用于测试机电系统的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种计算机实现的用于通过借助与真实的和/或虚拟的机电系统相互作用的测试环境的测试来测试机电汽车系统的真实和/或虚拟部分或其它真实的和/或虚拟的机电系统的方法,所述方法包括在不同的实施条件时具有测试的不同测试情形的测试系列，其中所述实施条件以测试配置来确定，根据所述机电系统的功能的评估给测试情形和测试配置的每个组合配属一组预定义的测试状态值之一，至少一次地确定：测试情形?配置矩阵中的至少一个所述状态值中的相对测试覆盖率，和/或至少一个所述状态值的测试覆盖率关于测试情形和/或配置的相对提升潜力。本发明还涉及一种相应的计算机程序产品和一种用于控制相应测试的基于计算机的系统。
【专利说明】
用于测试机电系统的方法和系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种计算机实现的用于通过借助与真实的和/或虚拟的机电系统相互作用的测试环境的测试来测试真实的和/或虚拟的机电汽车(AutomotiV)系统或其他真实的和/或虚拟的机电系统的方法，其中，所述方法包括在不同的实施条件时具有测试的不同测试情形(测试种类)的测试系列，其中，所述实施条件以测试配置来确定。本发明还涉及一种相应的计算机程序产品和一种相应的用于控制相应测试的基于计算机的控制系统。
【背景技术】
[0002 ]在机电系统、例如控制设备和所述控制设备的软件的开发过程的范畴内产生多种数据。在每一次测试实施中，除测试情形以外也产生测试结果。管理测试情形的任务已经更长时间地存在。通过在标准化和认证的领域中的当前开发产生以下标准:其为了测试证明目的使测试结果的管理更强烈地引起重视。
[0003]测试实施越来越成为该过程中的“瓶颈”。这由于硬件在环仿真器(HIL)上的复杂的测试环境并且由于多次测试是非常耗费时间的。由于越来越多的用于当前开发项目中的最终产品(例如车辆)的组合可能性(变型)，所以实施具有每种环境状况(变型配置)的所有测试情形在实际上变得越来越困难。此外，提出对于“智慧”选择要实施的测试情形和环境状况的组合可能性的问题。
[0004]由于大量的测试情形，所以由制造商实施每一个测试情形就已经是困难的。如果现在想要附加地对测试环境的所有组合进行测试，则产生巨大的财力和时间上的耗费。首先，时间方面通常导致负责的测试管理者根据其经验为测试选择各个组合。在此不可避免地要忍受所出现的“空隙”。在此，缺少对根据环境状况所实施的测试的适合的概览。在这种情形中，目标是了解所述“空隙”。其用于报告测试进度并且因此软件的成熟程度。此外，缺少适合的模块来确定有效的环境状况和环境组合。
[0005]因此，在实施测试之前，必须进行多次确定，以便明确地(eindeutig)并且因此也可复现地确定所述测试。其中包括通过硬件和软件准确确定待测系统(SUT:System underTest)。必须确定，应测试仅单个的组件还是相关联的系统，并且为此确定相应的硬件及其电路连接以及确定一个或多个软件版本及其具体参数化。此外，需要明确确定测试环境。这以测试的实施环境开始。在此，可以实施离线模拟、硬件在环测试(HIL)或者在“真实”条件下(例如在车辆中)的测试。此外要确定，应当手动地还是自动化地实施所述测试并且确定相应的指示(例如流程计划或测试实现)。在该指示中，对于同样的要测试的事实情况也可以存在不同的版本或实施方式。
[0006]这些对于测试需要的确定中的多个确定存在本身决定的或彼此排除的相关性。因此，例如对于HIL测试而言需要具体的物理存在的控制设备(硬件)，而对于在PC上模拟而言算法(纯软件)可能是足够的。相应地，自动化地实施HIL系统测试，而在真实车辆中的测试需要手动的实施。
[0007]所述完整的配置及其内部相关性的一部分以变型模型的形式存在。在此，(通常)从产品出发的变型决定视为变型点。附加地，如以上所描述的那样，对于测试需要另外的、通常没有在变型模型中呈现(abbilden)的信息。关于可能的配置及其相关性的所有所述信息可能不再手动地或借助简单的手段、例如表格被有效管理。因此，所述信息通常存储在数据库中并且通过专门为测试的管理所设计的计算机处理和分析处理。
[0008]由于“完整的”且允许的各测试配置的不清楚的集合，所以在手动上不再能够根据客观标准来选择在测试时引起最大可能进度的测试和测试配置。因此，对一个或多个之后要实施的测试配置的决定通常在单独的步骤中进行。因此，例如首先确定SUT，随后确定测试环境，然后确定实施方法(手动地或自动地)，并且最后确定变型配置(可能在多个步骤中)。通过每一个所述步骤，通过过滤来进一步限制可能的测试配置的选择。因此，仅仅对于所有可能的测试配置的子集作出在要选择的测试配置方面的决定并且绝不比较所有的测试配置。
[0009]现在，问题在于以相应统一的形式显示测试进度和资源并且将它们彼此关联。
【发明内容】
[0010]本发明所基于的任务在于，说明以下措施:借助所述措施在测试时实现尽可能大的连续的进度。
[0011]根据本发明，所述任务的解决方案通过独立权利要求的特征实现。本发明的有利的实施方案在从属权利要求中说明。
[0012]在根据本发明的用于借助与机电系统相互作用的、在不同的实施条件时能够实现测试的不同测试情形(测试种类)的测试环境来测试机电系统的方法中规定，所述实施条件以测试配置来确定，并且其中，根据机电系统在相应的测试时的功能的评估给测试情形和测试配置的每个组合配属一组预定义的测试状态值中的一个测试状态值。在此，为了测试系列的其它计划、实施和/或评估，至少一次地确定:(i)所得出的测试情形-配置矩阵中的各状态值中的至少一个状态值的相对的测试覆盖率，和/或(ii)各状态值中的至少一个状态值关于测试情形和/或关于配置的测试覆盖率的相对的提升潜力。现在，通过测试覆盖率和提升潜力的确定以有利的方式得出用于系统地实施一个或多个测试系列的标准。所述测试方法的期望目标是，关于测试情形和测试配置的组合以尽可能高的(相对)测试覆盖率、即尽可能以I或100%的相对的测试覆盖率来结束测试。
[0013]为了更好地理解概念“相对测试覆盖率”和“相对提升潜力”以及所述概念与测试情形-配置矩阵中的测试状态值的关系，在此处给定一些解释性示例:
[0014]测试状态值(对于所述测试状态值确定相对的测试覆盖率和/或测试覆盖率的相对的提升潜力)优选是期望的测试状态值、即相应于机电系统的期望测试状态的测试状态值。在最简单的情形中得到以下两种状态值:描述期望测试状态“测试成功”的第一测试状态值+和说明在测试时没有达到期望状态的第二测试状态值_/0。在稍微区别的情形中得到以下三种测试状态值:“测试成功” =+、“测试不成功” =_以及“没进行测试” =Oo
[0015]对于第二情形，得出用于相对的测试覆盖率和测试覆盖率的相对的提升潜力的计算规则的以下具体公式:
[0016]-测试覆盖率={Σ (TS = + )}/{ Σ (Τ8 = + )+Σ (TS = -)+Σ (TS = o) }；
[0017]-测试覆盖率={G1*S(TS = + )}/{61*Σ (TS = + )+G2*2 (TS = _)+G3*2 (TS = o)};
[0018]-提升潜力={Σ (TS = _)+2 (TS = o)}/{ Σ (TS = + )+Σ (TS = -)+Σ (TS = O)}以及
[0019]-提升潜力={G2*2 (TS = _)+G3*2 (TS = o)}/{Gl*2 (TS = + )+G2*2 (TS = _)+G3*Σ (TS = o)}
[0020]其中，TS =测试状态，而Gn =权重。
[0021]有利地规定，为了确定所述相对的测试覆盖率和/或所述相对的提升潜力总是仅仅考虑由测试情形和测试配置组成的每个组合的最后实施的实施的测试状态值。这尤其对于迭代的方法是有利的。
[0022]根据本发明的一种有利的实施方式规定，
[0023]在确定测试覆盖率的相对的提升潜力随后的测试系列是按照测试情形和/或测试配置的如下测试系列，其中存在关于期望的状态值+、_、0的提升潜力，和/或，
[0024]当所得到的测试情形-配置矩阵中的期望的状态值+、-、0的相对的测试覆盖率已达到值1( = 100%)或已达到小于I的预给定的相对的测试覆盖率阈值时，结束机电系统的测试。备选于完全的测试覆盖率，可以定义测试覆盖率阈值，所述测试覆盖率阈值说明预定义的足够的测试覆盖率。
[0025]如果关于测试情形和/或测试配置多次得出提升潜力，则优选规定:在确定测试覆盖率的相对的提升潜力随后的测试系列是按照所述测试情形和/或测试配置的如下测试系列，其中关于所述期望的状态值+、-、0的提升潜力是最大的。通过所述选择应当尽可能快速地实现尽可能高的测试覆盖率。
[0026]尤其是应当仅考虑由测试情形和测试配置组成的、允许的或完全可能的组合。在测试的这样的实施方案中，测试状态X= “测试不允许”或“不能实施测试”变得多余。
[0027]根据本发明的另一有利实施方案，与机电系统相互作用的测试环境由模拟器、尤其是硬件在环模拟器来模拟。这种模拟器由现有技术已知。所述模拟器可以创造测试环境，在所述测试环境中可以在不同的实施条件时实现测试的不同测试情形。
[0028]根据本发明的又另一有利实施方案规定，所述测试配置通过至少一个物理技术上的参数(T1、T2、T3)确定实施条件。
[0029]在此尤其是规定，所述参数的参数种类来自参数种类的以下列表:路程S、速度V、加速度g、时间段t、力F、压力P、转矩N、电压U、电流1、功率P和温度T。
[0030]根据本发明的一种有利的实施方案规定，
[0031]-预给定测试、参数、测试配置和/或测试状态的权重，并且
[0032]-用于相对的测试覆盖率和测试覆盖率的相对的提升潜力的计算规则附加地与相应的权重有关。
[0033]根据本发明的计算机程序产品构造用于实施以上所描述的用于测试真实的和/或虚拟的机电汽车系统或其它真实的和/或虚拟的机电系统的方法。
[0034]在根据本发明的基于计算机的用于借助与机电系统相互作用的测试环境来控制机电汽车系统或其它机电系统的测试的控制系统中规定，所述控制系统适于或设置用于实施根据以上所述的方法的测试。
【附图说明】
[0035]以下参照附图根据优选实施方式进一步阐述本发明。
[0036]图中:
[0037]图1示出用于借助根据本发明的一种优选实施方式的方法测试机电系统的测试结构；
[0038]图2示出表格，所述表格针对机电系统的借助在图1中示出的测试结构示出测试状态值对于由测试情形及其配置组成的矩阵的配属。
【具体实施方式】
[0039]图1示出用于测试机电系统(“待测系统(systemunder Test)” =SUT) 12的测试结构10的简单示例的示意图，所述机电系统包括系统的硬件、即控制设备以及(未示出的)相应的在所述控制设备上实施的软件。所述测试在具有模拟计算机的硬件在环模拟器(HIL)14上借助在所述模拟计算机上运行的测试自动化软件实施。所述模拟计算机模拟待测试的机电系统12的环境、即所述机电系统的测试环境16。在所示出的示例中，待测试的机电系统12是具有用于轿车(PKW)或其他车辆的车窗玻璃升降器的控制设备的汽车系统18。借助模拟计算机14以及测试自动化软件使控制设备模拟系统“车窗玻璃升降器”的操控信号(信号20)以及反应。机电系统的测试的计划、实施和评估例如通过与模拟计算机14连接的具有人机接口的计算机22来实现，所述人机接口例如是显示器24和输入单元26—一例如键盘、鼠标、轨迹球等。
[0040]在此所提出的解决方案的基础是测试情形和结果(部分与变型模型相关)的恒定的数据库。在此，一方面涉及显示器件，另一方面涉及由所述显示/关系的计算和自动推导，其结果然后回流到测试过程中。按照这种方式，能够实现关于当前测试进度和测试覆盖率的可视化和说明。此外，可以从所述数据出发确定以下提议:所述提议可能给未来的测试实施引起对数据库并且因此潜在地对最大的测试进度的最大影响。
[0041]可以计算并且显示不同配置的测试进度。为此，根据本发明使用整个数据库并且根据预给定的度量(Metrik)确定可能的测试进度。通过优先级的确定可以使所述度量与测试项目的需求相匹配。
[0042]为了确定普遍对于测试配置必需的资源，首先需要将这些资源置于统一格式，为了数学上的相互联系的目的。在此，也可以类似于优先级地给每个资源分配一个抽象的参量“耗费”。
[0043]因此，优先级和耗费抽象地呈现支持和反对时间上靠近的(zeitnah)测试实施的理由。如果将优先级和耗费的比例用作测试和测试配置的权重，则得到对于决定要以何种测试配置何时实施何种测试的客观基础。
[0044]现在，为了测试具有软件的、用于电气车窗玻璃升降器以打开和关闭PKW的窗的控制设备12的功能，得到以下简单的测试计划。
[0045]在示例中，出于简单性仅仅选择以下两个测试情形TCl、TC2:
[0046]1.TC1:打开窗(信号“关闭窗” Tl秒，信号“打开窗” T2秒，等待T3秒，询问“窗完全打开?，，)
[0047]2.TC2:关闭窗(信号“打开窗” Tl秒，信号“关闭窗” T2秒，等待T3秒，询问“窗完全关闭?，，)
[0048]对于测试管理而言，不是所有的测试的细节都是重要的。在该示例中从以下出发:作为测试配置(参见以下)的部分，仅仅参数T1、T2和T3对于测试管理是重要的。此外，出于简单性也仅仅考虑以下两个测试配置:
[0049]1.Confl: SUT包括具有SW的ECU，对于该测试实施而言将HIL模拟器A和测试自动化工具8用作实施环境，所述测试使用参数组(:(1'1 = 158，了2 = 38，了3 = 208)
[0050]2.Conf 2: SUT包括具有SW的ECU，对于该测试实施而言将HIL模拟器A和测试自动化工具B用作实施环境，所述测试使用参数组D( Tl = 15s，T2 = 2s，T3 = 20s)
[0051]因此，仅仅在所使用的参数、即参数T2方面，测试配置有所区别。尽管如此，但还是以此得到两个不同的测试配置Conf 1、Conf2。
[0052]现在，按照最后的测试结果(如果存在)，给每个测试情形-测试配置组合配属一个测试状态。对于每个组合，得到根据以下配属的测试状态和表格式示图:
[0053].实施具有肯定的结果的测试—“+”
[0054].实施具有否定的结果的测试
[0055]?没有进行测试—V’
[0056]在该示例中，得到根据图2的表格。
[0057]对于关于所有测试状态的具有值“+”的测试状态的测试覆盖率而言得出:
[0058]测试覆盖率=1/(1+1+2) = 1/4 或 25%
[0059]对于提升潜力而言，相应地得出:
[0060]提升潜力(Confl)= 1/4 或 25%
[0061 ]提升潜力(Conf2)=2/4 或 50%
[0062]提升潜力(TCl)= 1/4 或 25%
[0063]提升潜力(TCl)=2/4或 50%
[0064]附图标记列表
[0065]测试结构10
[0066]控制设备12
[0067]硬件在环模拟器(HIL)14
[0068]测试环境16
[0069]汽车系统18
[0070]信号20[0071 ] 计算机 22
[0072]显示器24
[0073]输入单元26
[0074]测试情形TC1、TC2
[0075]测试配置Confl、Conf2
[0076]配置参数组T1、T2、T3
[0077]测试状态值+、-、〇
【主权项】
1.计算机实现的用于通过借助与真实的和/或虚拟的机电系统(12，18)相互作用的测试环境(16)的测试来测试真实的和/或虚拟的机电汽车系统(18)或其它真实的和/或虚拟的机电系统(12)的方法，其中，所述方法包括在不同的实施条件时具有所述测试的不同测试情形(TC1，TC2)的测试系列，并且其中，所述实施条件以测试配置(Conn，Conf2)来确定，其中，根据所述机电系统(12，18)在相应的测试时功能的评估给测试情形(TCI，TC2)和测试配置(Confl，Conf2)的每个组合配属一组预定义的测试状态值( +，-，o)中的一个测试状态值，其中，为了测试系列的其它计划、实施和/或评估，至少一次地确定: 所得出的测试情形-配置矩阵(TCl，TC2; Conf I，Conf 2)中的所述状态值(+，_，ο)中的至少一个状态值的相对的测试覆盖率，和/或 所述状态值中的至少一个状态值的测试覆盖率关于测试情形(TCI，TC2)和/或关于配置(Confl，Conf2)的相对的提升潜力。2.根据权利要求1所述的方法，其中，为了确定相对的测试覆盖率和/或相对的提升潜力总是仅仅考虑由测试情形和测试配置(!'(:1，1^2;(:01^1，(:01^2)组成的每个组合的最后存在的实施的测试状态值(+，-，ο)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中， 在确定测试覆盖率的相对的提升潜力随后的测试系列是按照测试情形和/或测试配置的如下测试系列，其中存在关于期望状态值( +，-，o)的提升潜力，和/或 当所得到的测试情形-配置矩阵(TCl，TC2; Conf I，Conf 2)中的期望状态值(+，_，ο)的相对的测试覆盖率已达到值I或已达到小于I的预给定的相对测试覆盖率阈值时，结束所述机电系统(12)的测试。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在确定测试覆盖率的相对的提升潜力随后的测试系列是根据测试情形和/或测试配置的如下测试系列，其中关于所述期望的状态值( +，-，ο)的提升潜力是最大的。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，仅仅考虑由测试情形和测试配置(TCl，TC2;Confl，Conf2)组成的、允许的或完全可能的组合。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，由模拟器(14)、尤其是硬件在环模拟器来模拟与所述机电系统(12，18)相互作用的测试环境(16)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述测试配置通过至少一个物理技术上的参数(T1，T2，T3)来确定各实施条件。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述参数的参数种类来自参数种类的以下列表:路程、速度、加速度、时间段、力、压力、转矩、电压、电流、功率和温度。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中， 预给定所述测试、所述参数、所述测试配置和/或所述测试状态的权重，并且 用于相对的测试覆盖率和测试覆盖率的相对的提升潜力的计算规则附加地与相应的权重有关。10.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述机电系统(12，18)除硬件以外也包括软件。11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述测试系列期间重新参数化和/或重新配置所述机电系统(12，18)的软件。12.计算机程序产品，其构造用于实施根据权利要求1至11中任一项所述的用于测试真实的和/或虚拟的机电汽车系统(18)或其它真实的和/或虚拟的机电系统(12)的方法。13.基于计算机的控制系统(14，22)，其用于借助与所述机电系统(12)相互作用的测试环境(16)根据权利要求1至11中任一项所述的方法来控制机电汽车系统(18)或其它机电系统(12)的测试。
【文档编号】G05B23/02GK106054851SQ201610146563
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年3月15日 公开号201610146563.0, CN 106054851 A, CN 106054851A, CN 201610146563, CN-A-106054851, CN106054851 A, CN106054851A, CN201610146563, CN201610146563.0
【发明人】M·森夫
【申请人】帝斯贝思数字信号处理和控制工程有限公司