席剛剛

（同濟大學，上海 201800）

0 引言

EPS（Electronic Power Steering，電子助力轉(zhuǎn)向）由機械轉(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、電動機等組成。它在傳統(tǒng)機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)方向盤上的轉(zhuǎn)矩信號和汽車的行駛車速信號，利用電子控制裝置使電動機產(chǎn)生相應(yīng)大小和方向的輔助動力，協(xié)助駕駛員進行轉(zhuǎn)向操作，作為整車安全件之一，要通過測試來確保軟件的性能。壓力測試是給軟件不斷加壓，強制其在極限情況下的運行，觀察它可以運行到何種程度，從而發(fā)現(xiàn)性能缺陷。通過搭建與實際環(huán)境相似的測試環(huán)境，通過測試程序在同一時間內(nèi)或某一段時間內(nèi)，向系統(tǒng)發(fā)送預(yù)期數(shù)量的交易請求、測試系統(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。然后做針對性的測試與分析，找到影響系統(tǒng)性能的瓶頸，評估系統(tǒng)在實際使用環(huán)境下的效率情況，評價系統(tǒng)性能以及判斷是否需要對應(yīng)用系統(tǒng)進行優(yōu)化處理或結(jié)構(gòu)調(diào)整。本文結(jié)合實際案例，在響應(yīng)多個診斷指令時EPS負反饋，響應(yīng)代碼是72，截取部分診斷指令，對EPS 進行壓力測試，然后對測試結(jié)果處理，檢查是否存在軟件缺陷。

1 壓力測試實現(xiàn)

1.1 測試準備

需要準備好12 V 電源，集成CANoe licence 的CAN 盒一個，EPS 樣件，EPS 所配套的電源線束和通信線束，終端電阻，測試電腦一臺，按照圖1 進行連接（網(wǎng)絡(luò)喚醒）。

圖1 測試連接

1.2 測試流程

由上位機軟件自動發(fā)出診斷請求，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)進行下個請求，直到所有的請求全部發(fā)完。診斷流程如圖2 所示。

1.3 自動測試腳本

測試案例基于CANoe環(huán)境，利用CAPL 語言進行編程，本次診斷壓力測試案例開發(fā)中，主測試Case 包含5 個事件，依次分別是進入擴展會話模式、向EPS 請求安全認證種子、向EPS 發(fā)送安全認證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）；

}

實際上整車廠造車時涉及到的診斷服務(wù)遠超過這些，本次只截取其中某個工位涉及到的診斷服務(wù)，對其進行連續(xù)循環(huán)測試，同時發(fā)送整車級報文。設(shè)定總線負載率達到60%以上（通過發(fā)送小周期報文實現(xiàn)），驗證EPS 在惡劣工況下能否響應(yīng)診斷工具的請求，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，需要注意有些ECU 在連續(xù)寫入相同值時不響應(yīng)請求，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 請求函數(shù)為例，對請求服務(wù)的第8個字節(jié)進行交替賦值。此處的變量i 在主測試已經(jīng)定義，并在for 循環(huán)中進行自加加運算，結(jié)合請求函數(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 測試數(shù)據(jù)處理

為了詳細觀察EPS 表現(xiàn)，在測試完成后需要對測試數(shù)據(jù)進行處理，測試目的是為了檢測軟件在極限工況下的表現(xiàn)0 根據(jù)需求，EPS 在收到請求后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)送負響應(yīng)，因此在出現(xiàn)負響應(yīng)時檢查請求到響應(yīng)之間的時間間隔，測試數(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）計算，然后用max 篩選出最大的時間，判斷其是否超過750 ms。

圖2 診斷流程

圖3 總線負載

圖4 總線數(shù)據(jù)

圖5 測試數(shù)據(jù)

3 總結(jié)

壓力測試的目的是檢測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，測試時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，可以適當增加總線負載率。另外，在每一個請求之間的時間間隔應(yīng)盡可能小，這樣測試效果才會顯著，但是必須要等到上一個請求服務(wù)得到反饋之后才能請求第二幀，否則測試將失去意義。由于測試數(shù)據(jù)較大，因此處理時一定要采用快捷高效準確的方式。