基于LabVIEW的EV平臺BCM測試系統(tǒng)研究

摘 要：車輛各控制節(jié)點的可靠性和穩(wěn)定性測試，一直是車輛下線和后期驗證的必要環(huán)節(jié)。文章基于LabVIEW開發(fā)一套BCM測試系統(tǒng)，直觀的監(jiān)測BCM的CAN報文，并對將相應(yīng)的信號解析到上位機界面。通過試驗結(jié)果，證明軟件運行穩(wěn)定，快捷方便，為BCM測試提供了有力的工具。

關(guān)鍵詞：LabVIEW；BCM測試；報文解析

引言

近年來，我們賴以生存的環(huán)境隨著工業(yè)社會的發(fā)展進(jìn)步，污染越來越嚴(yán)重。發(fā)展新能源汽車對整個汽車行業(yè)，乃至對于堅持走新型工業(yè)化道路，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會意義重大。美國，歐洲，日本都加大了在新能源汽車領(lǐng)域的科研投入，同時這些國家的新能源車輛保有量也在持續(xù)增長。我國在新能源領(lǐng)域也投入巨大的財力和人力，各車企也都加緊新能源車輛的研發(fā)，使我國新能源車輛越來越普及。

汽車的工作離不開各控制節(jié)點的穩(wěn)定運行，所以對各節(jié)點的程序邏輯的測試一直是汽車開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，但在測試的同時，獲得CAN報文的信號值一直是難點，文章介紹一種對BCM報文的監(jiān)測解析方法，為程序邏輯控制提供有力的工具。

1 理論概述

1.1 BCM節(jié)點簡介

BCM是汽車內(nèi)最重要的模塊之一。BCM實現(xiàn)離散控制功能，用來控制不需專用控制器的常用“車身”功能，包括電動門窗控制、中控門鎖控制、遙控防盜、燈光系統(tǒng)控制、電動后視鏡加熱控制、儀表背光調(diào)節(jié)、電源分配等。此外，BCM還具有通過網(wǎng)絡(luò)總線在不同模塊間傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)關(guān)作用。因為BCM連接多個汽車總線，所以它是為汽車增加新功能的理想平臺。當(dāng)汽車電子設(shè)計工程師想為汽車添加新的功能，但又沒有太多時間、空間或預(yù)算來增加新模塊時，他們?？赏ㄟ^為BCM編寫新軟件并借助其連網(wǎng)能力來實現(xiàn)這些功能。因為它的重要性，在汽車開發(fā)過程中，BCM測試是不可或缺的一個環(huán)節(jié)。

1.2 LabVIEW簡介

LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，它有開發(fā)周期短，效率高的特點，并可以對接大部分主流仿真軟件，控制軟件和其它的開發(fā)環(huán)境，不足之處是人機界面交互略生硬，所以適合對交互界面要求不高的測試領(lǐng)域[1]。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 硬件連接

本測試系統(tǒng)采用ZLGCAN型CAN卡。通過汽車OBD接口訪問CAN總線，并將采集到的報文數(shù)據(jù)傳送至上位機，通過上位機軟件進(jìn)行CAN報文篩選，分離出BCM報文，并根據(jù)總線協(xié)議，對CAN報文數(shù)據(jù)場上的不同字節(jié)，不同字節(jié)中的不同位的信號值進(jìn)行解析，得到BCM節(jié)點的各種信號值，并在軟件界面顯示出來，作為BCM測試時總線通信依據(jù)。軟件流程圖如圖1。

上位機通過調(diào)用函數(shù)的方法與總線實現(xiàn)互聯(lián)。VCI函數(shù)庫中定義了一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于數(shù)據(jù)交換，在使用VCI函數(shù)前應(yīng)該先創(chuàng)建這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[2]。在LabVIEW中創(chuàng)建這些結(jié)構(gòu)時應(yīng)該使用簇——Cluster。一個簇就是一個由若干不同的數(shù)據(jù)類型的成員組成的集合體，類似于C語言中的結(jié)構(gòu)[3]。其成員可以是任意的數(shù)據(jù)類型，但必須都是控件或都是顯示件。成員的邏輯順序是由它們被放入簇的先后順序決定的[4]。庫函數(shù)使用流程圖如圖2。

2.2 信號解析邏輯

汽車電子設(shè)備眾多，各電子設(shè)備的功能復(fù)雜，各電子設(shè)備之間的信息共享越來越多，各種功能都需要通過BCM來實現(xiàn)。在用戶執(zhí)行控制要求或操作后，BCM采集到用戶命令，執(zhí)行命令并將相應(yīng)的執(zhí)行結(jié)果以報文的形式發(fā)送到CAN總線網(wǎng)絡(luò)，有需求節(jié)點控制單元會過濾并接收信息幀，一個信息可同時供許多部件使用。執(zhí)行結(jié)果稱為信號，嵌入到報文的數(shù)據(jù)場。CAN總線報文是在汽車總線網(wǎng)絡(luò)中交換與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元，是汽車各節(jié)點信息通信傳輸?shù)妮d體，以差分電壓的形式發(fā)送，報文為2進(jìn)制的格式，數(shù)據(jù)以幀的形式被打包廣播。報文主要分為包含標(biāo)識符的仲裁場和數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)場，標(biāo)識符用來申明自己的源址和目標(biāo)地址，數(shù)據(jù)場包含傳遞的信息，數(shù)據(jù)場一共分為8字節(jié)，每個字節(jié)分為8位，采用Motorola格式，即信號的高位（S_msb）將被放在該字節(jié)的高位，信號的低位（S_lsb）將被放在該字節(jié)的低位。BCM的執(zhí)行結(jié)果信號被定義在不同位中，以0或1來表示動作的執(zhí)行與否，BCM測試即在實車測試的基礎(chǔ)上，觀測報文結(jié)果，來進(jìn)行邏輯的證明或錯誤的檢索。

2.3 軟件設(shè)計

在程序面板中，通過調(diào)用功能函數(shù)初始化數(shù)據(jù)采集卡，被調(diào)用函數(shù)可以封裝，這樣可以簡化程序顯示，通過VCI-READ函數(shù)讀出CAN卡上的緩存信息，界面如圖3，將報文以16進(jìn)制的格式顯示出來。依照總線的通訊協(xié)議，進(jìn)行報文解析運算，將讀取的數(shù)據(jù)數(shù)組轉(zhuǎn)換至簇，并分離不同位，將報文不同位的含義轉(zhuǎn)換成各相對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型，在上位機界面進(jìn)行實時顯示，信號解析值如圖4。

該軟件工具以選項卡形式切換管理報文和系統(tǒng)報文，系統(tǒng)UI如圖5。

3 結(jié)束語

BCM測試時對總線監(jiān)測的問題，一直比較復(fù)雜，國外成型的軟件系統(tǒng)，昂貴而且冗余模塊多，不能針對問題進(jìn)行具體分析。文章闡述了一種系統(tǒng)的開發(fā)思路與源代碼，經(jīng)過EV平臺驗證該系統(tǒng)能快捷便利的顯示BCM信號，為BCM測試提供了有力的工具，極大的提高了測試的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]李芳，張俊智，王麗芳，等.電動汽車動力總成系統(tǒng)控制器局域網(wǎng)（CAN）總線通信協(xié)議[J].機械工程學(xué)報，2008，44（5）：102-107.

[2]劉翔，吳光強.基于LabVIEW和CAN總線的汽車數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)[J].測控技術(shù)，2011，30（8）：34-37.

[3]趙炯，劉力平.LabVIEW中的動態(tài)連接庫調(diào)用[J].中國工程機械學(xué)報，2007，5（1）：122-126.

[4]劉紅顯，黃文梅.LabVIEW的外部代碼接口[J].湖南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2002，29（3）：41-45.