CN104142678A - 用于测试虚拟控制仪的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在模拟器中利用模拟环境(3)测试虚拟控制仪(2)的至少一部分的测试装置(1)，其具有虚拟控制仪和模拟环境(3)，其中，所述虚拟控制仪包括至少一个带有至少一个外部数据接口(7)的软件组件(4、5、6)，其中，所述模拟环境包括至少一个数据接口(8)以用于与所述虚拟控制仪(2)至少间接地进行数据交换；特别是利用虚拟控制仪能简单地进行电气错误模拟，减少的相关性由如下方式达到：在虚拟控制仪和模拟环境之间设有虚拟控制仪插脚单元(9)和虚拟影响单元(13)，它们通过虚拟控制仪插脚单元的虚拟控制仪插脚(12)传输至少一个虚拟的物理控制仪信号，所述虚拟影响单元输出受影响的虚拟的物理控制仪信号。

Description

用于测试虚拟控制仪的测试装置

技术领域

本发明涉及一种用于在模拟器中利用模拟环境测试虚拟控制仪的至少一部分的测试装置，所述测试装置具有虚拟控制仪和模拟环境，其中，所述虚拟控制仪包括至少一个带有至少一个外部数据接口的软件组件，其中，所述模拟环境包括至少一个数据接口以用于与虚拟控制仪至少间接地进行数据交换。

背景技术

非虚拟、亦即“真实”的控制仪现今大多被理解为带有I/O接口(I/O＝输入/输出)的小型计算机，这些小型计算机通常配备有实时功能性的操作系统，所述操作系统允许在控制仪上实现大多调节技术上的(也复杂的)任务。控制仪开发是技术开发大规模仪器技术上的设备的核心组成部分，如这些设备由工业实践所已知的那样。要提及的例子是，在汽车领域中和在航空和航天中使用控制仪。

在最终产品中使用的系列控制仪的测试是在控制仪上要实现的调节或者控制的大量前置开发步骤的终点，其中，这些开发步骤通常利用所谓的V模型或者V循环来描述。在开始开发对于多个技术设备的功能来说必要的调节器时，在计算机上利用数学图形的建模环境进行调节算法的数学建模，其中，调节器应理解为控制仪的组成部分。附加地，也对控制仪的环境进行数学建模，因为感兴趣的是调节器随着要控制的过程对控制仪的相互作用。在进行这些函数的数学研究时，大多不需要以实时模拟(离线模拟)。

在下一个步骤中，事先设计好的调节算法借助于快速控制样机传输到高性能的、大多数实时功能性的硬件上，所述硬件通过适合的I/O接口与实际的物理过程连接、亦即例如与机动车发动机连接。所述实时功能性的硬件通常与稍后使用的系列控制仪无关，这里与证明事先设计好的调节在实际中原则上的可操作性有关。

在另一个的步骤中，在自动生成系列编码的范围内，在稍后可能实际使用在系列控制仪中的目标处理器上实现调节。因此，目标硬件在该步骤中接近系列控制仪，但与系列控制仪不相同。在下一个步骤中，在硬件在环测试(HIL)的范围内检查通常首先存在于后来的开发阶段中的系列控制仪。在该步骤中物理存在的系列控制仪这里借助于其物理控制仪接口与高性能的模拟器连接。模拟器模拟要测试的系列控制仪的必需的参量并且与系列控制仪交换输入参量和输出参量。系列控制仪的物理控制仪接口的插脚通过电缆束与模拟器连接。因此可能的是，在模拟环境中模拟车辆发动机(必要时带有发动机、传动系、行驶机构和行驶线路(Fahrstrecke)的整个车辆)的所有必需的参量并且无危险地检查与模拟环境相互作用的系列控制仪的性能。

这样在HIL模拟的范围内测试的系列控制仪最终在“真实的”目标系统中、亦即例如在车辆中安装并且在真实的物理环境中测试，该环境事先只在模拟环境中模仿。

特别地证实了在调节器开发时的先前概述的开发过程。然而开发过程随之带来：系列控制仪在开发结束时才完全被集成到开发过程中并且因此也在稍后的开发情况中才被检查。在系列控制仪实际存在之前，利用已描述的开发过程仅能够在抽象的功能层面上测试功能性，亦即实际上仅在应用软件层面上。稍后在系列控制仪上使用的软件组件的良好部分不在早期开发情况中一起测试。属于这些软件组件的是如下运行环境，该运行环境在应用软件和接近硬件的软件层之间通信交流。更接近硬件的软件组件例如是操作系统以及与平台无关的基础软件(系统服务、通信服务、I/O硬件抽象层等等)并且最终是操作系统和基础软件的与平台相关的部分。

除了系列控制仪的先前描述的部分(这些部分可能在开发过程中格外迟地经受检查)之外，也有测试的如下的类别，这些类别可能典型地在真实控制仪上才执行，在此涉及在真实控制仪中的电气错误模拟。在该错误模拟的范围中例如可能的是，通过合适的与要测试的控制仪连接的硬件使控制仪插脚设到确定的电势上、例如设到接地或者电源电压上，使在控制仪插脚与其外部的接线之间连接隔开(“断线(broken wire)”)或者加载具有电阻的连接、使控制仪插脚相互连接(在控制仪插脚之间短路)以及交换在不同的控制仪插脚之间的布线(“交叉线(crossed wire)”)等等。(dSPACE目录册2013，第268页，第280页及后续页和第459页及后续页)。不言而喻，可以组合这些错误情况，从而当在外部的电连接端中存在多个错误时，最终也可以在各情形中观测要测试的控制仪。为了简化错误接通，可以在模拟器中或者在模拟之外使用所谓的“故障线路”、亦即如下的电导线，所述电导线是确定的电气错误信号的载体并且于是可以将要加载相应错误的控制仪插脚可以接入到所述电导线上。仅当符合硬件地存在要测试的控制仪并且因此真实控制仪插脚也能够在物理上被接线时，至今描述的电气错误模拟才是可能的。如果仅存在虚拟控制仪，则仅保持如下可能性，即，为了模拟电气错误给存在的控制仪编码配器(instrumentieren)，以便由那里出于错误插入而实现(EP2672660A1)，该方法是昂贵的并且必要时软件的配器应匹配于虚拟控制仪的变化的外部数据接口。总体上值得期望的是，在存在真实系列控制仪之前能够执行基于插脚的电气错误模拟。此外值得期望的是，相同的结构、模拟模型和测试不仅在测试虚拟控制仪时而且在测试系列控制仪时都能够再使用。

为了将系列控制仪的先前提到的大规模的软件组件(运行环境、系统服务、通信服务、I/O硬件抽象层等等)及早地包含到开发过程中，先前提到的软件组件(至少部分地)被模仿在所谓的虚拟控制仪的范围内并且被模拟在模拟器中(dSPACE目录2013：“系统平台V-ECU生成模块”以及“VEOS”)。在模拟器中可以涉及一个或多个专门的计算机、例如以HIL测试状况的形式，但也可以使用商业常见的PC作为模拟器。在模拟器中，虚拟控制仪至少与同样存在于模拟器中的模拟环境相互作用。相互作用通过经由虚拟控制仪的软件组件的所述至少一个外部数据接口和模拟环境的数据接口交换数据而发生。虚拟控制仪的哪些软件组件提供外部数据接口取决于先前提到的软件层中的哪些映射在虚拟控制仪中。当在虚拟控制仪中仅映射有抽象的应用软件时，则应用软件的软件组件提供外部接口以用于模拟环境。而如果运行环境附加地也是虚拟控制仪的组成部分，则外部数据接口通过其供软件组件被提供。当(例如操作系统的或者基础软件组件的软件层的)位于还更深层的软件层被映射时，则这些软件组件提供外部数据接口以用于模拟环境。

可看出的是，模拟环境必须根据模仿在虚拟控制仪中的软件组件相应地匹配于软件组件的外部数据接口。虚拟控制仪的涉及带有外部数据接口的软件组件的每个变化也必然地引起模拟环境的变化和模拟环境的数据接口的变化，这是工作量密集的并且随之带来在开发过程中的错误来源。也不利的是，通常在HIL模拟的范围内(亦即当控制仪物理地存在并且不再仅虚拟地存在时)不能直接使用按照确定的虚拟控制仪所匹配的模拟环境，因为在模拟环境的数据接口上并没有对于这样使用所需要地提供物理的控制仪接口的与插脚有关的参量。这种情况实际上也阻止了能实际应用地实现先前提到的与虚拟控制仪相关的电气错误模拟。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种用于在模拟器中利用模拟环境测试虚拟控制仪的至少一部分的装置，在该装置中减少在虚拟控制仪和模拟环境之间的相关性，从而特别也能够按照更简单的途径利用虚拟控制仪进行电气错误模拟。

先前引出的任务在开头描述的测试装置中首先并且基本上通过如下方式来解决，即，所述测试装置通过虚拟控制仪插脚单元来补充，该虚拟控制仪插脚单元具有至少一个虚拟控制仪接口并且借助于虚拟控制仪接口至少与虚拟控制仪的软件组件的外部数据接口连接。此外，虚拟控制仪插脚单元具有至少一个虚拟环境接口，其中，所述虚拟控制仪插脚单元借助于模拟环境接口至少间接地与模拟环境的数据接口连接。此外规定，所述虚拟控制仪插脚单元具有至少一个虚拟控制仪插脚，该虚拟控制仪插脚与要模拟的真实控制仪的物理接口的插脚通讯，其中，能通过虚拟控制仪插脚传输虚拟的物理控制仪信号，所述控制仪信号以数据形式将物理控制仪信号写在物理接口的对应的插脚上。通过提供虚拟控制仪插脚创造要模拟的控制仪的物理接口的对应的真实控制仪插脚的虚拟映射。这与按照本发明的措施相关地而有利的是，该措施规定，虚拟影响单元至少具有第一接口和第二接口，其中，所述虚拟影响单元借助于第一接口至少与控制仪插脚单元的虚拟控制仪插脚相连接并且利用第二接口与模拟环境的数据接口相连接，其中，所述虚拟影响单元通过第一接口和/或第二接口输出受影响的虚拟的物理控制仪信号。因此，按照本发明的测试装置的两个要点在于：如下的虚拟控制仪插脚单元中，所述控制仪插脚单元提供至少一个虚拟控制仪插脚，该控制仪插脚与要模拟的真实控制仪的物理接口的插脚通讯；和在于提供虚拟影响单元，所述虚拟影响单元可以完全对应地以连接到真正的要测试的控制仪的物理控制仪插脚上的符合硬件的错误线路的连接端与虚拟控制仪插脚单元的对应的虚拟控制仪插脚相连接。

按照本发明规定的虚拟控制仪插脚单元在虚拟控制仪和模拟环境之间通信交流，这基本上开启了以下可能性：使模拟环境及其数据接口即使在虚拟控制仪变化时也保持不变。此外，附加地提供虚拟控制仪插脚随之带来定义如下接口的虚拟映射的可能性，真实控制仪也必须强制地具有所述接口、即真实控制仪的物理接口。这点在模拟器上开辟了与插脚有关的定义以及在虚拟控制仪和模拟环境之间的接口的操作。

通过虚拟控制仪插脚单元的虚拟控制仪插脚交换的信息就此而言是“虚拟的物理控制仪信号”，因为在这里虽然没有涉及真实控制仪的真实物理控制仪信号，亦即涉及电压、电流、连接电阻，但是这些物理参量被计算并且根据数值地作为相应的数据被交换。换言之，虚拟的物理控制仪信号以数据形式将物理控制仪信号写在物理接口的对应的插脚上。当在虚拟控制仪中仅映射出更抽象的软件层、亦即例如应用软件或者运行环境时，则虚拟控制仪的外部数据接口可以仅是抽象功能性的，但是不提供真实控制仪的根据信号的模仿。如果例如由应用软件的组件提供压力值或者温度值(例如950巴，275℃)，但不提供相应的电编码、在真实控制仪中通过物理接口的插脚来交换的参量，例如以电压(例如0至10V)的形式、以电流(例如2至20mA接口)的形式或者以调制信号的形式，则虚拟控制仪插脚单元现在可以通过如下方式填补该空缺，即，该虚拟控制仪插脚单元在至少一个虚拟控制仪插脚上准确地传输这样的虚拟的物理控制仪信号、亦即相应的真实的物理控制仪信号的值。不言而喻，与前面的例子相反的信号流向通过如下方式也是可能的，即，例如由虚拟控制仪插脚调用虚拟的物理控制仪信号并且朝向虚拟控制仪传输虚拟的物理控制仪信号。

按照本发明规定，所述虚拟影响单元通过其接口输出受影响的虚拟的物理控制仪信号，因此，所述虚拟影响单元基本上也具有如下能力，即，通常按照模仿电气错误的意义影响虚拟的物理控制仪信号。在测试装置的一种实施例中例如规定，所述影响单元独立地提供受影响的虚拟的物理控制仪信号，例如当用户在影响单元中存储有相应的结构数据时。这样的配置例如可能在于，虚拟影响单元的第一接口的和/或第二接口的确定的连接端固定地设到接地电势上。在这种情况下，不需要用于求得受影响的虚拟的物理控制仪信号的其他信息，特别是不需要来自模拟环境的信息。于是电气错误模拟可能在于，预定的并且因此也受影响的虚拟的物理控制仪信号通过影响单元的第一接口传输到虚拟控制仪插脚单元上。

所述影响单元也可以通过其接口与虚拟控制仪插脚单元的多于一个虚拟控制仪插脚连接。于是自然不需要的是，通过这些连接端中的每个连接端输出或者传输受影响的虚拟的物理控制信号，换言之，实际上也不必由虚拟影响单元影响每个通道，例如也可以不受影响地传输虚拟的物理控制仪信号。

按照本发明的测试装置的巨大优点在于，在配置、模拟和测试方面达到在真实控制仪时的错误模拟和在虚拟控制仪时的错误模拟之间的完全的通用性。由于接口的面向插脚(pinorientiert)的实施方案可以在没有其他匹配的情况下利用符合硬件地实现的系列控制仪使用模拟环境(至少就此而言，即，所述模拟环境通过虚拟控制仪插脚单元的虚拟控制仪插脚通信)。在虚拟控制仪插脚单元的可想到的实施例和实施方案方面，在基于优先权的申请EP13/166604中描述了大量变形方案。因此例如规定，所述虚拟控制仪插脚单元的模拟环境接口具有至少一个虚拟控制仪插脚，从而也能通过模拟环境的数据接口传输虚拟的物理控制仪信号。此外，在测试装置的一种进一步扩展方案中规定，所述虚拟控制仪插脚单元的模拟环境接口完全由虚拟控制仪插脚形成，从而仅通过模拟环境的数据接口传输虚拟的物理控制仪信号。在另一种变形方案中规定，所述虚拟控制仪插脚单元的模拟环境接口不具有虚拟控制仪插脚，从而所述虚拟控制仪插脚单元在虚拟控制仪和模拟环境之间建立直接连接，并且所述虚拟控制仪插脚单元在模拟环境接口之外具有虚拟控制仪插脚。这些变形方案及其混合形式在基于优先权的申请资料中详细地描述了，就此而言参阅那里详细的实施方式。

根据按照本发明的测试装置的一种进一步扩展方案在虚拟影响单元方面规定，所述影响单元基于来自模拟环境的信息来计算受影响的虚拟的物理控制仪信号并且将其通过第一接口传输到虚拟控制仪插脚单元上。在由受影响的虚拟的物理控制仪信号来计算的变形方案之间的混合形式自然也是可能的，亦即，受影响的虚拟的物理控制仪信号可以存储在影响单元中(不需要来自模拟环境的信息用于计算该受影响的虚拟的物理控制仪信号的)，并且其他的受影响的虚拟的物理控制仪信号可以在使用来自模拟环境的信息或者也来自虚拟控制仪的信息的情况下在影响单元中被计算。

在测试装置的一种进一步扩展方案中规定，所述影响单元从虚拟控制仪插脚单元接收虚拟的物理控制仪信号并且由所接收的虚拟的物理控制仪信号来计算受影响的虚拟的物理控制仪信号，特别是所述受影响的虚拟的物理控制仪信号通过第二接口输出到模拟环境上。因此，在这种情况下不存在电气的固定错误，而输入端参量按照确定的功能性被影响并且受影响地被传递。可想到的是例如根据(可能具有非线性元件的)模拟的分压器失真地传递电压值。

按照测试装置的一种特别优选的进一步扩展方案规定，所述虚拟影响单元连接在虚拟控制仪插脚单元和模拟环境之间，从而存在与虚拟控制仪的软件组件的外部数据接口的间接连接，和/或从而建立与模拟环境的数据接口的如下部件的连接，这些部件与虚拟控制仪的软件组件的外部数据接口通讯。在该实施例中，所有信号流经虚拟控制仪插脚，亦即不仅仅是通过虚拟控制仪插脚单元的虚拟控制仪插脚通信交流的信号。因此，虚拟的影响单元不仅具有面向插脚的信号，而且也还具有在虚拟控制仪的软件组件的外部数据接口和模拟环境之间交换的功能性的信号。这种变形方案能在确定的情况下实现更高效的模拟，特别是在虚拟影响单元的内部更高效的错误模拟。

现在详细地给出多种构造和进一步扩展按照本发明的测试装置的可能性。为此参阅在权利要求1之后的各权利要求以及参阅本发明参照附图的优选实施例参照附图的以下描述。

附图说明

图中示出：

图1示出由现有技术已知的用于利用模拟器测试真实控制仪的测试结构；

图2示出由现有技术已知的用于利用模拟环境测试虚拟控制仪的测试装置；

图3示出按照本发明的测试装置的第一种实施例，该测试装置用于测试具有虚拟控制仪插脚单元和虚拟影响单元的虚拟控制仪；

图4示出按照本发明的测试装置的另一种实施例，该测试装置用于测试具有虚拟控制仪插脚单元和虚拟影响单元的虚拟控制仪；

图5从按照图4的实施例出发示出按照本发明的测试装置的另一种实施例；

图6示出按照本发明的测试装置的另一种实施例，该测试装置带有组合的虚拟控制仪插脚单元和虚拟影响单元，以及

图7示出按照本发明的测试装置的最后一种的实施例连同虚拟影响单元的详细地示出的实现方案。

具体实施方式

为了阐明按照本发明的测试装置，首先在图1中示出由现有技术已知的按照硬件在环测试的原理的测试结构。在所示的测试结构中未出现虚拟控制仪，测试的对象是真实控制仪101、102。真实控制仪101、102与其物理接口103、104连接并且通过电缆束105、106与模拟器109的相应的I/O接口107、108连接。模拟器109本身除了I/O接口107、108之外也具有一个模拟环境110，该模拟环境以模拟控制仪环境的数学环境模型、例如车辆模型为对象。该环境模型通过框图111表示。此外，当系列控制仪101、102存在于开发过程结束时，才得出在图1中示出的测试结构。首先在这种情况中可能的是，真实控制仪101、102的软件组件与模拟器相互作用地测试。I/O接口107，108也能在上述情况下实现电气错误的模拟，因此，所述I/O接口具有用于接入错误的、实际上称为“错误插入单元”的电子器件。

为了在调节器开发的前述步骤中也已经能实现稍后在真实控制仪101、102上要运行的软件的组件，引入在图2中示意性地示出的并且由现有技术已知的测试装置1，这些测试装置能实现利用模拟环境3测试虚拟控制仪2。这种测试装置1在一个模拟器上运行，该模拟器在图2至7中未明确示出。

虚拟控制仪2包括多个软件组件4、5、6，这些软件组件属于不同的抽象的软件层。不同的软件层在图2中通过水平线a、b表示。在所示的实施例中，软件组件6.1、6.2、6.3和6.4是应用层的组件，在应用层中完全与机器无关地、亦即与目标平台无关地实现软件。所有位于其下的软件层是更接近硬件的。软件组件5在所示的实施例中包括运行环境，并且软件组件4.1、4.2和4.3包括与平台无关的以及与平台相关的基础软件、例如以操作系统的形式以及以不同的通信服务的形式。软件组件4、5、6涉及稍后也应使用在真实控制仪上的软件组件，但是这些软件组件在虚拟控制仪2的范围内在模拟器上运行，该模拟器是符合仪器地完全不同于稍后的真实控制仪的。

软件组件4保持与模拟环境3连接。此外，软件组件4具有外部数据接口7.1、7.2和7.3。模拟环境相应地具有数据接口8.1、8.2和8.3。在图2中示出的虚拟控制仪2非常接近硬件地建模。在实际中不总是这样的情形，在虚拟控制仪2的另一种建模中，例如可以在应用层面上仅存在软件组件6.1至6.4，从而这样的虚拟控制仪不具有软件组件4和5。在这种情况下，软件组件6的接口是外部数据接口，因为这些接口必须保持与模拟环境3连接，以便能够保证数据交换。借助该例子可看出，在现有技术中虚拟控制仪2的变化必须引起模拟环境3的周边的匹配，这随之带来了相应的缺点：软件维护、充满错误的变化等。在现有技术中已知的是，与虚拟控制仪2相关的(电气)错误模拟由此进行，即，软件组件4、5、6以合适的方式被改变，亦即利用相应的错误编码进行配器。与之相关的缺点是显然的，因为不再测试稍后也使用在系列控制仪中的软件组件4、5、6，而是测试改动过的、亦即配器过的软件组件。

现在，在图3中示出带有一个虚拟控制仪2的和带有一个模拟环境3的按照本发明的测试装置1，其中，但现在也设有在虚拟控制仪2和模拟环境3之间通信交流的虚拟控制仪插脚单元9。虚拟控制仪插脚单元9具有虚拟控制仪接口10.1、10.2，虚拟控制仪插脚单元9借助于这些虚拟控制仪接口与虚拟控制仪2的软件组件4.1、4.2的外部数据接口7.1、7.2连接。此外，虚拟控制仪插脚单元9具有模拟环境接口11.1、11.2并且借助于模拟环境接口11.1、11.2与模拟环境3的数据接口8.1、8.2连接。因为在这里在整体上涉及实现在计算机上的组件，所以接口不应被理解为实体的，所述接口应按如下意义在功能上被理解，即，通过所创造的接口(无论如何都)能够交换并且能提供数据。

此外，虚拟控制仪插脚单元9具有虚拟控制仪插脚12，该虚拟控制仪插脚与要模拟的真实控制仪的物理接口的插脚通讯。通过虚拟控制仪插脚12能传输虚拟的物理控制仪信号。因此利用虚拟控制仪插脚12模仿真实控制仪的物理接口的插脚。因此这里以数据的形式传送这样的与该插脚的物理控制仪信号相符合的参量。因此，虚拟控制仪插脚12能实现对虚拟控制仪2的考察(Sicht)，该考察通过要模仿的真实控制仪的真实物理接口的物理信号形式来预定。当例如温度在虚拟控制仪2的应用层面上以数据/说明T＝20℃的形式被操作时，则该相同的信息通过虚拟控制仪插脚12例如输出为信号U＝2.35V。虚拟控制仪插脚单元9至少能实现信号到虚拟控制仪2上的可视性，其中，该信号可视性能够以不同的方式被利用。

此外，测试装置1具有一个带有一个第一接口14和一个第二接口15的虚拟影响单元13，其中，虚拟影响单元13借助于第一接口14与虚拟控制仪插脚单元9的虚拟控制仪插脚12连接。利用第二接口15，虚拟影响单元13与模拟环境3的数据接口8.3连接。虚拟影响单元13这样构造，使得该虚拟影响单元通过第一接口14和/或第二接口15交换、特别是输出虚拟的物理控制仪信号；因此模拟环境3的数据接口8.3面向插脚地而不(仅)功能上地被构造。换言之，虚拟影响单元13用作将错误注入引入到信号线路中。借助示出的方法有利的是，电气错误模拟在虚拟影响单元13中的配置能够在控制仪测试的不同的阶段使用，与测试虚拟控制仪2还是真实控制仪无关。

虚拟影响单元也能够与虚拟控制仪2的外部数据接口7连接，例如以便使用用于错误模拟的功能性信息。

在图4中示出测试装置1，在该测试装置中虚拟控制仪2、虚拟控制仪插脚单元9、虚拟影响单元13和模拟环境3以改变过的方式相互连接。在实施例中，虚拟影响单元13连接在虚拟控制仪插脚单元9和模拟环境3之间，从而存在与虚拟控制仪2的软件组件4.1、4.2、4.3的外部数据接口7.1、7.2、7.3的间接连接。此外，虚拟控制仪插脚单元9(间接地通过虚拟影响单元13)与模拟环境3的数据接口8连接。这种变形方案的优点可见于：虚拟影响单元13不仅接收来自虚拟影响单元13的虚拟的物理控制仪信号，而且也还接收来自软件组件的、不涉及插脚的(亦即纯功能性的)信号，这些信号能够例如使用于在虚拟影响单元13中的电器错误模拟。在按照图4的实施例中，虚拟影响单元13能够基于来自虚拟控制仪2的软件组件4.1、4.2、4.3的外部数据接口7的信息来计算受影响的虚拟的物理控制仪信号，恰好如同虚拟影响单元13能够基于来自模拟环境3的数据接口8的如下部件的信息来计算受影响的虚拟的物理控制仪信号，这些部件与虚拟控制仪2的软件组件4.1、4.2、4.3的外部数据接口7通讯。

在图3至6中示出的虚拟影响单元13这样构造，使得这些虚拟影响单元13计算受影响的虚拟的物理控制仪信号以用于模仿在受影响的虚拟控制仪插脚12上的电气错误。特别是规定，所述虚拟影响单元13在受影响的虚拟控制仪插脚12上输出电压值，该电压值等于对地的短路、电源电压或者其他的外部的电势。为了模拟在两个虚拟控制仪插脚之间的短路而规定，所述虚拟影响单元13在两个有关的虚拟控制仪插脚上输出同一电压值作为受影响的虚拟控制仪信号。此外规定，所述虚拟影响单元13相互交换针对不同的虚拟控制仪插脚所预定的值(交叉线"crossed wire")并且将其作为受影响的虚拟的物理控制仪信号输出。在另一种实现的错误变形方案中规定，所述虚拟影响单元13通过预定在虚拟控制仪插脚上的电阻值来模拟敞开的虚拟控制仪插脚。

按照图5的实施例与按照图4的实施例的区别之处在于，虚拟影响单元13具有另外的接口16，虚拟影响单元13能够借助于该接口由外部的电气错误信号来预定。这些错误信号可以在于虚拟电势的固定预定，但也可以将可变的虚拟电气错误信号传送到虚拟影响单元13中。

在按照图6的实施例中示出，虚拟控制仪插脚单元9和虚拟影响单元13实现在一个共同的组件中，虚拟控制仪插脚和虚拟影响单元13的第一接口在功能上实现在共同的组件中。该例子使如下事实清楚，即，测试装置1的不同的单元及其接口应在功能上被理解并且不约束于在分开的或者共同的软件模型中实现。

在按照图7的测试装置1中首先值得注意的是，虚拟控制仪插脚单元9的模拟环境接口11的所有示出的通道实现为虚拟控制仪插脚12，亦即，所有示出的连接端朝向虚拟控制仪插脚单元9的模拟环境3与要模拟的真实控制仪的物理接口的一个插脚相应。这种实现方案具有如下优点，即，模拟环境3能够使用在所有调节器开发过程期间，而与虚拟控制仪2的建模的(必要时变化的)硬件接近性无关。通过改变虚拟控制仪2的建模所需要的匹配能实施在虚拟控制仪插脚单元9中。尽管也必须匹配虚拟控制仪插脚单元9，但是该解决方案还是有利的，因为模拟环境3在HIL模拟器中从虚拟测试转变成真实测试时的每种情况下都能够被再使用，这在其他情况下将是不可能的。通过示出的通道能够实现模拟环境3和虚拟控制仪2之间的其他的(在这里未示出的)数据通道，从而能够从模拟环境3施加影响到虚拟控制仪2上；此外，数据通道和连接端(这些数据通道通过所述连接端被引导)不具有与真实模拟器的数据通道和连接端(插脚)的相应性。通过这种附加的数据通道例如可以触发在虚拟控制仪2上来自模拟环境的任务；这与模拟环境3的功能范围有关。

此外在图7中，在虚拟影响单元13中示范性地示出功能性的可能的实现，该实现用于接入虚拟的电气错误。虚拟控制仪插脚单元9的连接端12.2、12.3是CAN(控制器局域网络)总线的虚拟控制仪插脚12。这些连接端示范性地被连接穿过(durchschleifen)虚拟影响单元13并且通过虚拟影响单元13的第二接口的连接端15.1、15.2传递到模拟环境3上。模拟环境3同样示范性地具有虚拟CAN总线的导线。虚拟影响单元13具有虚拟电气错误导线17、18，其中，虚拟电气错误导线17、18能与第一接口14的连接端和/或能与第二接口15的连接端相连接。能连接性通过开关s1至s6来实现。在图7中示出的开关网络在功能上并且直观地描述在虚拟影响单元13中的错误接入的可能性。这些功能性事实上在软件中实现，从而开关和连接位置通过变量映射，其中，配置给这些变量的值导致在网络的节点位置上的错误信号的相应配置。在当前情况下，虚拟电气错误导线17、18加载虚拟的物理参量，当前加载电势GND和FAIL。

在其他的实施例中，虚拟的物理参量涉及电流或者电阻。该构思至少总是存在于：所加载的虚拟的物理参量也作为针对第一接口14的所连接的连接端和/或针对第二接口15的所连接的连接端的预定值而起作用。正如已经提到的，在此不仅涉及静态的虚拟的物理参量，而也可以涉及随时间变化的虚拟的物理参量。

以有利的方式，虚拟控制仪插脚单元13这样构成，使得该控制仪插脚单元生成程序编码以用于影响虚拟控制仪信号和/或用于求得虚拟控制仪信号。这能实现：程序编码不必由测试装置的使用者预定，而是例如能够通过图像编辑器对用于错误模拟的可能的功能性进行建模(例如以如在图7中示出的开关网络的形式)，从而省去通过测试装置的使用者以程序编码来传输功能性的潜在充满错误的步骤。优选地规定，至少虚拟控制仪2的程序编码、模拟环境3的程序编码和由虚拟控制仪2生成的程序编码在一个共同的模拟中执行，其中，所述模拟特别是实时模拟。

Claims (12)

1.用于在模拟器中利用模拟环境(3)测试虚拟控制仪(2)的至少一部分的测试装置(1)，所述测试装置具有虚拟控制仪(2)和模拟环境(3)，其中，所述虚拟控制仪(2)包括至少一个带有至少一个外部数据接口(7)的软件组件(4、5、6)，其中，所述模拟环境(3)包括至少一个数据接口(8)以用于与所述虚拟控制仪(2)至少间接地进行数据交换，其特征在于，

虚拟控制仪插脚单元(9)具有至少一个虚拟控制仪接口(10)并且借助于该虚拟控制仪接口(10)至少与虚拟控制仪(2)的软件组件(4)的外部数据接口(7)连接，

所述虚拟控制仪插脚单元(9)具有至少一个模拟环境接口(11)并且借助于该模拟环境接口至少间接地与模拟环境(3)的数据接口(8)连接，

所述虚拟控制仪插脚单元(9)具有至少一个虚拟控制仪插脚(12)，该虚拟控制仪插脚与要模拟的真实控制仪的物理接口的插脚通讯，其中，能通过虚拟控制仪插脚(12)传输虚拟的物理控制仪信号，该控制仪信号以数据形式将物理控制仪信号写在物理接口的对应的插脚上，并且

虚拟影响单元(13)至少具有第一接口(14)和第二接口(15)并且借助于该第一接口(14)至少与控制仪插脚单元(9)的虚拟控制仪插脚(12)相连接并且利用该第二接口(15)与模拟环境(3)的数据接口(8)相连接，其中，所述虚拟影响单元(13)通过第一接口(14)和/或第二接口(15)输出受影响的虚拟的物理控制仪信号。

2.根据权利要求1所述的测试装置(1)，其特征在于，所述影响单元(13)独立地提供受影响的虚拟的物理控制仪信号、特别是在没有来自模拟环境(3)的信息的情况下，并且通过第一接口(14)将受影响的虚拟的物理控制仪信号传输到虚拟控制仪插脚单元(9)上。

3.根据权利要求1或2所述的测试装置(1)，其特征在于，所述影响单元(13)基于来自模拟环境(3)的信息来计算受影响的虚拟的物理控制仪信号并且将其通过第一接口(14)传输到虚拟控制仪插脚单元(9)上。

4.根据权利要求1至3之一所述的测试装置(1)，其特征在于，所述虚拟影响单元(13)从虚拟控制仪插脚单元(9)接收虚拟的物理控制仪信号，并且由所接收的虚拟的物理控制仪信号来计算受影响的虚拟的物理控制仪信号，特别是所述受影响的虚拟的物理控制仪信号通过第二接口(15)输出到模拟环境(3)上。

5.根据权利要求1至4之一所述的测试装置(1)，其特征在于，所述虚拟影响单元(13)连接在虚拟控制仪插脚单元(9)和模拟环境(3)之间，从而存在与虚拟控制仪(2)的软件组件(4、5、6)的外部数据接口(7)的间接连接，和/或从而建立与模拟环境(3)的数据接口(8)的如下部件的连接，这些部件与虚拟控制仪(2)的软件组件(4、5、6)的外部数据接口(7)通讯。

6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述虚拟影响单元(13)基于来自虚拟控制仪(2)的软件组件(4、5、6)的外部数据接口(7)的信息和/或基于来自模拟环境(3)的数据接口(8)的如下部件的信息来计算受影响的虚拟的物理控制仪信号，这些部件与虚拟控制仪(2)的软件组件(4、5、6)的外部数据接口(7)通讯。

7.根据权利要求1至6之一所述的测试装置，其特征在于，所述虚拟影响单元(13)计算受影响的虚拟的物理控制仪信号以用于模仿在受影响的虚拟控制仪插脚(12)上的电气错误，

特别是在受影响的虚拟控制仪插脚上输出电压值，所述电压值等于对地的短路、电源电压或者其他的外部的电势，和/或

特别是为了模拟在两个虚拟控制仪插脚之间的短路，在两个有关的虚拟控制仪插脚上输出同一电压值作为受影响的虚拟控制仪信号，和/或

特别是针对不同的虚拟控制仪插脚所预定的值相互交换并且作为受影响的虚拟的物理控制仪信号输出，

特别是通过预定在该虚拟控制仪插脚上的电阻值来模拟敞开的虚拟控制仪插脚。

8.根据权利要求1至7之一所述的测试装置，其特征在于，所述影响单元(13)具有至少一个虚拟的电气错误导线(17、18)，其中，虚拟的电气错误导线(17、18)能与第一接口(14)的连接端和/或第二接口(15)的连接端相连接。

9.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述虚拟的电气错误导线(17、18)能加载虚拟的物理参量，特别是电压、电流或者电阻，从而所加载的虚拟的物理参量也作为针对第一接口(14)的所连接的连接端和/或针对第二接口(15)的所连接的连接端的预定值而起作用，特别是，虚拟的物理参量也可以涉及参量在时间上的信号变化。

10.根据权利要求9所述的测试装置(1)，其特征在于，所述虚拟的电气错误导线(17、18)所加载的虚拟的物理参量能由虚拟的影响单元(13)的外部来预定和/或由虚拟的影响单元(13)来计算。

11.根据权利要求1至10之一所述的测试装置，其特征在于，在所述虚拟控制仪插脚单元(9)中生成程序编码以用于影响虚拟控制仪信号和/或用于求得虚拟控制仪信号。

12.根据权利要求1至11之一所述的测试装置，其特征在于，至少虚拟控制仪(2)的程序编码、模拟环境(3)的程序编码和由虚拟控制仪(2)生成的程序编码在一个共同的模拟中执行，其中，所述模拟特别是实时模拟。