证不充分，很多国产车型上市后，车身控制单元出现了各种各样偶发性问题，轻微时会造成局部功能暂时失灵，严重时会造成某
些功能彻底失灵或功能错乱，例如车门无法打开、电池亏电等，严重影响车辆的正常使用 针对以上问题，以车身控制单元的RF 模块为例，引入软件可靠性测试系统分析方法，通过开展有针对性系统压力测试，可以快速验证产品软件的可靠性和强壮性。关键词：车身控制单元；软件缺陷；可靠性测试；RF模块中图分类号：U461.7 文献标志码：A 文章编号：1674-1986 (2019) 03-027-05The Reliability Test Study of Automobile Body Control Module's SoftwareZHANG Jinye1, SHI Huiying2, CHEN Jianqiang1
(1. Beijing Automotive Limited Liability Company, Beijing 101300, China ；
2. Baoding Branch, eMapgo Technologies ( Beijing) Co., Ltd., Baoding Hebei 071000, China)Abstract: The body control module integrates center lock , internal and external light, wiper, engine anti-theft system and RKE, and so
on. The complexity degree of software and hardware is improving continuously, so the test difficulty is increasing incessantly. Just relying on I/O signal test, it's already unable to found the deep software defects. Due to inadequate software testing, when a lot of domestic cars come
into the market, the body control module appears all kinds of accidental errors, and the slight defects can cause some functions temporary
failure, and the serious fault can cause some functions completely failure or disorder, for example, the user can't open the door. the battery losts electricity and so on, seriously affecting the use of vehicle. For the above problems, the RF module of body control module was taken as
an example to introduce the software reliability test system analysis method. By conducting customized system stress test, the reliability and strong stability of software products can be verified quickly.Keywords: Body control module； Software defects； Reliability test； Radio frequency module0引言方式虽然缩短了产品开发周期，但通过市场来验证产品问题的
近几年国内汽车市场发展迅速，相关的汽车电子行业也得
方式，也会给车厂带来巨大的经济和品牌损失。因此，BCM开 到极大的促进E,使得汽车电控单元和传感器数量得到广泛应 发过程中，整车厂工程师必须与供应商软硬件工程师展开
用⑵。舒适性、安全性和多样性已成为汽车行业的发展趋势，
DFMEA,系统测试方面的工作，通过对软硬件设计方案的了
车身控制模块(Body Control Module, BCM)是实现车身功能 解，寻找最佳的测试方案，设计更有针对性的测试用例库，提 要求的核心⑷。由于每家零部件供应商采用的软硬件设计方
高产品的测试效率。案均不同，同一套测试用例库(Test Case Library)往往无法全
部覆盖每一家供应商的产品，经常会有隐形软件Bug未被发
1 BCM系统RF模块架构分析现，一旦这样的产品流入市场，会给用户造成非常大的困惑， 图1是某SUV车型BCM RF模块框图，该BCM RE接受模 甚至改变用户汽车品牌的忠诚度。在汽车行业内，由于BCM
块采用的IC为MAX7036,而MAX7036只输出曼彻斯特解码格
属于黑盒子零部件，很多整车厂(Origin』Equipment Manufacturer,
式的基带信号电平，需要MCU对RF基带信号进行软件解码， OEM)并没有投入太大的精力去研究BCM的软硬件特点和可
即MCU要将基带信号转化为数字信号，并进行数据校验、解 靠性测试方法，大多OEM通过简单的台架测试和实车生产验 密运算，因此对MCU的软件资源要求较高，尤其是BCM进入
证后即投入量产，这使得大量的隐形软件Bug流入市场，这种
低功耗后，RF接收模块占据了 MCU的大量资源。收稿日期：2018-10-15作者简介：张金叶(1981—),女,硕士，工程师,研究方向为车载影音娱乐及车身电子。E-mail； zhangjinye999@126.com。研究与开发Automobile Parts 2019.03027BCM进入低功耗后，仍然在周期接收RKE、TPMS的信号，
RKE解码成功时BCM会立即唤醒CAN网络，并执行解闭锁动
作，而TPMS唤醒后仅更新EEPROM中的胎压状态，然后立即
进入低功耗。所以MCU进入低功耗后，必须有足够资源去进
行解码，且不会影响其他子程序的运行。2看门狗电路分析因为BCM控制着全车的内、外灯系统(远近光、位置 灯、刹车、转向、位置灯和内部的阅读灯)，一旦BCM的软
件或硬件出现异常，例如行车过程中近光灯突然熄灭，将发
生严重的危害事件，根据ISO 26262针对车辆电子系统的功能 安全设计要求，BCM的近光灯控制回路应有具备看门狗电路，
图1 RF模块架构即一旦BCM出现异常，近光灯控制功能应快速进入跛行模
式，以确保夜间车辆高速行驶的安全性。BCM位置灯和近光
根据BCM的产品设计规范可知，该BCM集成了遥控钥匙
(Remote Keyless Entry, RKE)和胎压监测(Tire Pressure Monitor System, TPMS)功能，遥控钥匙和胎压传感器信号采用曼彻斯
灯的看门狗电路如图2所示，对看门狗电路分析，可以将其作 为MCUT作异常的硬件检测端口，这样在不破坏BCM正常
运行的前提下，可以通过看门狗电路的状态来判断MCU的工 作状态。特编码方式，通过ASK调制方式，以433. 92 MHz的载波发射 出去,RKE和TPMS信号波特率分别为1.667和4. 2 kb/s。CR31MMSD4148T1 vccdO14胡VCC GND^Q9DTA114EKC2240.01 pF-----------1 ---------------10 kQ10 kQLIMP_HOME_KICK a 16167476 10% 50VTpn2.10%10%==C23050V：16 V0.47 pF16248784C2310.1 pF16208960T109397290 C72 0.047 liF1625862210% 25 V16261102.P80f bCR32 MMSD4148T1 09392246 250U3-B 74HC14<□ LIMPHOMERESETQ>R309680 kQ1603129209397290U3-C 74HC143“ TP339f------LIMP_HOME_NEG叩9397290U3-D 74HC14609397290 特触发器，BCM上电工作后，通过点a可以测得MCU输出的 时，常规测试即可以验证RF模块的基本性能，而BCM进入低 功耗后，BCM接收RKE和TPMS信号的唤醒率和解码成功率 不同占空比的方波信号，BCM正常工作时，点b的输入电压大 于VIH (3. 15 V),这样点c输出的电压一直维持在低电平状 态。当BCM软件出现异常时，点b电压小于VIL ( 1.80 V), 是一个关键测试项。而外部环境存在同频干扰信号时，RF模 块的误唤醒率和MCU资源占用率是另外一个测试关键项。具 体的RF模块测试矩阵如表1所示，这里特别强调的是整车厂 点c会输出高电平到U13的Pin9,从而使U13的Pin 11始终处 于低电平状态，这样当点火开关处于ON档位时，U13驱动近 和供应商工程师的职责和分工。光灯继电器始终处于吸合状态(图3),将近光灯持续点亮。2019.03 Automobile Parts028研究与开发R147100161673355% 100 mWWV------- —50 V 5%— 1616750123.VDDDRN8SRC2 DRN2DO28ADRN72625TP256?I近西继电警］l,mp-homee>R31216167335 5% 100 mW191011SRC1 DRN1SRC4 DRN4SRC3 DRN3LSD_MCD_1_4—C 11-A13 ) 12240282 C237__0.01 pF100 V 10% 28028534（J1-A151 >IN6SRC6DRN6SCLK2322 TP233LSD_MCD_1_3TC222 MCD_CLK匚A0.01 pF mcd_cs_iE2>100 V 10%162014HZ_PWR[2>TP91 MCD_DATA_TXEZ>-GND28028534DRN5SRC5NC8 NC12 NC13 NC17 NC21 NC27J1-A20 12240282 C234___0.01 pF _~100 V 10% 28028534VV图3近光灯驱动电路表1 RF模块测试矩阵序号1测试内容测试条件实验室环境实验室环境实验室环境OEMSupplier晶振电路匹配晶振电路测试（高低温）Ant-SAW-LNA1-LNA2等各级之间阻抗匹配ConfirmConfinnExecuteExecuteExecuteExecuteExecuteExecuteExecuteExecuteExecuteExecuteExecute234ConfirmConfirmConfirmConfirmConfirmConfirm Tank circuit电路调试Data slicer电路调试实验室环境实验室环境实验室环境实验室环境实验室环境实验室环境实验室环境实验室环境实验室环境测试台架&实车环境压力测试测试台架&实车环境压力测试5678基带信号测试工作电流测试传导灵敏度测试（常温）耦合灵敏度/接收带宽测试（常温，GTEM）91011ConfirmConfirmConfirmConfirm 抗干扰测试（常温，GTEM）耦合灵敏度测试（高低温）器件误差对灵敏度的影响测试BCM唤醒率和误唤醒率测试BCM MCU负载率测试RKE测试方向图12ExecuteExecute131415Execute & ConfirmExecute & ConfirmExecute & Confirm ExecuteExecute实车环境测试为了确保RKE功能的稳定性，整车厂主要针对表1中的 13—15项进行测试。测试BCM进入休眠状态后的MCU负载率, 式，可以避免因在MCU中植入测试程序而影响测试结果的真 实性，测试方案如图4所示。为了保证测试的真实性，可以通过检测RF模块的RF_ON、 ASK_IN,以及看门狗电路的 LIMP _ HOME _ KICK （a） b、 LIMP_HOME （c）的波形，并观察近光灯继电器的动作，就可 将BCM的硬线触发源全部处于未激活状态，用CANOE向 BCM发出休眠指令，待BCM进入休眠后，调节射频信号发生 器，基波信号433.92 MHz,容差小于±70 kHz,基带信号采用 以间接地判断MCU的工作状态，这种通过监控硬件的测试方 与RKE信号同样的编码方式，传输速率从4.2 kb/s开始，研究与开发Automobile Parts 2019.03029按照0. 1 kb/s的步长，逐级调节基带信号的速率。当基带信号 接近9 kHz时，I」MP_HOME_KICK信号波形（点\"）高电平脉 宽为5 ms,低电平脉宽为90 ms,如图5所示。此时点b的波 形会发生一定的变化，波形最低点为3.8 V,变化周期为 90 ms,波形如图6所示。此时点c仍然为低电平，所以近光灯 状态不会改变。图5点a波形图图6点b波形图一2019.03 Automobile Parts 030研究与开发当基带信号接近10 kHz,此时MCU发出LIMP_HOME_ KICK信号开始错乱，点6波形周期已达276 ms,低于2. 0 V的 时间为85 mso此时，I」mp_H（）me信号的高电平触发时间达到 52 ms,足可以使SK5871开启近光灯继电器，所以近光灯必然 会被误点亮（闪烁），如图7—图8所不o(]5.00V/ 乜 2 00V/ I 5 00V/ | 5 00V/ r 456 0T 200 W Stop i (fl 2.60VAX = 276』OOOOOtlOOms ___j 1/AX = 3.62?2 也 /(2) = 2.000V ]* NormalMode I] * SourceTP80V ‘Y-1[^32 000ms )XI X2图7点6波形图二fl 5.00V/ g 2 00V/ I 5 00V/ | 5.00V/ r 456.0T 200.»/ Stop I B 2.60VAX = 52.000000000msJ 1/AX = 19.231HzNormalMode || - Source丁咏X Y F132.000msX2XI X2图8点C波形图从图9也可以观察到LIMP_HOME_KICK异常时，RF_ON 信号也变为了高电平，说明MCU此时出现误唤醒的情况，已 经在连续进行RF信号的解码。一旦用户在曰常车辆使用时遇 到这种问题，必然会引起极大的心里恐慌，由于BCM不会 记录这类故障代码，这也会给售后故障诊断带来非常大的 困难。通过这种压力测试，可以证明该BCM RF模块在进入低功 耗后，MCU存在资源占用率较高的情况，导致看门狗电路短暂 性误触发。同样，在BCM唤醒后，按照同样的试验条件进行 压力测试，现BCM输出PWM波形的I/O 口同样出现了信号瞬断的现象。4结束语通过以上的测试用例分析，说明在BCM开发过程中，仅 通过常规的正向测试，是很难发现车辆在特殊环境中出现的异 常情况。很多国产车型电器系统偶发性故障居高不下，一个很 重要的原因就是整车厂的开发工程师对电子产品的硬件和软件 架构不熟悉，因此编写的测试用例往往仅限于功能逻辑测试， 而忽略了产品深层次或系统性的软件测试。参考文献：其他干扰信BCM响 应正常[1] 陈亦富.车身控制器功能测试方法改进及实现[D].上海:上海 交通大学,2014.[2] 唐香蕉，吴文健.车身控制器功能测试方法及改进[J].汽车与驾 驶维修（维修版）,2018（5）:150-151.图9系统异常波形图[3] 张丽.汽车车身控制器的设计与实现[J].电子技术与软件工程， 2016（24）：250.曼胡默尔推出全新过滤技术，减少交通拥堵路段二氧化氮污染滤清专家曼胡默尔近日推出一项新技术，用于降低污染严 重地区的二氧化氮（NO?）浓度。2018年底，曼胡默尔立方体 室外空气净化装置已在斯图加特Neckartor区域成功安装，以减 一，这些极限值均为PM10 H平均值的超标次数。该试点项目旨 在调查曼胡默尔新研发的技术是否可用于减少局部细微颗粒污染。斯图加特Neckartor试点项目的初次评估表明，曼胡默尔的 少该区域内的细微颗粒污染。如今，曼胡默尔进一步开发了该 技术并集成了新开发的复合过滤介质。曼胡默尔此次推出的过滤技术可在过滤细微颗粒的同时吸 立方体室外空气净化装置对减少细微颗粒污染起到了相当大的 作用。该装置将局部颗粒浓度降低了 10%~30%,相当于由路 口交通拥挤导致的所有细微颗粒物的40%。这些颗粒大部分是 收空气中的N0：,这项创新有助于保护公众健康.也让城区的 限行令变得不再必要。去年在斯图加特Neckartor公路交叉口安 装的立方体室外空气净化装置将于今年夏天前进行升级并加入 由车辆刹车或道路磨损造成，还有一小部分由尾气排放形成。除了对细微颗粒物的过滤，该技术对NO,浓度的降低作用 同样也得到了正面反馈。这一结果已由一家独立工程工作室的 新技术。在年底之前，新研发的滤材技术也将用于路德维希堡 模拟实验验证。立方体室外空气净化装置将减少Neckartor路口的NO,斯图加特Neckartor路口的立方体室外空气净化装置将在 2019年夏季进行改造，加入新技术。未来，它们将配备新研发 的试点项目。用活性炭减少N02新开发的复合过滤介质包括一层吸收颗粒的介质和额外用 于吸附NO：的活性炭层，它采用的多孔活性炭介质表面积更 的复合过滤介质，使滤清器在过滤细微颗粒的同时能够吸收周 围空气里的N0“曼胡默尔预计，更新后的复合滤清介质将使 N0：的局部浓度降低10%-30%,相当于道路交通产生的所有 N€）2和细微颗粒排放物的40%。过去，斯图加特Neckartor路口 大，能够有效地吸收N0“该技术的特点是具有极低的压差。 这样一来，立方体室外空气净化装置可在保持低能耗的同时有 效地清洁空气。这些装置包含复合过滤介质及用于吸入周围空 气的风扇，能够吸收周围空气中超过80%的NO,和细微颗粒。的测量站N0：经常超标。多个立方体室外空气净化装置可根据不同的要求，使用模 路德维希堡选用立方体室外空气净化装置2019年曼胡默尔将在路德维希堡启动一个试点项目「在这 块化系统并层层叠加，最后搭建成滤清柱。由3个改造后的立 方体室外空气净化器搭成的滤清柱每小时可清洁14 500 cm'的 空气，用户通过控制电子设备便能调整滤清器的运作，进而适 一项目中，立方体室外空气净化装置将与复合过滤介质相结 合。据公司内部计算和独立工程工作室进行的模拟，曼胡默尔 应运行操作条件并对当前空气质量做出反应。滤清柱中的集成 传感器会记录空气和天气数据，并传输到云端平台进行分析。斯图加特Neckartor的立方体室外空气净化装置证明有效2018年底在斯图加特的Neckartor公路交叉口安装的17个 认为，23个滤清柱将使路德维希堡Friedrichstrasse大街沿线的 污染物浓度明显降低。近年来‘Friedrichstrasse大街沿线的测量站NO：时常超标； 据曼胡默尔的专家预计，该区域内未来的N0?和细微颗粒将减 少10%~30%,相当于所有细微颗粒和二氧化氮排放量的40%, 这些污染是由路口的车辆交通造成的「滤清柱是曼胡默尔的试点项目之一，该项目得到了巴登-符腾堡 州交通运输部的赞助以及州首府斯图加特的大力支持。自2017 年起，该测量站位置的细微颗粒物浓度反复超过3个极限值之 （来源：俞庆华）研究与开发Automobile Parts 2019.03031 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容