用于测试虚拟控制仪的测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在模拟器中利用模拟环境(3)测试虚拟控制仪(2)的至少一部分的测试装置(1)，其具有虚拟控制仪和模拟环境(3)，其中，所述虚拟控制仪包括至少一个带有至少一个外部数据接口(7)的软件组件(4、5、6)，其中，所述模拟环境包括至少一个数据接口(8)以用于与所述虚拟控制仪(2)至少间接地进行数据交换；特别是利用虚拟控制仪能简单地进行电气错误模拟，减少的相关性由如下方式达到：在虚拟控制仪和模拟环境之间设有虚拟控制仪插脚单元(9)和虚拟影响单元(13)，它们通过虚拟控制仪插脚单元的虚拟控制仪插脚(12)传输至少一个虚拟的物理控制仪信号，所述虚拟影响单元输出受影响的虚拟的物理控制仪信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在模拟器中利用模拟环境测试虚拟控制仪的至少一部分的测试装置，所述测试装置具有虚拟控制仪和模拟环境，其中，所述虚拟控制仪包括至少一个带有至少一个外部数据接口的软件组件，其中，所述模拟环境包括至少一个数据接口以用于与虚拟控制仪至少间接地进行数据交换。
技术介绍
非虚拟、亦即“真实”的控制仪现今大多被理解为带有I/O接口(I/O＝输入/输出)的小型计算机，这些小型计算机通常配备有实时功能性的操作系统，所述操作系统允许在控制仪上实现大多调节技术上的(也复杂的)任务。控制仪开发是技术开发大规模仪器技术上的设备的核心组成部分，如这些设备由工业实践所已知的那样。要提及的例子是，在汽车领域中和在航空和航天中使用控制仪。在最终产品中使用的系列控制仪的测试是在控制仪上要实现的调节或者控制的大量前置开发步骤的终点，其中，这些开发步骤通常利用所谓的V模型或者V循环来描述。在开始开发对于多个技术设备的功能来说必要的调节器时，在计算机上利用数学图形的建模环境进行调节算法的数学建模，其中，调节器应理解为控制仪的组成部分。附加地，也对控制仪的环境进行数学建模，因为感兴趣的是调节器随着要控制的过程对控制仪的相互作用。在进行这些函数的数学研究时，大多不需要以实时模拟(离线模拟)。在下一个步骤中，事先设计好的调节算法借助于快速控制样机传输到高性能的、大多数实时功能性的硬件上，所述硬件通过适合的I/O接口与实际的物理过程连接、亦即例如与机动车发动机连接。所述实时功能性的硬件通常与稍后使用的系列控制仪无关，这里与证明事先设计好的调节在实际中原则上的可操作性有关。在另一个的步骤中，在自动生成系列编码的范围内，在稍后可能实际使用在系列控制仪中的目标处理器上实现调节。因此，目标硬件在该步骤中接近系列控制仪，但与系列控制仪不相同。在下一个步骤中，在硬件在环测试(HIL)的范围内检查通常首先存在于后来的开发阶段中的系列控制仪。在该步骤中物理存在的系列控制仪这里借助于其物理控制仪接口与高性能的模拟器连接。模拟器模拟要测试的系列控制仪的必需的参量并且与系列控制仪交换输入参量和输出参量。系列控制仪的物理控制仪接口的插脚通过电缆束与模拟器连接。因此可能的是，在模拟环境中模拟车辆发动机(必要时带有发动机、传动系、行驶机构和行驶线路(Fahrstrecke)的整个车辆)的所有必需的参量并且无危险地检查与模拟环境相互作用的系列控制仪的性能。这样在HIL模拟的范围内测试的系列控制仪最终在“真实的”目标系统中、亦即例如在车辆中安装并且在真实的物理环境中测试，该环境事先只在模拟环境中模仿。特别地证实了在调节器开发时的先前概述的开发过程。然而开发过程随之带来：系列控制仪在开发结束时才完全被集成到开发过程中并且因此也在稍后的开发情况中才被检查。在系列控制仪实际存在之前，利用已描述的开发过程仅能够在抽象的功能层面上测试功能性，亦即实际上仅在应用软件层面上。稍后在系列控制仪上使用的软件组件的良好部分不在早期开发情况中一起测试。属于这些软件组件的是如下运行环境，该运行环境在应用软件和接近硬件的软件层之间通信交流。更接近硬件的软件组件例如是操作系统以及与平台无关的基础软件(系统服务、通信服务、I/O硬件抽象层等等)并且最终是操作系统和基础软件的与平台相关的部分。除了系列控制仪的先前描述的部分(这些部分可能在开发过程中格外迟地经受检查)之外，也有测试的如下的类别，这些类别可能典型地在真实控制仪上才执行，在此涉及在真实控制仪中的电气错误模拟。在该错误模拟的范围中例如可能的是，通过合适的与要测试的控制仪连接的硬件使控制仪插脚设到确定的电势上、例如设到接地或者电源电压上，使在控制仪插脚与其外部的接线之间连接隔开(“断线(broken wire)”)或者加载具有电阻的连接、使控制仪插脚相互连接(在控制仪插脚之间短路)以及交换在不同的控制仪插脚之间的布线(“交叉线(crossed wire)”)等等。(dSPACE目录册2013，第268页，第280页及后续页和第459页及后续页)。不言而喻，可以组合这些错误情况，从而当在外部的电连接端中存在多个错误时，最终也可以在各情形中观测要测试的控制仪。为了简化错误接通，可以在模拟器中或者在模拟之外使用所谓的“故障线路”、亦即如下的电导线，所述电导线是确定的电气错误信号的载体并且于是可以将要加载相应错误的控制仪插脚可以接入到所述电导线上。仅当符合硬件地存在要测试的控制仪并且因此真实控制仪插脚也能够在物理上被接线时，至今描述的电气错误模拟才是可能的。如果仅存在虚拟控制仪，则仅保持如下可能性，即，为了模拟电气错误给存在的控制仪编码配器(instrumentieren)，以便由那里出于错误插入而实现(EP2672660A1)，该方法是昂贵的并且必要时软件的配器应匹配于虚拟控制仪的变化的外部数据接口。总体上值得期望的是，在存在真实系列控制仪之前能够执行基于插脚的电气错误模拟。此外值得期望的是，相同的结构、模拟模型和测试不仅在测试虚拟控制仪时而且在测试系列控制仪时都能够再使用。为了将系列控制仪的先前提到的大规模的软件组件(运行环境、系统服务、通信服务、I/O硬件抽象层等等)及早地包含到开发过程中，先前提到的软件组件(至少部分地)被模仿在所谓的虚拟控制仪的范围内并且被模拟在模拟器中(dSPACE目录2013：“系统平台V-ECU生成模块”以及“VEOS”)。在模拟器中可以涉及一个或多个专门的计算机、例如以HIL测试状况的形式，但也可以使用商业常见的PC作为模拟器。在模拟器中，虚拟控制仪至少与同样存在于模拟器中的模拟环境相互作用。相互作用通过经由虚拟控制仪的软件组件的所述至少一个外部数据接口和模拟环境的数据接口交换数据而发生。虚拟控制仪的哪些软件组件提供外部数据接口取决于先前提到的软件层中的哪些映射在虚拟控制仪中。当在虚拟控制仪中仅映射有抽象的应用软件时，则应用软件的软件组件提供外部接口以用于模拟环境。而如果运行环境附加地也是虚拟控制仪的组成部分，则外部数据接口通过其供软件组件被提供。当(例如操作系统的或者基础软件组件的软件层的)位于还更深层的软件层被映射时，则这些软件组件提供外部数据接口以用于模拟环境。可看出的是，模拟环境必须根据模仿在虚拟控制仪中的软件组件相应地匹配于软件组件的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在模拟器中利用模拟环境(3)测试虚拟控制仪(2)的至少一部分的测试装置(1)，所述测试装置具有虚拟控制仪(2)和模拟环境(3)，其中，所述虚拟控制仪(2)包括至少一个带有至少一个外部数据接口(7)的软件组件(4、5、6)，其中，所述模拟环境(3)包括至少一个数据接口(8)以用于与所述虚拟控制仪(2)至少间接地进行数据交换，其特征在于，虚拟控制仪插脚单元(9)具有至少一个虚拟控制仪接口(10)并且借助于该虚拟控制仪接口(10)至少与虚拟控制仪(2)的软件组件(4)的外部数据接口(7)连接，所述虚拟控制仪插脚单元(9)具有至少一个模拟环境接口(11)并且借助于该模拟环境接口至少间接地与模拟环境(3)的数据接口(8)连接，所述虚拟控制仪插脚单元(9)具有至少一个虚拟控制仪插脚(12)，该虚拟控制仪插脚与要模拟的真实控制仪的物理接口的插脚通讯，其中，能通过虚拟控制仪插脚(12)传输虚拟的物理控制仪信号，该控制仪信号以数据形式将物理控制仪信号写在物理接口的对应的插脚上，并且虚拟影响单元(13)至少具有第一接口(14)和第二接口(15)并且借助于该第一接口(14)至少与控制仪插脚单元(9)的虚拟控制仪插脚(12)相连接并且利用该第二接口(15)与模拟环境(3)的数据接口(8)相连接，其中，所述虚拟影响单元(13)通过第一接口(14)和/或第二接口(15)输出受影响的虚拟的物理控制仪信号。...

【技术特征摘要】
2013.05.06 EP 13166604.2;2014.02.04 EP 14153755.51.用于在模拟器中利用模拟环境(3)测试虚拟控制仪(2)的至
少一部分的测试装置(1)，所述测试装置具有虚拟控制仪(2)和模
拟环境(3)，其中，所述虚拟控制仪(2)包括至少一个带有至少一
个外部数据接口(7)的软件组件(4、5、6)，其中，所述模拟环境
(3)包括至少一个数据接口(8)以用于与所述虚拟控制仪(2)至少
间接地进行数据交换，其特征在于，
虚拟控制仪插脚单元(9)具有至少一个虚拟控制仪接口(10)并
且借助于该虚拟控制仪接口(10)至少与虚拟控制仪(2)的软件组件
(4)的外部数据接口(7)连接，
所述虚拟控制仪插脚单元(9)具有至少一个模拟环境接口(11)
并且借助于该模拟环境接口至少间接地与模拟环境(3)的数据接口(8)
连接，
所述虚拟控制仪插脚单元(9)具有至少一个虚拟控制仪插脚
(12)，该虚拟控制仪插脚与要模拟的真实控制仪的物理接口的插脚
通讯，其中，能通过虚拟控制仪插脚(12)传输虚拟的物理控制仪信
号，该控制仪信号以数据形式将物理控制仪信号写在物理接口的对应
的插脚上，并且
虚拟影响单元(13)至少具有第一接口(14)和第二接口(15)
并且借助于该第一接口(14)至少与控制仪插脚单元(9)的虚拟控制
仪插脚(12)相连接并且利用该第二接口(15)与模拟环境(3)的数
据接口(8)相连接，其中，所述虚拟影响单元(13)通过第一接口(14)
和/或第二接口(15)输出受影响的虚拟的物理控制仪信号。
2.根据权利要求1所述的测试装置(1)，其特征在于，所述影
响单元(13)独立地提供受影响的虚拟的物理控制仪信号、特别是在
没有来自模拟环境(3)的信息的情况下，并且通过第一接口(14)将
受影响的虚拟的物理控制仪信号传输到虚拟控制仪插脚单元(9)上。
3.根据权利要求1或2所述的测试装置(1)，其特征在于，所
述影响单元(13)基于来自模拟环境(3)的信息来计算受影响的虚拟
的物理控制仪信号并且将其通过第一接口(14)传输到虚拟控制仪插
脚单元(9)上。
4.根据权利要求1至3之一所述的测试装置(1)，其特征在于，
所述虚拟影响单元(13)从虚拟控制仪插脚单元(9)接收虚拟的物理
控制仪信号，并且由所接收的虚拟的物理控制仪信号来计算受影响的
虚拟的物理控制仪信号，特别是所述受影响的虚拟的物理控制仪信号
通过第二接口(15)输出到模拟环境(3)上。
5.根据权利要求1至4之一所述的测试装置(1)，其特征在于，
所述虚拟影响单元(13)连接在虚拟控制仪插脚单元(9)和模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·L·弗兰岑，K·克吕格尔，
申请(专利权)人：帝斯贝思数字信号处理和控制工程有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE