基于CANoe和VTSystem的BCM测试系统构建

神红玉，宋锦刚，宋锦明

（1.江苏护理职业学院信息中心，江苏 淮安 223003；2.江苏财经职业技术学院科技处，江苏 淮安 223003；3.上汽集团商用车技术中心，上海 200438）

基于CANoe和VTSystem的BCM测试系统构建

神红玉1，宋锦刚2，宋锦明3

（1.江苏护理职业学院信息中心，江苏 淮安 223003；2.江苏财经职业技术学院科技处，江苏 淮安 223003；3.上汽集团商用车技术中心，上海 200438）

首先简要介绍车身控制器(BCM)的作用;接着详细介绍了基于CANoe和VT System 的BCM测试系统的硬件架构及原理，给出了测试系统测试软件设计;最后，利用测试系统对BCM进行了实际测试，验证了该测试系统的有效性。

BCM；CANoe；VT System；测试系统

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.050

CLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-158-04

引言

车身控制器（Body Controller Module，以下简称BCM）是整车控制系统中核心控制模块，主要功能包括整车灯光控制；雨刮、门锁控制；电动车窗、电动天窗控制；仪表指示信号提供；动力总成、底盘和车身等核心子系统之间实时信息交互；车灯自适应调节、电动后视镜、电动座椅、电动记忆座椅控制等。此外，BCM还需要支持CAN/LIN等通信及网关路由功能；在线故障诊断以及Bootloader在线程序刷新功能。因此，构建稳定、高效的BCM测试系统，以便对BCM进行系统、严格的测试验证，是整车开发过程中一个重要环节。

1、BCM测试系统硬件架构及原理

BCM测试系统由VMS、CANoe、VT System各种功能板卡、供电电源（Power Supply）以及各种真实负载（Actors）和传感器（Sensors）等组成。硬件架构如图1所示。

1.1 CANoe

CANoe是网络和ECU开发、测试和分析的专业工具，支持从需求分析到系统实现的整个系统的开发过程。CANoe能够支持CAN，LIN，MOST，FlexRay等多种总线，可以用于网络的设计与仿真分析。同时，CANoe可以用在整个开发阶段以及ECU的诊断过程中。例如：验证单个开发阶段，检查原型，回归测试和合格测试。为了使得测试任务简单易行，测试功能集包括下列组件：

1）在CANoe中使用XML或CAPL测试模块（以测试组和测试用例的形式组织）执行连续的测试流。测试模块可以在测量过程中的任意时刻启动执行。在XML模块中，可以从预定义的测试模式中组合测试，并能很容易地使用输入输出向量进行参数化。CAPL测试模块使用编程实现，它包含了非常灵活的测试流控制功能。在测试执行的过程中可同时监视系统状态，比如单条报文是否按照指定周期发送等。

2）测试服务库包含了一些预定义的测试函数，可简化测试过程的设置。它们在CAPL和XML测试模块中使用，可以从数据库进行参数化。例如，可以监视：报文周期，ECU从收到报文到发出响应报文的反应时间，信号值和诊断参数的有效性。为了评价被测ECU的品质，可以从测试中输出不同的统计值，包括测试过程中的偏差数量。测试服务库中还包含了一些可以简化ECU仿真的函数。

3）在测试模块运行过程中，会生成一个全面的测试报告。例如，已执行的测试用例的名称和单个测试的结果都会被记录。测试报告可以补充用户自定义的信息。CANoe把结果写到一个可修改的XML文件中，可以做进一步的处理。一个XSLT格式的表单可用于调整测试报告的输出格式。

4）CANoe可以同时管理测试设置窗口中任意数目的测试环境。一个测试环境包括测试模块和用于执行测试的附加功能块。测试环境可独立于系统配置保存，能用于不同的项目。

1.2 VT System

系统通过VT System相应的组件模拟替代连接于ECU的真实执行器与传感器。如果需要VT组件所模拟的 I/O信号可同时与真实传感器和执行器连接。所有ECU测试所需输入或输出仿真模块和相关节点实时仿真模块统一集成于VT System组件：

1）板载继电器用于信号通道切换（如：连接内部模拟执行器或外部真实执行器）；

2）制造信号线间短路，或信号线对电源或对地短路；

3）制造信号线间开路；

4）负载模拟或传感器模拟；

5）带信号调理的测量模块；

6）用于连接外部测试设备的接口；

7）清晰的前面板接口I/O状态标识。

VT System在CANoe Test Feature Set（从CANoe V7.0SP5以上）对测试自动化特性增加了下述功能：

1）已连接的VT System能自动识别VT System中组件；

2）通过CANoe相关对话框既可实现VT System的配置；

3）通过CAPL和XML测试模块可对整个VT System进行操作，可以访问所有的测量和激励信号；

4）测量信号显示在分析窗口中（图形窗口，数据窗口），并且可以在CANoe 的记录模块中对其进行记录。

通过VT System可以把对ECUs以及车辆网络系统的功能测试结合起来。能满足自动化测试的CANoe提供了两者结合的纽带。VT System的模块化设计方法，能满足用户对各种测试活动的不同要求，它涵盖了从最简单的测试应用要求到非常复杂的测试方案的实现：

1）能够对独立ECU进行测试；

2）通过统一功能测试装置满足对多个ECUs及其子系统的测试；

3）通过灵活的测试设备满足开发阶段和验证阶段对测试平台的要求。

1.3 VT System主要功能板卡

1）VT8012背板 通过VT8012背板，可以把12个VT组件安装在19英寸的机架或19英寸的框架中。Vector可以提供机箱以及相关的工程服务。VT8012背板提供了与PC连接的以太网接口，并保证保VT System与PC间的电隔离。用户也可以把VT8012背板级联起来，组成更为强大的测试系统。此外背板还提供了VT组件所需的12V工作电源。

2）VT 1004负载和测量模块 VT1004模块可以连接ECU的四路输出，用于测量伺服电动机或者灯的输出电气参数。

3）VT2004 激励模块 VT2004可以提供4路输入给ECU，用于模拟车用传感器如温度传感器以及各种开关的输入信息。

4）VT2516 数字I/O模块

VT2516可以提供16路通道数字输入/输出，用于模拟数字量开关输入信号、测量ECU输出电压。

5）VT7001 电源模块 通过VT7001电源模块可以控制ECU供电，包括KL15、KL30、KL31等，能够提供最大70A的连续电流输出，同时能够进行电流测量（10uA-70A），同时，还可以模拟短路、开路等电源故障。

2、测试系统软件设计

在单个ECU和整体网络系统的开发过程中，需要不断的创建、维护和执行测试序列。CANoe中的XML测试模块提供了一个理想的测试序列抽象，可以被用于开发的各个阶段。测试序列是由一系列的测试用例组成的。配置测试用例的方式有两种：一种是参数化现有的测试模式，另一种是使用CAPL库中的测试用例。使用TAE（Test Automation Editor）可以既方便又快速的创建测试用例及测试模块。TAE是一种图形化的测试程序创建与编辑软件，它的软件界面如图2所示：

TAE的主要功能包括：

1）创建和编辑测试序列并灵活定义测试用例的执行顺序；

2）清晰的构建测试组中的测试用例；

3）可使用CAN, LIN, FlexRay的数据库(DBC, LDF, FIBEX)中的主要元素；

4）可使用诊断数据库(CDD, ODX)中的主要元素；

5）以图形方式来参数化测试模式；

6）链接和修改CAPL库中的测试用例；

7）图形化的用户界面，窗口可拖拽，可缩放。

2.1 测试程序设计

车身控制器测试程序设计主要通过TAE和CANoe的CAPL编程环境实现，最终生成基于XML格式的脚本文件。测试程序包括功能测试，网络测试，诊断协议测试三部分，主要内容如下表1所示：

表1 测试程序主要内容

2.2 测试用例举例

以除雾功能过压保护测试为例，下图3给出了该测试用例的测试环境、准备、测试步骤和评定标准。

最终生成基于XML格式的脚本文件，如图4所示：

在测试过程中，可以通过CANoe对整个测试过程进行管理，可以灵活的配置本次测试所要执行的测试项等。同时，在测试过程中，可以实时监控整个测试过程。图5为CANoe测试管理界面。

3、测试结果

在每轮测试结束，系统会自动生成本次测试的测试报告，用于测试人员评判分析，测试报告如图6所示：

4、结论

利用该测试系统，很好的完成了BCM的测试工作，发现了一些产品功能与功能定义的偏差和缺陷，并有效的指导了设计工程师以及相关供应商对系统进行修改和完善，保证了系统的开发质量与开发进度，同时也保证了在对整车性能进行测试时，整个系统安全、稳定高效地运行。

本文为2014年度淮安市科技支撑计划应用研究与科技攻关（工业）项目（HAG2014038 新能源汽车整车控制模块VMS测试系统的集成开发）阶段性研究成果。

[1] Vector Informatik GmbH.CANoe Installation Guide, CANoe User Guide,CANdb ++ User Guide [M]. Eb-erdingen: SATZTEAM Fotosatz & Neue Medien Gm-bh, 2002.

[2] 张新波, 孙泽昌, 罗峰. 使用CANoe对车身控制器局域网络仿真的研究[J], 江苏大学学报,2003,24(5).

[3] 神红玉, 宋锦刚, 宋锦明. 基于CANoe的高性能网关测试系统的构建[J], 工业控制计算机, 2010,23(8).

Building of Test System of BCM Based on CANoe and VT System

Shen Hongyu1, Song Jingang2, Song Jinming3
( 1.nursing vocational college information center of jiangsu huaian, Jiangsu Huaian 223003; 2. Jiangsu vocational and technical college of finance and economics and technology, Jiangsu Huaian 223003; 3. Saic commercial vehicle technology center, Shanghai 200438 )

Firstly, the role of Body Controller Module (BCM) is briefly introduced in the paper, then the hardware design, operating principle and test software design of the test system of BCM based on CANoe and VT System are introduced in detail. Finally, the test software is applied to BCM testing, and the test results show that the test system is effective.

BCM; CANoe; VT System; test system

U463.6

A

1671-7988(2016)10-158-04

神红玉，（1973.10-），副教授，就职于江苏护理职业学院，主要研究方向：计算机测控技术。

项目支持：本文为2014年度淮安市科技支撑计划应用研究与科技攻关（工业）项目（HAG2014038新能源汽车整车控制模块VMS测试系统的集成开发）阶段性研究成果。