汽车PEPS智能系统的测试系统设计与实现

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3.0 侯斌 2024-11-19 5 4 3.62MB 50 页 15积分

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汽车PEPS智能系统的测试系统设计与

实现

摘要

随着汽车电子行业迅速发展，汽车无钥匙进入与一键启动（ P E P S，

passiveentry and passive start）越来越受到重视。在整个汽车电子系统中，需要对

PEPS进行功能测试，为了保证各个汽车电子单元之间交互信息，传统测试方式是

通过搭建汽车电子系统台架，将PEPS和与相关的其它电控单元实物安装在该台架

上面，然后在台架上进行测试。此方式局限性大，测试过程复杂，很难模拟异常情

况下PEPS的测试，且不利于汽车电子系统的并行开发，因此引入虚拟整车环境来

测试PEPS系统，以提高测试系统的可靠性和通用性。

本文详细分析了PEPS系统的组成、功能及电控单元信号类型，根据信号的分

类，对电路进行了不同的设计，搭建测试台架。用一些真实负载和测试台架模拟一

个虚拟的整车平台。最后利用LabVIEW软件和CANoe软件进行了软件设计，用

CANoe软件仿真模拟汽车总线上其他ECU节点，通过仿真模型实现了虚拟节点和

真实节点的信息交换，最后用LabVIEW实现虚拟整车环境下自动化测试。

该系统可靠性高，应用范围广，有很大实用价值，不仅可以测试现有的同一款

车型的不同型号，还可以测试不同款车型，在研发其他车型的过程中，也只需要稍

微修改部分需求，就可以用来测试其他的PEPS系统，为PEPS的研发和测试带来方

便。

关键词: PEPS　LabVIEW　电控单元　测试系统　CANoe

ABSTRACT

W i t h t h e r a p i d d e v e l o p m e n t o f a u t o m o t i v e e l e c t r o n i c s i n d u s t r y ,

P e o p l e p a y m o r e a t t e n t i o n t o P E P S (p a s s i v e e n t r y a n d p a s s i v e s t a r t ).T h r o u g h o u t t h e

automotive electronic systems, the need for PEPS functional testing, in order to ensure

t h e i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e v a r i o u s a u t o m o t i v e e l e c t r o n i c s u n i t o f i n f o r m a t i o n ,

t r a d i t i o n a l t e s t in g m e t h o d s a r e a ut o mo t i v e e l e c t r o n i c s y s t e m s b y b u il d in g b e nc h , t h e

PEPS and other related electronic control unit mounted in kind The bench top, and then

in the bench test. In this way the limitations of large, complex testing process, difficult

to simulate PEPS exceptional circumstances test and not conducive to the development

o f a u t o m o t i v e e l e c t r o n i c s y s t e m s i n p a r a l l e l , s o t h e i n t r o d u c t i o n o f t h e v i r t u a l

environment to test the vehicle PEPS system to improve the reliability of the test system

and universal sex.

In this paper, a detailed analysis of the composition, function and electronic control unit

s i g n a l t y p e P E P S s y s t e m , a c c o r d i n g t o t h e c l a s s i f i c a t i o n o f t h e s i g n a l , t h e c i r c u i t

different design, build test bench. With some real load and test rig to simulate a virtual

vehicle platform. Finally, the use of LabVIEW software and software CANoe software

design, simulation software CANoe other nodes on the car ECU bus, through the

simulation model to achieve a real exchange of information and virtual node node, and

finally with LabVIEW virtual vehicle test automation environment.

T h e s y s t e m i s h i g h l y r e l i a b l e , w i d e r a n g e o f a p p l i c a t i o n s , t h e r e i s a g r e a t p r a c t i c a l

v a l u e , n o t o n l y t o t e s t t h e e x i s t i n g m o d e l w i t h a d i f f e r e n t m o d e l , y o u c a n a l s o t e s t

different models, other models in the development process, and only need to slightly

modify some demand, it can be used to test other PEPS system PEPS bring convenience

to the development and testing.

Key Words:PESP，LabVIEW，ECU，TEST System, CANoe

目录
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论................................................................................................................1
1 课题研究背景及意义....................................................................................1
2 汽车电子测试的发展概况............................................................................1
2.1国外发展概况............................................................................................1
2.2国内发展概况............................................................................................2
3 本文研究的主要内容....................................................................................3
第二章 PEPS系统.......................................................................................................5
1 汽车电控单元................................................................................................5
1.1电控单元的基本功能................................................................................5
1.2 电控单元的基本组成...............................................................................6
1.3 电控单元的测试.......................................................................................9
2 PEPS系统组成和功能...................................................................................9
2.1 PEPS系统简介.........................................................................................9
2.2 PEPS系统组成.......................................................................................10
2.3 PEPS系统功能描述................................................................................11
第三章 PEPS测试系统硬件设计.............................................................................15
1 测试系统硬件总体设计...................................................................................15
2  硬件选型和配置.........................................................................................16
2.1 硬件选型.................................................................................................16
2.2板卡配置..................................................................................................18
3 硬件电路设计...................................................................................................20
3.1 低端开关信号故障电路.........................................................................20
3.2 高端开关信号故障电路.........................................................................20
3.3 LIN总线故障电路..................................................................................21
3.4 电源电路设计.........................................................................................22
3.5 开关信号输入电路.................................................................................23
3.6 模拟信号输入电路.................................................................................23
3.7  PWM信号输入电路..............................................................................24
3.8 开关信号输出电路.................................................................................25
4 系统集成...........................................................................................................25
第四章 PEPS测试系统软件设计.............................................................................27
1  测试系统软件总体设计..................................................................................27
2  LabVIEW测试主程序.....................................................................................28
3  CANoe仿真程序.............................................................................................31
3.1  CANoe简介...........................................................................................31
3.2 数据库的建立.........................................................................................32
3.3  CAPL编程.............................................................................................33

4 驱动调用...........................................................................................................35
4.1 虚拟仪器驱动.........................................................................................35
4.2 测试设备调用程序.................................................................................36
5 软件运行流程...................................................................................................37
第五章 系统测试实验与结果.......................................................................................40
1 测试实验步骤...................................................................................................40
2 测试用例说明...................................................................................................40
3 测试结果...........................................................................................................45
第六章 总结与展望..................................................................................................47
参考文献........................................................................................................................48

上海理工大学硕士学位论文

第一章绪论

1.1 课题研究背景及意义

目前中国是世界上一个真正的汽车产销大国，汽车工业在中国经济中起着越来

越重要的作用。由于汽车越来越受到重视，消费者更加看重汽车的质量和性能，所

以生产厂商们都在努力提高这方面来吸引更多的消费者，原先只应用于高档汽车的

电控单元如：电动助力转向系统EPS，防抱死制动系统ABS，组合仪表IC，发动机

控制模块ECM，车身控制模块BCM，等在将来都将逐步应用于中低档汽车。

在当今汽车行业，汽车电子系统的开发和测试在整车开发过程中是一个很重要

的部分，汽车电子系统的测试往往伴随着整个设计开发过程，是整个开发过程中至

关重要的一部分。外部电气设备和许多个电控单元构成了汽车电子电气系统，因此

在测试的过程中，先对单个电控单元进行测试，对单个的电控单元测试结束之后，

再对多个电控单元组成的系统进行CAN网络测试。开发的初级阶段很容易检测出

单个电控单元的错误，但是在系统集成之后还有很多错误可以被检测出来，所以对

汽车电子电气系统的整车测试显得尤为重要，也会更加的复杂。由于一些汽车电子

测试设备非常昂贵，一般的整车厂很难接受，而基于虚拟仪器的车载电子电气测试

系统平台成本较低，对于这个方面的自主研发迫在眉睫。

汽车电控技术的广泛使用，一方面大大提高了汽车的经济性、动力性、环保性

安全性和舒适性等方面的性能，另一面也加大了测试系统的复杂性，开发周期变得

更长，成本也变得更高。传统的手工操作设备进行测试已经无法满足汽车电子高速

发展的要求，一方面，测试中需要进行大量的重复性操作，这些操作需要很高的精

确性，不属于创造性或者智能性的，工作量比较大，手工测试无法在短时间内完成

大量的测试工作，另一方面，许多资源冲突，死锁等错误是很难捕捉到的，并且验

证系统稳定性需要长时间的运行系统，而手工测试时无法长时间的模拟系统工作。

自动测试却可以大大提高测试效率和精确性。

1.2 汽车电子测试的发展概况

1.2.1国外发展概况

任何一个国家的汽车电子系统的测试技术都是从无到有发展起来的，但是西方

发达国家在汽车电子测试技术发展较早也较快[1]。据了解，早在50年代在西方发达

国家就形成了以故障诊断和性能调试为主的单项测试技术和单项测试设备[2]。在

60年代后期，西方发达国家汽车电子系统测试技术发展很快，并且大量应用电子、

光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术。如：非接触式车速

仪、前照灯检测仪、车轮定位仪、排气分析仪等都是光机电、理化机电一体化的测

试设备[3]。之后进入70年代，这时电子计算机技术发展迅速，在此带动下汽车测试

设备向智能化方面发展[4]，出现了汽车测试诊断、控制自动化、数据采集自动化、

测试结果直接打印等功能的现代综合性能测试技术和设备，它们能对设备本身和汽

车技术状况进行测试[5]。进入80年代后，计算机技术在汽车测试技术领域得到进一

步深化的应用，出现集成数据采集和显示、存储、打印等功能于一体的测试系统的

软件[6]。

目前，国外普遍采用硬件在环技术建立完整的“虚拟车辆”测试平台[7]。硬件

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摘要：

汽车PEPS智能系统的测试系统设计与实现摘要随着汽车电子行业迅速发展，汽车无钥匙进入与一键启动（PEPS，passiveentryandpassivestart）越来越受到重视。在整个汽车电子系统中，需要对PEPS进行功能测试，为了保证各个汽车电子单元之间交互信息，传统测试方式是通过搭建汽车电子系统台架，将PEPS和与相关的其它电控单元实物安装在该台架上面，然后在台架上进行测试。此方式局限性大，测试过程复杂，很难模拟异常情况下PEPS的测试，且不利于汽车电子系统的并行开发，因此引入虚拟整车环境来测试PEPS系统，以提高测试系统的可靠性和通用性。本文详细分析了PEPS系统的组成、功能及电控单元信...

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