CN108291856A - 用于创建测试的方法 - Google Patents

Abstract

为了能够创建用于车辆开发的测试场景(利用该测试场景可以在开发期间在测试台上进行测试台试验并且可以尽可能确保稍后通过针对开发的目标参量的预定测试规程或者遵守目标参量的规定值)而规定，在测试台(1)上以驾驶操纵(FMx)序列的形式对测试对象(2)执行输出测试(AV)并且获取目标参量(Z)的值；将源自输出测试(AV)的获取目标参量(Z)的结果划分成测试段(TSm)并且借助预定的目标参量相关性标准来检验每个测试段(TSm)的目标参量关键的相关性；以及如果给出测试段(TSm)的目标参量关键的相关性，则将分配给该测试段(TSm)的驾驶操纵(FMx)或所分配的驾驶操纵部分(FMAxy)纳入到测试(PV)中。

Description

用于创建测试的方法

本发明涉及一种用于创建测试以在测试台上对测试对象执行测试运行以便在开发的目标参量方面检查测试对象的方法。

对于车辆的可允许污染物排放(特别是CO₂，CO，NO_x和颗粒数量)存在法律规定，例如，欧洲议会和理事会(EG)第715/2007号法规定义了欧5和欧6标准。迄今，在测试台上借助标准化的测试循环(例如新欧洲驾驶循环(NEDC))来检验车辆遵守这些法律规定。为此，在测试循环期间产生的废气在测试台处取出并检查。这里的问题在于，在标准化的测试循环下，测试台处的条件与车辆在真实路线上运动时的实际情况无法相比。因此，车辆虽然可以在测试台处遵守法律规定，但仍然在实际运行中超过法律规定。

为了防止这种情况，立法者希望将对预定的污染物排放极限值的检验从测试台转到真实道路上，这要求使用便携式排放测量系统(PEMS)在车辆在真实路线上的实际行驶期间测量和检验污染物排放。因此，不再存在标准化的测试循环，因为在具有正常交通的公共道路上行驶总是受到随机影响。在此，立法者的目标是车辆遵守正常运行条件下的污染物排放的极限值，而不仅仅是在测试台处。此外，立法者还对试驾之后的污染物排放作出评价，例如，使用特定的数据分析工具。

为此，立法者定义了实际驾驶排放(RDE)测试规程。其中只对试驾时的车辆质量、环境温度和地理高度作出了某些规定。此外，还定义了测试规程中必须包括不同驾驶情况的比例，例如33％±10％城市、农村和高速公路，但它们分别至少16km，车速(农村)范围在60-90km/h，试驾的长度为90-120分钟等。在应当在公共道路上进行检验之后，相应的试驾也会受到外来交通，交通信号灯等的随机影响。由此可以直接看出，真正的试驾并不具有可重复性，但在每种情况下都代表或多或少的随机事件链。

这种模式转变也会在开发新车时对汽车制造商产生直接影响。

迄今，每个开发步骤都可以借助测试台处的标准化测试循环进行检验。为此，在每个开发步骤之后，只有相应的测试对象必须经受测试循环，并检查污染物排放。这在新的RDE测试规程中不再可能，因为新开发的车辆在开发结束后是否能够遵守污染物排放的极限值以经受住RDE测试规程原则上是不可预测的。只能在成品车可以在真实道路上行驶时，即只能在开发完成时执行RDE测试规程。如果车辆不能经受这种检验，则对汽车制造商而言将产生巨大的影响是可以理解的，在极端情况下，这种情况至少部分地必须以巨大的成本和耗费重新进行持续多年的开发。

在车辆开发过程中使用以前的标准化测试循环也无济于事，因为使用此类标准化测试循环来遵守污染物排放的极限值并不能自动确保在RDE测试规程下遵守这些限制值。

现在可以合并测试场景中车辆的所有可能的运行状态，并使用该测试场景来检验每个开发步骤。然而，这样做不是富有成效的，因为在测试台上实施这样的测试场景需要很长时间，这会延迟开发，会增加昂贵的测试台时间并且总体上耗费很大。任意创建测试场景也同样不是富有成效的，因为无法确保在RDE测试规程下遵守法律规定。

另外，不是每个车辆中的每个驾驶操纵(例如，从低转速加速，在乡村公路上超车，在城市交通中转向等)必然对污染物排放产生同样的影响。这意味着一个测试场景可能适合特定车辆，但不适用于其他车辆。

原则上，上述同样适用于车辆开发的其他目标参量(例如车辆的消耗量)，尽管没有(至少尚未)法律规定。消耗量通常也是车辆开发中的一个开发目标，这也是为什么在此力求达到所寻求的消耗量(例如在RDE测试规程中)的原因。

同样，除了污染物排放或消耗量之外，还可能有其他的开发目标参量，例如车辆的声学性能、车辆的驾驶性能或车辆的耐用性。在此情况下，也需要创建合适的测试，以便在早期的开发步骤中在测试台上执行测试，以尽可能确保稍后通过预定的测试规程或遵守目标参量的特定规定值。

因此，本发明的目的是提供一种方法，其能够创建用于车辆开发的测试场景，利用该方法可以在开发期间在测试台上进行测试台试验，并且能够尽可能确保稍后通过针对开发的目标参量的预定测试规程或者遵守目标参量的规定值。

该任务通过以下方式来解决：在测试台上以驾驶操纵序列的形式对测试对象执行输出测试并且获得目标参量的值；源自输出测试的目标参量获取的结果被分成测试段；借助预定的目标参量相关性标准来检验每个测试段的目标参量关键的相关性；以及如果给出该测试段的目标参量关键的相关性，则分配给该测试段的驾驶操纵或所分配的驾驶操纵部分被纳入到测试中。通过这种办法，输出测试被用于针对具体的测试对象或车辆仅将确保测试对象的相应的目标参量关键的激励的那些驾驶操纵或驾驶操纵部分纳入到测试中。因此，可以创建紧凑且简短的测试，但是该测试在检验目标参量遵守特定测试规程或规定方面提供了大量信息内容。该办法还可以覆盖测试对象的薄弱点。例如，如果测试对象在表征性的驾驶操纵时(例如从低转速加速时)呈现出显著的目标参量值(例如，高污染物排放或高消耗量)，那么这对于开发而言可能是要专门处理的重要提示。

特别有利的是，对于驾驶操纵，存储关于特定目标参量的目标参量相关性值，并且仅将目标参量相关性值超过目标参量规定值的那些驾驶操纵选择用于输出测试。以此方式，已经可以设计输出测试，以便确保相应目标参量的最佳可能的激励。这可以使得能够尽可能缩短输出测试，并由此尽可能缩短所需的测试台时间。

同样有利地，对于驾驶操纵，测试对象的特定边界条件被存储，并且仅边界条件与测试对象匹配的那些驾驶操纵被选择用于输出测试。这也使得能够非常明确地针对特定测试对象定制输出测试。

当驾驶操纵作为一般性的驾驶操纵存储在驾驶操纵数据库中并且从具有已知路线的路线数据库中选择包括一般性的驾驶操纵的路线作为驾驶操纵时，该方法更加灵活。通过规定已知路线，输出测试可以被设计成非常可变。

在下文中将参照图1至7更详细地阐述本发明，这些附图示例地、示意地并且非限制地示出本发明有利的各种设计。在此示出：

图1示出了用于测试对象的典型的测试台结构，

图2示出了用于仿真虚拟车辆的虚拟试驾的仿真单元的可能实施例，

图3示出了在执行输出测试时的目标参量测量的结果，

图4示出了在目标参量测量中消除某些目标参量事件，

图5示出了在目标参量测量中进一步消除某些目标参量事件，

图6示出了在目标参量测量中消除某些目标参量事件的可能结果，以及

图7示出了根据本发明的方法的可能流程。

图1示出了用于测试对象2的典型的测试台1，这里为用于内燃机的发动机测试台。测试对象2例如通过图1中的连接轴与负载机器3相连接。但是，测试对象2也可以是传动系或整个车辆。因此，测试台1将是传动系测试台或转鼓试验台，其中也可以设置多于一个负载机器，例如，每个驱动半轴或每个轴一个负载机器。在此，测试对象2根据测试运行的规定在测试台1上运行，以便获得关于车辆开发的特定目标参量的陈述，例如污染物排放、消耗量、车辆的声学性能、车辆的驾驶性能、车辆的耐久性等。如果开发的目标参量是内燃机的污染物排放或内燃机的消耗量，则测试对象2总是包括内燃机。

测试台1通过测试台自动化单元4来控制。该测试台自动化单元4根据特定的规定(测试)来控制测试对象2和负载机器3。因此，该测试包含了能够在测试台1上对测试对象执行测试的所有必要信息。为此，例如经由负载机器3来调节测试对象2的转速n，并且可以控制测试对象2以产生期望的扭矩T(例如通过由发动机控制单元ECU规定节气门位置α和/或燃料量k)。驾驶机器人也可以设置在转鼓试验台上，该驾驶机器人根据要执行的测试的规定来操纵车辆的操作元件(例如加速踏板、制动踏板、换档器)。在测试台1处通常存在一系列测量传感器(未详细示出)，例如利用这些测量传感器来获取测试对象2的扭矩的当前实际值T_实际和转速的当前实际值n_实际。

根据开发的目标参量Z，在测试台1处设置用于目标参量Z的相应测量单元(例如排放测量单元6和/或消耗测量单元7)，内燃机的废气被馈送至该排放测量单元6并且该排放测量单元6测量特定的污染物排放(例如CO₂，CO，NO_x，碳氢化合物总质量(THC)和/或颗粒数量(例如烟灰颗粒))，该消耗测量单元7测量内燃机的燃料消耗量。

测试台自动化单元4从测试控制单元5获得要执行的测试的规定。原则上也可以构想将测试台自动化单元4和测试控制单元5组合在一个单元中。测试控制单元5根据测试的规定在每个所设置的时间k(例如，每毫秒)向测试台自动化单元4预先给出特定的设定值，这些设定值随后被转换成用于测试对象2和/或负载机器3的控制参量(例如，扭矩T(k)、负载值(例如，节气门位置)或转速n(k))并且由测试台自动化单元4通过在测试台1处控制测试对象2和/或负载机器3来调节或调整。

在最简单的情况下，测试可以在测试控制单元5中被定义为车辆的简单的基于路径或基于时间的速度或扭矩曲线，该曲线随后被转换成例如测试对象2的扭矩T和转速n。然后，将测试定义为预定曲线。

在一个优选实施例中，在测试控制单元5中设置仿真单元10(仿真硬件和/或仿真软件)，利用仿真单元10借助多个仿真模型来模拟车辆的试驾，如图2中所示。为此，在仿真单元10中，例如驾驶员模型11、车辆模型12和环境模型13被实现为仿真模型，其中其它模型(例如，轮胎模型、道路模型等)也可以被实现。因此，仿真单元10模拟由虚拟驾驶员(驾驶员模型11)控制的虚拟车辆(车辆模型12)沿着虚拟测试路线(环境模型13)的行驶，其中诸如交通标志、交通灯、外来交通等的特定事件也可以被模拟。事件在驾驶员模型中由虚拟驾驶员实施。通过参数化仿真模型，还可以考虑不同的影响，例如保守型或运动型驾驶员、道路条件、天气等。车辆的一部分(例如内燃机或传动系)在测试台1处作为测试对象2在物理上构造为真实硬件并且在测试台1处根据测试的仿真规定来操作。执行测试的这种方式也是众所周知的并且通常被称为X在环测试，其中“X”代表实际存在的相应测试对象2。这种类型的测试的执行是非常灵活的，并且非常接近实际车辆的真实试驾的特性。

根据本发明，现在将测试定义为仿真中的虚拟试驾或者简单的基于路径的或基于时间的速度-扭矩曲线，利用该速度-扭矩曲线可以检验测试对象2，以使得具有该测试对象2的车辆以高概率遵守在车辆开发的目标参量Z方面的规定。在污染物排放作为目标参量Z的情况下，例如，在RDE测试规程中，应当遵守污染物排放方面的法律规定。为了实现这个目标，如下所述，假定不失一般性地将污染物排放作为目标参量Z。

从包含许多不同的驾驶操纵FMx的输出测试出发。在特定边界条件(例如转速，扭矩，转向角，道路倾斜度，交通等)下，驾驶操纵FMx被理解为加速、减速、停止、恒定行驶、转弯行驶等。驾驶操纵FMx也可以是此类基本驾驶操纵的序列。驾驶操纵FMx也可以被划分为驾驶操纵部分FMAxy。驾驶操纵FMx可以例如实施为从静止起动、从弯道加速、车辆速度的改变、缓慢车辆的超车过程、驶出红灯等。车辆的每次行驶以及因此测试都可以看作是此类驾驶操纵FMx的时间顺序。显而易见的是，可以有丰富的此类驾驶操纵FMx。驾驶操纵FMx可以存储在驾驶操纵数据库中。所存储的驾驶操纵FMx起源于例如实际测量的试驾、已经执行的仿真等。

现在，将创建输出测试作为此类驾驶操纵FMx的时间序列。这可以由用户通过随机选择驾驶操纵FMx或通过有针对性的选择(如将在下面更详细描述的)来手动进行。此处重要的是，各驾驶操纵FMx必须彼此结合在一起，以使得在输出测试中不存在不连续性，这本身当然是理所当然的。例如，如果在两个相继的驾驶操纵FMx之间发生突然的速度跳跃是不现实的。在此，输出测试应该包括许多不同的驾驶操纵FMx，这些驾驶操纵FMx应该优选覆盖车辆的最大可能的运行范围(转速、扭矩)。

如此创建的输出测试然后在具有具体的测试对象2的测试台1上运行，并且污染物排放被测量作为目标参量Z。这种测量的结果在图3中以示例示出，其中横轴表示所经过的路径s(其中以相同的方式可以描绘时间)并且竖轴表示碳氢化合物排放THC的总量。由于驾驶操纵FMx的序列在输出测试中是已知的，因而路径轴(时间轴)上的每个点可以被分配给特定驾驶操纵FMx或输出测试AV的驾驶操纵部分FMAxy。从该示图中可识别出许多相继的目标参量事件ZE(实线)，这里是排放事件。作为目标参量事件，表示目标参量Z的值(例如污染物排放量)可以在一定路线(例如每50m)上加总。水平虚线标记目标参量Z的规定值，例如污染物排放的法定极限值(这里为THC)，并且点划线表示所确定的评估边界(例如，法定极限值的1.5倍)，其中优选评估边界≥法定极限值。评估边界在此不一定必须在路线s上或在时间上恒定不变，而是也可以变化。

在第一步骤中，将低于评估边界的所有目标参量事件ZE逻辑地设置为零污染物排放(如图4中所示)。因此，只留下表示在目标参量Z方面关键的目标参量事件的那些目标参量事件ZE。因此，在评估边界和位于其之间的被忽略的区域上方出现目标参量事件尖峰ZES。

在接下去的步骤中，路线s被划分为测试段TSm。在此，可以设置相同长度或不同长度的测试段TSm，例如测试段＝500m。当然，在这种情况下，寻求对测试段TSm的有利划分，例如以使得在一个测试段TSm中分别仅存在一个目标参量事件尖峰ZES。然而，优选地根据驾驶操纵FMx或驾驶操纵FMx的可能的y个部分来进行划分，即测试段TSm与驾驶操纵FMx(如图5中那样)或驾驶操纵部分FMAxy相等。这使得能够将目标参量事件尖峰直接且简单地分配给驾驶操纵FMx或驾驶操纵部分FMAxy，这可以使评估简化。

接下来，对于作为目标参量Z的污染物排放，针对每个测试段TSm确定该测试段TSm中污染物排放的总质量(图5中的虚线)。总质量的一部分被确定为评估质量，例如总质量的10％(图5中的点划线)。对于每个留下的目标参量事件尖峰ZES，现在通过确定每个目标参量事件尖峰ZES的总质量(图5中的实线)来确定相关联的事件质量，并且将事件质量低于评估质量的所有目标参量事件尖峰ZES逻辑地设置为零。由此从许多目标参量事件尖峰ZES中仅剩余少数几个目标参量事件尖峰ZES，如图6中所示。

然后将与这些目标参量事件尖峰相关联的驾驶操纵FMx或驾驶操纵部分FMAxy结合在一起以用于测试，其中不必一定要遵守当前的驾驶操纵FMx或驾驶操纵部分FMAxy的序列。在根据图6的示例中，部分段TSm对应于驾驶操纵FMx，该驾驶操纵FMx又划分为y个驾驶操纵部分FMAxy。对于测试，现在可以使用整个驾驶操纵FMx或者可以使用其中包含目标参量事件尖峰的驾驶操纵部分FMAx1，FMAx3，其中当然也可以使用其他驾驶操纵部分FMAxy，例如以便遵守测试规程(例如RDE测试规程)的其他规定。这当然也适于避免或补偿在所创建的测试中在相继的驾驶操纵FMX或驾驶操纵部分FMAxy之间的不连续性。因此，在测试中只留下对于具体的测试对象2而言在目标参量Z方面具有显著影响的那些操纵FMx或驾驶操纵部分FMAxy。对于另一测试对象2或另一目标参量Z，所创建的测试可能看起来完全不同，因为另一测试对象2可针对相同的输出测试生成完全不同的目标参量事件。以这种方式，原本非常长的输出测试可以被浓缩为显著更短的测试，而不必在例如通过RDE测试规程来检验目标参量Z方面接受损失。当然，可以按这种方式检查不同的目标参量Z，并且测试也可以由源自不同目标参量Z的目标参量事件ZE组成。此类测试将激励多个目标参量Z。

当然，上述第一步骤也可以省略，并且尤其是取决于相应的目标参量Z，还可以在第二步骤中选择不同于排放质量的评估方法。一般而言，源自输出测试的目标参量Z的测量结果被细分成测试段TSm，并且借助于目标参量Z的预定目标参量相关性标准来检验每个测试段TSm的目标参量关键的相关性。在上述实施例中，确定了两个目标参量相关性标准，即第一步骤中的评估边界和第二步骤中的评估质量。因此，目标参量关键的相关性的确定也可以分多个阶段进行。如果测试段TSm的目标参量关键的相关性被给出，则分配给该测试段TSm的驾驶操纵FMx或相关联的驾驶操纵部分FMAxy被纳入到测试PV中，否则不被纳入到测试PV中。

以这种方式创建的测试PV作为结果包含驾驶操纵FMx和/或驾驶操纵部分FMAxy以有针对性地激励整个具体车辆的目标参量关键的操作状态，这对于例如根据RDE测试规程来检验车辆的目标参量性能是决定性的。因此，通过如此创建的测试PV，车辆的开发可以在所有开发阶段中进行，并且可以显著增大遵守目标参量的某些规定(例如在利用RDE测试规程进行检验时遵守污染物排放的法定极限值)的可能性。

类似地，取代污染物排放，这同样适用于其他目标参量Z，例如消耗量、驾驶性能、声学性能、耐久性。

如果驾驶操纵数据库中的驾驶操纵FMx还包含关于相应驾驶操纵FMx在特定目标参量Z方面的目标参量相关性的信息，则可以进一步改进上述方法。其原因在于，诸如从低转速加速之类的特定驾驶操纵FMx可能关于第一目标参量具有高目标参量相关性，而关于第二目标参量具有低目标参量相关性。目标参量相关性可以在此例如被指定为正整数的目标参量相关性值。

另外，对于驾驶操纵数据库中的驾驶操纵FMx，也可以存储对于驾驶操纵FMx有效的相应条件或边界条件。边界条件在此更详细地定义测试对象2。例如，可能存在关于汽油和柴油发动机的驾驶操纵FMx。这种划分还可以几乎任意地细化，例如具有均匀燃烧过程的汽油发动机、涡轮增压和废气再循环。根据测试对象2，仅从驾驶操纵数据库中选择与这些边界条件对应的驾驶操纵FMx。

然后，可以从与可能的边界条件相对应的驾驶操纵FMx中选择关于特定目标参量Z具有比目标参量规定值更高的目标参量相关性值的所有驾驶操纵FMx以用于输出测试。以这种方式，可以创建输出测试AV，其尽可能仅包含关于相应目标参量Z具有理论目标参量相关性的那些驾驶操纵FMx。相应测试对象2的实际目标参量相关性示出了在测试台1处执行输出测试。

还可以构想，在驾驶操纵数据库中部分地仅包括一般性的驾驶操纵FMx，例如仅包括恒定驾驶或从低转速加速等。为了创建输出测试AV和测试PV，特定的驾驶操纵是必需的，例如以60km/h和每分钟1500转的转速进行恒定行驶，或者在每分钟1500转的转速时以最大油门从110km/h加速到130km/h等等。为此，可以设置路线数据库，其中存储已测量的或已模拟的路线或所创建的仿真。已测量的路线是已经用真实车辆行驶并且已经被测量的路线，例如测量速度、转速、扭矩、事件(交通信号灯、交通标志、交通等)，道路曲线等。随后，针对一般性的驾驶操纵FMx(例如，从切换为绿色的交通信号灯启动)，可以从路线数据库中选择例如在其中进行该驾驶操纵FMx的路线。然后采用该路线或该路线的特定路段(如果该路线被分段)作为特定的驾驶操纵FMx。驾驶操纵FMx也可以作为特定的驾驶操纵存储在驾驶操纵数据库中。

该方法的可能流程在根据图7的框图中示出。在用户接口20上输入测试对象2(例如具有涡轮增压机和废气再循环的汽油发动机)的边界条件以及感兴趣的目标参量Z(例如污染物排放或消耗量V)。在输出测试创建21中，从驾驶操纵数据库22中选择匹配这些边界条件的驾驶操纵FMx。若有可能，在驾驶操纵数据库22中，还可以访问路线数据库23，以便从一般性的驾驶操纵得到特定的驾驶操纵。如此创建的输出测试AV现在可任选地在预仿真24中检查可能的错误。为此，输出测试AV可以用现有的车辆模型F或者通过用户接口预先给定的车辆模型F来模拟。如果出现错误或问题，则可以重复或调整在输出测试创建21中创建输出测试AV的步骤。此处，手动干预也是可以构想的。然后，在测试对象表征25的步骤中，在测试台1处对具体的测试对象2运行输出测试AV。在此，在测量技术上获取目标参量Z(例如污染物排放或消耗量)的值。在分析单元26中，借助预定的目标参量相关性标准来检验目标参量Z的测量或获取结果的目标参量关键的相关性。然后，在测试创建27中，将具有此类目标参量关键的相关性的驾驶操纵FMx或驾驶操纵部分FMAxy组合成测试PV并且作为结果提供在用户接口20处。具有此类目标参量关键的相关性的驾驶操纵FMx或驾驶操纵部分FMAxy还可被纳入到驾驶操纵数据库22中。

Claims (4)

1.一种用于创建测试(PV)以在测试台(1)上对测试对象(2)执行测试运行以便在开发的目标参量(Z)方面检查所述测试对象(2)的方法，其特征在于，在所述测试台(1)上以驾驶操纵(FMx)序列的形式对所述测试对象(2)执行输出测试(AV)并且获取所述目标参量(Z)的值；将源自所述输出测试(AV)的获取所述目标参量(Z)的结果划分成测试段(TSm)，并且借助预定的目标参量相关性标准来检验每个测试段(TSm)的目标参量关键的相关性；以及如果给出该测试段(TSm)的目标参量关键的相关性，则将分配给该测试段(TSm)的驾驶操纵(FMx)或所分配的驾驶操纵部分(FMAxy)纳入到所述测试(PV)中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于驾驶操纵(FMx)，存储关于特定目标参量(Z)的目标参量相关性值，并且仅将其目标参量相关性值超过目标参量规定值的那些驾驶操纵(FMx)选择用于所述输出测试(AV)。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于驾驶操纵(FMx)，存储所述测试对象(2)的特定边界条件，并且仅将边界条件匹配所述测试对象(2)的那些驾驶操纵(FMx)选择用于所述输出测试(AV)。

4.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，将驾驶操纵(FMx)作为一般性的驾驶操纵存储在驾驶操纵数据库(22)中，并且从具有已知路线的路线数据库(23)中选择包括所述一般性的驾驶操纵的路线作为驾驶操纵(FMx)。