车身控制器功能测试方法及改进

2018-06-19唐香蕉吴文健

汽车与驾驶维修(维修版) 2018年5期

唐香蕉、吴文健

（上汽通用五菱汽车股份有限公司 545007)

1 车身控制器（BCM）

1.1 课题背景及意义

近年来，我国汽车产业得到飞速发展，汽车产量也在不断增加。2013年，我国汽车产销市场全年产量高达2 211.68万辆[2]，同比2012年增长14.76%；2015年首次突破2 500万辆大关；截止2017年，汽车产量已达到3 000万辆，创历史新高。同时，消费者的消费理念也趋向合理化，更加关注车辆的舒适性、功能性和安全性。因此，对于车身控制系统来说，也需要满足这3项要求。

汽车制造商认为，增加汽车电子的数量来提高汽车的电气化是将来争夺汽车市场的有效手段[3]，因此车身控制器（BCM）的检测方法便成为关键。传统的检测方法往往操作复杂且正确率低，部分自动化检测方法由于不可避免的延时操作，降低了测试效率。

1.2 BCM简介

根据汽车电子技术在不同控制系统中的应用情况，汽车电子控制系统大致可以分为：发动机控制系统、车身控制系统、底盘控制系统、通信与信息娱乐系统，而车身控制系统的主要功能就是通过BCM来实现的。BCM主要功能包括各种灯光照明控制、中央门锁控制、电动车窗升降控制、前后视镜控制、后备箱控制、雨刮控制及电动座椅控制等。

2 功能测试方法概述

BCM 功能测试系统主要由测试设备（包括各仪表及通讯板卡控制单元）、测试工装夹具及待测产品 BCM 组成。

2.1 传统手动测试方法及特点

BCM的传统手动测试方法特点是多人合作与多步骤测试，将待测板放置在检测台上，通过检测仪器手工将待测板上的焊盘两两啮合，根据万用表、示波器、逻辑分析仪和频谱仪等检测数据，与已经调好的电子回路对比，判断待测板性能的好坏。

此种方法耗时且效率低，对于操作工的硬件技术要求和心理素质要求较强。即便是对于有应验的操作工来说，判断失误仍然是一件时常发生的事情。另外，该种方法也会增加公司企业的成本支出。

2.2 自动化测试方法及特点

自动化测试方法采用LabView软件测试平台[4]、GPIB采集卡、系统总线、自动识别待测板及调用测试程序等一系列先进技术，可自动、快速和准确地完成电路板的各种功能测试，是一种通用的自动化测试系统，具有传统方法无法比拟的优势（图1）。

对于传统测试方法，该种方法可以节省劳动力，提供生产效率，减少测试上人为因素带来的偏差，大大降低测试设备的费用，在各种电子控制板上具有通用性，易于实现新机种自动测试编程和调试。

图1 BCM自动化测试项目流程图

3 现有方法的缺陷及改进方法

3.1 自动化测试方法缺陷

系统硬件存在延时问题。在所有测试项里，基本都涉及到硬件切换以及通讯等待，为了压缩测试时间，必须定义一套标准时间延迟规范，降低不必要的等待时间。其中涉及到的延时系统包括：开关卡切换延时、数字万用表测量延时、电源上电延时、负载卡切换延时、电子负载延时、波形发生器延时、输入输出延时及CAN总线通信协议延时。

单线程操作。现有测试程序为顺序执行结构，也就是单线程结构。然而对那些不涉及到硬件资源或者采用独立硬件资源，且前后没有逻辑关系的测试步骤，可以采用多线程测试并行运行，以加快测试速度。

3.2 改进方法

改进方法主要从程序算法优化及功能测试并行化角度出发。改进延时操作，将开关卡、数字万用表和负载卡切换到总线操作。由于板卡内部使用的是干簧继电器，一般干簧继电器切换时间为 500 μs。考虑到程序本身运行的时间，可以忽略此时间。考虑到数字万用表功能测试的实际要求，绝大部分测试步骤可以取最快测试参数10 μs，这样既压缩了时间而且此时的测量精度又完全满足生产线测试需求。对那些不涉及到硬件资源或者采用独立硬件资源，且前后没有逻辑关系的测试步骤，可以采用多线程测试。

4 改进后的测试方法验证

评判功能测试效率的标准一般有3个指标：测试覆盖率、测试稳定性和测试时间，因此接下来将从这几个方面对改进的方法作出评判。

4.1 测试覆盖率分析

对测试覆盖率的影响具体分析如下：延迟优化、系统初始化和电子器件，只是调整相关器件的配置策略，不涉及到测试覆盖率，对覆盖率没有任何影响；电子负载（转向灯）故障检测顺序优化，只是优化测试流程，对覆盖率没有任何影响；采用多线程测试，同样是优化测试流程，对测试覆盖率没有任何影响。因此所有改进测试方法均不会降低测试覆盖率，改进算法可行。

4.2 测试稳定性分析

汽车行业普遍使用ISO/TS 16949质量标准体系[5]，本文主要采用测量能力指数Cg、Cgk 以及测量设备的重复性与再现性指数GRR，来判定改进后的测试程序是否稳定。一般来讲，当Cg、Cgk均大于1.33、测量系统 GRR小于10%时，说明该测量系统满足要求。以某两种产品为例，展示了改进后的结果（表1）。