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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines Steuergeräts nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solches Verfahren ist aus der
DE 10 2006 000 943 A1 bekannt. Hierbei wird mittels einer echtzeitfähigen Rechenmaschine einer Betriebsumgebung des Steuergerätes simuliert. Wenigstens ein die simulierte Betriebsumgebung charakterisierender Parameterwert wird dem Steuergerät in Echtzeit als Eingangsgröße unter Verwendung eines so genannten Emulatortastkopfes zur Verfügung gestellt. Derartige Verfahren sind auch als HiL-Systeme (Hardware in the Loop) bekannt. Sie ermöglichen es, die Reaktion des Steuergerätes auf unterschiedliche Eingangsgrößen zu testen, die, wie beispielsweise verschiedene Fehlersituationen, in einer realen Betriebsumgebung nur schwer nachgestellt werden können.
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Die Ausgangsgrößen sowie interne Zustandsgrößen des Steuergerätes werden dabei üblicherweise von einer separaten Rechenmaschine erfasst und protokolliert. Die Erfassung erfolgt nicht in Echtzeit, eine Auswertung der erfassten Größen erfolgt daher nach einem oder mehreren Prüfdurchläufen.
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Dies ist mit dem Nachteil behaftet, dass fehlerhafte Reaktionen des Steuergerätes erst nach einem vollständigen Prüfdurchlauf erkannt werden können. Tritt der Fehler bereits früh im Prüfdurchlauf auf, so war die Durchführung des restlichen Teiles des Prüfdurchlaufs unnötig. Ein weiterer Nachteil bekannter Verfahren liegt darin, dass die Ausgabegrößen des Steuergerätes der simulierten Betriebsumgebung aufgrund der nicht in Echtzeit erfolgenden Protokollierung bzw. Erfassung nicht zur Verfügung gestellt werden können. Situationen, in denen komplexere Interaktionen zwischen Steuergerät und Betriebsumgebung vorliegen, können daher mit bekannten Verfahren oft nicht vollständig geprüft werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 zur Verfügung zu stellen, welches eine frühzeitige Erkennung von Fehlern im Steuergerät erlaubt und die Simulation komplexer Wechselwirkungen zwischen Steuergerät und Betriebsumgebung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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In einem solchen Verfahren zum Prüfen eines Steuergeräts wird eine Betriebsumgebung des Steuergeräts mittels einer echtzeitfähigen Echtzeitrechenmaschine simuliert und wenigstens ein die simulierte Betriebsumgebung charakterisierender Parameterwert dem Steuergerät in Echtzeit als Eingangsgröße zur Verfügung gestellt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens ein weiterer eine Ausgangsgröße und/oder eine Größe des Steuergeräts charakterisierender Parameterwert in Echtzeit gemessen und an die Rechenmaschine übermittelt wird. Durch die Echtzeitmessung und Übermittlung des wenigstens einen weiteren Parameterwert an die Rechenmaschine kann dieser unmittelbar in die Simulation einfließen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit auch die Simulation komplexer Interaktionen des Steuergerätes mit einer simulierten Betriebsumgebung. Ferner kann aufgrund der Echtzeiterfassung und Übermittlung des wenigstens einen weiteren Parameterwertes auch innerhalb eines Prüfdurchlaufs erkannt werden, wenn eine Reaktion des Steuergerätes auf vorgegebene Eingangsdaten von der gewünschten Reaktion abweicht, wenn also ein Fehler im Steuergerät vorliegt. Der Prüfdurchgang kann an diesem Punkt unmittelbar unterbrochen werden, so dass keine unnötige Prüfung weiterer Funktionen durchgeführt wird, wenn bereits ein Defekt oder eine Abweichung von einem Sollverhalten erkannt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung fließt der wenigstens eine Parameterwert in die Simulation der Betriebsumgebung des Steuergerätes ein. Die Prüfung kann somit auch Wechselwirkungen zwischen Betriebsumgebung und Steuergerät erfassen, so dass beispielsweise neben reinen Steuerprozessen auch Regelprozesse einer Prüfung unterzogen werden können.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der wenigstens eine weitere Parameterwert mit wenigstens einem zugeordneten vorgegebenen Sollwert zur Laufzeit in Echtzeit verglichen. Dies kann automatisiert durchgeführt werden. Bei einer Abweichung vom Sollwert zeigt das Steuergerät also nicht das gewünschte Verhalten. Durch den automatisierten Vergleich kann der Prüfdurchgang hier sofort automatisch abgebrochen werden. Es ist ferner möglich, beim Auftreten solcher Abweichungen automatisiert weitere Prüfdurchläufe zu starten, die den aufgetretenen Fehler näher einzugrenzen vermögen. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Prüfung des Steuergerätes.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt eine Zeitauflösung der Simulation und/oder der Messung mindestens 1 ms. Alternativ kann die Zeitauflösung auch beispielsweise 500 μs oder 5 ms betragen. Damit können auch sehr schnelle Steuer- und Regelvorgänge zur Laufzeit in Echtzeit zuverlässig geprüft werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt hierbei eine schematische Darstellung eines Prüfstandes zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ein im Ganzen mit 10 bezeichneter Prüfstand zum Prüfen eines nicht dargestellten Steuergerätes umfasst einen Echtzeitrechner 12 sowie einen konventionellen PC 14. Der Echtzeitrechner 12 ist über eine erste Netzwerkverbindung 16 und einem ersten Schnittstellenmodul 18 verbunden, an welches über eine weitere Netzwerkverbindung 20 ein Steuergerät mit Tastkopf 22 angeschlossen ist. Die Netzwerkverbindungen 16 und 20 sowie das Schnittstellenmodul 18 sind echtzeitfähig, so dass eine Datenübertragung zwischen dem Echtzeitrechner 12 und dem Steuergerät mit Tastkopf 22 in Echtzeit ermöglicht ist. Über eine weitere Netzwerkverbindung 24 ist der Echtzeitrechner 12 mit einem weiteren Schnittstellenmodul 26 verbunden. Dieses ist über eine Netzwerkverbindung 28, die nicht echtzeitfähig zu sein braucht, mit dem PC 14 verbunden. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine konventionelle Ethernetverbindung handeln. Die Schnittstellenmodule 26 und 18 sind schließlich über eine weitere Netzwerkverbindung 30 gekoppelt.
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Auf dem Echtzeitrechner 12 wird ein Simulationsmodell einer Betriebsumgebung für das zu testende Steuergerät implementiert. Signale, die simulierte Betriebsumgebung charakterisieren, werden über die Netzwerkverbindungen 16 und 20 an das Steuergerät 22 übermittelt und von diesem als Eingangsdaten in das zu testende Steuergerät eingespeist. Der Tastkopf des Steuergeräts 22 liest gleichzeitig in Echtzeit Ausgabewerte des Steuergerätes sowie dessen interne Parameter, wie beispielsweise Fehlercounter, Fehlerrücksetzcounter und dergleichen aus und übermittelt diese über die Netzwerkverbindungen 20 und 16 zurück an den Echtzeitrechner 12. Diese Daten werden am Echtzeitrechner 12 in Echtzeit protokolliert und analysiert, so dass auftretende Fehler im Steuergerät sofort erkannt werden können. Gleichzeitig können diese Daten in das Simulationsmodell zurückgeführt werden, um so komplexe Interaktionen zwischen Steuergerät und Betriebsumgebung zu simulieren.
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Am PC 14 werden Hilfsprogramme betrieben, die beispielsweise die Auswahl zu messender zu verstellender Größen ermöglichen und die Protokolldaten aus dem Echtzeitrechner 12 auslesen können. Die Auswahl, Konfiguration und Analyse des durchzuführenden Prüfdurchgangs erfolgt also am PC 14. Durch die Echtzeitdatenerfassung mittels des Tastkopfes des Steuergeräts 22 und des Echtzeitrechners 12 wird es ermöglicht, die Systemdynamik eines geprüften Steuergerätes zur Systemlaufzeit zu analysieren und beispielsweise Vorgänge wie Lastsprünge und dergleichen zu testen. Auch Endstufenreaktionen, Sequenzabläufe und dergleichen können analysiert werden. Durch die Echtzeitüberwachung kann die Testtiefe und die Testabdeckung beim Prüfen eines Steuergerätes deutlich erhöht werden. Da keine separate nachträgliche Analyse der protokollierten Ausgabewerte des Steuergerätes mehr notwendig ist können die Testvorgänge zudem deutlich beschleunigt werden und eine vollständige Automatisierung durchgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Prüfstand
- 12
- Echtzeitrechner
- 14
- PC
- 16
- Netzwerkverbindung
- 18
- Schnittstellenmodul
- 20
- Netzwerkverbindung
- 22
- Steuergerät mit Tastkopf
- 24
- Netzwerkverbindung
- 26
- Schnittstellenmodul
- 28
- Schnittstellenmodul
- 30
- Netzwerkverbindung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006000943 A1 [0002]
