智能互聯(lián)汽車遠(yuǎn)程診斷測試平臺開發(fā)

葉志偉

（福建奔馳汽車有限公司，福建 福州 350119）

隨著互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)的發(fā)展，智能互聯(lián)是汽車發(fā)展的重要方向。車輛智能互聯(lián)有多種使用場景，其中遠(yuǎn)程故障診斷是目前看來應(yīng)用較好的場景之一。通過采集車輛信息，利用Telematics BOX （T-BOX） 傳輸?shù)胶笈_。當(dāng)后臺收集到這些數(shù)據(jù)后，一方面可以為智能互聯(lián)的車主提供及時有效的售后服務(wù)，同車主建立良好的關(guān)系；另一方面可以為車輛研發(fā)部門提供寶貴的基礎(chǔ)資料，提升優(yōu)化車輛設(shè)計(jì)開發(fā)［1］。

為應(yīng)對日新月異的市場需求，智能互聯(lián)系統(tǒng)更新?lián)Q代要快于整車開發(fā)周期，并且遠(yuǎn)程診斷又依賴整車信號。為解決這種矛盾，一種有效的方式就是開發(fā)智能互聯(lián)汽車遠(yuǎn)程診斷測試平臺，在整車開發(fā)的過程中，利用該平臺同步開發(fā)智能互聯(lián)遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。這種模式具有縮減周期、降低成本、靈活升級的優(yōu)勢。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)架構(gòu)是測試平臺搭建的基礎(chǔ)，硬件搭載和系統(tǒng)仿真均需要參考系統(tǒng)架構(gòu)。開發(fā)測試平臺是基于整車電子電器架構(gòu)搭建的，在整車電子架構(gòu)下進(jìn)行簡化，刪去同遠(yuǎn)程診斷相關(guān)度不高的節(jié)點(diǎn)。

其中，智能互聯(lián)系統(tǒng)最重要的控制器——T-box位于診斷CAN （D-CAN） 上，收集處理來自整車其他控制器的信號。除了D-CAN外，全車診斷信號來自全車各個控制器，所以搭建該平臺時，還涉及整車多路CAN，其中包括車身CAN（BODY-CAN）、底盤CAN （CHASSIS-CAN） 以及人機(jī)CAN（HMI-CAN），系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

2 硬件搭載

為了測試結(jié)果更貼近真實(shí)情況，測試開發(fā)平臺要盡可能接近整車。但是，如果完全依照整車搭建，就失去了使用該平臺的周期短、成本低、靈活性好的優(yōu)勢。為了兼顧這兩方面問題，該平臺使用真實(shí)節(jié)點(diǎn)與軟件仿真相結(jié)合的方式搭建。

T-BOX是智能互聯(lián)系統(tǒng)最重要的節(jié)點(diǎn)，位于D-CAN上，采用真實(shí)節(jié)點(diǎn)。HMI-CAN參與人機(jī)交互，能夠在測試過程中提供可視化的反饋。因此HMI-CAN上的控制器也采用真實(shí)節(jié)點(diǎn)?？紤]到對于遠(yuǎn)程診斷而言，CHASSIS-CAN和HMICAN只是提供相關(guān)信號，所以，這兩路CAN的節(jié)點(diǎn)均采用模擬仿真的形式實(shí)現(xiàn)。

圖2為測試平臺的硬件示意圖。將D-CAN和HMI-CAN上的各個控制器安裝在定制的支架上。通過改制的線束，將各個控制器接口有關(guān)的PIN腳接入到總線上。同時，將DCAN、BODY-CAN、CHASSIS-CAN和HMI-CAN接入CANcase 1630A，實(shí)現(xiàn)仿真功能。此外，還需設(shè)計(jì)接口用于讀取測試數(shù)據(jù)：首先制作OBD接口，用于讀取D-CAN信號；另外，還制作T-BOX內(nèi)部信號讀取接口，通過RS232轉(zhuǎn)USB接入筆記本電腦，讀取T-BOX內(nèi)部信號。

圖2 測試平臺硬件搭載

3 系統(tǒng)仿真

采用Vector總線開發(fā)工具CANoe進(jìn)行系統(tǒng)仿真。其優(yōu)勢在于：該工具既可以實(shí)現(xiàn)全虛擬節(jié)點(diǎn)的仿真，也可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)節(jié)點(diǎn)與虛擬節(jié)點(diǎn)相結(jié)合的半仿真。同時，還可以觀測信號的變化，將信號的變化情況進(jìn)行記錄。

3.1 模擬仿真環(huán)境搭建

由系統(tǒng)架構(gòu)可知，模擬仿真涉及4個網(wǎng)段。各個網(wǎng)段之間通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)CAN信號交互。通過CANoe軟件中Simulation setup窗口配置，實(shí)現(xiàn)模擬各個控制器的系統(tǒng)框架搭建［2］。如果有真實(shí)的節(jié)點(diǎn)，就可以屏蔽該模塊。

3.2 CAPL語言編程

當(dāng)仿真涉及到控制邏輯相對復(fù)雜時，僅采用IG控制器或者仿真面板不足以滿足要求，這時候就可以使用CANoe自帶的CAPL編程語言，靈活實(shí)現(xiàn)各種邏輯關(guān)系。對于遠(yuǎn)程診斷而言，模擬車輛故障事件，往往是多個信號相互關(guān)聯(lián)的。CAPL編程工具對實(shí)現(xiàn)測試平臺的功能起到重要作用［3］。在平臺搭建過程中，涉及虛擬節(jié)點(diǎn)的仿真，多運(yùn)用CAPL語言編寫其控制邏輯，以模擬虛擬節(jié)點(diǎn)在原車的工作狀態(tài)。

3.3 可視化Panel面板建立

為了方便觀測，利用CANoe中Panel設(shè)計(jì)模塊，對測試平臺設(shè)計(jì)的功能建立可視化模塊。基于整車DBC文件，將所需的Signal或者Environment Variable與控件關(guān)聯(lián)［4］。并利用控件設(shè)置，導(dǎo)入直觀的圖標(biāo)，其測試控制面板如圖3所示。利用測試控制面板，可以很方便地控制多種場景的模擬，比如電池故障、制動器磨損、胎壓不足等。

圖3 測試控制面板

4 測試驗(yàn)證

通過搭建測試平臺，能夠通過仿真模擬實(shí)車出現(xiàn)的故障、保養(yǎng)相關(guān)的信號。智能互聯(lián)系統(tǒng)會將這些數(shù)據(jù)上傳到后臺服務(wù)器中，而后臺服務(wù)器又將數(shù)據(jù)傳遞給前端的用戶側(cè)和售后系統(tǒng)。這套機(jī)制讓車主可以通過網(wǎng)頁或者應(yīng)用來直觀查看車輛的情況；讓經(jīng)銷商售后盡快得知車輛遠(yuǎn)程診斷相關(guān)信息，提供及時服務(wù)。在測試時，通過應(yīng)用或者經(jīng)銷商售后系統(tǒng)查看測試結(jié)果是最直接有效的。然而，這也存在一些弊端，就是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，難以定位問題。這些問題可能是車輛導(dǎo)致，也可能是智能互聯(lián)前、后端平臺導(dǎo)致。所以，在開發(fā)測試驗(yàn)證過程中，除了從客戶角度驗(yàn)證，還需要從車輛端進(jìn)行驗(yàn)證。

CANoe在Measurement Setup窗口下，有數(shù)據(jù)保存的功能，可以在CANoe運(yùn)行后，記錄CAN信號并保存Logging文件。在測試驗(yàn)證時，可以將這個模塊激活。記錄的數(shù)據(jù)還可以導(dǎo)入CANoe中進(jìn)行分析。

還需要考慮的是，在某些情況下，CAN信號發(fā)送正常，但是T-BOX沒有把該信號傳輸給智能互聯(lián)IT后臺。因此，讀取分析T-BOX的內(nèi)部信號也可以有助于找出問題所在。TBOX提供了一個接口，可以通過RS232轉(zhuǎn)USB接入電腦，將T-BOX內(nèi)部信號傳遞給電腦，并記錄下T-BOX的“行為”。這里，可以通過使用PuTTY工具設(shè)置匹配的接口和讀取速度，記錄T-BOX內(nèi)部信號，如圖4所示。通過該工具，有助于工程師分析T-BOX是否工作正常，如果發(fā)生異常，也可以快速準(zhǔn)確地查找到異常發(fā)生的根源。在一定程度上，可以在沒有IT后臺的支持下，分析車輛工作是否正常，提升了工作效率。

圖4 PuTTY工具設(shè)置

5 結(jié)束語

本文通過車輛部分控制單元同系統(tǒng)仿真相結(jié)合，提出了建立一套智能互聯(lián)汽車遠(yuǎn)程診斷測試平臺的方法。該測試平臺靈活性強(qiáng)，遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)可以隨整車開發(fā)同步進(jìn)行，讓IT平臺與車輛的集成匹配在開發(fā)前期就得到驗(yàn)證。在搭建測試平臺時，還需考慮到拓展性和便利性。隨著整車開發(fā)周期逐步推進(jìn)，測試平臺還可以進(jìn)行拓展，使用開發(fā)成熟度更高的控制器或軟件迭代前期使用的控制器或軟件。對于系統(tǒng)集成開發(fā)人員，可以提供一定的幫助。