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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Arbeitsweise eines kraftfahrzeugähnlichen Systems, bei welchem nach Einstellung eines Betriebszustandes des kraftfahrzeugähnlichen Systems eine korrekte Funktion des kraftfahrzeugähnlichen Systems im eingestellten Betriebszustand bewertet wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Steuergeräte in Kraftfahrzeugen müssen während der Entwicklung wiederholt auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden. Zu diesem Zweck ist es üblich, dass von einer Testperson Messdaten aufgenommen werden und diese dann anschließend manuell stichprobenartig ausgewertet werden. Aufgrund der stichprobenartigen und manuellen Auswahl ist der Test solcher Steuergeräte unvollständig und fehlerträchtig, da kein vollständiges Bild über die Funktionsweise des Steuergerätes erhalten wird. Darüber hinaus besteht ein großer Zeitversatz zwischen der Aufzeichnung der Testergebnisse und der Auswertung. Eine Wiederholung des Tests des Steuergerätes gestaltet sich schwierig, da sich dieselben Testbedingungen nur sehr schwer reproduzieren lassen. Da die Auswertung durch eine Testperson erfolgt, ist die Bewertung der Ergebnisse z.T. subjektiv und damit nur begrenzt aussagekräftig.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei welchem Testdaten zur Prüfung eines Steuergerätes eines Kraftfahrzeuges eine objektive und vollständige Auswertung ermöglichen, wobei die Qualität der Auswertung immer gleichbleibend ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass aus einer, die korrekte Funktionsweise charakterisierenden Testreferenz Auswerteregeln erstellt werden und auf der Grundlage erstellter Messprotokolle die Einhaltung der Auswerteregeln automatisch geprüft wird. Eine strikte Trennung von Stimulation des Betriebszustandes und der Auswertung ist dabei Voraussetzung. Darüber hinaus wird die Auswertung der Messprotokolle automatisch durchgeführt, wodurch eine gleichbleibende Qualität der Auswertung bei objektiven Bedingungen erreicht wird. Vorteilhafterweise wird das Messprotokoll dahingehend ausgewertet, ob alle durch je eine Testreferenz geforderten Betriebszustände überprüft werden. Das bedeutet, dass jederzeit festgestellt werden kann, ob alle Auswerteregeln, die von einer Testreferenz abgeleitet wurden, auch tatsächlich während der automatischen Auswertung der Messprotokolle berücksichtigt wurden.
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In einer Variante wird das Messprotokoll anhand der Auswerteregeln dahingehend überprüft, ob die Testreferenz erfüllt wird. Somit wird festgestellt, welche Testreferenzen überprüft wurden und welche Testreferenzen noch nicht überprüft wurden. Der Abarbeitungsgrad kann dann automatisch dokumentiert werden.
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In einer Ausgestaltung erfolgt die Auswertung des Messprotokolls in Echtzeit. Somit ist eine Auswertung während einer Testfahrt möglich, wobei ein Zeitverzug durch weitere Optimierung der Versuchsfahrzeugauslastung unterbunden wird.
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Vorteilhafterweise werden die Auswerteregeln in kraftfahrzeugähnlichen Systemen mit unterschiedlicher Komplexität überprüft. Dabei sind die Regeln grundsätzlich unabhängig von der Testumgebung.
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In einer Ausführungsform testen kraftfahrzeugähnliche Systeme mit unterschiedlicher Komplexität unterschiedliche Auswerteregeln eines Betriebszustandes. Dies hat den Vorteil, dass während unterschiedlicher Entwicklungsstadien des Steuergerätes jederzeit die Softwareroutine anhand der Auswerteregeln überprüft werden kann.
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In einer Weiterbildung ist für Auswerteregeln, welche in einem ersten kraftfahrzeugähnlichen System ausgewertet wurden, in einem zweiten kraftfahrzeugähnlichen System keine Überprüfung notwendig ist.
Dadurch wird eine nochmalige Auswertung einer einmal schon geprüften Auswerteregel unterbunden, was den Prüfvorgang wesentlich beschleunigt.
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In einer anderen Variante werden Auswerteregeln mehrerer Testreferenzen unabhängig von der Komplexität des kraftfahrzeugähnlichen Systems gleichzeitig überprüft. Dadurch erfolgt eine optimale Auslastung des jeweiligen kraftfahrzeugähnlichen Systems. Die Menge der überprüften Auswerteregeln wird bei der Testdurchführung automatisch aktualisiert. Die Auswertung der Auswerteregeln mehrerer Testreferenzen gleichzeitig ermöglicht eine parallele automatische Abarbeitung.
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In einer Ausgestaltung werden die Messprotokolle zur Durchführung der Prüfung verschiedener Betriebszustände aus einem Nutzungsmodell statistisch ausgewählt. Über das Nutzungsmodell kann Testerfahrung aus mehreren Quellen (Testfahrt, PC oder Hardware in the Loop) berücksichtigt werden. Mit Hilfe des Nutzungsmodells wird die Zuverlässigkeit der Nutzung des kraftfahrzeugähnlichen Systems nachgewiesen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung der Arbeitsweise eines kraftfahrzeugähnlichen Systems, bei welcher nach Einstellung eines Betriebszustandes des kraftfahrzeugähnlichen Systems die korrekte Funktion des kraftfahrzeugähnlichen Systems im eingestellten Betriebszustand bewertet wird. Um eine automatische und objektive Auswertung aller Auswerteregeln zu gewährleisten, wird aus einer, die korrekte Funktionsweise charakterisierenden Testreferenz Auswerteregeln erstellt, wobei auf der Grundlage ausgegebener Messprotokolle die Einhaltung der Auswerteregeln automatisch geprüft wird. Dies hat den Vorteil, dass eine automatische Auswertung der Messprotokolle möglich ist, wobei eine strikte Trennung von Stimulierung der Tests und Auswertung der Tests möglich ist. Die Auswertung erfolgt objektiv unter gleichbleibenden Umgebungsbedingungen.
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Vorteilhafterweise ist das kraftfahrzeugähnliche System ein Personalcomputer, welcher ein Steuergerät eines Kraftfahrzeuges simuliert. Ein solches kraftfahrzeugähnliches System ermöglicht jederzeit die Überprüfung der Software eines Steuergerätes eines Kraftfahrzeuges, welches sich noch in Entwicklung befindet.
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Alternativ ist das kraftfahrzeugähnliche System ein Labormessplatz, welcher das Steuergerät des Kraftfahrzeuges umfasst und das Kraftfahrzeug simuliert. Hierbei wird die Softwareroutine des Steuergerätes am konkreten Steuergerät überprüft und getestet.
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Ferner ist das kraftfahrzeugähnliche System das Kraftfahrzeug selbst. Somit kann die Steuerroutine unter realen Bedingungen des Kraftfahrzeuges überprüft werden.
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In einer Ausgestaltung verfügt das kraftfahrzeugähnliche System über eine mehrwertige Auswertelogik. Eine solche mehrwertige Auswertelogik erlaubt neben den Zuständen wahr oder falsch noch einen dritten Zustand, der einen dritten Wert in Form von „unklar“ bildet und der ebenfalls zur Auswertung, beispielsweise bei einem unerwarteten Testfallabbruch, genutzt werden kann.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigt:
- 1: Auswertung einer Testfahrt mit einem Kraftfahrzeug
- 2: Optimierung expliziter Tests
- 3: Prüfung der Zuverlässigkeit des Testsystems anhand eines Nutzungsmodells
- 4: Integration in den Entwicklungsprozess.
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Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Ein Versuchsfahrzeug wird bei einer beliebigen Fahrt, z.B. bei einer Überführung oder einer Dienstreise, für den Test eines Steuergerätes in dem Versuchsfahrzeug genutzt. Hierzu werden während der Fahrt des Versuchsfahrzeuges, welches hiermit die Testumgebung 1 bildet und eine Messfahrt ausführt, Messdaten 2 generiert, welche in Messprotokollen 3 niedergelegt werden. Diese Messprotokolle 3 stellen Aufzeichnungen während der Fahrt dar, die zu einem späteren Zeitpunkt automatisch ausgewertet werden.
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Zur Auswertung der Messprotokolle 3 wurden im Vorfeld Auswerteregeln 4 aufgestellt, welche aus einer Testreferenz 13 ermittelt wurden. Unter einer Testreferenz 13 werden dabei Forderungen des Fahrzeugherstellers verstanden, welchen Betriebszustand das zu prüfende Steuergerät unter bestimmten Bedingungen einstellen soll. Diese Forderungen der Fahrzeughersteller werden durch die Auswerteregeln 4 verfeinert und umgesetzt. Die Auswerteregeln 4 werden nun automatisch anhand des Messprotokolls 3 geprüft und es wird in der Auswertung 5 festgestellt, ob die Software des zu prüfenden Steuergerätes die Auswerteregeln 4 erfüllt hat. Die Auswertung 5 stellt dabei fest, ob alle Auswerteregeln 4 getestet wurden und ob alle Auswerteregeln 4 erfüllt sind. Der Stand der Auswertung wird dann in der automatischen Testbeurteilung 6 automatisch protokolliert.
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Aufgrund dieser Vorgehensweise müssen die durch Testreferenzen 13 bestimmten Betriebszustände, welche während der Fahrt des Testfahrzeuges 1 aufgetreten sind, nicht noch einmal mit einer separaten Testfahrt von einem Testingenieur ausgeführt werden. Auch durch den Fahrzeughersteller durchgeführte Fahrten sind für solche Testzwecke ohne Zusatzaufwand nutzbar. Selten eintretende Bedingungen, z.B. Sensorausfälle, werden dann allerdings nur selten getestet. Nur solche Ausnahmesituationen müssen in expliziten Tests überprüft werden. Dafür werden häufig auftretende, durch Testreferenzen 13 bestimmte Betriebszustände in vielen unterschiedlichen Situationen getestet und damit deutlich intensiver überprüft als bisher.
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An einem Beispiel soll das vorgeschlagene Verfahren mit dem Stand der Technik verglichen werden. Folgendes soll überprüft werden: Ein erster Systemtest der Funktion A erfordert einen Kaltstart des Fahrzeuges und eine lange Autobahnfahrt. Ein zweiter Systemtest der Funktion B erfordert einen Kaltstart des Fahrzeuges, eine lange Autobahnfahrt, eine kurze Pause und anschließend einen Warmstart des Fahrzeuges. Nach dem bisherigen Vorgehen im Stand der Technik werden die Funktionen A und B nacheinander geprüft, was bedeutet, dass zuerst der erste Systemtest für die Funktion A stattfindet und wenn dieser abgeschlossen ist, sich daran der zweite Systemtest der Funktion B anschließt. Dieses hat zur Folge, dass Stimulierungssignale wiederholt werden müssen, z.B. muss zweimal eine lange Autobahnfahrt durchgeführt werden.
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Des Weiteren kann der zweite Systemtest der Funktion B nicht unmittelbar auf den ersten Systemtest der Funktion A folgen, da der zweite Systemtest der Funktion B einen Kaltstart des Fahrzeuges erfordert. Da der erste Systemtest der Funktion A eine längere Autobahnfahrt vorsieht, ist das Fahrzeug erwärmt und muss erst abgekühlt werden, bis die Bedingung des Kaltstarts wieder eingehalten werden kann. Darüber hinaus ist vorstellbar, dass die Testbedingung Kaltstart für die Funktion B wegen gestiegener Umgebungstemperatur gar nicht realisierbar ist. Somit kann der Test für die Funktion B nur teilausgeführt werden und muss wiederholt werden, was zu hohem Verwaltungsaufwand führt.
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Aufgrund des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann die Auswertung der Systemtests A und B bereits während einer Testfahrt erfolgen, wobei dem Fahrer unmittelbar während der Testfahrt Rückmeldung über die Testabdeckung gegeben werden kann und gleichzeitig Stimulierungssignale und Testergebnisse zurückgemeldet werden.
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Die aus der Testreferenz 13 generierten Stimulierungssignale fordern zu einem Kaltstart, einer langen Autobahnfahrt, einer kurzen Pause und einem Warmstart auf, die daraus abgeleiteten Auswerteregeln für die Funktionen A und B erkennen automatisch, wann die Voraussetzungen für ihre Auswertungen gegeben sind. Dabei ist der erste Systemtest für die Funktion A nach dem Kaltstart und der langen Autobahnfahrt beendet, während der parallel dazu verlaufende zweite Systemtest für die Funktion B fortgesetzt wird, indem eine kurze Pause und ein anschließender Warmstart erfolgt. Das Ergebnis der Überprüfung der Funktionen A und B wird dem Fahrer unmittelbar mitgeteilt, wobei Stimulierungssignale für diese Funktionen A und B, die bereits ausgewertet wurden, im Folgenden nicht mehr ausgegeben werden.
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In 2 ist die Testumgebung 1 des Steuergerätes in drei verschiedene Ebenen aufgeteilt. Die Testumgebung 1a umfasst einen Personalcomputer, welcher die Funktionsweise des Steuergerätes simuliert. Die Testumgebung 1b stellt einen Labormessplatz dar, welcher ein real existierendes Steuergerät eines Kraftfahrzeuges umfasst, dabei allerdings die Umgebung eines Kraftfahrzeuges simuliert. Im dritten Fall wird die Testumgebung 1c vom Kraftfahrzeug selbst dargestellt. In diesen Fällen werden Messdaten 2 von den verschiedenen Testumgebungen 1a, 1b, 1c ausgegeben, die in Messprotokollen 3 aufgezeichnet werden. Diese Messprotokolle 3 werden mit Auswerteregeln 4 und Stimulierungshinweisen überprüft. In der Auswertung 5 erfolgt eine automatische Testbeurteilung 6, wobei in der automatischen Testbeurteilung 6 Urteile über jeden Testfall im Sinne von wahr, falsch oder unklar erstellt werden und festgestellt wird, welche Testfälle 7 noch nicht ausgewertet wurden. Aufgrund dieser Feststellung ist es möglich nun Stimulierungssignale 8 an die Testumgebung 1a, 1b oder 1c ausgegeben, damit die verbleibenden Auswerteregeln 4, welche bisher noch nicht getestet wurden, einem weiteren Test unterzogen werden können.
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Die Darstellung der 3 unterscheidet sich von der 2 lediglich dahingehend, dass ein Nutzungsmodell 9 vorhanden ist, welches Messprotokolle 3 für die Testdurchführung als statistisch repräsentative Stichprobe aus dem Nutzungsmodell 9 heraus generiert. Für diese Stichproben werden ganz zufällig Testsituationen herausgegriffen, was eine Stadtfahrt, eine Autobahnfahrt oder ein Stau sein kann. Dann werden ausgehend von dieser Stichprobe ebenfalls Stimulierungssignale 8 ausgegeben, die den möglichen Testumgebungen 1a, 1b, 1c zugeführt werden. Von diesen Testumgebungen 1a, 1b, 1c werden Messdaten 2 in der bisher beschriebenen Art und Weise generiert, die in Messprotokollen 3 niedergelegt und mit Auswerteregeln 4 verglichen werden. Die Verwendung des Nutzungsmodells 9 erlaubt die Bestimmung einer Zuverlässigkeit des getesteten fahrzeugähnlichen Systems mit statistischen Methoden.
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In 4 ist die Bildung und Integration der Auswerteregeln 4 in den Entwicklungsprozess des Steuergerätes dargestellt. Dazu wird ein sogenanntes V-Modell genutzt. Wie bereits erläutert, werden aus den Testreferenzen 13, bei welchen es sich um Erfordernisse handelt, die an den Steuergerätehersteller von dem Automobilhersteller gestellt werden, Auswerteregeln 4 erstellt. Diese Auswerteregeln 4 werden auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen 14, 15 grob oder feiner spezifiziert und gehen in einen Pool ein, der alle Auswerteregeln 4 enthält, die aus den Testreferenzen 13 des Fahrzeugherstellers abgeleitet wurden. Wie aus 4 zu ersehen ist, lassen sich die Auswerteregeln 4 in verschiedene Gruppen einteilen, wobei sich die einzelnen Gruppen 10, 11, 12 teilweise überschneiden. Aus dem Pool der Auswerteregeln 4 wird dann eine passende Menge an Auswerteregeln 4 der jeweiligen günstigsten Testumgebung 1 ausgewählt. Die günstigste Testumgebung 1 bildet dabei immer die Umgebung 1a, 1b, 1c, bei welcher die Auswerteregel 4 am vorteilhaftesten überprüft werden kann. Es kann aber auch auftreten, dass einzelne Auswerteregeln 4 von verschiedenen Testumgebungen 1a, 1b, 1c zuverlässig getestet werden können. Somit sind die Auswerteregeln 4 prinzipiell unabhängig von der Testumgebung 1 und nicht nur für Fahrzeuge anwendbar, sondern auch bei non-target-Tests, wie z.B. Personalcomputern und Laborautos.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat somit den Vorteil, dass jede Auswerteregel 4 automatisch erkennt, wenn Testbedingungen für ihre Auswertung erfüllt sind. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit jederzeit Stimulierungssignale hinzuzufügen, um die Auswertung einer entsprechenden Auswerteregel 4 zu erzwingen.
