用於測試運輸工具中控制過程的系統和方法
2023-04-27 05:40:36
專利名稱：用於測試運輸工具中控制過程的系統和方法
現有技術本發明以一種根據獨立權利要求的特徵所述的用於測試運輸工具中控制過程的系統為出發點，其中所述的特徵在現有技術中是未知的。
尤其由於嵌入式系統、即所謂的嵌入式控制裝置，汽車駕駛變得更舒適，更安全和更環保。但是，運輸工具也因此變得更加複雜，功能可靠性所需的測試也變得規模更大，這同時延長了開發周期。但競爭要求汽車製造商在最短的時間內把正常運轉的複雜系統投放市場。
在此，電子器件、尤其是帶軟體的控制器的測試變得更有意義。在縮短開發周期的同時又具有更高的測試深度的前提是，儘可能地將測試從道路轉移到實驗室，並且使該測試標準化、自動化。為了能夠滿足這種要求，需要現代的開發和測試方法以及最優的工具支持，例如ETAS有限公司的LabCar、根據斯圖加特的ETAS GmBH Co.KG的1999版10/1999的白皮書「LabCar」的硬體在環測試系統。
下面所述的本發明將改善並優化與運輸工具中控制過程相關的測試系統、尤其是如LabCar的硬體在環測試系統的狀況。
發明優點對此，用於測試運輸工具中控制過程的系統和方法、以及相應的電腦程式和電腦程式產品是以對待測試的控制過程作出反應的仿真模型為出發點的，其中優選地在所述仿真模型中，實驗軟體被置於其上，並且在所述實驗軟體和觸發控制過程的器件之間形成一條信號路徑，其中所述信號路徑通過至少兩個幹預點被劃分成至少兩個信號，且設有至少一個標記，該標記能夠把所述信號分配給所述信號路徑。
因此，在用於確證汽車電子技術領域內的開發的測試系統內有利地得出以下可能性，即通過該測試系統和經由有待確證的對象來可視化信號路徑或者信號流，並且顯示該信號在測試時所檢測的值，以及能夠在信號路徑中實現確定的幹預可能性。
因此，一方面，幹預點自身有利地被配備標記，或者通過幹預點產生的信號被配備標記。
有利地，將產生的信號分配給不同的信號組，並且優選地使不同的信號組或者被分配給所述不同信號組的信號進行光學顯示或可視化。
從而，不僅信號路徑或者信號流可以通過測試系統來顯示，而且該信號的在測試過程中所檢測的值或者根據幹預點的信號或者其值也可以被顯示。
在此，優選地在系統中可變地設置標記，使得尤其是在測試時所述信號能夠被分配給不同的信號路徑，並且從而可顯示優化的測試情形。
在此，尤其有利的是，能夠在至少一個幹預點上把一個代替這種信號的信號輸入信號路徑中，也即例如在所期望的測試情形中把由信號發生器所輸出的信號或者是一個代替原始信號的恆定值輸入信號路徑中。
因此，本發明目的在於，在測試系統內可視化與觸發控制過程的器件有關的信號路徑，顯示相應信號的值，並且提供給用戶附加功能，以便用戶能以有效的方式構建和操作該測試系統。
附圖另外，將根據圖中所示的圖形進一步描述本發明。在此，
圖1示意性地示出駕駛員-運輸工具-聯合環境中的控制或調節裝置。
圖2示出測試系統的本發明設計方案。
圖3示意性地示出在帶相應幹預點的測試系統中的信號路徑或信號流。
圖4示出按照本發明的信號或信號值顯示錶。
圖5通過使用標記圖示出了依照發明的可能的標記實現。
實施例說明電子器件和軟體在新一代運輸工具的開發中越來越重要。這些電子器件和軟體被用來減少成本，並且同時創造在終端客戶處的競爭優勢。
本發明目的在於，對觸發運輸工具中的控制過程的器件、尤其是汽車領域中的電子控制裝置或調節裝置或者調節器進行改進，並且確證其可靠性。這些控制裝置的可靠性確證是一個有時相當耗費的過程，該過程在不使用特殊工具的情況下不能被執行。這些工具或者測試系統應該能夠在實驗室中通過開發過程中的不同步驟對運輸工具進行仿真，故此使電子控制裝置或調節器認為，它是在真正的運輸工具中被使用。
這樣的調解器典型地具有非常多的接口、也即與運輸工具中的其它器件耦合併且從而相互作用的輸入端和輸出端。在應該模擬真實運輸工具的性能的測試系統中，由於人們只能困難地進行熟悉，這些接口對於用戶來說是非常複雜的構成。基於該背景可以看出本發明和其各種突出特徵。因此本發明目的在於，用戶一方面能夠對系統的複雜性獲得概括了解，並且在日常使用該系統時顯著地提高效率。因此，在測試系統中控制實驗所使用的軟體和軟體產品也能得到改善。
在汽車領域中開發觸發控制過程的器件、也即尤其是電子控制裝置和調節裝置時，可以根據圖1中的圖形說明信號流。在此，單個元件被表示為塊，而它們之間存在的信號流被表示為箭頭。在此，運輸工具本身用符號107表示。塊100表示駕駛員，塊101表示環境。如從圖1可以看出，在器件、運輸工具、駕駛員和環境之間可能存在大量信號流。在該圖示中，駕駛員也代表運輸工具功能的所有其他用戶，例如其他乘客。環境還包括其它的運輸工具或者運輸工具周圍的電子系統(比方說如診測器的工具)，後者在維修車間中與運輸工具的電子系統相連接。根據圖1的控制系統、調節系統和監控系統的邏輯系統結構象徵性地表示以下流程。駕駛員操作運輸工具中的操縱杆或者開關、比如說閃光信號器或者加速踏板。該駕駛員的願望通過所謂的額定值調整裝置102被繼續傳輸給控制單元103、也即觸發控制過程的器件。控制裝置103處理該信息並且控制執行元件104。如果例如駕駛員要加速，則控制裝置如此控制噴油嘴和油門，使得將更多燃油帶入燃燒室。於是，所謂的分段或調節段105是運輸工具的用於處理執行元件動作的一部分、也即例如是燃燒燃料並將所產生的力矩傳遞給運輸工具的氣缸。最後需要傳感器106，該傳感器檢測運輸工具或者單個器件的性能。如果例如達到了由駕駛員所希望的速度，則這由傳感器來檢測。傳感器把由其檢測的信息繼續傳輸給控制裝置，以便該控制裝置能夠對此作出反應。這時駕駛員察覺到運輸工具的性能並相應地將再次施加影響。在此，當然環境101例如通過外界溫度或者路面狀況以及例如雨、雪或者風等天氣影響對運輸工具或者駕駛員產生影響。因此，在圖1中的箭頭以剛剛示例性所述的方式再現信號流。
現在，測試系統的任務如下用於測試運輸工具中的控制過程的系統必須能夠對除了控制裝置本身之外的圖1中所示的所有單元進行仿真。這或者可以通過軟體進行，或者在某些應用中也要求使用特定的電子系統、給控制單元例如準確供應電信號的硬體，如在真正的運輸工具中也會出現的那樣。於是，所基於的仿真模型的環境也依賴於這種硬體的使用，所述仿真模型對圖1的單元或者器件進行仿真。按照本發明，現在測試系統被配備軟體；也即所謂的實驗軟體被置於仿真模型之上，該實驗軟體能夠使用戶實現以下方面一方面，對系統進行配置，也即對仿真模型和可能被使用的軟體進行基礎調節；另一方面，使控制裝置運轉，因為現代的控制裝置經常具備廣泛的診斷功能。這些功能一方面要確定，控制裝置是否被提供不可靠的信號。如果出現這些情況，則控制裝置就會過渡到一種緊急運轉狀態，這種緊急運轉狀態使得利用該測試系統的測試不再絕對是有意義的。這意味著，實驗軟體必須支持用戶來執行仿真，在該仿真時控制裝置不直接過渡到這種緊急運轉狀態，此外執行交互式測試，這意味著，實驗軟體必須提供一種功能，以便使用戶通過一臺操作PC與測試系統有交互作用的關係。最後，對測試過程中產生的數據進行記錄和管理。實驗軟體的位置以及交互作用(也即產生的信號流或信號路徑)隨後將在在圖3中進一步說明。
現在，用戶典型地從圖1中得出在圖2中所示的測試系統的視圖。在圖2中，用塊200表示控制裝置，用塊201表示信號檢測裝置，用塊202表示靜態執行元件模型，以及用塊203表示動態執行元件模型。塊204示出分段、駕駛員和環境的模型，其之後接著的是用塊205表示的動態傳感器模型、用塊206表示的靜態傳感器模型和用塊207表示的信號產生裝置。控制裝置200典型地具有任意多個輸入端和輸出端。圖2中所示的圖形是從控制裝置200出發沿順時針方向的。控制裝置的輸出信號被可選的信號檢測裝置檢測。如果控制裝置作為物理對象出現，則信號檢測裝置201例如涉及硬體器件。對此，存在另一可選的單元，其將電信號轉化為物理單位，例如將電壓轉化為溫度。緊接著，在塊203裡模擬測試系統中執行元件的動態特性。隨後是駕駛員、環境和運輸工具剩餘部分的仿真，然後，信號路徑經由用於產生信號的相應單元(也即動態傳感器模型205、靜態傳感器模型206以及信號產生裝置207)反饋到控制裝置200。
圖2中所示的塊或單元典型地以各種工具來實施。控制裝置本身可是仿真工具中的物理對象或者模型。同樣，信號檢測裝置201和信號產生裝置207這兩個塊也可以作為電子器件、也即以硬體形式存在，或者以仿真工具來實施。圖2中其它塊典型地以仿真工具形式存在。因此，仿真模型至少包括分段、駕駛員和環境的模型，以及動態執行元件模型和動態傳感器模型，也即圖2中的塊203至205。
現在，一方面難點在於，圖2中所示的信號路徑不是唯一的。更確切地說，存在以下可能性，即控制裝置的輸出信號被連接在多個信號檢測信道上，然後，這些信號檢測信道又與多個靜態執行元件模型連接等等。另一方面測試系統的用戶所遭遇的難點在於，剛剛提到的仿真工具可能是不同的。這意味著，例如動態執行元件模型203以工具A的形式實施，而靜態執行元件模型卻以工具B的形式存在。
為了測試系統的用戶能夠有效地工作，現在在圖2所示的結構上典型地有另一軟體層(下文中被稱為實驗軟體)，它能夠執行用於測試控制裝置的實驗。這意味著，用戶在這裡有可能對對象、也即在圖2中由對象所提供的參數或測試量進行存取。
現在，所述發明的核心基於實施一種方法，該方法自動識別圖2所示塊的接口以及一般並不是唯一特性的這些塊彼此間的連接，並且讀入剛剛所定義的實驗軟體層中。在此，這些接口(下文也即幹預點)被配備所謂的標識符、也即標記，這些標記然後被用在實驗軟體中。同樣也可能的是，不是給幹預點配備標記，而是給通過幹預點產生的信號(如圖3所示)配備標記，這些標記允許進行一種普遍研究，並且然後將其用於實驗軟體中。
因此能夠根據圖4向用戶顯示、尤其是可視化這些信息，而同時形成其他可能性，以便實現以下可能性根據圖2中所示的方案現在能夠從一個所示塊的任意一個輸入或者輸出信號出發，來顯示完整的信號路徑。也就是說，用戶在調用一個功能後將會獲得包括所有多義性和分叉點在內的整個信號路徑的視圖。如接下來根據圖3至圖5進一步描述的那樣，把圖2所示塊的輸入端和輸出端上的信號的由用戶分配的名稱用作這裡的起點。此外提供以下可能性根據前一點中所示的視圖在實驗過程中利用測試系統來顯示、也即可視化和光學顯示信號的所有值。而且還提供以下可能性，即藉助於在根據第一點可能性所示的視圖中的預先定義的信號路徑來幹預信號路徑，並且從而例如經由信號發生器或者恆定值來實施相應信號的由用戶定義的激勵。最後，圖2中除了控制裝置本身之外，所示的塊能夠被參數化，或者通過具有相同的輸入性能和輸出性能的相應塊來互換。這尤其包含以下情況，即在所述情況下，器件的模型可以通過真實的器件替換，比如說油門的模型通過真實的油門來替換。為此，所描述的方法和依照本發明的測試系統不取決於圖2中的控制裝置處於哪一個開發階段，也就是說，控制裝置200既可以完全以軟體形式存在，被用於物理控制裝置，或者也可以設想這兩種可能性的混合形式。
現在，圖3示出在測試系統、尤其是引言中所提及的LapCar系統中的信號流或者信號路徑以及對信號的存取。在此，仿真軟體308一方面由仿真模型307構成，另一方面由實驗軟體306構成。在此，觸發控制過程的待測試器件300(也即例如(硬體或者軟體實施的)控制設備或者調節器)與硬體的塊301和實時輸入/輸出端(實時i/o)的塊302相連接。依照每一個信號流向，可選地在塊302和實驗軟體306之間，塊303和304根據信號流向是一個開環配置OLC。這種通過塊303和304來表示的所謂開環配置可以幹預到模型和硬體之間的信號通路中，並且例如可以饋入信號發生器305的信號或者也可以饋入恆定值。這種開環配置OLC是輸入/輸出硬體的模型規範和驅動程序之間的中間層。這種開環配置具有多個任務。主要任務是將物理值轉化成電氣值(對於從運輸工具模型到控制設備的信號)和相反地將電氣值轉化為物理值(對於從控制設備發送到運輸工具的信號)。這基本上對應於以下任務，即管理運輸工具中的傳感器(從物理的轉化為電氣的)和執行元件(從電氣的轉化為物理的)。傳感器和執行元件是在開環配置、即塊303和304中被建模的。
傳感器例子物理值、即制動壓力4.3巴能夠由OLC的傳感器模型換算成電氣值、也即壓力傳感器上的電壓UBrems＝1.32V。
執行元件例子ABS閥的脈寬調製時的電氣值佔空比(例如0.789)能夠由OLC的執行元件模型換算成物理值、即流量為每分鐘0.24升。對傳感器和執行元件進行建模的該主要功能同時也是對OLC的最低要求。因為在每個被發送給控制設備或者由該控制設備所接收的信號的OLC中不僅存在電氣值而且存在物理值，所以理想地適用於作為中心位置，以便實施用戶對信號的幹預。對此，不僅在傳感器時、而且在執行元件時都可能分別以三種變型方案來影響物理值以及電氣值；一方面直接地、也即1∶1地傳遞該值，另一方面，手動地將該值恆定地設為恆定量，或者以激勵的方式、也即從信號發生器獲得該值，由此能夠手動地預先確定信號路徑。因此提供以下可能性，即通過可以預先確定所希望的信號使物理運輸工具模型部分地或者完全地從實時I/O、也即實時輸入/輸出端302脫離。由此，使調整迴路開路，並且完全或者部分地不再以閉環形式運行控制設備，因此稱作開環配置。該開環配置是在信號特性方面被定義的。OLC的變化能夠對進行中的實驗立即生效。根據本發明，關於這種測試系統中的信號路徑或者信號流，具有3個位置，在所述位置上能夠對信號和其特性進行存取，以便確定、可視化或者甚至改變所述信號和其特性。首先是在幹預點312上，也即模型軟體308、尤其是實驗軟體306的輸入端和輸出端。於是在該位置，信號被稱為模型信號MS。
另一幹預點是開環配置或者實時I/O在幹預點311和310處的輸入端和輸出端。在該位置，信號被稱為硬體信號HWS。
在該實施例中，第三幹預可能性、也即第三幹預點是觸發控制過程的器件、尤其是控制設備300的輸入端和輸出端。該幹預點用309標出，並且在該位置上信號被稱為控制設備信號SGS。原則上，模型信號、硬體信號和控制設備信號都涉及同一信號路徑。利用相應的名稱僅僅指定整個信號通路中的幹預點。因此，在圖3中示出了來自和到控制設備的信號通路或信號路徑、這些信號通路或信號路徑上的存取位置或幹預點、和在其上可饋入來自信號發生器或者其其他的信號的點。
因此，關於這一點尤其能夠通過幹預點指定和跟蹤信號流或者信號路徑，也即從仿真模型經由實時輸入/輸出端302直到控制設備端子，反之亦然。此外，這裡信號特徵能夠被確定和編輯。對此，根據本發明，把標記或者分配給幹預點本身或者分配給由此產生的信號。
通過這種標記分配，可能越過幹預點309、310、311、312來跟蹤信號路徑，並且根據幹預點，單個信號仍然能夠被處理。對此，如圖4中在表中所示的那樣，將這些信號根據幹預點劃分成相應的信號組。因而在幹預點309接收到控制設備信號SGS，該信號例如對應於控制設備引腳、ECU(電子控制單元)-引腳，這裡在圖4中對應於ECU1到ECU3。於是，對於不同的信號路徑例如設有多個硬體信號，恰好在實時I/O 302中或者在開環配置之後，這裡作為硬體信號HWS示出了RTI/O1至RTI/O4。同樣，在幹預點312上使用模型信號MS，在這個例子中使用M1至M5。在此，信號組中單個信號的數量被任意選擇，並且根據各個測試基本上與信號路徑有關。
如在該表中所示，現在在圖4中能夠顯示、可視化或者光學顯示這些信號，其中另外還應該進行單個信號到相應信號路徑的分配。這將通過標記來實現，所述標記或者被分配給幹預點或者被分配給單個信號。
這些標記的第一可能性例如是ECU1被配備標記K1，RTI/O2例如被配備有標記K1、K2，例如M1被配備標記K1、K2、K3。因此，通過標記K1和標記K2，能夠明確地理解從ECU1經由RTI/O2到M1的信號路徑，並且給出了對數值顯示和幹預可能性進行可視化的上述優點。
該標記分配的另一可能性是根據圖5所示的所謂邏輯連接圖500。其中再次示例性地示出了根據圖4的表的信號、即ECU1至ECU3、RTI/O1至RTI/O4和M1至M5。為了簡單表示，現在在該圖形中在兩個方向上選擇方向箭頭。但是這裡也可以單獨地表示信號流向。根據在邏輯連接圖中的路徑，現在相應的標記能夠被分配給信號或者幹預點(這裡是502和503)。簡單的通路例如是ECU1、RTI/O1和M1，通常標記1被分配給該路徑，但或者是在ECU1和RTI/O1以及RTI/O1和M1之間的相應接口中分別被分配一個標記，該標記表示整個路徑走向中相應的關聯性。同樣適用於通路ECU2、RTI/O2、M2或者可選地ECU2、RTI/O2、M3以及ECU2、RTI/O3、M4和ECU3、RTI/O3、M4或者ECU3、RTI/O4、M4。於是，在通路ECU3、RTI/O4、M5中示出了所提及的信號中斷，其中藉助於塊501將信號耦合輸入到M5。如所述，這可能是發生器305的信號或者恆定值或者1∶1傳遞。該幹預和該中斷也可能在幹預點502處發生。通過根據各個信號通路分配唯一的標記或者通過用於理解單個通路的相應通路表來在信號流中產生幹預可能性和可視化可能性。由於對應於幹預點的該幹預可能性，通過使標記可改變，現在也可以在各個實驗中匹配通路、改變通路，使得在實驗中能夠將信號分配給不同的信號路徑。因此，根據該實施形式，現在信號路徑能夠根據圖2被可視化，並且能夠針對用戶被拆分。
除了用於測試運輸工具中的控制過程的本發明系統和本發明方法之外，本發明也可以在具有程序代碼的電腦程式中執行，其中當在計算機上執行該程序時，能夠執行所有本發明步驟。尤其標記匹配、標記改變、甚至幹預可能性的建立都能夠有利地通過具有程序代碼的電腦程式來實現。
由此可推導出，該電腦程式當然也可以在具有程序代碼的電腦程式產品中實現，其中所述程序代碼被存儲在可機讀的載體上，並且當該程序在計算機上被執行時，用於執行本發明方法。這些可機讀的載體例如是如EPROM、Flash-EPROM、ROM、ROM、EEPROM等等存儲模塊，但也是CD-ROM、DVD、磁碟和類似的可機讀的載體、以及經由文本識別把程序讀入計算機系統中的可能性。所以本發明可被用作軟體產品。因此給出以下可能性，即在為確證汽車電子領域中的開發所使用的測試系統的內部，通過該測試系統和經由有待確證的對象來可視化信號路徑或者信號損失，並且顯示該信號在測試時所檢測的值，以及能夠在信號路徑中實現特定的幹預可能性。
權利要求
1.用於測試運輸工具中控制過程的系統，具有一個對待測試的控制過程作出反應的仿真模型，其中實驗軟體被置於所述仿真模型之上，並且在所述實驗軟體和觸發控制過程的器件之間形成信號路徑，其中所述信號路徑通過至少兩個幹預點被劃分成至少兩個信號，且設有至少一個標記，該標記能夠把所述信號分配給所述信號路徑。
2.按照權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述幹預點被配備標記。
3.按照權利要求1所述的系統，其特徵在於，通過所述幹預點而產生的信號被配備標記。
4.按照權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述產生的信號被分配給不同的信號組。
5.按照權利要求4所述的系統，其特徵在於，包含所述信號的不同信號組被光學顯示。
6.按照權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述標記可以被改變，因此所述信號可以被分配給不同的信號路徑。
7.按照權利要求1所述的系統，其特徵在於，在至少一個幹預點上，可以將替代一個信號的信號輸入到所述信號路徑中。
8.用於測試運輸工具中控制過程的方法，利用一個對待測試的控制過程作出反應的仿真模型，其中實驗軟體被置於所述仿真模型之上，並且在所述實驗軟體和觸發控制過程的器件之間形成信號路徑，其中所述信號路徑通過使用至少兩個幹預點被劃分成至少兩個信號，且至少一個標記被使用，該標記能夠把所述信號分配給所述信號路徑。
9.具有程序代碼的電腦程式，用於當該程序在計算機上被執行時執行依照權利要求8所述的所有步驟。
10.具有程序代碼的電腦程式產品，所述程序代碼被存儲在可機讀的載體上，用於當該程序在計算機上被執行時執行按照權利要求8所述的方法。
全文摘要
用於測試運輸工具中控制過程的系統，其具有對要測試的控制過程作出反應的仿真模型，其中實驗軟體被置於所述仿真模型之上，並且在所述實驗軟體和觸發控制過程的器件之間形成信號路徑，其中所述信號路徑經由至少兩個幹預點被劃分成至少兩個信號，並且設有至少一個標記，該標記使信號分配給信號路徑。
文檔編號G01R31/00GK1860374SQ200480028305
公開日2006年11月8日 申請日期2004年9月3日 優先權日2003年9月29日
發明者M·皮林, M·萊爾, F·特雷恩克勒, T·施默萊爾, J·邁爾 申請人:羅伯特·博世有限公司