基于LabVIEW的汽車PEPS測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李 娟，劉成厚，關(guān) 寧，鄭芳芳，崔鳳凱

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230022）

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車的電子技術(shù)應(yīng)用越來越注重于人性化、舒適化和安全性設(shè)計(jì)，汽車PEPS系統(tǒng)（即無鑰匙進(jìn)入和啟動(dòng)系統(tǒng)）的功能設(shè)計(jì)因充分考慮到上述幾點(diǎn)，也得到了較大的發(fā)展［1］。

目前，國外汽車品牌對(duì)PEPS系統(tǒng)的應(yīng)用較廣，但自主品牌PEPS系統(tǒng)的搭載應(yīng)用較為落后，這其中很大一部分原因是：較為容易實(shí)現(xiàn)PEPS系統(tǒng)的功能，但是缺乏手段對(duì)其邏輯功能以及策略的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。

本文針對(duì)PEPS系統(tǒng)開發(fā)了一款PEPS測(cè)試系統(tǒng)，其利用LabVIEW軟件平臺(tái)，采用實(shí)物搭載與工控機(jī)模擬的方式，利用板卡模擬發(fā)送CAN網(wǎng)絡(luò)信息、I／O開關(guān)量信息，并對(duì)PEPS系統(tǒng)的電源管理、天線驅(qū)動(dòng)邏輯等功能進(jìn)行監(jiān)控。

通過應(yīng)用本測(cè)試系統(tǒng)，不僅可以模擬PEPS系統(tǒng)在整車的搭載環(huán)境，對(duì)其進(jìn)行預(yù)設(shè)功能的測(cè)試，也可以對(duì)PEPS系統(tǒng)主控制模塊進(jìn)行加注跌落電壓等，模擬實(shí)車起動(dòng)瞬間等極限工況，在此環(huán)境下的PEPS系統(tǒng)功能測(cè)試。

本文所設(shè)計(jì)的PEPS測(cè)試系統(tǒng)，已在某國產(chǎn)汽車品牌一款車型得到應(yīng)用，并且通過改變?cè)摐y(cè)試系統(tǒng)中軟件的相關(guān)參數(shù)與設(shè)置，可以應(yīng)用到不同車型的PEPS系統(tǒng)的測(cè)試中，具有很好的通用性。

1 PEPS測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)

PEPS測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示。其原理主要包括以下3部分。

1）PEPS系統(tǒng)。除包括PEPS系統(tǒng)主控制模塊、車內(nèi)天線、門把手天線、一鍵點(diǎn)火開關(guān)、IMMO天線和ESCL（電子式立柱鎖）這些PEPS系統(tǒng)工作所必需的部件外［2］，還包括電源分配繼電器，以模擬整車電源分配工作狀態(tài)。

2）利用NI板卡PXI-6528模擬門觸開關(guān)、閉鎖器狀態(tài)開關(guān)等開關(guān)量信號(hào)；利用NI板卡PXI-8513模擬CAN網(wǎng)絡(luò)信號(hào)；利用NI板卡PXI-6233監(jiān)控電源分配繼電器的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

3）上述輸入及監(jiān)控信號(hào)通過電源及信號(hào)輸入輸出端口與PEPS系統(tǒng)中各實(shí)物相連接，可模擬PEPS系統(tǒng)在汽車上的工作狀態(tài)；同時(shí)工控機(jī)中集成的程控電源，可以通過編程，實(shí)現(xiàn)輸出ISO16750中各種電壓波形，通過對(duì)PEPS主控制模塊進(jìn)行加載上述波形，同時(shí)利用該測(cè)試系統(tǒng)，可對(duì)上述極限工況下的PEPS系統(tǒng)功能進(jìn)行測(cè)試。

2 測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 測(cè)試系統(tǒng)軟件架構(gòu)

測(cè)試系統(tǒng)在后臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能分為3部分：PEPS測(cè)試用例，信號(hào)模擬與監(jiān)控，以及模塊信息配置。這部分功能是通過LabVIEW軟件來實(shí)現(xiàn)的。LabVIEW軟件是圖形化程序語言；在前臺(tái)，通過前面板向用戶提供一個(gè)操作界面，將測(cè)試系統(tǒng)分類以多頁面方式向用戶集中顯示，并提供按鈕、對(duì)話框來完成與用戶的交互［3］。軟件結(jié)構(gòu)采用了模塊化設(shè)計(jì)，以便通過配置參數(shù)的更改，適用于不同車型的PEPS系統(tǒng)。PEPS測(cè)試系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2 軟件流程設(shè)計(jì)

PEPS系統(tǒng)的工作狀態(tài)較多，各執(zhí)行邏輯功能與觸發(fā)狀態(tài)強(qiáng)相關(guān)聯(lián)，因此，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，需對(duì)各種觸發(fā)條件進(jìn)行判斷并通過，才能進(jìn)入下一個(gè)執(zhí)行動(dòng)作。軟件具體流程見圖3。

1）通過人機(jī)界面上的PEPS系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)火狀態(tài)設(shè)置，觸發(fā)門把手開關(guān)動(dòng)作，使得PEPS系統(tǒng)被喚醒。

2）通過工控機(jī)模擬發(fā)送門狀態(tài)、閉鎖器狀態(tài)等變化，PEPS系統(tǒng)在接收到該狀態(tài)改變后，進(jìn)入點(diǎn)火準(zhǔn)備狀態(tài)。

3）人機(jī)界面上的制動(dòng)開關(guān)、P檔開關(guān)等部分發(fā)生改變時(shí)，工控機(jī)監(jiān)控PEPS系統(tǒng)發(fā)送CAN報(bào)文，并根據(jù)報(bào)文的邏輯功能定義，產(chǎn)生PEPS序列動(dòng)作所需的CAN報(bào)文。

4）在一系列動(dòng)作滿足點(diǎn)火條件后，PEPS系統(tǒng)輸出相應(yīng)的ACC、IG1、IG2等電源。通過人機(jī)界面，可對(duì)CAN報(bào)文狀態(tài)、電源管理時(shí)序等進(jìn)行監(jiān)控。

2.3 前面板模塊化設(shè)計(jì)

根據(jù)PEPS系統(tǒng)架構(gòu)及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分類，將測(cè)試軟件人機(jī)界面定為PEPS_測(cè)試用例、PEPS_接口監(jiān)控界面、PEPS_CAN網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、PEPS_CAN網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控2（電源時(shí)序管理監(jiān)控）等幾個(gè)模塊，如圖4所示。人機(jī)界面直接面向用戶，眾多模塊顯然無法在一個(gè)屏幕上同時(shí)顯示，而且也不易于用戶理解。LabVlEW中的系統(tǒng)選項(xiàng)卡控件由多個(gè)卡片頁組成，適合分類顯示。用戶單擊某一頁對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽，控件就會(huì)把這一頁的內(nèi)容顯示出來，而隱藏其他卡片頁的內(nèi)容；各頁的標(biāo)簽可以定義成各模塊名稱；標(biāo)簽的數(shù)量可以通過右鍵操作系統(tǒng)選項(xiàng)卡控件來增減［4］。

測(cè)試系統(tǒng)人機(jī)界面的每個(gè)頁面實(shí)現(xiàn)一類功能：PEPS_測(cè)試用例頁面用于對(duì)PEPS流程狀態(tài)、PEPS電源實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控等操作；PEPS_接口監(jiān)控界面用于顯示PEPS系統(tǒng)的架構(gòu)，以及顯示模擬測(cè)試點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)；PEPS_CAN網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控頁面用于向總線手動(dòng)發(fā)送報(bào)文和對(duì)報(bào)文的實(shí)時(shí)顯示，方便對(duì)總線上的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試；PEPS_CAN網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控2頁面（即電源時(shí)序管理監(jiān)控）可監(jiān)控PEPS在各種工況下，分配ACC、IG1、IG2等電源邏輯順序以及延時(shí)響應(yīng)。

通過本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，也可對(duì)PEPS系統(tǒng)中較為關(guān)鍵的電源管理策略及其時(shí)序狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.4 測(cè)試系統(tǒng)通用化程序配置設(shè)計(jì)

根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)，對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并編譯成測(cè)試項(xiàng)獨(dú)立的子VI，測(cè)試開始前，程序能夠允許用戶選擇本次測(cè)試需要測(cè)試的功能項(xiàng)。將每個(gè)測(cè)試項(xiàng)對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)框包含在一個(gè)簇中，通過簡單的語句就可以實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)果的輸出、測(cè)試項(xiàng)全選和取消。

測(cè)試開始前需要告知程序本次測(cè)試對(duì)象種類、型號(hào)、生產(chǎn)商、測(cè)試階段等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同測(cè)試車型、測(cè)試項(xiàng)目種類進(jìn)行任意選擇。

運(yùn)用事件結(jié)構(gòu)對(duì)所有測(cè)試項(xiàng)目中的測(cè)試子項(xiàng)進(jìn)行全選與全部取消，便于測(cè)試人員大規(guī)模測(cè)試。測(cè)試開始前，運(yùn)用事件結(jié)構(gòu)填寫測(cè)試人員、時(shí)間等相關(guān)測(cè)試信息，并在測(cè)試報(bào)告中體現(xiàn)，方便今后測(cè)試數(shù)據(jù)查找。

3 總結(jié)

汽車電子PEPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能復(fù)雜，并且需要和汽車電子系統(tǒng)中的其他單元交互信息，在研發(fā)階段需要一個(gè)完整可靠的測(cè)試環(huán)境來模擬與PEPS系統(tǒng)交互信息的單元［5］。

本文提供的PEPS測(cè)試系統(tǒng)主界面采用菜單式設(shè)計(jì)，各個(gè)功能以模塊化編程，各模塊都有自己的前面板，程序的可移植性比較強(qiáng)［4］。測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)門狀態(tài)開關(guān)、閉鎖器狀態(tài)開關(guān)以及CAN網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的模擬與存儲(chǔ)顯示，能自動(dòng)調(diào)用各測(cè)試用例VI對(duì)PEPS系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，并且通過對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行配置，可使本測(cè)試軟件適用于不同車型的PEPS系統(tǒng)。根據(jù)本文開發(fā)的PEPS測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案已在某國產(chǎn)汽車品牌一款車型PEPS系統(tǒng)開發(fā)中得到應(yīng)用，測(cè)試臺(tái)架如圖5所示。

本系統(tǒng)對(duì)PEPS系統(tǒng)的開發(fā)具有重要的驗(yàn)證作用，同時(shí)通過本系統(tǒng)的應(yīng)用，可降低整車驗(yàn)證中PEPS系統(tǒng)出現(xiàn)的故障幾率，同時(shí)縮短了研發(fā)周期，節(jié)約了試驗(yàn)費(fèi)用。

［1］翟青林．汽車無鑰匙被動(dòng)進(jìn)入和一鍵啟動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)［J］．測(cè)控技術(shù)， 2013（2）： 128-132．

［2］秦浩．無鑰匙進(jìn)入啟動(dòng)系統(tǒng)介紹［J］．汽車電器，2011（6）： 42-45．

［3］李中立．基于LabVIEW的汽車網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)研究［J］．測(cè)控技術(shù)， 2013（2）： 93-109．

［4］Hopcroh J E，Motwani R，Ullman J D，著．孫家輔，譯．自動(dòng)機(jī)理論、語言和計(jì)算導(dǎo)論［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008．

［5］阮奇楨．我和LabVIEW：一個(gè)NI工程師的十年編程經(jīng)驗(yàn)［M］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009：365-366．