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車載ECU嵌入式軟件的測試入門

上??匕?/a> ? 來源:上??匕? ? 作者:上??匕? ? 2023-01-30 17:54 ? 次閱讀
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作者 |李偉上??匕舶踩珳y評中心安全測評部總監(jiān)

來源 |鑒源實驗室

01車輛研發(fā)基本知識

1.1整車電源狀態(tài)

整車所有電子零配件均工作在一定電源狀態(tài)下,沒有供電的話零部件將無法工作。關于零部件在何種狀態(tài)下應對進入何種工作狀態(tài),在對應車型的技術文檔網(wǎng)絡部分中均有詳細要求和描述,每個廠家的文檔名稱可能不一致,但是該技術文檔肯定存在。

整車的電源狀態(tài)正常情況下有以下幾種:深度休眠、休眠、鎖車未休眠、ACC 、ON、點火、RUN。

深度休眠、休眠、鎖車未休眠,這三個狀態(tài)容易理解,我們主要講解其余幾個狀態(tài)。在機械鑰匙啟動的車輛中,通常我們都會看到鑰匙插口對應如下圖所示的狀態(tài)。

pYYBAGPXky-AI8wIAAFIDxK--oI862.png

圖1 鑰匙插口狀態(tài)

(1)LOCK狀態(tài):術語是鎖止檔,此時是機械鑰匙僅插入或?qū)纬鰰r的狀態(tài)。整車電子設備中故障報警燈、大燈、發(fā)動機防盜系統(tǒng)等非常少量的設備處于工作,其他設備均熱關機準備進入休眠狀態(tài)。

(2)ACC狀態(tài):附屬設備通電檔,此檔位在LOCK基礎之上會增加少部分設備進入喚醒工作狀態(tài),整車內(nèi)部油路系統(tǒng)部分油泵開始啟動工作,潤滑機械部件為發(fā)動起啟動進行準備,所以當鑰匙擰到此檔位時我們可以聽到一些機械設備運轉(zhuǎn)的輕微聲音。另外有收音機、空調(diào)風扇等均可以正常工作。

(3)ON狀態(tài):整車通電檔,顧名思義此狀態(tài)下全車電路接通,同時整車進行自檢,可以在儀表臺上看到自檢設備燈亮起,自檢完成大部分燈會熄滅。尾氣排放等自檢燈會在發(fā)動機啟動后自動熄滅。

(4)START狀態(tài):發(fā)動機啟動檔,此狀態(tài)跟其余狀態(tài)均不一樣,其余狀態(tài)均是車輛可以長時間保存的狀態(tài),SRART狀態(tài)是發(fā)動機啟動點火的一小段時間狀態(tài),當車輛機械鑰匙擰到此狀態(tài)后立即觸發(fā)車輛點火啟動,松開鑰匙后,機械鑰匙會自動彈回ON狀態(tài)檔位。如果通過設備連接車輛網(wǎng)絡,追蹤整車電源狀態(tài)信號(SYSPowerMode各個車輛命名可能不一樣)點火前的狀態(tài)信號值為ON;點火后鑰匙同樣是在ON檔,但電源狀態(tài)信號的值會變?yōu)镽UN;而點火的那一瞬間,鑰匙指向START時電源狀態(tài)信號的值會是CRANK(各個車型命名可能不一致)。

需要注意的是,當前主流研發(fā)車型鑰匙雖然都配備了機械備用鑰匙,但是車輛點火一般都是無鑰匙啟動。在這些類型的整車電源狀態(tài)中,相比傳統(tǒng)機械鑰匙車型,電源狀態(tài)少了1個,只有3個狀態(tài),無鑰匙啟動車型將上文的ACC和ON兩個狀態(tài)進行了合并。

在測試中工程師們?yōu)榱朔奖?,?jīng)常會使用一些流傳的術語,常有幾個電源狀態(tài)相關術語如下:

·車輛下電:指的是車輛熄火,未落鎖未休眠;

·車輛上低壓電:一般指的是車輛進入電源ON狀態(tài);

·車輛上高壓電:一般指新能源車進入電源RUN狀態(tài),燃油車發(fā)動起啟動;

·車輛上KL15電:之所以有KL15此類的專業(yè)術語,是因為整個汽車行業(yè)受德國汽車工業(yè)的影響比較深遠,KL是德語Klemme(ECU針腳)的縮寫。KL15電指的就是車輛發(fā)動機啟動后整車發(fā)動機供電,即常說的上高壓電;

·車輛上KL30電:對應KL15,KL30電指的是發(fā)動機熄火,由車輛蓄電池供電。

1.2 車輛研發(fā)里程碑節(jié)點

之所以在測試入門就介紹項目的相關知識,是因為在汽車行業(yè)項目研發(fā)過程中,項目組一旦確定并發(fā)布了里程碑節(jié)點,這些時間節(jié)點通常情況下就不會變更。如要發(fā)生變更車型項目總監(jiān)則需向企業(yè)領導層進行說明并獲得批準,這種變更的影響一般都比較大。我們所有的活動安排都需要適配項目的里程碑節(jié)點,包括所有的研發(fā)和測試活動。

德國汽車制造業(yè)對國內(nèi)的影響是巨大的,上汽集團以及部分新興造車企業(yè)受德國大眾的影響,研發(fā)體系的項目管理基本都沿用大眾的體系,當然廣汽受豐田影響,更多使用了豐田的體系,還有其他類似的體系。本文中我們介紹的是大眾集團車型研發(fā)項目管理里程碑的劃分。

整個車型研發(fā)過程中共有15個項目節(jié)點,A4-A1(架構(gòu)開發(fā)階段節(jié)點),G9-G0(整車開發(fā)階段節(jié)點),還有項目關閉節(jié)點。G9階段基本都是企業(yè)高層戰(zhàn)略設計規(guī)劃相關的工作,另外項目生命周期結(jié)束關閉節(jié)點,這兩個節(jié)點跟一般工程師都不相關,下圖中省略。

poYBAGPXk0OAfV2yAAK0-GIFN2k711.png

圖2車型研發(fā)項目節(jié)點

一個全新產(chǎn)品車型的開發(fā)過程總體可以分為架構(gòu)開發(fā)階段和整車產(chǎn)品開發(fā)階段兩個。且架構(gòu)開發(fā)是整車開發(fā)的前導階段,理論上架構(gòu)工作完成后才進入整車開發(fā)階段,實際項目中在架構(gòu)進入實質(zhì)性的開發(fā)階段后,主項目就開始并行啟動。

工程師通常從G8(Program Commencement)階段介入項目,不過此時介入的一般是項目總工,以及部分的VSE(Vehicle Systems Engineer)和DRE(Design Release Engineer),一般零配件的DRE只是接到通知參與前期的工作會議,做前期的準備工作。

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圖3車型開發(fā)總過程

一般工程師在G6(Program Approval項目批準)開閥成功后,開始滿負荷投入。

測試工程師的測試時間階段通常如下表所示。

poYBAGPXk2yAdYtgAAGv6cCceXo381.png

表1 測試時間階段

*注:

VDR:Verified Data Release 造型數(shù)模發(fā)布

OTS:Off Tool Sample 全工裝零件造車

G5:Engineering Release 工程發(fā)布

G2:Pilot 試生產(chǎn)

02CAN網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀

為什么在測試入門的第一課講述CAN相關的知識,在上一篇中我們就CAN網(wǎng)絡的重要性進行了表述。CAN網(wǎng)絡將整車所有電子零部件進行了連接,從零部件到子系統(tǒng),至整車電子,我們測試中每時每刻都在使用CAN網(wǎng)絡,CAN網(wǎng)絡相關知識是汽車測試基礎中的基礎。

在CAN網(wǎng)絡的使用上,目前乘用車系統(tǒng)主要使用高速CAN,低速CAN主要用在卡車、貨車等工程車輛中。高速CAN由ISO 11898進行規(guī)范,低速CAN由ISO 11519進行規(guī)范。

車輛零部件通常會以三種場景使用CAN網(wǎng)絡進行通訊。1.零部件基本都會周期性的主動通過CAN網(wǎng)絡向網(wǎng)關、其他ECU(設計需要的ECU)周期發(fā)送特定報文的;2.零部件探測到某種條件,受到觸發(fā)主動通過CAN網(wǎng)絡向其他ECU發(fā)送觸發(fā)信息(如故障報警等);3.零部件接收到其他ECU或tester發(fā)送的報文,根據(jù)設計對報文進行響應(網(wǎng)絡診斷)。

本章節(jié)我們給大家講解我們工具觀察到的CAN網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀如何進行初步分析和識別。如下圖所示,使用了Tester工具向某ECU發(fā)出服務請求報文,ECU進行了響應回答。工具通常顯示的實時報文如下所示。

poYBAGPXk4qAepu8AAWkvRMS2zc510.png

圖 4

(1)Time:通常時間可以在相對時間和實際時間之間進行切換,相對時間將第一幀報文時間設置為起始時間,后繼報文跟此報文時間差進行累計顯示,如上圖中所示。實際時間軟件系統(tǒng)會跟當前的日期時間進行同步后,將每個報文標記當前時間。無論哪種方式,我們都可以通過相鄰兩個報文的時間差計算得到報文的間隔時間。

(2)Bus:總線編號,我們在上一篇中講述了車輛CAN總線有多路CAN,如動力CAN、車身CAN等等,每路CAN上ECU均需要通過網(wǎng)關進行報文的交互,而本網(wǎng)絡上的廣播報文是不能在其他網(wǎng)絡上接收到的,因此工具一般會有支持多路CAN功能,在實車測試時,通過不同CAN轉(zhuǎn)接出的OBD口,分別連接需要使用的CAN網(wǎng)絡,這樣就需要通過編號來標記不同的CAN網(wǎng)絡,就是此處Bus的意義。

(3)Type:Tx意思是由此Tester發(fā)送的報文,Rx的意思是接收到的報文。

(4)ID:是此Tester發(fā)送報文的目標ECU的網(wǎng)絡ID,跟Rx報文的接收ID成對。一個ECU通常有3個地址,分別對應物理尋址的接收和發(fā)送地址,如本條最開始的敘述,圖中的0X717為此ECU的報文接收地址,0X71F為此ECU的報文發(fā)送地址。此外ECU還有一個功能尋址地址通常為0X7DF。

(5)DLC:報文數(shù)據(jù)部分的長度,CAN網(wǎng)絡報文數(shù)據(jù)長度固定為8字節(jié),如果長度不夠則補全為8字節(jié),報文超過8字節(jié)時超長幀分為多幀發(fā)送。

(6)Data:數(shù)據(jù)部分。網(wǎng)絡上的周期性報文在工具軟件加載了項目網(wǎng)絡DBC(網(wǎng)絡信號矩陣數(shù)據(jù)庫)之后,工具會自動解析顯示為我們可以直接閱讀的格式。展開報文后如下圖所示。如報文不能展開就表明工具軟件尚未加載對應DBC。

pYYBAGPXk5qAM1NAAAFsroi8Nig836.png

圖 5

此外我們在抓取CAN網(wǎng)絡需要的報文時,網(wǎng)絡上的報文數(shù)量非常多,很多是我們不需要的報文,此時就需要通過工具的過濾器進行報文過濾。過濾器基本都支持通過報文ID進行過濾,此種過濾方式也是我們最常用的方式,各個工具的設置方式大同小異,基本都是在過濾器中輸入希望抓取的設備ID,或者不希望抓取的設備ID,設置完成后應用即刻生效。

審核編輯黃宇

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