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故障診斷機制測試系統簡(jiǎn)介與實(shí)現論文
摘要：:故障診斷機制測試的優(yōu)勢有可在項目開(kāi)發(fā)初期階段充分驗證故障診斷機制合理性、正確性及完整性，減少實(shí)車(chē)開(kāi)發(fā)測試費用及周期，測試覆蓋度及可靠性高等。故障診斷機制測試系統是通過(guò)使用CAPL編程模擬節點(diǎn)發(fā)送報文及讀取故障碼及狀態(tài)，CANOE導入對應的CAPL測試用例后與被測的整車(chē)控制器連接，對被測整車(chē)控制器診斷機制進(jìn)行全方面的、系統的測試。通過(guò)驗證測試，故障診斷機制測試系統能在項目開(kāi)發(fā)階段發(fā)現診斷機制是否滿(mǎn)足設計要求、診斷機制是否存在缺陷。作為純電動(dòng)汽車(chē)最核心的電控單元，整車(chē)控制器監控故障多、故障處理策略復雜，故障診斷機制測試對整車(chē)控制器開(kāi)發(fā)十分關(guān)鍵。
關(guān)鍵詞：:整車(chē)控制器;故障診斷機制測試;CAPL編程
引言
在電動(dòng)汽車(chē)中，整車(chē)控制器作為整車(chē)的控制系統，是影響整車(chē)性能、安全的關(guān)鍵零件。合理、正確、完整的故障診斷機制能夠準確無(wú)誤地記錄故障碼并反饋對應故障處理信號給上層軟件，使整車(chē)控制器能準確執行故障策略，保證車(chē)輛及車(chē)上人員安全;同時(shí)，故障碼及其狀態(tài)能指導售后維修人員快速定位故障原因。通過(guò)故障診斷機制測試系統，設計人員可以驗證設計定義的診斷機制是否滿(mǎn)足設計要求、存在缺陷，減少實(shí)車(chē)驗證時(shí)間。
1純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制器簡(jiǎn)介
整車(chē)控制器是純電動(dòng)汽車(chē)的核心控制器，主要功能為采集車(chē)輛信息、識別駕駛員意圖、控制車(chē)輛運行、診斷車(chē)輛故障。整車(chē)控制器通過(guò)自身I/O口、CAN、LIN、硬線(xiàn)等通信線(xiàn)路與其他控制器通信，通過(guò)I/O采集傳感器信號，并控制執行器、開(kāi)關(guān)、繼電器的開(kāi)啟關(guān)閉從而實(shí)現對整車(chē)功能的控制。圖1所示為整車(chē)控制器功能示例。
2故障診斷介紹及其意義
汽車(chē)故障診斷是指在不拆解車(chē)輛零件的前提下，通過(guò)一定的技術(shù)方法，確定汽車(chē)當前狀況，查明故障部位及故障原因的汽車(chē)應用技術(shù)。故障診斷意義在于當車(chē)輛某些零部件存在問(wèn)題時(shí)，可在不拆解零件的前提下快速判斷及識別故障并制定對應措施，減少故障排查的工作量及獲取車(chē)輛的技術(shù)狀況。
3整車(chē)控制器故障類(lèi)別及診斷機制簡(jiǎn)介
3.1整車(chē)控制器故障類(lèi)別簡(jiǎn)介
故障診斷處理為診斷執行器、傳感器、電源供電電壓是否有故障，從通信報文中判斷其他控制器是否有故障，并執行相應的故障處理措施;按規定的格式存儲故障碼、清除故障碼。整車(chē)控制器診斷故障類(lèi)別主要有以下兩大類(lèi):
(1)通信類(lèi)故障。一般是由CAN總線(xiàn)上的其他電子控制器檢測其零件本身是否有問(wèn)題并通過(guò)CAN報文將其本身的狀態(tài)告知CAN總線(xiàn)上的VCU(VehicleControlUnit);VCU通過(guò)自身的策略去判斷其他電子控制器是否存在故障。
(2)電氣類(lèi)故障。主要判斷傳感器、執行器零件本身是否有故障;線(xiàn)束連接上是否有開(kāi)路等故障存在。
3.2整車(chē)故障診斷機制簡(jiǎn)介
文中描述的整車(chē)故障診斷機制包括如下4點(diǎn):
(1)整車(chē)控制器初始化完成后，故障診斷功能處于關(guān)閉狀態(tài)。當診斷故障碼運行條件滿(mǎn)足后，整車(chē)控制器的診斷功能才會(huì )開(kāi)啟。
(2)診斷功能開(kāi)啟后，在滿(mǎn)足故障碼設置的條件后，才能設置故障碼并執行該故障碼對應的操作;滿(mǎn)足故障碼恢復的條件后，故障碼可以恢復;對于特別嚴重的故障可定義故障碼除手動(dòng)恢復外，其他條件不允許恢復故障。
(3)清除故障碼。在多個(gè)駕駛循環(huán)內，整車(chē)控制器都沒(méi)有檢測到故障才能將該故障清除;對于特別嚴重的故障，可以定義只能手動(dòng)清除。
(4)需要根據每個(gè)故障的實(shí)際情況定義故障碼運行條件、故障設置條件、故障恢復條件，否則容易出現故障誤報情況。圖2為整車(chē)控制器故障診斷機制狀態(tài)圖。
4故障診斷機制測試系統簡(jiǎn)介及實(shí)現
4.1故障診斷機制測試系統簡(jiǎn)介
故障診斷機制測試系統即經(jīng)過(guò)對整車(chē)故障診斷機制分析，利用常用的軟件資源(INCA、CANOE)及模擬負載設備建立測試環(huán)境，設計好它必須覆蓋的測試項目，并對故障診斷機制進(jìn)行測試，記錄測試過(guò)程，回放測試記錄，分析測試結果，得出測試結論，才能判斷VCU故障診斷機制能否準確地運作。以下為故障診斷機制測試系統必須包含的測試項目:
(1)故障發(fā)生時(shí)，故障診斷機制測試系統能否將故障正確上報并儲存。
(2)無(wú)故障時(shí)，故障診斷機制測試系統是否會(huì )誤報故障。
(3)故障碼是否按照規定的格式存儲。
4.2故障診斷機制測試系統實(shí)現
文中提到的故障診斷機制測試系統硬件搭建包括安裝了Vector公司的CANOE軟件及ETAS公司的INCA軟件、電腦、CANOE、INCA以及負載模擬盒。整車(chē)控制器故障診斷機制測試系統如圖3所示使用CANOE中帶有的CAPL工具編寫(xiě)測試用例腳本模擬節點(diǎn)工作正常、故障時(shí)發(fā)送報文，以及測試中各個(gè)測試時(shí)間節點(diǎn)的故障碼及其狀態(tài)信息，使用CANOE本身的記錄、回放報文功能去分析各個(gè)測試時(shí)間節點(diǎn)整車(chē)控制器回復的故障碼及狀態(tài)信息是否正確以及采用INCA記錄和MDA分析記錄報文來(lái)確認整車(chē)控制器其故障診斷機制是否滿(mǎn)足設計要求。對于整車(chē)控制器需要識別的兩大類(lèi)故障，主要通過(guò)以下方式去模擬它們故障產(chǎn)生的方式。
(1)對于通信類(lèi)故障，采用CANOE中的CAPL工具模擬其他節點(diǎn)發(fā)送報文，模擬診斷儀發(fā)送診斷命令以讀取故障碼及故障碼狀態(tài)。
(2)對于電氣類(lèi)故障，用模擬負載盒制造電氣故障，用CAPL編寫(xiě)的測試用例腳本去讀取故障碼及其狀態(tài)。
5結論
故障診斷機制測試系統為VCU診斷機制能準確無(wú)誤運轉提供了強有力的依據，確保VCU診斷機制精確地識別故障，完善、精準的整車(chē)控制器診斷故障機制可準確無(wú)誤地指示出車(chē)輛當前的故障狀態(tài)，為車(chē)輛正常、安全的運作，駕駛員、乘車(chē)人員的人身安全提供了保障。整車(chē)控制器診斷故障機制測試系統可以在研發(fā)階段發(fā)現設計缺陷，在項目開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行修改直至解決所有不符合項，并在批量及量產(chǎn)階段為造車(chē)出現的故障問(wèn)題分析提供了準確的故障信息，為發(fā)現及解決故障問(wèn)題提供了依據。經(jīng)過(guò)驗證，整車(chē)控制器診斷故障機制測試系統能驗證設計定義的診斷機制是否滿(mǎn)足設計要求、存在缺陷，減少實(shí)車(chē)驗證時(shí)間。
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