整车功能测试验证技术分析

整车功能测试验证技术分析

高永亮,徐思远,黄凯,陈超毅,白云龙

哈尔滨东安汽车动力股份有限公司 黑龙江 哈尔滨 150066

摘要：近年来，随着新能源汽车的大规模推广应用，新能源汽车控制系统及零部件的开发与测试技术也得到了快速发展，但同时市场竞争也越来越激烈，消费者对新能源汽车的驾乘感受及安全要求也越来越高。车身域控制系统、动力域控制系统、底盘域控制系统、ADAS域控制系统和信息娱乐域控制系统，作为新能源汽车的五大域控制系统，其产品品质将直接决定整车的动力性、安全性和舒适性。因此，整车级控制系统的开发和集成测试将是新能源整车开发过程中至关重要的环节。提高测试的广度和深度对于整车、子系统及零部件的产品品质把关也尤为重要，可有助于主机厂不断优化产品，提高产品品质。

关键词：整车；功能测试；验证技术

1整车测试技术简介

汽车行业对于测试技术的定义是：根据系统开发阶段的规格说明和程序的内部结构而精心设计的一批测试用例（输入数据和预期的输出结果），并利用这些测试用例去运行系统，以发现错误的过程。测试的主要目的是保证品质、降低成本，对于主机厂而言，可以确保新车型上市时间，提高产品品质，提升客户满意度。整车测试一般也要分阶段进行，不同阶段的测试对应了不同层次的阶段产品；针对测试对象的不同特点采用不同的测试技术，可以发现不同特征的错误，进而使整车在多层次测试中不断提高产品品质。整车级功能测试，一般可以分为部件级、系统级和整车级测试。1）部件级测试主要解决单个部件的控制功能测试验证，集中注意力于零部件的基本组成部分；首先需要保证每一个零部件测试通过，是下一步把部件组装成系统并进行正确测试的基础。部件相对规模较小，复杂性较低，因而发现错误后容易隔离和定位，有利于查找问题。2）系统级测试主要解决域内各系统联合运行的联合仿真及功能验证，可以检验部件与部件之间的接口关系；系统级测试是发现和改正模块接口错误的重要阶段。3）整车级测试主要解决各域控制系统间的联合运行功能测试验证，可以提前发现问题，尽可能保证在整车道路试验中少出问题。

2整车功能验证台架解决方案

2.1信息娱乐域测试系统解决方案

信息娱乐域测试系统总体测试方案依据“激励-响应”的基本方式，通过自动化测试软件给被测控制器终端输入一些激励信号，触发其系统程序切换不同的状态，最后对其响应后终端的状态进行采集，输出至自动化测试软件，并与期望的响应做比对，最终得出被测控制器功能状态是否良好。信息娱乐域测试系统主要功能包括：支持蓝牙、WIFI、广播、Ecall、V2X、全球语音、射频功能仿真测试；支持通过机器人模拟人工操作完成单击、双击、长按、滑动、拖拽等工作；支持不同场景的HMI人机交互测试；支持语音交互测试；支持多屏交互测试；支持UI一致性测试；支持对指定管脚的故障注入，例如对电源短路、对搭铁短路、开路、信号间短路等。

2.2机械测量法的应用

机械测量法应用于汽车零部件检测中，注重将机械结构作为检测的主要载体，分析机械结构的性能水平。在检测时，技术人员需要获取相应的机械信号，测量之后，对机械能损耗问题做好把握，以分析汽车零部件的品质和性能。但是机械检测法应用时，存在精确性问题，因此要注重对可能出现的问题做好全面分析和把握，以提升机械法检测的效果及品质，更好地满足实际检测需要。

2.3动力域测试系统解决方案

动力域测试台架主控系统模拟驾驶员的操作信号给整车VCU,VCU计算当前工况下的需求扭矩，通过CAN总线发送给电机控制器MCU；同时主控系统根据整车参数以及当前测试环境计算电机可以达到的转速，通过网线或CAN发给测功机控制系统，控制测功机加载负载转速，从而模拟整车的运行状态。动力域测试系统主要功能包括：支持行驶方向控制测试；支持车速控制测试；支持驱动控制测试；支持驾驶模式测试；支持进气格栅控制测试；支持交流充电控制测试，支持直流充电控制测试；支持电池热管理测试；支持高压安全防护测试；支持低压蓄电池能量管理测试；支持电机控制测试；支持闭环控制测试；支持节能模式测试；通过仿真模型，模拟车辆各种运行工况。

2.4光学测量法的应用

光学测量法的应用，主要借助于光学传感器对汽车零部件的信息进行获取，从而对零部件的性能、水平进行反馈。注重将光学信号进行放大，对光学检测器进行科学、有效应用，将光学信号转化为电信号。在实际测量时，可以对电信号进行直接测量，之后将获取的电信号转化为物理量值，从而做好零部件性能的有效判断。此外，要注重联系汽车零部件生产制造的相关标准及规范，提升光学测量法检测的效果及品质。

2.5底盘域测试系统解决方案

底盘域测试系统针对底盘域相关控制器进行仿真功能测试。台架系统可以支持接入真实的方向盘等转向机构和制动、油门、挡位、点火钥匙等驾驶员操作部件。底盘域测试系统主要功能包括：针对底盘域控制器ABS、ESP、EPS、ASC等进行功能测试；支持对指定管脚的故障注入，例如对电源短路、对搭铁短路、开路、信号间短路等；支持车辆动力学及道路与环境的仿真，实现不同路况下的模拟测试；支持模拟底盘域控制器所需的传感器信号，主要包括轮速传感器、横摆角速度传感器等；可以进行底盘域控制器输出信号状态的采集，也可以进行其他域相关CAN/CANFD总线节点的模拟；支持电控悬架系统测试；通过制定测试用例，实现自动化测试；同时也可以支持手动测试，自动生成测试报告。

2.6电测法的应用

目前，在对汽车零部件进行检测过程中，电测法应用比较普遍。电测法的应用，实现了对不同物理量的转化，利用电信号进行替代。在数值检测过程中，利用放大器，设置参数信息，对汽车零部件的物理数据进行有效搜集及获取，结合电信号对汽车零部件性能做好分析。电测法的应用，具有灵敏度高、精确度高的优势，并且在检测过程中不受距离的影响和限制。因此，在对电测法应用时，要做好针对性的准备工作，以提升电测法的检测效果及品质。

2.7ADAS域测试系统解决方案

ADAS域测试系统针对目前常用的智能驾驶域控制器的自动紧急制动AEB、自适应巡航控制ACC、车道保持辅助LKA、盲区检测BSD、自动泊车辅助APA、车道偏离报警LDW、前碰撞报警FCW等相关功能进行测试。可以实现在实验室环境下完成对ADAS域的功能测试，具备测试成本低、复用性好的特点。ADAS域测试系统主要功能包括：支持国内外多种法规下的场景搭建；支持高清地图导入，支持演示算法；支持模型在环（MIL）、实时软件在环（SIL）、硬件在环（HIL）等多种使用模式，能够与硬件在环实时仿真平台、驾驶模拟仪等设备集成；支持感知设备硬件预留接口；支持故障注入测试，包括模拟ECU的对搭铁短路、对电源短路、管脚间短路、开路等故障，以及模拟传感器故障注入和执行器故障注入；支持与功能安全场景、功能安全测试用例相结合，实现对智能驾驶的功能安全方面的内容进行测试。

3结论

随着汽车电子网络及电控系统的复杂性增加，各个网络之间的通信也越来越复杂。本文针对上述汽车行业背景，详细论述了整车功能验证台架的重要性，并重点介绍了目前新能源汽车一般分为五大域控制系统（动力域、车身域、底盘域、ADAS域、信息娱乐域）的测试台架解决方案。本文也对国内主机厂非标台架验证及测试工作的设计开发也有一定的指导意义。

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