CN113534765A - 一种实车网络测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实车网络测试系统，涉及汽车测试技术领域，所述实车网络测试系统包括：测试板卡，所述测试板卡与被测控制器连接；分别与所述测试板卡连接的程控电源、程控示波器和总线干扰仪；上位机，分别与所述程控电源、测试板卡、程控示波器、总线干扰仪和被测控制器连接；其中，所述上位机上安装有CAN总线开发环境软件，所述上位机用于通过在所述CAN总线开发环境软件中运行预设的测试脚本，控制所述测试板卡上相应的继电器闭合，使所述程控电源、所述程控示波器和所述总线干扰仪中的至少一个与所述被测控制器连接，向所述被测控制器输入故障信号并采集测试数据。本发明的方案实现了对实车网络的自动化测试，提高了测试效率。

Description

一种实车网络测试系统

技术领域

本发明涉及汽车测试技术领域，尤其是涉及一种实测网络测试系统。

背景技术

随着新能源汽车的不断发展，整车架构越来越复杂，整车上的电控单元越来越多，导致实车网络测试的工作量呈几何倍数的增加。而网络测试是保证整车通信稳定性和可靠性的唯一手段，是整车级测试验证工作中不可缺失的环节。在测试工作量不断增加的大环境下，必须保证在项目要求的时间节点内完成充分的测试验证工作，这就要求我们必须提高测试验证效率。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种实车网络测试系统，从而解决现有技术中实车网络测试效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种实车网络测试系统，包括：

测试板卡，所述测试板卡与被测控制器连接；

分别与所述测试板卡连接的程控电源、程控示波器和总线干扰仪；

上位机，分别与所述程控电源、测试板卡、程控示波器、总线干扰仪和被测控制器连接；

其中，所述上位机上安装有CAN总线开发环境软件，所述上位机用于通过在所述CAN总线开发环境软件中运行预设的测试脚本，控制所述测试板卡上相应的继电器闭合，使所述程控电源、所述程控示波器和所述总线干扰仪中的至少一个与所述被测控制器连接，向所述被测控制器输入故障信号并采集测试数据。

可选的，所述测试板卡包括：

电源控制板卡，分别与所述程控电源和所述被测控制器连接；

故障输入板卡，分别与所述电源控制板卡和所述被测继电器连接；

所述上位机还用于在检测到所述程控电源的输出电压满足预设电压条件时，控制所述电源控制板卡和所述故障输入板卡上相应的继电器闭合，使所述程控电源为所述被测控制器提供供电电压。

可选的，所述上位机还用于在进行故障注入测试时，通过根据所述测试脚本控制所述故障输入板卡上相应的继电器断开或闭合，向所述被测控制器输入电气故障信号。

可选的，所述上位机具体用于：

在检测到所述输出电压小于预设电压时，控制所述故障输入板卡上相应的继电器闭合；

在控制所述故障输入板卡上相应的继电器闭合后，计算所述输出电压与前一次检测到的输出电压的差值，并在所述差值小于预设差值时，控制所述电源控制板卡上相应的继电器闭合，使所述程控电源为所述被测控制器提供供电电压。

可选的，所述上位机还用于：在控制所述测试板卡上相应的继电器闭合后，接收所述被测控制器发送的表征初始化的报文信息；

在接收到所述报文信息之后，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本。

可选的，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本时，所述上位机在进行物理层测试时具体用于：

调用所述程控示波器；

将所述报文信息的ID输入至所述程控示波器，使所述程控示波器根据所述报文ID，采集第一测试数据；

接收所述第一测试数据。

可选的，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本时，所述上位机在进行故障注入测试时具体用于：

通过控制所述测试板卡上相应的继电器闭合预设时长，使所述总线干扰仪与所述被测控制器连接，并在总线干扰仪与所述被测控制器断开后，向所述被测控制器注入第一故障信号，并在所述第一故障信号移除后，采集所述被测控制器的第二测试数据；

或者，

通过控制所述测试板卡上相应的继电器闭合预设时长，向所述被测控制器注入第二故障信号，并在第二故障信号移除后，采集所述被测控制器的第三测试数据。

可选的，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本时，所述上位机在进行一致性测试时具体用于：

采集所述被测控制器当前发送的报文；

根据所述报文，获取第四测试数据；其中，所述第四测试数据为所述报文的格式参数。

可选的，所述上位机还用于：将所述测试数据与预先存储的参考数据进行比较，获得测试结果；

根据所述测试结果，生成测试报告。

可选的，所述实车网络测试系统还包括：

供电电源，与所述程控电源连接，用于为所述程控电源输出供电电压。

可选的，所述供电电源上设置有主旋钮开关；

所述供电电源上还设置有限流空气开关、自锁双向按钮和急停按钮中的至少一个。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明实施例的实车网络测试系统，通过设置程控电源、程控示波器和总线干扰仪，并分别通过测试板卡与被测控制器连接，通过在上位机上的CAN总线开发环境软件运行测试脚本，实现控制测试板卡上的继电器的闭合或断开，实现程控电源、程控示波器和总线干扰仪中的至少一个与被测控制器电连接，从而实现向被测控制器注入故障信号和/或采集测试数据，最终实现了对实车网络的自动化测试，提高了测试效率。

附图说明

图1为本发明实施例的实车网络测试系统的方框图；

图2为本发明实施例的测试板卡在电源信号仿真时的信号流程图；

图3为本发明实施例的测试板卡在电气故障仿真时的信号流程图；

图4为本发明实施例的实车网络测试系统的工作流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有技术中的实车网络测试的测试效率低的问题，提供了一种实车网络测试系统，实现了对实车网络的自动测试，提高了测试效率。

请参考图1，为本发明实施例的实车网络测试系统的方框图，由图1可知，实车网络测试系统包括：

测试板卡，所述测试板卡与被测控制器连接；优选地，本发明实施例中，测试板卡是Vetor公司的VT板卡，VT System(以下简称：VTS)是一个模块化的硬件系统，为本套系统的执行硬件的一部分。

分别与所述测试板卡连接的程控电源、程控示波器和总线干扰仪；

上位机，分别与所述程控电源、测试板卡、程控示波器、总线干扰仪和被测控制器连接；优选地，上位机用于运行软件环境，开发和管理整个测试项目，该上位机可以安装正版Win7或以上操作系统，该上位机合一选用便携式PC(Personal Computer，个人计算机)、台式PC或工控机等，用户可以根据需求自由选择。

其中，所述上位机上安装有CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线开发环境软件，所述上位机用于通过在所述CAN总线开发环境软件中运行预设的测试脚本，控制所述测试板卡上相应的继电器闭合，使所述程控电源、所述程控示波器和所述总线干扰仪中的至少一个与所述被测控制器连接，向所述被测控制器输入故障信号并采集测试数据。优选地，CAN总线开发环境软件为Vector公司的CANoe软件，该软件不仅支持实车上的电子控制器的网络开发、测试和分析，还集成了VTS的所用执行信息。单采用CANoe软件就可以完成对功能和网络全方面的执行操作功能。

需要说明的是，一方面，程控电源通过USB/GPIB等接口与上位机连接，由上位机的软件程序直接控制程控电源的输出电压；另一方面，该故障信号的类型包括模拟量故障(电气故障)和数字量故障(报文内部的位场的故障)；又一方面，总线干扰仪优选Vetor公司的CANstressDR(或其升级产品)，其支持对CAN、CANFD总线类型进行故障仿真，铜鼓哦串行的方式连接至总线，使用CANoe可进行远程控制，且其具备RS232的控制接口，具体功能可包括以下至少一项：总线间短路，线/电源(地)短路、断路；采样点逐片干扰；位错误仿真，通过破快CAN报文特定的位场，对节点有目的的施加干扰。

本发明实施例的实车网络测试系统，通过测试板卡将被测控制器分别与程控电源、程控示波器和总线干扰仪中的至少一个电连接，并将程控电源、程控示波器和总线干扰仪分别与上位机连接，实现了在上位机上运行CANoe软件，使得上位机根据预设的测试脚本，控制测试板卡上的继电器闭合或断开，从而实现了对被测控制器的网络的自动测试，并通过采集的测试数据确定测试结果，最终确定被测控制器的功能是否异常，使得实车网络测试的测试效率提高，且节省了人力和物力，节约了测试成本。

请参阅图2，作为一个可选实施例，所述测试板卡包括：

电源控制板卡，分别与所述程控电源和所述被测控制器连接；用于实现将程控电源的供电输入信号输入至被测控制器，为被测控制器提高电压。优选地，供电输入信号主要包括蓄电池电源信号，亦即，程控电源的输出电压，以及，点火开关信号等。也就是说，在实车网络测试过程中，蓄电池电源信号的仿真主要采用的是外部程控电源，如图2所示，蓄电池电源信号的监测及控制是通过电源控制板卡实现的。

故障输入板卡，分别与所述电源控制板卡和所述被测继电器连接；优选地，在程控电源为被测控制器提供供电输入信号时，通过电源控制板卡为被测控制器提供蓄电池电源信号，依次通过电源控制板卡和故障输入板卡为被测控制器提供点火开关信号。需要说明的是，本实施例中故障输入板卡可以通过继电器的吸合和断开，控制是否为被测控制器提供点火开关信号，从而实现点火开关故障的仿真模拟，因此，若仅为被测控制器提供蓄电池电源信号和点火开关信号而不进行点火开关故障仿真，则可以不设置故障输入板卡。

所述上位机还用于在检测到所述程控电源的输出电压满足预设电压条件时，控制所述电源控制板卡和所述故障输入板卡上相应的继电器闭合，使所述程控电源为所述被测控制器提供供电电压。

需要说明的是，本实施例中，由于程控电源的输出电压过大，会出现被测控制器“烧毁”的风险；程控电源的输出电压不稳定，会出现被测控制器功能异常，而这种异常并非被测控制器本身的故障造成的，因此，在本发明实施例中，需要对程控电源的输出电压进行判断。

具体的，所述上位机还用于在进行故障注入测试时，通过根据所述测试脚本控制所述故障输入板卡上相应的继电器断开或闭合，向所述被测控制器输入电气故障信号。通过向被测控制器输入电气故障信号，实现了对电气故障的仿真，可选的，如图3所示，电气故障可至少包括以下之一：短路故障、开路故障和诊断功能故障。如：通过闭合某一继电器，出现短路故障；通过断开另一继电器，出现开路故障；通过断开又一继电器，出现诊断功能故障。

具体的，在检测到所述程控电源的输出电压满足预设电压条件时，控制所述电源控制板卡和所述故障输入板卡上相应的继电器闭合的过程中，如图4所示，所述上位机用于：在检测到所述输出电压小于预设电压时，控制所述故障输入板卡上相应的继电器闭合；优选地，预设电压为24V。也就是说，在程控电源的输出电压小于24V时，控制故障输入板卡上相应的继电器闭合，使得故障输入板卡为被测控制器输入点火开关信号。

在该过程中，所述上位机还用于：在控制所述故障输入板卡上相应的继电器闭合后，计算所述输出电压与前一次检测到的输出电压的差值，并在所述差值小于预设差值时，控制所述电源控制板卡上相应的继电器闭合，使所述程控电源为所述被测控制器提供供电电压。优选地，输出电压应稳定在12V左右，如12±0.3V。也就是说，在程控电源的输出电压位于12±0.3V的范围内时，确定程控电源的输出电压相对稳定，程控电源可以通过电源控制板卡为被测控制器提供蓄电池电压信号，即：控制电源控制板卡中的相应继电器闭合，使得程控电源与被测控制器电连接。

需要强调的是，本发明实施例中，程控电源的输出电压可以由VTS实时监测并反馈至上位机，上位机根据预设电压条件判断程控电源的输出电压是否满足需求。

进一步的，如图4所示，在上位机判断程控电源的输出电压不满足预设电压条件时，如：程控电源的输出电压大于或等于预设电压条件时，上位机确定在本次实车网络测试过程中，电压调整的次数是否达到预设次数，若未达到，则返回至电压信号是否小于预设电压的判断步骤；若已达到，则终止实车网络测试流程。又如，程控电源的输出电压并不位于12±0.3V的范围内，则进行故障排查，且在故障排查之后返回至判断输出电压稳定性的步骤；当然，若多次排查之后，程控电源的输出电压仍不位于12±0.3V的范围内，则终止测试。

请参阅图4，在电源控制板卡继电器吸合后，程控电源为被测控制器提供供电输入信号，被测控制器上电之后会进行初始化，而初始化成功的标志则为被测控制器将CAN报文发送至CAN总线上。

因此，作为一个可选实施例，所述上位机还用于：在控制所述测试板卡上相应的继电器闭合后，接收所述被测控制器发送的表征初始化的报文信息；

在接收到所述报文信息之后，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本。

在本实施例中，上位机接收到报文信息之后，确定被测控制器初始化成功，可以进行实车网络测试，因此，在接收到所述报文信息之后，上位机在CAN总线开发环境软件中运行测试脚本。优选地，该测试脚本为用户根据需求规范编写测试规范，再将该测试规范的要求编写成测试脚本，最后将该测试脚本集成到实车网络测试系统中，优选集成到上位机中，从而实现实车网络测试系统的对实车网络的自动测试。

需要说明的是，本实施例中，需求规范是以CAN国际标准ISO11898为基础进行编制的，该规范除ISO11898中规定的控制器研发标准外还增加了一些自定义的内容，最终形成企业标准下发至供应商，知道供应商进行控制器研发；测试规范是根据需求规范进行编制的，目的是为了验证被测控制器的功能逻辑是否满足需求规范，其中，测试规范中包含物理层、数据链路层、交互层、间接网络管理、通信相关诊断五大部分，共计103个测试案例；测试脚本是用CAPL语言将测试规范中的测试案例转化而成的。

可选的，该测试脚本中包含被测控制器及与被测控制器相对应的测试项目，具体的，测试项目至少包括以下至少一项：物理层测试、故障注入测试和一致性测试。由于不同的测试项目仿真不同的测试场景，因此，在运行该测试脚本时，上位机需要判断当前的测试类型。

需要说明的是，物理层测试是验证被测控制器发送的物理波形是否满足需求，例如：上升/下降沿时间、为时间、显性/隐性电压的方位等；具体可以为：对CAN信号输出特性精确捕捉、测量及分析，通过程控示波器的程控接口支持多类型网络物理层自动化测试。

因此，作为一个可选实施例，如图4所示，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本时，所述上位机在进行物理层测试时具体用于：

调用所述程控示波器；

将所述报文信息的ID输入至所述程控示波器，使所述程控示波器根据所述报文ID，采集第一测试数据；

接收所述第一测试数据。

需要说明的是，故障注入测试是验证被测控制器在异常情况下的通信行为，主要检测的是当故障移除时，被测控制器是否还能正常工作，其中，该故障可以为：CAN总线短路或开路。

因此，作为一个可选实施例，如图4所示，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本时，所述上位机在进行故障注入测试时具体用于：

通过控制所述测试板卡上相应的继电器闭合预设时长，使所述总线干扰仪与所述被测控制器连接，并在总线干扰仪与所述被测控制器断开后，向所述被测控制器注入第一故障信号，并在所述第一故障信号移除后，采集所述被测控制器的第二测试数据；优选地，所述第一故障信号为CAN总线短路故障信号或者CAN总线开路故障信号。

或者，

通过控制所述测试板卡上相应的继电器闭合预设时长，向所述被测控制器注入第二故障信号，并在第二故障信号移除后，采集所述被测控制器的第三测试数据。优选地，第二鼓掌啊信号可以为电气故障信号，该电气故障信号可为如前所述饿短路故障、开路故障、诊断功能故障等。

需要说明的是，一致性测试是验证被测控制器发送的报文是否与协议中设计的一致，例如：周期、DLC和ID测试等。

因此，如图4所示，作为一个可选实施例，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本时，所述上位机在进行一致性测试时具体用于：

采集所述被测控制器当前发送的报文；

根据所述报文，获取第四测试数据；其中，所述第四测试数据为所述报文的格式参数。

进一步的，如图4所示，作为一个可选实施例，所述上位机还用于：将所述测试数据与预先存储的参考数据进行比较，获得测试结果；

根据所述测试结果，生成测试报告。

具体的，当测试数据与参考数据一致，则确定测试结果为合格，否则，确定测试结果为不合格。其中，“一致”可以是完全相同，也可以是在参考数据的预设偏差范围内，可以根据用户需求自动设置。

需要说明的是，本发明实施例可以为在获取到一个测试类型的测试数据后，将该测试数据与参考数据进行比较，获得测试结果，并根据测试结果生成测试报告；也可以为在所有测试类型均完成后，统一将测试数据和与其对应的参考数据进行比较，同时生成各测试类型的测试报告，本发明实施例不对此进行限制。

进一步的，如图1所示，本发明实施例的实车网络测试系统还包括：

供电电源，与所述程控电源连接，用于为所述程控电源输出供电电压。

本实施例中，供电电源包括供电模块和供电分配及保护单元，优选地，供电模块可输出电压为220V标准电压至供电分配及保护单元，该供电模块内部还安装有12V稳定电源，用于输出12V直流电压。其中，12V稳定电源的输出端可与测试板卡上的继电器连接。

供电模块用于为实车网络测试系统的整体供电，供电分配及保护单元用于对供电模块输入的220V标准电压进行分配，其中，该供电模块与程控电源连接，并未程控电源提供电压。

作为一个可选实施例，所述供电电源上设置有主旋钮开关；

所述供电电源上还设置有限流空气开关、自锁双向按钮和急停按钮中的至少一个。

具体的，该主旋钮开关、限流空气开关、自锁双向按钮和急停按钮设置于供电分配及保护单元，其中，该主旋钮开关用于启动供电分配及保护单元，该限流空气开关、该自锁双向按钮和急停按钮用于安全防护。

如图4所示，在实车网络测试系统开始进行测试时，供电电源具有一个自检过程，即：供电电源需要检测测试链路上是否存在短路、虚接的现象，如果有这些现象，系统无法上电，直至供电电源自检正常；如果没有这些现象，供电模块输出12V直流电压给测试板卡，测试板卡通信正常之后，上位机控制程控电源输出供电输入信号，给被测控制器供电。其中，自检过程具体为：用户旋转主旋钮开关，在供电电源的电流大于预设电流时，限流空气开关无法接通；在供电电源的电流小于或等于预设电流时，限流空气开关正常接通，进一步自锁双向按钮处于有效状态，从而有效防止突然断电或短路所造成的设备损坏。通过设置急停按钮，使得供电电源在异常情况下能够通过用户按下急停按钮而停止输出电压，进一步防止了由于故障导致的设备损坏。

本发明实施例的实车网络测试系统，通过设置程控电源、程控示波器和总线干扰仪，并分别通过测试板卡与被测控制器连接，通过在上位机上的CAN总线开发环境软件运行测试脚本，实现控制测试板卡上的继电器的闭合或断开，实现程控电源、程控示波器和总线干扰仪中的至少一个与被测控制器电连接，从而实现向被测控制器注入故障信号和/或采集测试数据，最终通过软硬件的结合，实现了对实车网络的自动化测试，提高了测试效率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种实车网络测试系统，其特征在于，包括：

测试板卡，所述测试板卡与被测控制器连接；

分别与所述测试板卡连接的程控电源、程控示波器和总线干扰仪；

上位机，分别与所述程控电源、测试板卡、程控示波器、总线干扰仪和被测控制器连接；

其中，所述上位机上安装有CAN总线开发环境软件，所述上位机用于通过在所述CAN总线开发环境软件中运行预设的测试脚本，控制所述测试板卡上相应的继电器闭合，使所述程控电源、所述程控示波器和所述总线干扰仪中的至少一个与所述被测控制器连接，向所述被测控制器输入故障信号并采集测试数据。

2.根据权利要求1所述的实车网络测试系统，其特征在于，所述测试板卡包括：

电源控制板卡，分别与所述程控电源和所述被测控制器连接；

故障输入板卡，分别与所述电源控制板卡和所述被测继电器连接；

所述上位机还用于在检测到所述程控电源的输出电压满足预设电压条件时，控制所述电源控制板卡和所述故障输入板卡上相应的继电器闭合，使所述程控电源为所述被测控制器提供供电电压。

3.根据权利要求2所述的实车网络测试系统，其特征在于，所述上位机还用于在进行故障注入测试时，通过根据所述测试脚本控制所述故障输入板卡上相应的继电器断开或闭合，向所述被测控制器输入电气故障信号。

4.根据权利要求2所述的实车网络测试系统，其特征在于，所述上位机具体用于：

在检测到所述输出电压小于预设电压时，控制所述故障输入板卡上相应的继电器闭合；

在控制所述故障输入板卡上相应的继电器闭合后，计算所述输出电压与前一次检测到的输出电压的差值，并在所述差值小于预设差值时，控制所述电源控制板卡上相应的继电器闭合，使所述程控电源为所述被测控制器提供供电电压。

5.根据权利要求1所述的实车网络测试系统，其特征在于，所述上位机还用于：在控制所述测试板卡上相应的继电器闭合后，接收所述被测控制器发送的表征初始化的报文信息；

在接收到所述报文信息之后，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本。

6.根据权利要求5所述的实车网络测试系统，其特征在于，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本时，所述上位机在进行物理层测试时具体用于：

调用所述程控示波器；

将所述报文信息的ID输入至所述程控示波器，使所述程控示波器根据所述报文ID，采集第一测试数据；

接收所述第一测试数据。

7.根据权利要求1或5所述的实车网络测试系统，其特征在于，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本时，所述上位机在进行故障注入测试时具体用于：

通过控制所述测试板卡上相应的继电器闭合预设时长，使所述总线干扰仪与所述被测控制器连接，并在总线干扰仪与所述被测控制器断开后，向所述被测控制器注入第一故障信号，并在所述第一故障信号移除后，采集所述被测控制器的第二测试数据；

或者，

通过控制所述测试板卡上相应的继电器闭合预设时长，向所述被测控制器注入第二故障信号，并在第二故障信号移除后，采集所述被测控制器的第三测试数据。

8.根据权利要求1或5所述的实车网络测试系统，其特征在于，在所述CAN总线开发环境软件中运行所述测试脚本时，所述上位机在进行一致性测试时具体用于：

采集所述被测控制器当前发送的报文；

根据所述报文，获取第四测试数据；其中，所述第四测试数据为所述报文的格式参数。

9.根据权利要求1所述的实车网络测试系统，其特征在于，所述上位机还用于：将所述测试数据与预先存储的参考数据进行比较，获得测试结果；

根据所述测试结果，生成测试报告。

10.根据权利要求1所述的实车网络测试系统，其特征在于，所述实车网络测试系统还包括：

供电电源，与所述程控电源连接，用于为所述程控电源输出供电电压。

11.根据权利要求10所述的实车网络测试系统，其特征在于，所述供电电源上设置有主旋钮开关；

所述供电电源上还设置有限流空气开关、自锁双向按钮和急停按钮中的至少一个。

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