基于Labview的组合仪表耐久测试系统

何志军，何 浩，凌家勇，晋 蕾

（奇瑞汽车股份有限公司试验与整车技术工程院，安徽 芜湖 241009）

1 基于Labview的组合仪表测试系统开发背景

汽车组合仪表是驾驶员和汽车的交互界面，为驾驶员提供所需的汽车行驶车速、发动机转速、冷却液温度、燃油液位以及各报警指示等信息，而这些数据信息传递的准确性与可靠性则直接关系到汽车行驶的安全。因此，汽车组合仪表作为驾驶员获取汽车各个主要电器单元工作状况的最重要信息来源，正确检测和处理组合仪表各电器单元功能信号是一个必须予以足够重视的问题。

基于以上要求提出一种组合仪表耐久测试系统，能够简单有效地测试组合仪表耐久性能是否合格，并且满足组合仪表的试验标准。该测试系统的硬件部份能提供汽车组合仪表常用的高低电平信号、频率信号、占空比信号、电阻信号；其软件部分能提供组合仪表所需的CAN信号。

组合仪表耐久性能测试是组合仪表产品研发、设计的重要环节，传统的组合仪表试验台架测试的功能项目比较单一简单且存在不稳定因素。基于Labview的测试系统留出CAN总线接口、可接备用电源插口、留有2个32针插接口。测试系统中的控制模块能够满足EMC辐射指标测试，输出信号稳定，保证非故障仪表的正常运行试验。此测试系统可以满足《GB 15082—2008 汽车用车速表》、 《QC／T 594—1999汽车、摩托车用电子车速里程表》、《QC／T 595—1999汽车、摩托车用电子转速表》、《QC／T 13—92汽车用温度表》、《QC／T 12—92 汽车、 摩托车用燃油表》、《Q／SQR S8-10—2012》等标准中车速表、转速表、水温表、燃油表的基本性能检测及耐久性试验等标准。见表1。

表1 组合仪表耐久性能测试系统可以满足的标准

另外，为满足客户多方面要求以及针对不同组合仪表不同的功能，尤其近几年CAN总线组合仪表逐步发展成熟，需要针对组合仪表进行更严格的测试，其中耐久试验时间以及耐久循环要求可以灵活设置。例如，此试验系统还可以按照表2、表3要求开展耐久试验。

表2 车速表耐久试验

表3 转速表、燃油表、温度表耐久性试验

2 组合仪表试验台系统结构

组合仪表试验台系统结构如图1所示。使用12V直流稳压电源为组合仪表试验台提供电源；硬件信号测试台为组合仪表提供PIN高低电平信号、车速表频率信号、转速表频率信号、燃油表电阻信号以及水温表电阻信号和占空比信号；CAN卡采用Kvaser立富L总线收发器，其传输比特率最大可以达到1Mbit／s， 时钟准确度等级为100μs； Labview测试界面为组合仪表提供CAN信号，并且可以接收组合仪表发出的CAN信号；组合仪表测试台配有32PIN蓝、绿2根插接件线束，将组合仪表和测试台连接起来，插接件型号分别为:AMP公司的964824-2蓝色插接件和964824-1绿色插接件。

由CAN卡来连接计算机软件平台和硬件信号测试台，设定硬件信号测试台内单片机的相关参数，而单片机控制多圈线绕电位器的电阻信号、各种模拟的脉冲信号按照一定的规律发送给车速／转速信号驱动模块，此后这些信号和单片机控制的有规律的高、低电平信号一起输出给三态开关控制，手调三态开关来实现这些各种信号的通断，最后这些信号通过2根32PIN线束同时传输给仪表来达到测试目的。

3 硬件信号测试台

组合仪表硬件信号测试台采用微机软件控制，使用ST72F561系列芯片根据定义的测试逻辑和时序，控制输出各种信号给组合仪表。硬件信号试验台原理图如图2所示。

1）硬件灯由单片机直接产生的高低电平信号通过继电器控制，按照规定的时序循环点亮和熄灭。并且硬件灯的高低电平控制可以通过三态拨动开关方便地更改。

2）车速和转速表的扫描信号由单片机产生相应的频率信号，燃油和水温表的扫描信号由单片机控制相应的电阻信号及PWM信号，并根据测试规范按时序循环变化和扫描，根据测试规范设定并且可在软件中修改。

3）背照明的亮暗变化由单片机产生PWM信号控制，频率和占空比根据测试规范设定并且可在软件中修改。

硬件信号测试台面板如图3所示。图3中左侧部分对应蓝色插接件，右侧部分对应绿色插接件；1～33和1′～33′为三态开关， a～b和a′～b′为数位显示电位器；每个三态开关上方均有一个插件端子，可以用来为组合仪表外部输入信号或测试组合仪表的输出信号； 1～32和1′～32′用于提供组合仪表所需要的高低电平信号；33为燃油表信号切换开关，当开关拨到高电平时，将位于下方的a～b数位显示电位器连接到组合仪表的燃油表上，a～b数位显示电位器可以设置燃油表的有效工作电阻范围，电阻大小可以直接从电位器表牌上读取；33′为水温表信号切换开关，当开关拨到高电平时，将位于下方的a′～b′数位显示电位器连接到组合仪表的水温表上，a′～b′数位显示电位器可以设置水温表的有效工作电阻范围，电阻大小可以直接从电位器表牌上读取，当开关切换到低电平时，将测试台内部占空比信号连接到水温表上。

4 Labview软件信号测试平台

4.1 控制信号的面板界面设计测试软件的测试

流程主要参考相关企业或行业耐久性测试标准。测试过程的硬件信号相关参数可以通过计算机上的上位机软件进行动态设置。可以修改设置的测试参数主要包括:测试周期、测试频次以及相应仪表的相关传感器参数指标；软件信号通过Labview编程，可以满足各CAN信号的测试周期、测试频次以及相应的传感器参数指标。

组合仪表测试面板界面如图4所示。面板主要包括控制界面、输出信号测试界面、输入信号测试界面。控制界面主要包括波特率选择、上CAN按钮、结束按钮、循环测试和功能测试转换开关等；输出信号测试界面主要是测试组合仪表通过CAN输出的信号；输入信号测试界面主要是测试外部通过CAN输入到组合仪表的信号。

4.2 组合仪表测试程序流程图

组合仪表测试程序流程图如图5所示。主程序主要包括CAN数据接收模块、CAN数据手动更新模块、CAN数据自动更新模块、CAN数据发送模块。

1）CAN接收模块

CAN数据接收模块主要负责接收组合仪表输出信号，相应程序设计如图6所示，此部分程序可以实现将组合仪表实时输出的CAN信号在输出信号测试界面上显示出来。

2）CAN数据更新模块

CAN数据更新模块包括手动更新模块和自动更新模块，主要负责将组合仪表输入信号按照标准要求设置测试周期、测试频次以及相应的传感器参数指标等。

转速表CAN自动数据更新按照相关标准要求的程序设计如图7所示。当把控制界面的功能测试和循环测试开关切换到循环测试时，此时程序即可按照相关标准设置的测试周期、测试频次以及相应的传感器参数等要求进行CAN自动数据更新操作。此时，可以观察测试界面上的转速表、车速表、水温表以及报警指示符号的运行状态是否与组合仪表一致。

转速表CAN手动数据更新按照相关标准要求的程序设计如图8所示。当把控制界面的功能测试和循环测试开关切换到功能测试时，此时即可进行CAN手动数据更新操作，可以手动拖动输入信号测试界面上的转速表指针到相应位置上，测试组合仪表转速表指针是否指到相应位置；还可以在输入信号测试界面上手动点亮或熄灭信号灯，测试组合仪表上的相应信号灯是否点亮或熄灭。

3）CAN数据发送模块

CAN数据发送模块主要负责将组合仪表输入信号发送到组合仪表上，其程序设计图如图9所示。在测试组合仪表转速表输入信号时，需要将输入信号测试界面上名称为280的发送数据按钮点亮，此时此部分程序就可以将程序中的转速表数据实时发送到组合仪表上。

5 结论

此测试系统以高精度的硬件信号测试台，配合基于Labview平台开发控制软件和相应的硬件，达到使整个测试系统结构简单、灵活性强、易于操作、便于维护、控制精度高的目的，能够对组合仪表耐久性能进行测试，且成本低廉、通用性强，具备较强的扩展能力，为组合仪表测试系统的二次开发提供了一个很好的平台。

［1］许德章.现代汽车仪表技术与发展趋势［J］.汽车电器，2002 （5）:1-4.

［2］耿文天.基于CAN系统的汽车仪表系统［D］.长春:吉林大学硕士学位论文，2007.

［3］顾玉凤.基于CAN总线的汽车全数字智能仪表的研究［D］.苏州，苏州大学硕士学位论文，2009.