简述硬件测试功能在保护试验中的重要作用

景超

摘 要： 为了快速有效地验证电控机械式自动变速器（AMT）的控制策略，测试应用层软件的漏洞，提高软件的质量，该文在dSPACE硬件在环测试平台的基础上，采用ECU-TEST软件来实现AMT控制器自动化测试算例的编写和执行。分别对激活动力模式的软件功能测试和CAN报文超时的故障注入测试进行说明，结果表明，软件功能测试和故障注入测试均可以达到自动化测试的效果。可靠的自动化测试方案对于快速测试AMT控制器具有指导意义。

关键词： 硬件测试功能;保护试验;重要作用

【中图分类号】TN492     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）11-0219-01

引言：锂电池作为新型绿色能源，在电动汽车行业中的使用变得越来越广泛，在锂电池的生产和研究过程中，我们需要运用各种仿真模型对影响电池性能的参数进行测试研究。目前硬件在环（hardware_in_the_loop，HIL）仿真测试系统已经被广泛运用于新能源汽车领域。但由于针对锂电池的仿真测试种类多，因此，HIL测试系统在电池测试时要经常修改电池模型算法。此外，在程序升级时HIL测试系统需要保持电池测试的当前状态。因此，设计一套针对部分函数更新的嵌入式系统具有重要意义。在新能源汽车领域中，HIL仿真测试对于三大核心电控系统：整车控制系统、BMS电池管理系统、MCU电机控制器是非常重要的，HIL仿真测试解决了传统在锂电池测试中需要实物测试的诸多弊端。其主要由硬件平台、实时软件模型和实验管理软件3部分组成，硬件平台主要提供实时处理器、I/O板卡等硬件设备;实时软件模型提供多种仿真模型，包括电池模型、电机模型等;实验管理软件配合LabVIEW等丰富的扩展包使用户能够根据需求来对系统进行开发编程，包括升级系统功能、升级硬件资源、创建可视化交互界面等。本文是在实验管理软件的模块上进行嵌入式IAP开发，以提升HIL系统的测试效率。

1 AMT控制器工作原理

目前商用车AMT变速器的主流设计为高度集成的布置方案，采用主副箱或前副箱、主箱、后副箱的结构。高度集成可以减少线束和气管的连接，提高可靠性。目前国内公司均在研发此类产品，本文研究对象为法士特的某款集成式AMT变速器。AMT控制器的主要功能是根据车辆的运行工况，通过各路采集的信号，根据控制器内部刷写的程序进行计算和状态判断，然后驱动离合器和选换挡执行机构工作。选择最合适的档位和最合适的换挡时机，使车辆一直运行在最适宜的工况，达到提高整车的舒适性和经济性，降低司机工作强度的目的。

2 简述硬件测试功能在保护试验中的重要作用

2.1 通信设备的电路结构

通信设备有多种电路结构的划分方式，本文从机内测试的角度对通信设备的电路结构进行划分。机内测试的目的是检测出设备是否发生故障并定位设备的故障，因此可将待测设备划分为车间可更换单元（ShopReplaceableUnit，SRU）和现场可更换单元（LineReplaceableUnit，LRU，方便后期直接更换故障单元，极大缩短设备的维修时间。参照GJB3385-98《测试与诊断术语》中的定义，现场可更换单元又称为外场可更换单元，其主要是指能在設备工作的现场环境中完成拆卸并更换的单元。车间可更换单元又称为内场可更换单元，指可以在维修中继车间内实现拆卸并更换的单元，一般为现场可更换单元中的子模块。

2.2 自动化测试的维护和复用

从前面的测试可以看出，测试结果并不是总按照预期结果进行。当测试结果出现失败或不确定时，就需要检验测试算例设置是否正确，测试条件是否考虑充分，软件逻辑是否正确，然后再进行测试。分析可得，第9步的测试算例步骤有可能设置得有歧义，数值应该设置为0，即判断VeMD_StTrsmPerf是否等于0。可以修改此测试算例后再进行测试。对于有疑问的测试算例，也可以通过增加测试次数或改变赋值的方法进行重复测试，来确认软件逻辑是否正确。在ECU-TEST里面要实现重复测试非常容易，只需要通过拖拽操作，然后设置循环次数即可。如果重复测试结果仍然显示为不确定或者失败，则需要检测软件逻辑是否正确。在实际使用过程中，还存在某1种工况或者某几步操作在很多测试算例中都会使用的情况。虽然拖拽操作很方便，但每次进行重复的操作也会浪费时间和增加出错的可能。在ECU-TEST里，可以将常用的操作保存为.pkg格式的文件，在其他测试算例中，直接插入此.pkg文件就可以使用。

2.3 IAP驱动程序的设计与实现

本文设计的IAP驱动程序是在HIL系统的基础上进行的，即是将驱动程序代码加入到HIL系统，使得HIL系统在原有系统测试功能的基础上，增加了实现算法更新的功能，相当于将驱动程序和HIL系统程序集成到一起。本文设计的驱动程序实现的功能有：1）上下位机信息通信;2）接收bin文件，并将其写入Flash区域;3）对bin文件进行MD5计算，以确保写入算法文件的正确性。其主要包含如下源文件。

2.4 频率和周期的测量

测试方案：对输入波形的频率和周期进行量可以将一个固定频率的信号输入至频率计，并观察上位机中测量的值是否与输入信号值相同。测试步骤：（1）将RIGOL波形发生器的输出设置为幅度1.6Vpp、不同频率的正弦波;（2）在上位机中配置频率计开始频率和周期测量;C3观察上位机中测量的频率大小是否与设定值相同;（4）观察上位机中测量的周期大小是否为与设定值相同。

结语：文章对AMT控制器的硬件在环测试系统总体布置方案，以及软件功能和故障注入的自动化测试方法进行了介绍。按照该方法，使用ECU-TEST可以使自动测试更直观，能够有效地对测试结果进行评估。此外，测试算例的维护和复用也很容易实现，减少了测试算例的实际开发量，也降低了不同AMT软件版本重复测试的工作量，大大降低了测试成本。

参考文献

[1] 张烁.AMT变速箱控制系统硬件和软件的研究与开发[D].济南：山东大学，2016：3-4.

[2] 周晋超.AMT汽车自动变速器电子控制系统研究[D].长沙：湖南大学，2015：2-3.