簡述硬件測試功能在保護(hù)試驗(yàn)中的重要作用

景超

摘 要： 為了快速有效地驗(yàn)證電控機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）的控制策略，測試應(yīng)用層軟件的漏洞，提高軟件的質(zhì)量，該文在dSPACE硬件在環(huán)測試平臺(tái)的基礎(chǔ)上，采用ECU-TEST軟件來實(shí)現(xiàn)AMT控制器自動(dòng)化測試算例的編寫和執(zhí)行。分別對(duì)激活動(dòng)力模式的軟件功能測試和CAN報(bào)文超時(shí)的故障注入測試進(jìn)行說明，結(jié)果表明，軟件功能測試和故障注入測試均可以達(dá)到自動(dòng)化測試的效果。可靠的自動(dòng)化測試方案對(duì)于快速測試AMT控制器具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞： 硬件測試功能;保護(hù)試驗(yàn);重要作用

【中圖分類號(hào)】TN492 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）11-0219-01

引言：鋰電池作為新型綠色能源，在電動(dòng)汽車行業(yè)中的使用變得越來越廣泛，在鋰電池的生產(chǎn)和研究過程中，我們需要運(yùn)用各種仿真模型對(duì)影響電池性能的參數(shù)進(jìn)行測試研究。目前硬件在環(huán)（hardware_in_the_loop，HIL）仿真測試系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于新能源汽車領(lǐng)域。但由于針對(duì)鋰電池的仿真測試種類多，因此，HIL測試系統(tǒng)在電池測試時(shí)要經(jīng)常修改電池模型算法。此外，在程序升級(jí)時(shí)HIL測試系統(tǒng)需要保持電池測試的當(dāng)前狀態(tài)。因此，設(shè)計(jì)一套針對(duì)部分函數(shù)更新的嵌入式系統(tǒng)具有重要意義。在新能源汽車領(lǐng)域中，HIL仿真測試對(duì)于三大核心電控系統(tǒng)：整車控制系統(tǒng)、BMS電池管理系統(tǒng)、MCU電機(jī)控制器是非常重要的，HIL仿真測試解決了傳統(tǒng)在鋰電池測試中需要實(shí)物測試的諸多弊端。其主要由硬件平臺(tái)、實(shí)時(shí)軟件模型和實(shí)驗(yàn)管理軟件3部分組成，硬件平臺(tái)主要提供實(shí)時(shí)處理器、I/O板卡等硬件設(shè)備;實(shí)時(shí)軟件模型提供多種仿真模型，包括電池模型、電機(jī)模型等;實(shí)驗(yàn)管理軟件配合LabVIEW等豐富的擴(kuò)展包使用戶能夠根據(jù)需求來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)編程，包括升級(jí)系統(tǒng)功能、升級(jí)硬件資源、創(chuàng)建可視化交互界面等。本文是在實(shí)驗(yàn)管理軟件的模塊上進(jìn)行嵌入式IAP開發(fā)，以提升HIL系統(tǒng)的測試效率。

1 AMT控制器工作原理

目前商用車AMT變速器的主流設(shè)計(jì)為高度集成的布置方案，采用主副箱或前副箱、主箱、后副箱的結(jié)構(gòu)。高度集成可以減少線束和氣管的連接，提高可靠性。目前國內(nèi)公司均在研發(fā)此類產(chǎn)品，本文研究對(duì)象為法士特的某款集成式AMT變速器。AMT控制器的主要功能是根據(jù)車輛的運(yùn)行工況，通過各路采集的信號(hào)，根據(jù)控制器內(nèi)部刷寫的程序進(jìn)行計(jì)算和狀態(tài)判斷，然后驅(qū)動(dòng)離合器和選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。選擇最合適的檔位和最合適的換擋時(shí)機(jī)，使車輛一直運(yùn)行在最適宜的工況，達(dá)到提高整車的舒適性和經(jīng)濟(jì)性，降低司機(jī)工作強(qiáng)度的目的。

2 簡述硬件測試功能在保護(hù)試驗(yàn)中的重要作用

2.1 通信設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)

通信設(shè)備有多種電路結(jié)構(gòu)的劃分方式，本文從機(jī)內(nèi)測試的角度對(duì)通信設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分。機(jī)內(nèi)測試的目的是檢測出設(shè)備是否發(fā)生故障并定位設(shè)備的故障，因此可將待測設(shè)備劃分為車間可更換單元（ShopReplaceableUnit，SRU）和現(xiàn)場可更換單元（LineReplaceableUnit，LRU，方便后期直接更換故障單元，極大縮短設(shè)備的維修時(shí)間。參照GJB3385-98《測試與診斷術(shù)語》中的定義，現(xiàn)場可更換單元又稱為外場可更換單元，其主要是指能在設(shè)備工作的現(xiàn)場環(huán)境中完成拆卸并更換的單元。車間可更換單元又稱為內(nèi)場可更換單元，指可以在維修中繼車間內(nèi)實(shí)現(xiàn)拆卸并更換的單元，一般為現(xiàn)場可更換單元中的子模塊。

2.2 自動(dòng)化測試的維護(hù)和復(fù)用

從前面的測試可以看出，測試結(jié)果并不是總按照預(yù)期結(jié)果進(jìn)行。當(dāng)測試結(jié)果出現(xiàn)失敗或不確定時(shí)，就需要檢驗(yàn)測試算例設(shè)置是否正確，測試條件是否考慮充分，軟件邏輯是否正確，然后再進(jìn)行測試。分析可得，第9步的測試算例步驟有可能設(shè)置得有歧義，數(shù)值應(yīng)該設(shè)置為0，即判斷VeMD_StTrsmPerf是否等于0。可以修改此測試算例后再進(jìn)行測試。對(duì)于有疑問的測試算例，也可以通過增加測試次數(shù)或改變賦值的方法進(jìn)行重復(fù)測試，來確認(rèn)軟件邏輯是否正確。在ECU-TEST里面要實(shí)現(xiàn)重復(fù)測試非常容易，只需要通過拖拽操作，然后設(shè)置循環(huán)次數(shù)即可。如果重復(fù)測試結(jié)果仍然顯示為不確定或者失敗，則需要檢測軟件邏輯是否正確。在實(shí)際使用過程中，還存在某1種工況或者某幾步操作在很多測試算例中都會(huì)使用的情況。雖然拖拽操作很方便，但每次進(jìn)行重復(fù)的操作也會(huì)浪費(fèi)時(shí)間和增加出錯(cuò)的可能。在ECU-TEST里，可以將常用的操作保存為.pkg格式的文件，在其他測試算例中，直接插入此.pkg文件就可以使用。

2.3 IAP驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本文設(shè)計(jì)的IAP驅(qū)動(dòng)程序是在HIL系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，即是將驅(qū)動(dòng)程序代碼加入到HIL系統(tǒng)，使得HIL系統(tǒng)在原有系統(tǒng)測試功能的基礎(chǔ)上，增加了實(shí)現(xiàn)算法更新的功能，相當(dāng)于將驅(qū)動(dòng)程序和HIL系統(tǒng)程序集成到一起。本文設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)的功能有：1）上下位機(jī)信息通信;2）接收bin文件，并將其寫入Flash區(qū)域;3）對(duì)bin文件進(jìn)行MD5計(jì)算，以確保寫入算法文件的正確性。其主要包含如下源文件。

2.4 頻率和周期的測量

測試方案：對(duì)輸入波形的頻率和周期進(jìn)行量可以將一個(gè)固定頻率的信號(hào)輸入至頻率計(jì)，并觀察上位機(jī)中測量的值是否與輸入信號(hào)值相同。測試步驟：（1）將RIGOL波形發(fā)生器的輸出設(shè)置為幅度1.6Vpp、不同頻率的正弦波;（2）在上位機(jī)中配置頻率計(jì)開始頻率和周期測量;C3觀察上位機(jī)中測量的頻率大小是否與設(shè)定值相同;（4）觀察上位機(jī)中測量的周期大小是否為與設(shè)定值相同。

結(jié)語：文章對(duì)AMT控制器的硬件在環(huán)測試系統(tǒng)總體布置方案，以及軟件功能和故障注入的自動(dòng)化測試方法進(jìn)行了介紹。按照該方法，使用ECU-TEST可以使自動(dòng)測試更直觀，能夠有效地對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。此外，測試算例的維護(hù)和復(fù)用也很容易實(shí)現(xiàn)，減少了測試算例的實(shí)際開發(fā)量，也降低了不同AMT軟件版本重復(fù)測試的工作量，大大降低了測試成本。

參考文獻(xiàn)

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