基于LabVIEW的汽车PEPS测试系统设计

李 娟，刘成厚，关 宁，郑芳芳，崔凤凯

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230022）

随着汽车工业的快速发展，汽车的电子技术应用越来越注重于人性化、舒适化和安全性设计，汽车PEPS系统（即无钥匙进入和启动系统）的功能设计因充分考虑到上述几点，也得到了较大的发展［1］。

目前，国外汽车品牌对PEPS系统的应用较广，但自主品牌PEPS系统的搭载应用较为落后，这其中很大一部分原因是：较为容易实现PEPS系统的功能，但是缺乏手段对其逻辑功能以及策略的可靠性进行验证。

本文针对PEPS系统开发了一款PEPS测试系统，其利用LabVIEW软件平台，采用实物搭载与工控机模拟的方式，利用板卡模拟发送CAN网络信息、I／O开关量信息，并对PEPS系统的电源管理、天线驱动逻辑等功能进行监控。

通过应用本测试系统，不仅可以模拟PEPS系统在整车的搭载环境，对其进行预设功能的测试，也可以对PEPS系统主控制模块进行加注跌落电压等，模拟实车起动瞬间等极限工况，在此环境下的PEPS系统功能测试。

本文所设计的PEPS测试系统，已在某国产汽车品牌一款车型得到应用，并且通过改变该测试系统中软件的相关参数与设置，可以应用到不同车型的PEPS系统的测试中，具有很好的通用性。

1 PEPS测试系统的架构

PEPS测试系统的架构如图1所示。其原理主要包括以下3部分。

1）PEPS系统。除包括PEPS系统主控制模块、车内天线、门把手天线、一键点火开关、IMMO天线和ESCL（电子式立柱锁）这些PEPS系统工作所必需的部件外［2］，还包括电源分配继电器，以模拟整车电源分配工作状态。

2）利用NI板卡PXI-6528模拟门触开关、闭锁器状态开关等开关量信号；利用NI板卡PXI-8513模拟CAN网络信号；利用NI板卡PXI-6233监控电源分配继电器的实时状态。

3）上述输入及监控信号通过电源及信号输入输出端口与PEPS系统中各实物相连接，可模拟PEPS系统在汽车上的工作状态；同时工控机中集成的程控电源，可以通过编程，实现输出ISO16750中各种电压波形，通过对PEPS主控制模块进行加载上述波形，同时利用该测试系统，可对上述极限工况下的PEPS系统功能进行测试。

2 测试系统软件设计

2.1 测试系统软件架构

测试系统在后台实现的功能分为3部分：PEPS测试用例，信号模拟与监控，以及模块信息配置。这部分功能是通过LabVIEW软件来实现的。LabVIEW软件是图形化程序语言；在前台，通过前面板向用户提供一个操作界面，将测试系统分类以多页面方式向用户集中显示，并提供按钮、对话框来完成与用户的交互［3］。软件结构采用了模块化设计，以便通过配置参数的更改，适用于不同车型的PEPS系统。PEPS测试系统的软件结构如图2所示。

2.2 软件流程设计

PEPS系统的工作状态较多，各执行逻辑功能与触发状态强相关联，因此，在进行软件设计时，需对各种触发条件进行判断并通过，才能进入下一个执行动作。软件具体流程见图3。

1）通过人机界面上的PEPS系统监控点火状态设置，触发门把手开关动作，使得PEPS系统被唤醒。

2）通过工控机模拟发送门状态、闭锁器状态等变化，PEPS系统在接收到该状态改变后，进入点火准备状态。

3）人机界面上的制动开关、P档开关等部分发生改变时，工控机监控PEPS系统发送CAN报文，并根据报文的逻辑功能定义，产生PEPS序列动作所需的CAN报文。

4）在一系列动作满足点火条件后，PEPS系统输出相应的ACC、IG1、IG2等电源。通过人机界面，可对CAN报文状态、电源管理时序等进行监控。

2.3 前面板模块化设计

根据PEPS系统架构及相关网络节点分类，将测试软件人机界面定为PEPS_测试用例、PEPS_接口监控界面、PEPS_CAN网络监控、PEPS_CAN网络监控2（电源时序管理监控）等几个模块，如图4所示。人机界面直接面向用户，众多模块显然无法在一个屏幕上同时显示，而且也不易于用户理解。LabVlEW中的系统选项卡控件由多个卡片页组成，适合分类显示。用户单击某一页对应的标签，控件就会把这一页的内容显示出来，而隐藏其他卡片页的内容；各页的标签可以定义成各模块名称；标签的数量可以通过右键操作系统选项卡控件来增减［4］。

测试系统人机界面的每个页面实现一类功能：PEPS_测试用例页面用于对PEPS流程状态、PEPS电源实时状态监控等操作；PEPS_接口监控界面用于显示PEPS系统的架构，以及显示模拟测试点和监控点；PEPS_CAN网络监控页面用于向总线手动发送报文和对报文的实时显示，方便对总线上的节点进行测试；PEPS_CAN网络监控2页面（即电源时序管理监控）可监控PEPS在各种工况下，分配ACC、IG1、IG2等电源逻辑顺序以及延时响应。

通过本系统的软件设计，也可对PEPS系统中较为关键的电源管理策略及其时序状态进行监测。

2.4 测试系统通用化程序配置设计

根据测试系统架构，对各子系统进行模块化设计，并编译成测试项独立的子VI，测试开始前，程序能够允许用户选择本次测试需要测试的功能项。将每个测试项对应的选项框包含在一个簇中，通过简单的语句就可以实现选择结果的输出、测试项全选和取消。

测试开始前需要告知程序本次测试对象种类、型号、生产商、测试阶段等，以实现对不同测试车型、测试项目种类进行任意选择。

运用事件结构对所有测试项目中的测试子项进行全选与全部取消，便于测试人员大规模测试。测试开始前，运用事件结构填写测试人员、时间等相关测试信息，并在测试报告中体现，方便今后测试数据查找。

3 总结

汽车电子PEPS系统结构和功能复杂，并且需要和汽车电子系统中的其他单元交互信息，在研发阶段需要一个完整可靠的测试环境来模拟与PEPS系统交互信息的单元［5］。

本文提供的PEPS测试系统主界面采用菜单式设计，各个功能以模块化编程，各模块都有自己的前面板，程序的可移植性比较强［4］。测试系统实现了对门状态开关、闭锁器状态开关以及CAN网络信号的模拟与存储显示，能自动调用各测试用例VI对PEPS系统进行测试，并且通过对系统软件进行配置，可使本测试软件适用于不同车型的PEPS系统。根据本文开发的PEPS测试系统设计方案已在某国产汽车品牌一款车型PEPS系统开发中得到应用，测试台架如图5所示。

本系统对PEPS系统的开发具有重要的验证作用，同时通过本系统的应用，可降低整车验证中PEPS系统出现的故障几率，同时缩短了研发周期，节约了试验费用。

［1］翟青林．汽车无钥匙被动进入和一键启动测试系统［J］．测控技术， 2013（2）： 128-132．

［2］秦浩．无钥匙进入启动系统介绍［J］．汽车电器，2011（6）： 42-45．

［3］李中立．基于LabVIEW的汽车网络监控系统研究［J］．测控技术， 2013（2）： 93-109．

［4］Hopcroh J E，Motwani R，Ullman J D，著．孙家辅，译．自动机理论、语言和计算导论［M］．北京：机械工业出版社，2008．

［5］阮奇桢．我和LabVIEW：一个NI工程师的十年编程经验［M］．北京：北京航空航天大学出版社，2009：365-366．