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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung einer Software eines Steuergerätes eines Fahrzeuges mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 9.
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Wie allgemein bekannt, werden bei Fahrzeugen zur Steuerung/Regelung Steuergeräte eingesetzt. Insbesondere zur Steuerung/Regelung der Antriebsmaschine eines Fahrzeuges ist es bekannt, zumindest ein Steuergerät einzusetzen. Diesem Steuergerät werden Signale von Sensoren zugeführt. Diese Signale werden mittels des Steuergerätes bzw. der Software dieses Steuergerätes verarbeitet. Einem Aktor werden wiederum Signale zugeführt, welche in Abhängigkeit der zuvor genannten Verarbeitung mittels des Steuergerätes gebildet werden, so dass mittels des Aktors ein beim Betrieb der Antriebsmaschine ablaufender physikalischer Prozess beeinflusst wird.
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Im Anschluss an die Entwicklung von Steuergeräten von Fahrzeugen, insbesondere der Entwicklung der sehr hohen Anzahl von Funktionen zur Steuerung/Regelung der Antriebsmaschine eines Fahrzeuges sowie der Parametrierung dieser Funktionen kann es notwendig sein, nicht dokumentierte Funktionen zu identifizieren. Beispielsweise kann es wünschenswert sein zu erkennen, ob die Steuerung/Regelung eines Fahrzeuges nicht dokumentierte Funktionen aufweist, die einen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch und den Schadstoffausstoß des Fahrzeuges ausüben, sofern das Fahrzeug einer gesetzlich vorgeschriebenen Überprüfung unterzogen wird.
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Beispielsweise gemäß der
DE102011108697A1 ist es Stand der Technik, zur Erkennung der Manipulation der Steuerung/Regelung der Antriebsmaschine eines Fahrzeuges einen Referenzwert für die Beschleunigung des Fahrzeuges zu berechnen sowie die tatsächliche Beschleunigung des Fahrzeuges zu messen und dann zu erkennen, dass eine Manipulation der Steuerung/Regelung vorliegt, wenn Referenzwert und Messwert unzulässig voneinander abweichen. Nachteilig ist dabei, dass lediglich Manipulationen erkannt werden können, die eine Auswirkung auf die Beschleunigung des Fahrzeuges haben.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Überprüfung einer Software eines Steuergerätes eines Fahrzeuges möglichst umfassend zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Überprüfung einer Software eines Steuergerätes eines Fahrzeuges, welche Funktionen zur Verarbeitung von Eingangsgrößen zur Bildung von Ausgangsgrößen des Steuergerätes umfasst, in einem ersten Schritt mit dem stillstehenden, also gegenüber der Umwelt oder einer Fahrbahn nicht bewegten Fahrzeug, ein Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung abgefahren wird und dabei Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen des Steuergerätes aufgezeichnet werden. In einem weiteren Schritt wird der Fahrzyklus gemäß dem ersten Schritt wiederholt, allerdings ohne den Fahrzyklus mit dem Fahrzeug auf einer Prüfeinrichtung erneut abzufahren. Jedenfalls stehen somit weitere Ausgangsgrößen des Steuergerätes/der Software bereit. Die Wiederholung des Fahrzyklus in dem weiteren Schritt erfolgt dadurch, dass eine Stimulation der Software/des Steuergerätes mit den Eingangsgrößen erfolgt, welche gemäß dem ersten Schritt aufgezeichnet wurden. Dabei wird zumindest eine im ersten Schritt aufgezeichnete Eingangsgröße für eine Stimulation der Software in dem weiteren Schritt derart verändert, dass eine Bewegung des Fahrzeuges simuliert wird, wie wenn es real (im Verkehr) gegenüber der Umwelt bewegt wird, d. h. es wird eine Bewegung des Fahrzeuges gegenüber einer Fahrbahn/der Umwelt simuliert. Anders gesagt wird zumindest eine im ersten Schritt aufgezeichnete Eingangsgröße für eine Stimulation der Software/des Steuergerätes in dem weiteren Schritt derart verändert, dass im Vergleich zur Aufzeichnung/Messung im ersten Schritt, Umgebungsbedingungen des Fahrzeuges geändert werden. Die im ersten Schritt aufgezeichneten Ausgangsgrößen werden im weiteren Verlauf mit den gemäß dem weiteren Schritt bereitstehenden weiteren Ausgangsgrößen verglichen und es wird dadurch sichtbar gemacht, dass die Software des Steuergerätes eine Funktion umfasst, welche erkennt, ob mit dem Fahrzeug ein Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung abgefahren wird oder nicht, dass zumindest eine im ersten Schritt aufgezeichnete Ausgangsgröße von der gemäß dem weiteren Schritt bereitstehenden (jeweils korrespondierenden) Ausgangsgröße abweicht.
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Mit anderen Worten erfolgt erfindungsgemäß zunächst eine erste Messung von Steuergerätegrößen während eines realen Tests des Fahrzeuges auf einer Prüfeinrichtung/eines realen Rollentests mit einem Fahrzeug. Die so gemessenen Steuergeräteeingangsgrößen werden im weiteren Verlauf einer Veränderung unterzogen, um die Bewegung eines Fahrzeuges gegenüber der Umwelt/dem Verkehr/einer Fahrbahn nachzuahmen, also beispielsweise wird das Lenkwinkelsignal variiert. Diese veränderten Steuergeräteeingangsgrößen werden im weiteren Verlauf dann einer Simulation eines Fahrzyklus zu Grunde gelegt, wobei die zu überprüfende Software bzw. das zu überprüfende Steuergerät Teil dieser Simulation ist. Jedenfalls erfolgt so ein virtuelles Nachfahren des Fahrzyklus entsprechend dem ersten Schritt, so dass wiederum Ausgangsgrößen des Steuergerätes/der Software zur weiteren Bearbeitung bereitstehen. Anhand einer Abweichung zwischen den Ausgangsgrößen aus dem realen Test an/auf einer Prüfeinrichtung bzw. dem realen Rollentest und den Ausgangsgrößen aus dem virtuellen Test an einer Prüfeinrichtung/dem virtuellen Rollentest kann geschlussfolgert werden, ob eine auf Prüfbedingungen reagierende Erkennungsfunktion vorhanden ist und in Abhängigkeit davon, die Steuerung/Regelung des Fahrzeuges beeinflusst wird.
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Von Vorteil ist es dabei vor allem, dass so auch nicht dokumentierte Funktionen erkannt werden können, die nicht so offensichtlich sind bzw. nicht leicht zu identifizieren sind, beim realen Betrieb eines Fahrzeuges. Außerdem ist es von Vorteil, dass eine Überprüfung der Software eines Steuergerätes anhand konkreter Messergebnisse erfolgen kann. Das ist am Ende einer Entwicklungsphase sehr hilfreich, also insbesondere dann, wenn eine Serienfreigabe erteilt werden soll und wenn zugesichert werden muss, dass die Software zur Steuerung/Regelung des Fahrzeuges bzw. eine Untereinheit des Fahrzeuges keine Funktionen umfasst, die nicht dokumentiert sind. Ein solcher strukturierter Nachweis, wie er mittels der Erfindung möglich ist, kann auch bei der Untersuchung/Absicherung bereits in Serie befindlicher Software nützlich sein.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, insbesondere auch hinsichtlich der erfindungsgemäßen Vorrichtung, sind dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel sowie den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
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Ein Fahrzeug 1 umfasst zum Zweck einer Steuerung/Regelung der Antriebsmaschine 2 zumindest ein Steuergerät 3. Die Antriebsmaschine 2 kann insbesondere eine Diesel- oder Otto-Brennkraftmaschine sein. Das Fahrzeug 1 umfasst zumindest ein weiteres Steuergerät 4 zur Steuerung/Regelung weiterer Prozesse/Abläufe (insbesondere hinsichtlich Fahrdynamik) des Fahrzeuges 1 bzw. weiterer Unteraggregate/-einheiten 5 des Fahrzeuges 1, beispielsweise der Bremsanlage des Fahrzeuges 1. Die beiden genannten Steuergeräte 3, 4 sind wie bekannt zum Austausch von Daten mittels eines Bussystems 6 miteinander verbunden. An das Bussystem 6 können auch Sensoren (beispielsweise Lenkwinkelsensor) und Aktoren (beispielsweise Wischermotor), die mit Prozessoren ausgerüstet sind, um die Signale/Daten aufzubereiten, angeschlossen sein, so dass die Signale/Daten solcher intelligenter Komponenten direkt auf das Bussystem 6 gelangen und somit sämtlichen an das Bussystem 6 angeschlossenen Steuergeräten 3, 4 zugeführt werden können. An das Bussystem 6 können natürlich beliebig viele weitere Steuergeräte angeschlossen sein (nicht gezeigt), beispielsweise auch ein Steuergerät zur Steuerung/Regelung der Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine (SCR-Steuergerät).
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Wie in 2 gezeigt, werden dem Steuergerät 3 zum Zweck einer Steuerung/Regelung der Antriebsmaschine 2 über das Bussystem 6 Signale von Sensoren (nicht dargestellt) zugeführt. Insbesondere werden dem Steuergerät 3 Signale zugeführt, welche die Drehzahl der Kurbelwelle der Antriebsmaschine 2 (Drehzahlsensor), der Last der Antriebsmaschine 2 (Drehmoment, Ansaugluftdruck, Drosselklappenstellung, Einspritzmenge) und des Verbrennungsluftverhältnisses (Lambdasonde) betreffen (Eingangssignale/Eingangsgrößen). Diese Signale und gegebenenfalls noch weitere dem Steuergerät 3 zugeführte Signale werden mittels des Steuergerätes 3 verarbeitet. Aktoren (nicht dargestellt) werden wiederum Signale zugeführt, welche in Abhängigkeit der zuvor genannten Verarbeitung mittels des Steuergerätes 3/der Software gebildet werden (Ausgangssignale/Ausgangsgrößen), so dass mittels des jeweiligen Aktors ein beim Betrieb der Antriebsmaschine 2 ablaufender physikalischer Prozess (insbesondere der Verbrennungsprozess) beeinflusst wird. Aktoren sind insbesondere Organe bzw. Stellglieder, welche Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch und den Schadstoffausstoß der Antriebsmaschine 2 bzw. des Fahrzeuges 1 ausüben, also insbesondere Injektoren (Ansteuerbeginn, Ansteuerdauer, Ansteuerhäufigkeit je Arbeitsspiel), Drosselklappen (AGR, Ansaugluft) oder Zündkerzen.
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Wie weiterhin in 2 gezeigt, werden dem weiteren Steuergerät 4 zum Zweck der Steuerung/Regelung sonstiger Vorgänge/Abläufe (insbesondere hinsichtlich der Fahrdynamik) des Fahrzeuges 1 über das Bussystem 6 ebenfalls Signale von Sensoren (nicht dargestellt) zugeführt (Eingangssignale/Eingangsgrößen). Insbesondere werden dem weiteren Steuergerät 4 Signale zugeführt, welche die Drehzahl der Räder der beiden Achsen des Fahrzeuges 1 (Drehzahlsensoren an den einzelnen Rädern der jeweiligen Achse) und des Drehwinkels des Lenkrades des Fahrzeuges 1 (Lenkwinkel) betreffen. Diese Signale und gegebenenfalls noch weitere dem Steuergerät 4 zugeführte Signale werden mittels des Steuergerätes 4 verarbeitet. Aktoren (nicht dargestellt) werden wiederum Signale zugeführt, welche in Abhängigkeit der zuvor genannten Verarbeitung mittels des Steuergerätes 4/der Software gebildet werden (Ausgangssignale), so dass mittels des jeweiligen Aktors ein beim Betrieb des Fahrzeuges 1 ablaufender physikalischer Prozess bzw. Vorgang/Ablauf (Fahrvorgang) beeinflusst wird. Aktoren sind insbesondere Organe bzw. Stellglieder, welche Einfluss auf die Fahrdynamik des Fahrzeuges 1 ausüben, also insbesondere die einzelnen Radbremszylinder/Bremszangen bzw. die Hydraulikeinheit/Hydraulikventile des Bremssystems des Fahrzeuges 1.
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Über das Bussystem 6 bzw. mittels des Bussystems 6 können sämtliche Signale, die dem Steuergerät 3 zugeführt werden auch dem weiteren Steuergerät 4 zugeführt werden bzw. sämtliche Signale, die dem weiteren Steuergerät 4 zugeführt werden können auch dem Steuergerät 3 zugeführt werden.
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Ebenso können die Ausgangssignale des Steuergerätes 3 auch dem weiteren Steuergerät 4 zugeführt werden bzw. können die Ausgangssignale des Steuergerätes 3 auch dem weiteren Steuergerät 4 zugeführt werden.
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Wie hinreichend bekannt, umfasst das Steuergerät 3 einerseits eine Hardware und andererseits für die Verarbeitung der Eingangssignale bzw. die Bildung von Ausgangssignalen bzw. zur Beeinflussung der beim Betrieb der Antriebsmaschine 2 ablaufenden physikalischen Prozesse eine Software bzw. ein Programm. Die Steuergeräte-Software lässt sich in Programmcode und Daten trennen. Der Programmcode des Steuergerätes 3 umfasst die einzelnen auszuführenden Funktionen und die Daten umfassen die Parameter dieser Funktionen. Bei der Entwicklung des Steuergerätes 3 bzw. des Fahrzeuges 1 erfolgt wiederum eine Schaffung von neuen Funktionen sowie deren Parametrierung oder zumindest eine Parametrierung bestehender Funktionen, wenn beispielsweise die Antriebsmaschine 2 nur geringfügig verändert wurde.
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In der Regel werden sämtliche Funktionen bei ihrer Entwicklung bzw. im Anschluss daran dokumentiert und sind somit für eine mit der Entwicklung des Steuergerätes 3 befassten Person eindeutig identifizierbar bzw. hinsichtlich ihrer Wirkung auf den zu steuernden/zu regelnden Prozess nachvollziehbar. Jedoch ist nicht auszuschließen, dass der Programmcode, insbesondere des Steuergerätes 3, eine nicht dokumentierte Funktion aufweist. Diese Funktion kann insbesondere dadurch Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch und den Schadstoffausstoß des Fahrzeuges 1 ausüben, dass anhand dieser Funktion bestimmt wird, ob das Fahrzeug 1 real im Straßenverkehr bewegt wird oder auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand (also bei stehendem Fahrzeug 1) einer Überprüfung unterzogen wird, wobei dann, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug 1 einer Überprüfung unterzogen wird, die Software des Steuergerätes 3 bzw. andere Funktionen in unzulässiger Weise beeinflusst wird. Insbesondere kann dabei die Verarbeitung der Eingangssignale bzw. die Bildung von Ausgangssignalen zur Beeinflussung der beim Betrieb der Antriebsmaschine 2 ablaufenden physikalischen Prozesse anhand von (weiteren) nicht dokumentierten Funktionen erfolgen oder mit Parametern dokumentierter Funktionen, die von den Parametern abweichen, welche dann der Steuerung/Regelung der Antriebsmaschine 2 zu Grunde gelegt werden, wenn das Fahrzeug 1 real im Straßenverkehr bewegt wird. Jedenfalls ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, die Überprüfung des Steuergerätes 3 insofern umfassender zu gestalten, dass die oben beschriebenen nicht dokumentierten Funktionen identifiziert und somit die oben beschriebene unzulässige Beeinflussung der Eigenschaften des Fahrzeuges 1 wirksam unterbunden werden kann.
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Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zur Überprüfung eines Steuergerätes 3, 4 eines Fahrzeuges 1, das eine Software mit Funktionen zur Verarbeitung von Eingangsgrößen zur Bildung von Ausgangsgrößen umfasst, die im Folgenden genannten Schritte.
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In einem ersten Schritt wird mittels des Fahrzeuges 1 ein Fahrzyklus (beispielsweise NEFZ, WLTP) auf einem Rollenprüfstand, d. h. einer Prüfeinrichtung/einer Versuchseinrichtung abgefahren/absolviert/durchgeführt, wobei dabei Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen des Steuergerätes 3 oder des Steuergerätes 4 oder sämtlicher Steuergeräte 3, 4 des Fahrzeuges 1 aufgezeichnet werden. Das Abfahren eines Fahrzyklus ist dem Fachmann im Detail bekannt, also die dazu notwendige Technik und die Sicherstellung der geeigneten bzw. gesetzlich vorgegebenen Bedingungen (Eichung, Umgebungsbedingungen, Konditionierungen). Auch das Aufzeichnen von Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen des Steuergerätes 3 oder des Steuergerätes 4 oder sämtlicher Steuergeräte 3, 4 erfolgt wie allgemein bekannt, etwa mittels eines Datenrecorders. Das Abfahren eines Fahrzyklus mit einem Fahrzeug 1, das nur eine angetriebene Achse aufweist, erfolgt wie bekannt, mit stehenden, also nicht bewegten Rädern der nicht angetriebenen Achse. Folglich werden die Signale betreffend die Drehzahl der Räder der nicht angetriebenen Achse zwar aufgezeichnet, jedoch repräsentieren diese Signale, dass keine Drehung/Bewegung der Räder während des Abfahrens des Fahrzyklus erfolgt. Das Abfahren eines Fahrzyklus mit einem Fahrzeug 1 erfolgt weiterhin wie bekannt ohne, dass sich der Drehwinkel des Lenkrades des Fahrzeuges 1 (Lenkwinkel) während des Fahrzyklus ändert (bzw. wesentlich ändert). Folglich wird das Signal, welches den Drehwinkel des Lenkrades des Fahrzeuges 1 betrifft zwar aufgezeichnet, jedoch repräsentiert dieses Signal, dass keine (oder keine wesentliche) Änderung des Drehwinkel des Lenkrades des Fahrzeuges 1 während des Abfahren des Fahrzyklus erfolgt. Über bzw. mittels des Bussystems 6 wird jedenfalls eines dieser Signale (Drehzahl der Räder der nicht angetriebenen Achse, Lenkwinkel) bzw. werden mehrere oder sämtliche dieser Signale dem Steuergerät 3 oder dem weiteren Steuergerät 4 oder beiden Steuergeräten 3, 4 zugeführt und mittels des jeweiligen Steuergerätes 3, 4 bzw. anhand der von dem jeweiligen Steuergerät 3, 4 umfassten Funktionen zu Ausgangssignalen verarbeitet. Derart wird natürlich auch mit allen weiteren Signalen verfahren, also insbesondere auch mit den Signalen (Eingangssignalen), welche die Drehzahl der Kurbelwelle der Antriebsmaschine 2 (Drehzahlsensor), die Last der Antriebsmaschine 2 (Drehmoment, Ansaugluftdruck, Drosselklappenstellung, Einspritzmenge) und das Verbrennungsluftverhältnis (Lambdasonde) betreffen, so dass diese mittels des Steuergerätes 3 bzw. mittels der in der Software des Steuergerätes 3 enthaltenen Funktionen verarbeitet werden und zwar zu Ausgangssignalen. Wie schon beschrieben werden jedenfalls Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen des Steuergerätes 3 oder des Steuergerätes 4 oder sämtlicher Steuergeräte 3, 4 des Fahrzeuges 1 aufgezeichnet, ob nun alle oder einige, ist frei wählbar. Zusammengefasst stehen nach der Abfahrt des Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/am Rollenprüfstand aufgezeichnete Eingangs- und Ausgangssignale der Steuergeräte 3, 4 für eine weitere Verwendung bereit.
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Erfindungsgemäß wird in einem weiteren Schritt der Fahrzyklus gemäß dem ersten Schritt wiederholt und zwar ohne den Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand selbst erneut abzufahren. Das kann erfindungsgemäß auf vielfältige Weise erfolgen.
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Beispielsweise kann das Steuergerät 3 (zur Überprüfung der Software dieses Steuergerätes bzw. zur Identifikation von nicht dokumentierten Funktionen in der Software dieses Steuergerätes) mit den Aktoren verbunden werden, welche auch dann mit dem Steuergerät 3 verbunden sind, wenn gemäß dem ersten Schritt mittels des Fahrzeuges 1 ein Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand abgefahren wird (es müssen freilich nicht dieselben Exemplare von Aktoren sein). D. h. es kann ein so genannter „Brettaufbau“ erfolgen, wobei das Steuergerät 3 und die genannten Aktoren zumindest soweit in einen Teil des Fahrzeugbordnetzes/der Fahrzeugelektrik oder das gesamte Fahrzeugbordnetz/der gesamten Fahrzeugelektrik eingebunden sind, dass das Steuergerät 3 und die genannten Aktoren so zusammenwirken, wie dann, wenn gemäß dem ersten Schritt mittels des Fahrzeuges 1 ein Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand abgefahren wird. Jedenfalls ist es auf diese Weise möglich, das Steuergerät 3 als Teil des genannten Verbundes aus Steuergerät 3 und Aktoren anhand der im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen zu stimulieren.
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Erfindungsgemäß möglich ist es weiterhin möglich, das Steuergerät 3 an einen Simulator, insbesondere einen HIL-Simulator (Hardware-in-the-Loop-Simulator) anzuschließen und somit das Steuergerät 3, zumindest teilweise, in eine (virtuelle) simulierte Umgebung einzubetten, wobei die Aktoren simuliert werden. Natürlich können in Verbindung mit dem HIL-Simulator auch Aktoren als (zumindest baugleiche) Echtteile verbaut werden, wie im vorgenannten Fall. Auch auf diese Weise ist es möglich, das Steuergerät 3 als Teil des genannten Verbundes aus Steuergerät 3 und simulierten Aktoren oder realen Aktoren in Verbindung mit dem HIL-Simulator anhand der im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen zu stimulieren. D. h. mittels des HIL-Simulators erfolgt keine Simulation des zu steuernden Systems über ein Modell, also die Eingänge des Steuergerätes 3 werden nicht mit Sensordaten aus einem Modell stimuliert. Vielmehr sind gegenüber der Abfahrt des Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand im ersten Schritt in diesem weiteren Schritt keine realen Sensoren vorhanden. Das Steuergerät 3 wird also direkt elektrisch stimuliert und zwar anhand der in der Realität (im ersten Schritt) aufgenommene Messdaten, welche quasi in die Testumgebung am HIL-Simulator in das Steuergeräte eingespeist werden, wobei die in der Realität aufgenommenen Messdaten den im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangssignalen des Steuergerätes 3/der Steuergeräte 3, 4 entsprechen. Auch die Ausgangsgrößen des Steuergerätes 3, z. B. das Ansteuern zumindest eines Aktors, wird in kein Modell zurückgelesen. Der HIL-Simulator ist folglich daher so nützlich für diesen weiteren Schritt, da er nicht nur einen Rechner umfasst, der die Echtzeitbedingungen der jeweiligen Anwendung erfüllen kann, sondern auch digitale und analoge Ein- und Ausgabe-Schnittstellen zum Steuergerät und vorhandenen Ersatzlasten/realen Aktoren aufweist.
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Außerdem ist es erfindungsgemäß möglich, dadurch in einem weiteren Schritt den Fahrzyklus zu wiederholen und zwar ohne den Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand erneut abzufahren, dass nicht mehr das Steuergerät 3, sondern nur noch die Software des Steuergerätes 3 in eine zumindest teilweise (virtuelle) simulierte Umgebung eingebettet wird, wobei die Aktoren simuliert werden (SIL, Software-in-the-Loop). Dabei wird nur noch die Software in zumindest teilweise simulierter Umgebung für einen Test bereitgestellt und läuft nicht auf dem Zielsystem (Steuergerät), sondern auf einem Entwicklungsrechner. D. h. im weiteren Verlauf wird nur noch die Software einem Test unterzogen. Bei dieser Variante wird im Gegensatz zu HIL keine besondere Hardware eingesetzt. Die Software des Steuergerätes 3, 4 wird dabei insbesondere auf dem Entwicklungsrechner zusammen mit dem simulierten Modell (der Aktoren) ausgeführt, anstatt wie bei HIL auf der Zielhardware (Steuergerät 3) zu laufen. Jedenfalls ist es auf diese Weise möglich, die Software des Steuergerätes 3 als Teil des genannten Verbundes aus Steuergerät 3 und simulierten Aktoren in Verbindung mit der SIL-Simulation anhand der im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen zu stimulieren. Wie zuvor im Zusammenhang mit dem HIL-Simulator beschrieben, erfolgt auch hier keine Simulation des zu steuernden Systems über ein Modell, also die Eingänge des Steuergerätes 3/der Software werden nicht mit Sensordaten aus einem Modell stimuliert. Vielmehr sind gegenüber der Abfahrt des Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand im ersten Schritt in diesem weiteren Schritt keine realen Sensoren vorhanden. Die Software des Steuergerätes 3 wird also direkt (elektrisch) stimuliert und zwar anhand der in der Realität (im ersten Schritt) aufgenommenen Messdaten/Eingangsgrößen, welche quasi in die Testumgebung am Entwicklungsrechner in die Software des Steuergerätes 3 eingespeist werden, wobei die in der Realität aufgenommenen Messdaten den im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangssignalen des Steuergerätes 3/der Steuergeräte 3, 4 entsprechen. Auch die Ausgangsgrößen des Steuergerätes 3, z. B. das Ansteuern eines Aktors, werden in kein Modell zurückgelesen. Die SIL-Simulation ist folglich daher so nützlich für diesen weiteren Schritt, da nicht nur ein geeigneter Rechner vorhanden ist, der die Echtzeitbedingungen der jeweiligen Anwendung erfüllen kann, sondern derartige Systeme/Laboraufbauten auch geeignete digitale und analoge Ein- und Ausgabe-Schnittstellen aufweisen.
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Jedenfalls wird in diesem weiteren Schritt, d. h. zur Wiederholung des Fahrzyklus gemäß dem ersten Schritt, ohne den Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand erneut abzufahren, das Steuergerät 3 bzw. die Software des Steuergerätes 3 anhand der im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen stimuliert. D. h. es erfolgt ein Zuführen der im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen zu dem Steuergerät 3 bzw. zu der Software des Steuergerätes 3. Erfindungsgemäß werden jedoch dabei (also bei der Stimulation bzw. zur Stimulation bzw. vor der Stimulation) allerdings die im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen/Eingangssignale verändert bzw. manipuliert. D. h. die Stimulation des Steuergerätes 3 bzw. der Software des Steuergerätes 3 erfolgt in Verbindung mit der Veränderung einer im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgröße oder mehrerer im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen. Eine Veränderung kann dabei beliebig erfolgen. So kann die jeweilige Eingangsgröße dadurch verändert werden, dass diese Größe bzw. dieses Signal vergrößert oder verkleinert wird (Addition eines Offset auf das Signal oder Multiplikation des Signals/Signalwertes mit einem Faktor), d. h. dass die Amplitude bzw. der Pegel des jeweiligen Signals beeinflusst wird oder dessen Frequenz erhöht oder verringert wird. D. h. es kann auch ein konstantes Signal (also die jeweilige, im ersten Schritt aufgezeichnete Eingangsgröße) verändert werden, indem dem konstanten Signal eine Änderung aufgeprägt wird bzw. das konstante Signal mit einer Frequenz überlagert wird. D. h. es kann ein auch eine im ersten Schritt aufgezeichnete Eingangsgröße, deren Signalpegel gleich null oder nahezu gleich null ist, angehoben bzw. abgesenkt werden, so dass anstelle eines Zustandes Low (0V) ein Zustand High (xV) mittels dieses Signals dargestellt wird. Beispielsweise betrifft eine im ersten Schritt aufgezeichnete Eingangsgröße (des jeweiligen Steuergerätes 3, 4) den Lenkwinkel des Fahrzeuges 1. Da in dem ersten Schritt mittels des Fahrzeuges 1 ein Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand abgefahren wurde, weist das Signal des Lenkwinkelsensors, also einer möglichen Eingangsgröße des Steuergerätes 3 oder der Steuergeräte 3, 4, beständig einen Pegel von 0 (Low) bzw. nahezu 0 auf, jedenfalls repräsentiert dieses Signal bzw. diese Eingangsgröße, dass während des real abgefahrenen Fahrzyklus auf der Prüfeinrichtung/am Rollenprüfstand keine derartige Lenkbewegung stattfindet, wie sie stattfinden würde, wenn das Fahrzeug 1 (z. B. im realen Verkehr) bewegt werden würde und eben nicht unbewegt gegenüber einer Fahrbahn/der Umwelt auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand verharren würde. Eine Veränderung dieser im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgröße erfolgt nun in dem weiteren Schritt dadurch, dass (zur/während/bei der Stimulation des Steuergerätes 3, 4 bzw. der Software) quasi virtuell gelenkt wird, d. h. es wird eine Lenkbewegung durch Veränderung dieser im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgröße simuliert, beispielweise indem der (im Wesentlichen) konstanten Eingangsgröße eine Änderung aufgeprägt wird bzw. das (im ersten Schritt aufgezeichnete) konstante Signal mit einer Frequenz überlagert wird. Die Simulation eines bewegten Fahrzeuges in Verbindung mit Eingangsgrößen eines Steuergerätes 3, 4, die dann ermittelt wurden, als mit dem Fahrzeug 1 ein Fahrzyklus (beispielsweise NEFZ, WLTP) auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand abgefahren wurde, kann erfindungsgemäß nicht nur durch eine Veränderung des Signals des Lenkwinkelsensors erfolgen, sondern beispielsweise auch dadurch, dass Signale des Navigations-Systems des Fahrzeuges 1 verändert werden. Diese Signale, die dann dem zu prüfenden Steuergerät 3, 4 bzw. der zu überprüfenden Software erfindungsgemäß verändert/manipuliert zugeführt werden bzw. mit denen dann das Steuergerät 3, 4 bzw. die entsprechende Software stimuliert wird, zeigen zunächst an, dass sich das Fahrzeug 1 nicht gegenüber einer Fahrbahn/der Umwelt bewegt, da mit dem Fahrzeug 1 im ersten Schritt ein Fahrzyklus auf einem Rollenprüfstand/einer Prüfeinrichtung abgefahren wurde. Die Veränderung/Manipulation dieser Signale des Navigations-Systems erfolgt derart, dass in dem weiteren Schritt simuliert wird, dass sich das Fahrzeug 1 gegenüber einer Fahrbahn/der Umwelt bewegt. Natürlich können auch Eingangsgrößen des Steuergerätes 3 herangezogen werden, welche die Drehzahl der bei dem Abfahren eines Fahrzyklus mittels eines Fahrzeuges 1 auf einem Rollenprüfstand/einer Prüfeinrichtung stillstehenden Räder der nicht angetriebenen Achse repräsentieren, um zu simulieren, dass das Fahrzeug 1 gegenüber einer Fahrbahn/der Umwelt bewegt wird. Diese im ersten Schritt aufgezeichneten Signale/Signalwerte betragen (im Wesentlichen) null bzw. zeigen an, dass sich die Räder einer (insbesondere der nicht angetriebenen) Achse des Fahrzeuges 1 nicht drehen, also zeigen an, dass das Fahrzeug 1 nicht gegenüber einer Fahrbahn/der Umwelt bewegt wurde, während des im ersten Schritt durchgeführten Rollentests/Tests auf einer Prüfeinrichtung. Durch Verändern dieses Signals bzw. dieser Signale zur Stimulation des Steuergerätes 3, 4 bzw. der zu überprüfenden Software, d. h. durch ein Anheben des Pegels und/oder das Überlagern einer Frequenz wird simuliert, dass sich das Fahrzeug 1 gegenüber einer Fahrbahn/der Umwelt bewegt.
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Zusammengefasst erfolgt in diesem weiteren Schritt, d. h. zur Wiederholung des Fahrzyklus gemäß dem ersten Schritt, ohne den Fahrzyklus auf einem Rollenprüfstand/einer Prüfeinrichtung erneut abzufahren, eine Stimulation der Software des zu überprüfenden Steuergerätes 3, 4 bzw. eine Stimulation des zu überprüfenden Steuergerätes 3, 4 und zwar anhand der im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen, wobei die im ersten Schritt aufgezeichnete Eingangsgrößen/Eingangssignale zur Stimulation verändert werden und die Veränderung der Eingangsgrößen/Eingangssignale derart erfolgt, dass eine Bewegung des Fahrzeuges 1 gegenüber einer Fahrbahn/der Umwelt simuliert wird. Infolgedessen stehen wiederum Ausgangsgrößen des Steuergerätes 3, 4 bzw. der Software bereit, nämlich jene Ausgangsgrößen des Steuergerätes 3, 4 bzw. der Software, welche in diesem weiteren Schritt, bei der Wiederholung des Fahrzyklus gemäß dem ersten Schritt, ohne den Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand erneut abzufahren, durch eine Stimulation der Software des zu überprüfenden Steuergerätes 3, 4 bzw. durch eine Stimulation des zu überprüfenden Steuergerätes 3, 4 gewonnen wurden anhand der im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen, wobei die im ersten Schritt aufgezeichnete Eingangsgrößen/Eingangssignale verändert wurden und die Veränderung der Eingangsgrößen/Eingangssignale derart erfolgt ist, dass eine Bewegung des Fahrzeuges 1 gegenüber einer Fahrbahn/der Umwelt simuliert wurde.
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In einem noch weiteren Schritt werden die Ausgangsgrößen des Steuergerätes 3, 4 bzw. die Ausgangsgrößen der Software, welche im ersten Schritt aufgezeichnet wurden, den Ausgangsgrößen des Steuergerätes 3, 4 bzw. den Ausgangsgrößen der Software gegenübergestellt, welche dadurch bereitstehen bzw. gewonnen wurden, dass eine Wiederholung des Fahrzyklus gemäß dem ersten Schritt erfolgt ist, ohne den Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand erneut abzufahren, wobei dabei eine Stimulation der Software des zu überprüfenden Steuergerätes 3, 4 bzw. eine Stimulation des zu überprüfenden Steuergerätes 3, 4 anhand der im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen erfolgt ist, die erfindungsgemäß verändert/manipuliert wurden, so dass eine Bewegung des Fahrzeuges 1 gegenüber einer Fahrbahn/der Umwelt simuliert/nachempfunden wurde. D. h. die Ausgangsgrößen der Software/des Steuergerätes 3, 4 gemäß dem ersten und dem darauffolgenden weiteren Schritt werden miteinander verglichen.
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Erfindungsgemäß wird dadurch identifiziert, dass die Software/das Steuergerät 3, 4 eine Funktion umfasst, welche erkennt, ob ein Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand abgefahren wird oder nicht, dass die im ersten Schritt aufgezeichneten Ausgangsgrößen (also zumindest eine dieser Ausgangsgrößen) von den im weiteren Schritt bereitgestellten bzw. bestimmten bzw. aufgezeichneten Ausgangsgrößen (also zumindest einer dieser weiteren Ausgangsgrößen) abweichen. D. h. ergibt eine Gegenüberstellung der Ausgangsgrößen z. B. des Steuergerätes 3 der Antriebsmaschine 2, dass infolge der Simulation einer Bewegung des Fahrzeuges 1 gegenüber einer Fahrbahn/der Umwelt durch Veränderung der im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen/Eingangssignale der Software/des Steuergerätes 3 (bzw. durch die Stimulation der Software/des Steuergerätes 3, 4 mit erfindungsgemäß veränderten Eingangsgrößen), den Aktoren (also zumindest einem Aktor) der Antriebsmaschine 2 mittels der Software/dem Steuergerät 3 verarbeitete Signale bzw. Ausgangssignale der Software/des Steuergerätes 3 zugeführt werden, die von den Ausgangssignalen der Software/des Steuergerätes 3 abweichen, welche in dem ersten Schritt aufgezeichnet wurden, dann umfasst die Software/das Steuergerät 3, 4 eine Funktion, welche erkennt, ob ein Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand abgefahren wird oder nicht. Insbesondere betrifft das Ausgangssignale, welche Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch und den Schadstoffausstoß der Antriebsmaschine 2 bzw. des Fahrzeuges 1 ausüben, also insbesondere Injektoren (Ansteuerbeginn, Ansteuerdauer, Ansteuerhäufigkeit je Arbeitsspiel), Drosselklappen (AGR, Ansaugluft) oder Zündkerzen, denen mittels der Software/dem Steuergerät 3 verarbeitete Signale (Ausgangssignale der Software/des Steuergerätes 3) zugeführt werden.
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In einer Ausführung kann es vorgesehen sein, dass nach dem ersten Schritt der Fahrzyklus gemäß dem ersten Schritt wiederholt wird und zwar ohne den Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand erneut abzufahren, jedoch zunächst ohne, dass eine Veränderung der im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen erfolgt, so dass anhand der zunächst unveränderten, im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen, eine Stimulation der Software des Steuergerätes 3, 4 bzw. des Steuergerätes 3, 4 erfolgt. D. h. es wird zunächst überprüft, ob überhaupt eine Wiederholung des Fahrzyklus gemäß dem ersten Schritt möglich ist, ohne den Fahrzyklus auf einer Prüfeinrichtung/einem Rollenprüfstand (mit dem Fahrzeug 1) erneut abzufahren, durch Stimulation der Software/des Steuergerätes 3, 4 mit den im ersten Schritt aufgezeichneten Eingangsgrößen. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß vorteilhaft vor der tatsächlichen Überprüfung des Steuergerätes 3, 4 bzw. der Software festgestellt werden, ob die gewählte Simulationsumgebung („Brettaufbau“, HIL, SIL) das reale Fahrzeug 1 treffend widergibt. Wenn das nicht der Fall ist, kann nach Fehlern gesucht werden bzw. eine Angleichung erfolgen.
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Insbesondere entspricht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überprüfung einer Software eines Steuergerätes eines Fahrzeuges 1 einem Computer mit einer CPU und einem maschinenlesbaren Speichermedium, der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichtet ist, wobei auf dem Speichermedium ein Computerprogramm gespeichert ist, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst und diese steuert, wobei das Computerprogramm mittels der CPU ausgeführt wird. Insbesondere können alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels einer Ablaufsteuerung gesteuert werden, wobei diese Ablaufsteuerung auf dem genannten Speichermedium gespeichert ist.
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Erfindungsgemäß wird also auch ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, mit einem auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen, oben beschriebenen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011108697 A1 [0004]
