HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用

谷原野，崔 岩，节忠海，孙运玺，刘德利

（一汽轿车股份有限公司，吉林 长春 130000）

HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用

谷原野，崔 岩，节忠海，孙运玺，刘德利

（一汽轿车股份有限公司，吉林 长春 130000）

提出一种基于NI的硬件在环仿真测试系统，应用于车身控制单元的自动化测试验证。通过HIL系统硬件和软件的搭建方案，介绍了自动化测试系统的实现方式，最后通过测试执行和测试效果进一步阐述了HIL系统的优势。

硬件在环仿真系统；车身控制单元；测试用例

随着汽车电子技术的不断发展，汽车搭载的电子控制单元越来越多，功能越来越复杂，尤其是车身控制单元的功能集成度及算法复杂度越来越高，人工测试已经无法满足复杂的测试需求。为保证对车身控制单元电气功能的充分验证，提升测试效率及测试覆盖度，保证车身控制单元功能的准确性与可靠性，本文引进了基于NI的硬件在环仿真测试系统（简称HIL）［1］，应用于车身控制单元的电气功能及故障注入的自动化测试。HIL系统硬件资源丰富，能够模拟车身控制单元的各种负载（电压、电流、PWM等电气信号）及各类电气故障［2］，并能够自动出具测试报告。板卡之间通过RS485总线进行信息交互；板式台架［3］依据整车电气及接线原理；确定车身控制单元与负载之间的电气接线原理，并通过哈丁端子与负载柜连接。

图1 测试系统硬件结构示意图

1 HIL系统硬件环境搭建

测试系统硬件主要由测试机柜、负载柜、板式台架构成，硬件连接关系如图1所示。主机柜包括程控电源、直流电源箱、工控机、实时操作系统、IO板卡、总线板卡。负载柜由通信板卡、负载模拟板卡构成。板式台架用于布置车身控制单元及开关、刮水器、灯具等负载。主机柜为负载柜板卡提供电源，并通过以太网与负载柜进行测试动作通信；负载柜中包含负载

2 HIL系统软件环境搭建

2.1 测试环境配置

自动化测试工程建立后，需进行总线配置工作与控制器引脚配置，软件系统通过导入车身控制单元相关的CAN总线的DBC文件及LIN总线的LDF文件，能够模拟和监测其总线报文，如图2所示。

控制器引脚配置以车身控制单元引脚的电气特性及接线原理为依据，主要为车身控制单元分配硬件资源，包括板卡通道端子分配、负载类型配置（真实负载、虚拟负载、CAN/LIN通道的配置）、负载匹配电路设置等，并保证车身控制单元引脚的板卡通道配置与物理连接一致，如图3所示。

图2 CAN/LIN总线配置

图3 控制器引脚配置

2.2 测试用例编写

HIL测试系统将测试动作进行了函数封装［4］，形成丰富的软件动作库，包括常规测试动作函数（设置/监测硬线信号函数、设置/监测总线信号函数、设置/监测PWM信号函数、显示/提示信息函数等）、基于常规测试动作函数再次封装的动作库（设置/监测四门两盖状态，设置/监测防盗未报警状态函数等），提升了测试用例编写效率。

HIL测试系统基于Excel软件开发的测试用例模板编写自动化测试用例，测试用例模板的功能包含控制器引脚定义、总线信号定义、动作库定义、测试用例统计、测试用例编辑几大模块。测试用例转化模板定义了全面的测试用例编写规则，工程师只需通过下拉菜单，选择测试的控制器、测试动作函数并填入少量参数，即可完成测试用例编写，如图4所示。

测试用例模板编写完成之后导入测试用例转化软件，测试用例转化软件能够识别测试用例模板，生成HIL系统识别的自动化测试用例。转化流程如图5所示。

3 HIL系统测试执行

图4 测试用例转化模板

图5 测试用例转化流程

自动化测试用例编写完成后，在HIL测试系统软件中建立测试工程，选择测试用例后点击执行按钮，HIL系统即可自动执行测试，测试过程中可通过测试执行过程显示窗口实时关注测试执行的过程，通过信号监测窗口可实时监测所关注信号值的变化情况，测试完成后系统自动出具XML格式的测试报告［5］，通过主菜单中可查看当前或历史的报告。HIL软件系统界面如图6所示。

图6 测试程序选择面板

以某车型项目的车身控制单元电气测试为例，对比HIL系统与人工测试的测试效果， HIL系统能够精确模拟各种电气故障。测试结果客观，测试一致性强，尤其在测试覆盖度、测试效率等方面优势明显，如图7所示。

图7 HIL测试与人工测试对比

4 结论

通过阐述HIL系统的硬件和软件的搭建方案，对比自动化测试与人工测试测试效果，HIL系统的应用能够快速发现车身控制单元在开发过程中出现的电气问题，提升了测试覆盖度与测试效率，缩短了开发周期，为车身控制单元的电气功能的稳定性和可靠性提供了有力保障。

随着汽车电子电气的复杂程度的不断增加，自动化测试的优势越发明显，其需求将会不断增加，成为主流的测试手段，逐步取代人工测试，同时自动化测试系统的开发将逐步趋于标准化和统一化。

［1］ 焦合美，孙华锋，徐兰欣，等．车身硬件在环系统建设浅谈［J］． 汽车电器，2015（4）：56-58．

［2］ 穆天宇，刘强，李顺智．基于dSPACE的故障注入系统在汽车电子集成测试中的应用 ［J］. 汽车实用技术，2016（3）：152-155．

［3］ 高利华，赵志宇．基于labcar的车身系统硬件在环仿真测试［J］．汽车电器，2005，（8）：56-59．

［4］ 黄胜龙．汽车发动机ECU的自动化HIL仿真测试平台的研究与实现［D］．吉林大学，2013．

［5］ 刘卫东，王爱春，燕东，等．车身控制模块硬件在环测试系统搭建及测试应用［J］．汽车电器，2015（12）：49-53．

HIL System Design and Application in Validation Test of Body Control Unit

GU Yuan-ye， CUI Yan， JIE Zhong-hai， SUN Yun-xi， LIU De-li
（FAW Car Co.， Ltd.， Changchun 130000， China）

Hardware in loop system based on NI is presented， which is used in body control unit validation test.Comprehensive introduction of the implementation mode of hardware in loop system is given in the hardware and software design scheme. Finally， further explanation of the advantages is shown by introducing the test execution and test effect.

hardware in loop； BCM； test vase

U463.6

A

1003-8639（2017）12-0062-03

2017-01-26

谷原野（1984-），男，吉林乾安人，工程师，硕士，主要工作方向为汽车电器单系统功能测试、电气功能测试硬件在环测试系统的设计与应用、整车电气功能测试等；崔岩（1988-），女，辽宁阜新人，助理工程师，主要工作方向为汽车研发项目管理、预算编制；节忠海（1982-），男，黑龙江海伦人，工程师，硕士，主要工作方向为电气功能测试硬件在环测试系统的设计与应用、整车电气功能测试等；孙运玺（1984-），男，辽宁鞍山人，工程师，硕士，主要工作为汽车电器单系统功能测试、电气功能测试硬件在环测试系统的设计与应用、整车电气功能测试等；刘德利（1987-），男，吉林长岭人，工程师，硕士，主要工作方向为汽车电器单系统功能测试、电气功能测试硬件在环测试系统的设计与应用、整车电气功能测试等。

（编辑 心 翔）