查或供应商测试时进行现场监察。由于主机厂工程师精力有限、缺乏高效的测试验证手段等因素，部件级测试基本处于做多少算多少的管控程度，亟待进行系统解决。部件级的诊断测试，当前基本处于缺失空白状态。

发明内容

本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种汽车电控单元自动化网络诊断测试方法，该发明可以在一套测试系统中根据需求测试整车电控单元的全部功能，降低了测试成本和缩短了测试周期，该测试方法提高了测试的有效性。

为实现上述目的，本发明提供一种汽车电控单元自动化网络诊断测试系统，其特征在于：包括待测电控单元，所述待测电控单元连接有自动测试板卡，所述自动测试板卡与程控电源电连接，所述自动测试板卡还通讯连接有CAN分析仪，所述CAN分析仪连接有上位机，所述上位机与程控电源连接。

进一步地，所述自动测试板卡包括CAN故障注入模块、CAN收发器和放大器，所述CAN故障注入模块、所述CAN收发器和所述放大器均分别与CAN分析仪和待测电控单元通讯连接。

进一步地，所述自动测试板卡还包括程控电源时域模块，所述程控电源时域模块分别与程控电源和待测电控单元电连接。

进一步地，所述CAN分析仪还通讯连接有CAN干扰仪。

进一步地，还包括数字示波器，所述数字示波器分别与CAN收发器和上位机通讯连接。

本发明还提供一种基于上述汽车电控单元自动化网络诊断测试系统的测试方法，其特征在于：包括物理层功能测试方法，上位机发出上电指令，控制程控电源输出初始工作电压，上位机发送电源电压调节指令至程控电源，程控电源通过程控电源时域模块向待测电控单元实时输出调节电压，CAN收发器将待测电控单元的CAN电压信号转为CAN报文，CAN分析仪将CAN报文传输给上位机进行图形显示，在待测电控单员的电源电压从初始工作电压调节到目标电压过程中，当CAN报文周期的偏差率小于设定周期偏差率时，则该项物理层功能测试合格。

进一步地，所述物理层功能测试方法还包括，上位机还实时向数字示波器发送波形捕捉指令，数字示波器周期性捕捉待测电控单元的CAN电压信号并进行波形显示。

本发明还提供一种基于上述汽车电控单元自动化网络诊断测试系统的测试方法，其特征在于：包括报文一致性测试方法，上位机发出上电指令，控制程控电源输出初始工作电压，上位机发送CAN电压信号干扰指令给CAN分析仪，CAN分析仪将干扰时间和干扰电压变化序列发送给CAN干扰仪，CAN干扰仪根据指令输出干扰电压信号并经过放大器后施加到待测电控单元的CAN线，CAN收发器将待测电控单元的CAN电压信号转为错误帧并通过CAN分析仪回传至上位机，当错误帧数量为设定错误帧数量时，则该报文一致性测试合格。

进一步地，在进行传输层功能中的busoff处理机制测试时，当错误帧数量为设定错误帧数量时，还关闭待测电控单元的CAN收发器并持续设定关闭时间然后恢复开启，若待测电控单元的CAN收发器在关闭时出现错误帧且在恢复开启后出现CAN报文，则该次测试合格，循环上述测试过程至设定次数，若每次测试均为合格，则该busoff处理机制测试合格。

本发明的有益效果：降低测试成本、缩短测试周期、提高测试可靠性。本发明的测试系统搭建了一套完整的测试环境，在车辆还未进入试制阶段前，对整车CAN网络的主要各电控单元进行基于协议符合度层面的提前测试验证，该系统加载有统一的测试标准和测试流程，大大提升了测试过程的可追溯性、测试结果的有效性，降低了测试成本。

附图说明

图1为本发明的测试系统结构示意图。

图中各部件标号如下：程控电源1、上位机2、CAN分析仪3、CAN干扰仪4、自动测试板卡5、程控电源时域模块501、CAN故障注入模块502、CAN收发器503、放大器504、数字示波器6、待测电控单元7。

具体实施方式

下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。

如图1所示，一种汽车电控单元自动化网络诊断测试系统，包括待测电控单元7，待测电控单元7通过KL30、KL15和GND与自动测试板卡电连接连，通过CAN线与自动测试板卡5通讯连接，自动测试板卡5与程控电源1电连接，自动测试板卡5还通过CAN线通讯连接有CAN分析仪3，CAN分析仪3通过USB线连接有上位机1，上位机2通过USB线与程控电源1连接，自动测试板卡5上集成有多个用于测试的功能模块，自动测试板卡5上的CAN线接口可以根据测试需求经过内部的功能模块再输出，也可以不经过内部的功能模块直接输出，此时只起到信号的传递，不对信号进行处理。

本实施例中，上位机2上安装有自主开发的测试管理软件TPA，测试管理软件TPA需要加载配置相关电控单元的测试数据库文件，包括通信数据库DBC文件、诊断数据库CDD文件、自动测试调用程序软件包。上位机2包括有信号显示模块，可以显示回传的信号，测试者可以通过测试管理软件根据测试需求发出相应的测试指令。

本实施例中，自动测试板卡5包括CAN故障注入模块502、CAN收发器503和放大器504，CAN故障注入模块502、CAN收发器503和放大器504均分别与CAN分析仪3和待测电控单元7通讯连接。CAN故障注入模块可实现CAN_H/CAN_L对Vbat/GND的短路，CAN_H对CAN_L断路，CAN_H/CAN_L断路等网络故障注入功能；CAN收发器可以实现CAN电压信号与CAN报文之间的数模转换；放大器可以对干扰仪发出的干扰电压信号进行放大处理，从而施加给待测电控电源的CAN电压信号。

本实施例中，自动测试板卡5还包括程控电源时域模块501，程控电源时域模块501分别与程控电源和待测电控单元7电连接。程控电源时域模块可以根据电压调节指令对待测电控单元的电源电压进行时域调节。

本实施例中，CAN分析仪还通讯连接有CAN干扰仪4。CAN干扰仪可以根据干扰指令对待测电控单元的CAN电压信号施加干扰，从而检测待测电控单元在被干扰的情况下的处理结果是否符合要求。

本实施例中，还包括数字示波器6，数字示波器6分别与CAN收发器503和上位机2通讯连接。数字示波器用于显示待测电控单元的CAN电压信号波形图，便于观测CAN电压信号是否正常。

一种基于上述汽车电控单元自动化网络诊断测试系统的测试方法，包括如下分类

物理层测试：终端电阻测试、低压通信范围测试、高压通信范围测试、显/隐性位输出电压测试、信号沿时间测试。

报文一致性测试：时间参数测试、掉电行为、发送方式、DLC、周期偏差、超时处理机制、Buss-Off快速处理模式。

信号一致性测试：发送信号的一致性。

网络管理测试：建立逻辑环能力、逻辑环稳定性、总线睡眠、本地唤醒。

容错相关测试：点火开关状态切换时总线通信状态测试、总线短路故障测试、总线断路故障测试、终端DUT丢失测试、非终端DUT丢失测试、丢电测试、丢地测试。

故障诊断测试：传输层协议测试、应用层协议测试、故障注入测试。

1、高压通信范围测试方法为，上位机2发出上电指令，控制程控电源1输出初始工作电压24V，上位机2发送电源电压调高指令至程控电源1，程控电源1通过程控电源时域模块501向待测电控单元7以ΔV＝0.1/s步长逐渐增大输出电压至32V，待测电控单元7在该电压的工作条件下会触发高压通讯范围功能，并发出对应的CAN电压信号，CAN收发器503将待测电控单元7的CAN电压信号转为CAN报文，CAN分析仪3将CAN报文0x18FFXXYY传输给上位机2进行图形显示，上位机2还实时向数字示波器6发送上升沿、下降沿波形的捕捉指令，数字示波器6每隔1S捕捉待测电控单元7的CAN电压信号并进行波形显示。在待测电控单员7的电源电压从24V调节到32V过程中，当CAN报文周期的偏差率小于10％时，则该项物理层功能测试合格，其中CAN报文周期的偏差率为CAN报文实际周期与CAN报文理论周期之差除以CAN报文理论周期的绝对值。

2、busoff处理机制测试方法为，上位机2发出上电指令，控制程控电源1输出初始工作电压，上位机2发送CAN电压信号干扰指令给CAN分析仪3，CAN分析仪3将干扰时间5S和干扰电压变化序列(0.1V、0.2V、0.3V步进阶梯变化)发送给CAN干扰仪4，CAN干扰仪4根据指令输出干扰电压信号并经过放大器504后施加到待测电控单元7的CAN线，CAN收发器503将待测电控单元7的CAN电压信号转为CAN应用报文，由于受到干扰，无法解析为ACN报文，CAN线出现错误帧并通过CAN分析仪3回传至上位机2，当错误帧数量为设定错误帧数量时，关闭待测电控单元7的CAN收发器100ms然后恢复开启，总线上持续监测到错误帧100ms后，应用报文恢复，示波器监测波形正常，若待测电控单元7的CAN收发器在关闭时出现错误帧且在恢复开启后出现CAN报文，则该次测试合格，循环上述测试过程5次后，若每次测试均为合格，则该busoff处理机制测试合格。

Claims (2)

1.一种汽车电控单元自动化网络诊断测试系统的测试方法，其特征在于：所述测试系统包括待测电控单元(7)，所述待测电控单元(7)连接有自动测试板卡(5)，所述自动测试板卡(5)与程控电源(1)电连接，所述自动测试板卡(5)还通讯连接有CAN分析仪(3)，所述CAN分析仪(3)连接有上位机(2)，所述上位机(2)与程控电源(1)连接；

所述自动测试板卡(5)包括程控电源时域模块(501)、CAN故障注入模块(502)、CAN收发器(503)和放大器(504)，所述程控电源时域模块(501)分别与程控电源和待测电控单元(7)电连接，所述CAN故障注入模块(502)、所述CAN收发器(503)和所述放大器(504)均分别与CAN分析仪(3)和待测电控单元(7)通讯连接；

还包括数字示波器(6)，所述数字示波器(6)分别与CAN收发器(503)和上位机(2)通讯连接；

所述测试方法包括物理层功能测试方法，上位机(2)发出上电指令，控制程控电源(1)输出初始工作电压，上位机(2)发送电源电压调节指令至程控电源(1)，程控电源(1)通过程控电源时域模块(501)向待测电控单元(7)实时输出调节电压，CAN收发器(503)将待测电控单元(7)的CAN电压信号转为CAN报文，CAN分析仪(3)将CAN报文传输给上位机(2)进行图形显示，在待测电控单元(7)的电源电压从初始工作电压调节到目标电压过程中，当CAN报文周期的偏差率小于设定周期偏差率时，则该物理层功能测试合格，CAN报文周期的偏差率为CAN报文实际周期与CAN报文理论周期之差除以CAN报文理论周期的绝对值。

2.根据权利要求1所述的汽车电控单元自动化网络诊断测试系统的测试方法，其特征在于：上位机(2)还实时向数字示波器(6)发送波形捕捉指令，数字示波器(6)周期性捕捉待测电控单元(7)的CAN电压信号并进行波形显示。

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