基于CAN总线的汽车组合仪表测试系统及方法.pdf

基于CAN总线的汽车组合仪表测试系统及方法，涉及汽车仪表测试领域。解决了现有汽车组合仪表的测试过程复杂，无法实现输入量的模拟的问题。本发明分别模拟汽车使用过程中的连续变化量和0/1变化量，实现了对汽车组合仪表输入量的模拟，并通过CAN总线将信号同时发送给待测仪表和虚拟仪表控制器，虚拟仪表控制器通过标准仪表显示模块进行显示，进而实现了对汽车组合仪表性能的有效测试，有效的减少了开发过程中的风险。本发明适用于汽车综合仪表的测试。

权利要求书
1.  基于CAN总线的汽车组合仪表测试系统，它包括CAN总线(7)和CAN总线接口电路(8)，
其特征在于，它还包括测试装置，所述测试装置内部嵌入有模拟数据输入模块(1)、标准仪表显示模块(2)、防滑刹车辅助控制器(3)、发动机控制器(4)、变速箱控制器(5)、和虚拟仪表控制器(6)；
模拟数据输入模块(1)包括连续变化量模拟模块和0/1变化量模拟模块；
连续变化量模拟模块：用于模拟产生变化的车速信号、转速信号、水温信号、档位信号和耗油信号，并将车速信号发送至防滑刹车辅助控制器(3)，将转速信号、水温信号和耗油信号发送至发动机控制器(4)，将档位信号发送至变速箱控制器(5)；
0/1变化量模拟模块：用于模拟产生发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、AT系统故障信号或者故障报警信号，并将所产生的刹车系统故障信号和ABS系统故障信号发送至防滑刹车辅助控制器(3)；将发动机MIL故障信号和发动机SVS故障信号同时发送至发动机控制器(4)；将故障报警信号发送至变速箱控制器模块(5)；
防滑刹车辅助控制器(3)用于接收连续变化量模拟模块发送的车速信号和0/1变化量模拟模块发送的刹车系统故障信号和ABS系统故障信号，并将接收到的信号通过CAN总线接口电路(8)发送至CAN总线(7)；
发动机控制器(4)用于接收连续变化量模拟模块发送的转速信号、水温信号和耗油信号和0/1变化量模拟模块发送的发动机MIL故障信号和发动机SVS故障信号，并将接收到的信号通过CAN总线接口电路(8)发送至CAN总线(7)；
变速箱控制器模块(5)用于接收连续变化量模拟模块发送的档位信号和0/1变化量模拟模块发送的故障报警信号，并将接收到的信号通过CAN总线接口电路(8)发送至CAN总线(7)；
虚拟仪表控制器模块(6)用于通过CAN总线(7)接收车速信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号；并将接收到的所有信号发送至标准仪表显示模块(2)；
标准仪表显示模块(2)用于将接收的所有信号进行显示输出。

2.  基于CAN总线的汽车组合仪表测试方法，其特征在于，该方法包括：
模拟数据输入的步骤；
该步骤包括：
用于模拟产生变化的车速信号、转速信号、水温信号、档位信号和耗油信号的变化的连续变化量模拟的子步骤；该子步骤还用于将车速信号、转速信号、水温信号、档位信号和耗油信号发送出去；
用于模拟产生发动机MIL故障信号、发动机SVS故障、刹车系统故障、ABS系统故障、AT系统故障和故障报警的0/1变化量模拟的子步骤；该子步骤还用于将发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、AT系统故障信号和故障报警信号发送出去；
用于接收车速信号和刹车系统故障信号、刹车系统故障信号和ABS系统故障信号，并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收转速信号、水温信号和耗油信号、发动机MIL故障信号和发动机SVS故障信号，并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收档位信号和故障报警信号，并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号的并行信号；并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收车速信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号，并对所接收的所有信号进行显示输出的步骤；
待测汽车仪表通过接收CAN总线(7)接收车速信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号，并对待测汽车仪显示的信号进行观测的步骤；
将观测的待测汽车仪表的显示信号与显示输出步骤中输出的信号进行对比，实现对待测汽车组合仪表的测试。

说明书基于CAN总线的汽车组合仪表测试系统及方法
技术领域
本发明涉及汽车仪表测试领域。
背景技术
在汽车仪表生产过程中，通常需要对先生产出的样品进行测试，或者批量生产的仪表进行抽样测试，但是现今对仪表的测试过程复杂，大多数都是采用人工检测的方式实现，并且对不同的参数采用不同的检测设备来实现检测，检测耗时时间长、效率低，且需要多种检测设备配合实现，检测成本高。
发明内容
本发明是为了解决现有汽车组合仪表的测试过程复杂、耗时长、成本高的问题，提出了一种基于CAN总线的汽车组合仪表测试系统及方法。
本发明所述的基于CAN总线的汽车组合仪表测试系统，它包括CAN总线和CAN总线接口电路，它还包括测试装置，所述测试装置内部嵌入有模拟数据输入模块、标准仪表显示模块、防滑刹车辅助控制器、发动机控制器、变速箱控制器、和虚拟仪表控制器；
模拟数据输入模块包括连续变化量模拟模块和0/1变化量模拟模块；
连续变化量模拟模块：用于模拟产生变化的车速信号、转速信号、水温信号、档位信号和耗油信号，并将车速信号发送至防滑刹车辅助控制器，将转速信号、水温信号和耗油信号发送至发动机控制器，将档位信号发送至变速箱控制器；
0/1变化量模拟模块：用于模拟产生发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、AT系统故障信号或者故障报警信号，并将所产生的刹车系统故障信号和ABS系统故障信号发送至防滑刹车辅助控制器；将发动机MIL故障信号和发动机SVS故障信号同时发送至发动机控制器；将故障报警信号发送至变速箱控制器模块；
防滑刹车辅助控制器用于接收连续变化量模拟模块发送的车速信号和0/1变化量模拟模块发送的刹车系统故障信号和ABS系统故障信号，并将接收到的信号通过CAN总线接口电路发送至CAN总线；
发动机控制器用于接收连续变化量模拟模块发送的转速信号、水温信号和耗油信号和0/1变化量模拟模块发送的发动机MIL故障信号和发动机SVS故障信号，并将接收到的信号通过CAN总线接口电路发送至CAN总线；
变速箱控制器模块用于接收连续变化量模拟模块发送的档位信号和0/1变化量模拟模块发送的故障报警信号，并将接收到的信号通过CAN总线接口电路发送至CAN总线；
虚拟仪表控制器模块用于通过CAN总线接收车速信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号；并将接收到的所有信号发送至标准仪表显示模块；
标准仪表显示模块用于将接收的所有信号进行显示输出。
基于CAN总线的汽车组合仪表测试方法，该方法包括：
模拟数据输入的步骤；
该步骤包括：
用于模拟产生变化的车速信号、转速信号、水温信号、档位信号和耗油信号的变化的连续变化量模拟的子步骤；该子步骤还用于将车速信号、转速信号、水温信号、档位信号和耗油信号发送出去；
用于模拟产生发动机MIL故障信号、发动机SVS故障、刹车系统故障、ABS系统故障、AT系统故障和故障报警的0/1变化量模拟的子步骤；该子步骤还用于将发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、AT系统故障信号和故障报警信号发送出去；
用于接收车速信号和刹车系统故障信号、刹车系统故障信号和ABS系统故障信号，并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收转速信号、水温信号和耗油信号、发动机MIL故障信号和发动机SVS故障信号，并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收档位信号和故障报警信号，并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号的并行信号；并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收车速信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号，并对所接收的所有信号进行显示输出的步骤；
待测汽车仪表通过接收CAN总线接收车速信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号，并对待测汽车仪显示的信号进行观测的步骤；
将观测的待测汽车仪表的显示信号与显示输出步骤中输出的信号进行对比，实现对待测汽车组合仪表的测试。
本发明采用模拟数据输入模块实现模拟各种汽车信号的功能，并且将模拟产生的信号发送给相关的汽车功能模块，这些汽车功能模块为汽车现有模块，这些模块和待测仪表的连接方式也采用现有汽车的CAN总线的连接方式，进而实现了对汽车组合仪表性能的有效测试，有效的减少了开发过程中的风险。
产品研发人员与测试环境设计人员可以相互认证，更容易发现问题；且测试手段简单、直观、有效。测试操作人员只需要简单说明培训就可以参与测试；测试效率高。在产品批产前，完全可以满足小批量测试的需求；测试平台建立后有一定的扩展性，可以调试后应用于多个项目。
附图说明
图1为本发明所述的基于CAN总线的汽车组合仪表测试系统的原理框图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述基于CAN总线的汽车组合仪表测试系统，它包括CAN总线7和CAN总线接口电路8，
其特征在于，它还包括测试装置，所述测试装置内部嵌入有模拟数据输入模块1、标准仪表显示模块2、防滑刹车辅助控制器3、发动机控制器4、变速箱控制器5、和虚拟仪表控制器6；
模拟数据输入模块1包括连续变化量模拟模块和0/1变化量模拟模块；
连续变化量模拟模块：用于模拟产生变化的车速信号、转速信号、水温信号、档位信号和耗油信号，并将车速信号发送至防滑刹车辅助控制器3，将转速信号、水温信号和耗油信号发送至发动机控制器4，将档位信号发送至变速箱控制器5；
0/1变化量模拟模块：用于模拟产生发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、AT系统故障信号或者故障报警信号，并将所产生的刹车系统故障信号和ABS系统故障信号发送至防滑刹车辅助控制器3；将发动机MIL故障信号和发动机SVS故障信号同时发送至发动机控制器4；将故障报警信号发送至变速箱控制器模块5；
防滑刹车辅助控制器3用于接收连续变化量模拟模块发送的车速信号和0/1变化量模拟模块发送的刹车系统故障信号和ABS系统故障信号，并将接收到的信号通过CAN总线接口电路8发送至CAN总线7；
发动机控制器4用于接收连续变化量模拟模块发送的转速信号、水温信号和耗油信号和0/1变化量模拟模块发送的发动机MIL故障信号和发动机SVS故障信号，并将接收到的信号通过CAN总线接口电路8发送至CAN总线7；
变速箱控制器模块5用于接收连续变化量模拟模块发送的档位信号和0/1变化量模拟模块发送的故障报警信号，并将接收到的信号通过CAN总线接口电路8发送至CAN总线7；
虚拟仪表控制器模块6用于通过CAN总线7接收车速信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号；并将接收到的所有信号发送至标准仪表显示模块2；
标准仪表显示模块2用于将接收的所有信号进行显示输出。
具体实施方式二、本实施方式所述基于CAN总线的汽车组合仪表测试方法，该方法包括：
模拟数据输入的步骤；
该步骤包括：
用于模拟产生变化的车速信号、转速信号、水温信号、档位信号和耗油信号的变化的连续变化量模拟的子步骤；该子步骤还用于将车速信号、转速信号、水温信号、档位信号和耗油信号发送出去；
用于模拟产生发动机MIL故障信号、发动机SVS故障、刹车系统故障、ABS系统故障、AT系统故障和故障报警的0/1变化量模拟的子步骤；该子步骤还用于将发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、AT系统故障信号和故障报警信号发送出去；
用于接收车速信号和刹车系统故障信号、刹车系统故障信号和ABS系统故障信号，并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收转速信号、水温信号和耗油信号、发动机MIL故障信号和发动机SVS故障信号，并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收档位信号和故障报警信号，并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号的并行信号；并将接收到的信号发送出去的步骤；
用于接收车速信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号，并对 所接收的所有信号进行显示输出的步骤；
待测汽车仪表通过接收CAN总线7接收车速信号、刹车系统故障信号、ABS系统故障信号、转速信号、水温信号、耗油信号、发动机MIL故障信号、发动机SVS故障信号、档位信号和故障报警信号，并对待测汽车仪显示的信号进行观测的步骤；
将观测的待测汽车仪表的显示信号与显示输出步骤中输出的信号进行对比，实现对待测汽车组合仪表的测试。
本发明还包括电源和配套线束，电源用于为CAN总线的汽车组合仪表测试系统供电。
1)数据库维护
使用CANoe中集成的软件模块——CANdb++Editor。进行数据库维护。根据主机厂提供的信号列表对CAN网络的节点、节点中的报文、报文中的信号进行逐级定义。
1)按照次序建立节点、报文、信号；
对于本发明来说总线上一共有5个节点：ABS(防滑刹车辅助控制器)、EMS(发动机控制器)、IC(仪表)、TCU(变速箱控制器)和虚拟仪表。
各节点所含报文，以及各报文所含信号如下表所示。
表1节点报文对应表

创建节点、报文、信号的方法比较简单。在CANdb++EDiter的左侧的对象界面，有Network nodes、Message、Signals分类，定义节点、报文和信号的属性；
2)建立网络拓扑
在CANoe的simulation Setup界面中，可以通过导入数据库的方式，直接建立网络拓扑。
3)建立控制界面
控制界面主要用于人机交互。就是一个测试条件的输入界面。
使用CANoe中的Panel Designer模块可以完成界面设计。
A、图形编辑界面
B、标准模块工具栏
C、参数栏
设计过程为在A、图形编辑界面中调用B标准模块工具栏中的各个标准模块，然后在C参数栏中进行参数定义。对于转速输入、车速输入、水温输入、油耗输入、档位输入这类多数值输入型的需要调用Track Bar(轨迹条)标准模块；对于发动机故障、维修报警信号、刹车故障等，这一类做信号只有0/1两种状态，需要调用check box标准模块；现对此两类型模块做一个举例介绍。
对于Track Bar(轨迹条)这里以ABS车速输入为例。
Step1：拖动一个Track Bar(轨迹条)标准模块到图形编辑界面中的适当位置；使用鼠标调节模块的大小；插入一个文本标记“转速输入”。则模块的外观通过这一步基本确定；
Step2：对模块参数进行设置；控制界面设计中，主要设置区域为信号设置区。对于车速输入，在Maximum填写240(最大车速设置为240km/h)，Minimum填写0；在最下面信号属性过滤器)中选择环境变量，然后点击Symbol会弹出参数参数选择框，这里需要选择一个数据库里面，预先建立的环境变量。一般是几面设计和环境变量创建同步进行，此设置完成后，通过鼠标拖动进度条就可以对环境变量进行改变。在程序中对此环境变量进行调用计算。
对于check box(复选框)的设置与Track Bar(轨迹条)模块一样。以发动机故障信号为例：
不同的是在设置中当选项框处于选择状态，就会给环境变量置1，当选项框处于非选择状态，就会给环境变量置0。
4)建立测试对照界面
测试对照界面的建立方法与控制界面相类似，但是所使用的控件为视觉输出控件，也就是当所属的环境变量发生改变时控件的外观会发生改变。本项目使用的控件有3种。分别是车速表和转速表所使用的Meter控件；信号灯所使用的Switch/Indicator控件；小里程等所使用的LCD Control控件。此3个控件的参数设置方式与前面介绍的类同。以下做简要介绍。
Meter：在属性栏中可以设置表盘开角，绿区、黄区、红区范围，设置环境变量；
LCD Control：需要设置整数位和小数位；
Switch/Indicator：对于发动机故障指示灯设置例举如下：
State Count写入2，代表此环境变量一共有两个可能出现的值；在Switch Values填写0；1代表这两个值一个是0，一个是1.在Image中需要调入一个图片。图片分为3个区间，第一区间为默认值，第二个区间为当环境变量为Switch Values第一个值时显示的，第三个区间为当环境变量为Switch Values第二个值时显示的。所以对于本设置，当环境变量LED_MIL＝＝0时，显示图片空；当环境变量LED_MIL＝＝1时，显示图片显示发动机。这样就完成了一个信号灯亮/灭模拟的显示过程。
5)建立环境变量
环境变量是控制界面、程序和报文输入输出之间的桥梁。
6)为各节点书写程序
由于总线上共有5个节点，所以对于各节点需要单独处理。