席剛剛

（同濟(jì)大學(xué)，上海 201800）

0 引言

EPS（Electronic Power Steering，電子助力轉(zhuǎn)向）由機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)加上轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電子控制單元、減速器、電動(dòng)機(jī)等組成。它在傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)方向盤上的轉(zhuǎn)矩信號(hào)和汽車的行駛車速信號(hào)，利用電子控制裝置使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)大小和方向的輔助動(dòng)力，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作，作為整車安全件之一，要通過測(cè)試來確保軟件的性能。壓力測(cè)試是給軟件不斷加壓，強(qiáng)制其在極限情況下的運(yùn)行，觀察它可以運(yùn)行到何種程度，從而發(fā)現(xiàn)性能缺陷。通過搭建與實(shí)際環(huán)境相似的測(cè)試環(huán)境，通過測(cè)試程序在同一時(shí)間內(nèi)或某一段時(shí)間內(nèi)，向系統(tǒng)發(fā)送預(yù)期數(shù)量的交易請(qǐng)求、測(cè)試系統(tǒng)在不同壓力情況下的效率狀況，以及系統(tǒng)可以承受的壓力情況。然后做針對(duì)性的測(cè)試與分析，找到影響系統(tǒng)性能的瓶頸，評(píng)估系統(tǒng)在實(shí)際使用環(huán)境下的效率情況，評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能以及判斷是否需要對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理或結(jié)構(gòu)調(diào)整。本文結(jié)合實(shí)際案例，在響應(yīng)多個(gè)診斷指令時(shí)EPS負(fù)反饋，響應(yīng)代碼是72，截取部分診斷指令，對(duì)EPS 進(jìn)行壓力測(cè)試，然后對(duì)測(cè)試結(jié)果處理，檢查是否存在軟件缺陷。

1 壓力測(cè)試實(shí)現(xiàn)

1.1 測(cè)試準(zhǔn)備

需要準(zhǔn)備好12 V 電源，集成CANoe licence 的CAN 盒一個(gè)，EPS 樣件，EPS 所配套的電源線束和通信線束，終端電阻，測(cè)試電腦一臺(tái)，按照?qǐng)D1 進(jìn)行連接（網(wǎng)絡(luò)喚醒）。

圖1 測(cè)試連接

1.2 測(cè)試流程

由上位機(jī)軟件自動(dòng)發(fā)出診斷請(qǐng)求，等待EPS 給出響應(yīng)后，判斷是否為正響應(yīng)，是正響應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行下個(gè)請(qǐng)求，直到所有的請(qǐng)求全部發(fā)完。診斷流程如圖2 所示。

1.3 自動(dòng)測(cè)試腳本

測(cè)試案例基于CANoe環(huán)境，利用CAPL 語(yǔ)言進(jìn)行編程，本次診斷壓力測(cè)試案例開發(fā)中，主測(cè)試Case 包含5 個(gè)事件，依次分別是進(jìn)入擴(kuò)展會(huì)話模式、向EPS 請(qǐng)求安全認(rèn)證種子、向EPS 發(fā)送安全認(rèn)證key、寫入?yún)?shù)1、寫入?yún)?shù)2、寫入?yún)?shù)3、寫入?yún)?shù)4。

/*cycle send*/

for（i=0；i<10；i++）

{

EnterExtendSession（）；

RequestSecuritySeed（）；

SendSecurityKey（）；

WriteParameter1（）；

WriteParameter2（）；

WriteParameter3（）；

WriteParameter4（）；

testWaitForTimeout（2000）；

}

實(shí)際上整車廠造車時(shí)涉及到的診斷服務(wù)遠(yuǎn)超過這些，本次只截取其中某個(gè)工位涉及到的診斷服務(wù)，對(duì)其進(jìn)行連續(xù)循環(huán)測(cè)試，同時(shí)發(fā)送整車級(jí)報(bào)文。設(shè)定總線負(fù)載率達(dá)到60%以上（通過發(fā)送小周期報(bào)文實(shí)現(xiàn)），驗(yàn)證EPS 在惡劣工況下能否響應(yīng)診斷工具的請(qǐng)求，檢查軟件的表現(xiàn)性能（圖3）。

基于不同的ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元），在循環(huán)寫入?yún)?shù)時(shí)，需要注意有些ECU 在連續(xù)寫入相同值時(shí)不響應(yīng)請(qǐng)求，基于這樣的軟件邏輯，本次Case 中連續(xù)寫入值不同，采用交替值寫入，以寫入?yún)?shù)1 請(qǐng)求函數(shù)為例，對(duì)請(qǐng)求服務(wù)的第8個(gè)字節(jié)進(jìn)行交替賦值。此處的變量i 在主測(cè)試已經(jīng)定義，并在for 循環(huán)中進(jìn)行自加加運(yùn)算，結(jié)合請(qǐng)求函數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)兩次寫入的值不同。

i=i%2；

if（i==0）

{diagTX.byte（7）=0x2B；}

if（i==1）

{diagTX.byte（7）=0x2C；}

2 測(cè)試數(shù)據(jù)處理

為了詳細(xì)觀察EPS 表現(xiàn)，在測(cè)試完成后需要對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，測(cè)試目的是為了檢測(cè)軟件在極限工況下的表現(xiàn)0 根據(jù)需求，EPS 在收到請(qǐng)求后750 ms 內(nèi)判斷是否寫入，寫入成功發(fā)送正響應(yīng)，寫入不成功發(fā)送負(fù)響應(yīng)，因此在出現(xiàn)負(fù)響應(yīng)時(shí)檢查請(qǐng)求到響應(yīng)之間的時(shí)間間隔，測(cè)試數(shù)據(jù)為總線數(shù)據(jù)（圖4）。借助spy3 工具，把CANoe 記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成.CSV 文件，然后在Excel 里面打開（圖5），再利用公式if（P3=7F，（B3-B2）*1000，0）計(jì)算，然后用max 篩選出最大的時(shí)間，判斷其是否超過750 ms。

圖2 診斷流程

圖3 總線負(fù)載

圖4 總線數(shù)據(jù)

圖5 測(cè)試數(shù)據(jù)

3 總結(jié)

壓力測(cè)試的目的是檢測(cè)軟件在極端工況下的表現(xiàn)情況，在供應(yīng)商處檢查出問題，避免在整車廠出現(xiàn)問題，測(cè)試時(shí)必要條件是模擬整車環(huán)境，盡可能做到與產(chǎn)線的工況一致，但為了增加工況的惡劣性，可以適當(dāng)增加總線負(fù)載率。另外，在每一個(gè)請(qǐng)求之間的時(shí)間間隔應(yīng)盡可能小，這樣測(cè)試效果才會(huì)顯著，但是必須要等到上一個(gè)請(qǐng)求服務(wù)得到反饋之后才能請(qǐng)求第二幀，否則測(cè)試將失去意義。由于測(cè)試數(shù)據(jù)較大，因此處理時(shí)一定要采用快捷高效準(zhǔn)確的方式。