CN101441473B - 测试至少一个电子控制系统的测试设备以及操作测试设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测试至少一个电子控制系统(1)的测试设备(2)和用于操作测试设备的相应方法，其中具有一个可编址的物理存储器，测试设备(2)适合且被设置为通过数据通道与待测试的控制系统(1)建立连接。测试设备还适合且被设置为计算至少一个环境模型(21)和执行至少一个测试模型(22)。其中环境模型(21)可以通过环境模型变量来描述，环境模型变量按固定的物理地址存储在存储器的存储位置处。测试设备(2)还包括一个对应单元(23)，在该单元中以可读取的方式存储了所有或部分环境模型变量与存储器的相应物理地址之间的对应关系。

Description

测试至少一个电子控制系统的测试设备以及操作测试设备的方法

【技术领域】

本发明涉及一种测试至少一个电子控制系统、尤其是在车辆技术、特别是机动车技术中使用的控制单元的测试设备。本发明还涉及一种操作测试设备的方法。

【背景技术】

测试设备适合且被设置为通过数据通道与待测试的控制系统建立连接。此外在测试设备上还能计算环境模型和执行至少一个测试模型。执行期间环境模型可以通过将环境模型数据输出给控制系统和通过接收来自控制系统的控制系统数据，经由数据通道与控制系统交互作用。测试模型可以用于影响环境模型、影响环境模型的计算和/或影响电子控制系统。此外环境模型可以通过环境模型变量来描述，这些变量固定地、即以运行时不改变的物理地址存储在测试设备存储器的存储位置处。测试设备适合且被设置为用于更改环境模型变量。

申请号为06 018 945.3的欧洲专利申请中提到一种具有上述特征的测试设备。此外还提及了测试实际应用中各种形式的电子控制系统的方法和设备，这些方法和设备主更在电子控制系统开发方面的应用研究和工业开发中使用。在上述专利申请中把“控制系统”这一概念作为适用于可以基本满足测量、控制、调节和校准任务的技术装备的统称使用。通常情况下控制系统是指一种可控制的电子系统，在机动车技术领域中常常称为“控制单元”。“控制系统”这一概念不限于系统理论意义上定义的控制范畴。在一些实际应用中和这个专利申请中还将调节系统称为控制系统。需特别注意的是，与德语名词中规定的一样，在英文应用中通常不从系统理论角度来区分控制与调节的区别。

在开发针对实际应用、尤其是针对批量生产的控制系统时，需要或至少期望通过待控制或待调节的实际过程来验证所开发的控制系统。为此可以进行所谓的“硬件循环运行”测试(HIL测试)。在对申请号为06 018945.3的欧洲专利申请中所述测试设备进行HIL测试时，将所开发的控制系统与一个测试设备相连接。然后在测试设备上借助一个环境模型模拟待测试控制系统的功能环境。通过数据通道与控制系统建立连接的环境模型将环境模型数据输出给控制系统并接收来自控制系统的控制系统数据，从而使控制系统与虚拟环境交互作用。在申请号为06 018945.3的欧洲专利申请中给出了这种HIL测试的示例。

控制系统实际测试的目的是，以有针对性的方式通过同样在测试设备上运行的测试模型影响控制系统的环境模型。过去这种测试模型常常在一个独立的设备上运行，申请号为06 018945.3的欧洲专利申请首次提出测试模型和环境模型在相同的设备上、即在测试设备上运行。申请号为06018945.3的欧洲专利申请中首次说明了这种技术原理，其优点是可以实现测试的实时性。

过去测试模型常常不在测试设备上运行，而是在无法保证实时性的所谓配置设备上运行，根据申请号为06 018 945.3的欧洲专利申请，现在可以利用测试设备实现测试模型和环境模型的同步运行。

但是，在带来这种实时运行性优点的同时也有缺点：在目前已知的测试设备或测试设备和配置设备的布置结构中，可以在环境模型和测试模型运行期间通过测试模型、即从配置设备出发更改环境模型参数，即所谓的环境模型变量。为此测试模型可以直接访问环境模型变量。其原因是测试模型可以得到测试设备上环境模型变量存储区域的信息。因为配置设备上环境模型变量的物理地址已知且测试模型可以访问这些地址，所以测试模型可以通过环境模型变量的物理存储地址访问存储位置和更改这些存储位置的内容记录，从而导致环境模型变量更改。因为环境模型通常在配置设备上配置和汇编，就是说转换为机器可读代码形式的可执行程序，所以测试模型能够识别出环境模型变量的存储位置。汇编过程中确定并记录环境变量存储位置的物理地址，以后可以利用这些记录生成测试模型，或者运行期间测试模型可以解析这些信息。为此有关环境模型变量存储位置的记录存储在配置设备上。

因为根据申请号为06 018 945.3的欧洲专利申请中的技术原理测试模型也在测试设备上运行，而不是在配置设备上运行，所以无法通过环境模型变量的物理存储位置访问这些记录。

就是说，为了操纵环境模型变量，必须将测试模型可以访问环境模型变量的物理地址提供给测试模型。其实施方式是，在配置设备上生成测试模型时，测试设备的用户将环境模型变量的物理地址手动输入到测试模型内。此后测试模型单独针对环境模型进行匹配，其运行形式与测试设备内的形式相同。如果要在另一个平台上，例如带有其它过程类型或其它计算机结构的平台上运行环境模型，则进行环境模型汇编时将指定其它存储区域来存储环境模型变量。因此，使用不同于测试设备的其它平台时必须进行测试模型的匹配，尤其是要在测试模型内输入环境模型变量的物理存储地址。因此会造成获取测试模型内环境模型变量存储位置的物理地址时费力、麻烦且费时，同时导致测试模型的应用灵活性很差。

【发明内容】

本发明可以弥补这方面的不足。

本发明以这个问题为基础提出一种测试设备，在这种测试设备中测试模型可以在不必费力手动输入物理地址的情况下访问环境变量或环境变量的存储位置，以便更改环境变量。借此可以提供配置更简单且应用更灵活的测试模型。此外还提供一种经过改进的操作测试设备的方法，这种方法可以减少或避免由现有技术带来的上述缺点。

本发明中解决这个问题的方式是，测试设备包含一个对应单元，在该对应单元中以可读取方式存储了所有或部分环境模型变量、尤其是环境模型变量标识符与所属测试设备存储器物理地址之间的对应关系。因此在测试设备上环境模型变量或标识符与存储地址之间的对应关系是已知的。所以不再需要在测试模型内输入物理地址或者已知物理地址。测试模型只需识别出环境模型变量的标识符即可。此后测试模型可以访问所述对应单元，以便针对给定的环境模型变量或环境模型变量的标识符得到物理地址。

本发明中解决所述问题的另一种方式是，提供一种具有权利要求17所述特征的方法。

权利要求1所述测试设备或权利要求17所述方法的其它优选方案是从属权利要求的主题。

按照本发明，测试模型很适合且被设置为从对应单元中读取一个或多个环境模型变量与所属存储器物理地址之间的对应关系。测试模型也很适合且被设置为影响环境模型、影响环境模型的计算和/或影响电子控制系统而更改存储在物理地址下的环境模型变量数值。为此测试模型可以至少包含一项功能，借助该功能可以更改一个、多个或所有环境模型变量。借助该功能可以同时更改环境模型变量，就是说可以优选地依次更改环境模型变量，也可以在一个环境模型节拍内更改。借助环境模型模拟一个环境时，根据对试验提出的要求循环计算环境模型。例如在一毫秒的步长内循环计算一次环境模型。但是，根据实时性要求也可能需要以更短的循环周期执行环境模型计算。在环境模型变量可以更改的测试模型功能中可以提供一个环路，在该环路内为对应于环境模型变量的存储位置进行编址，以便更改环境模型变量的值。换句话说，在测试模型内可以提供例程，借助该例程可以依次为大量环境模型变量进行编址和更改。

根据本发明的测试设备的环境模型可以包括多个分配给环境模型变量的功能。此外也可以规定根据变量与环境模型功能的对应关系在所述对应单元内组织设置环境模型变量。因此可以在对应单元内直观地设置环境模型变量和环境模型变量的物理地址。

只要有层次地对环境模型的功能进行组织，就可以在所述对应单元内按组织层次设置环境模型变量，从而进一步提高了所述单元以及环境模型变量和物理地址在该单元内的设置的直观性。

环境模型变量通常带有一个标识符。这个标识符可以包含分配给环境模型变量的功能的名称。同样可以从这个标识符中得知分配给环境模型变量的功能在测试模型功能层次中的位置。

所述对应单元最好是一个文件，但是也可以使用其它已知方法和设备来存储数字数据，或者使用数据库或易失性存储器。

根据本发明的设备的测试模型适合且被设置为在测试模型运行时间开始时读取对应单元的记录并存储在分配给测试模型的存储区域内。因此测试模型可以快速访问环境模型变量的物理地址。

测试模型同样适合且被设置为在运行期间读取对应单元的记录并存储在分配给测试模型的存储区域内。

根据本发明的测试设备可以与一个配置设备、以及必要时与一个控制系统一起构成一个结构。在此配置设备适合且被设置为用于创建、更改和/或识别环境模型和/或测试模型。

该结构可以具有将测试设备与配置设备彼此连接的数据通道。

配置设备也适合且被设置为将一个或多个环境模型变量与存储器的相应物理地址之间的对应关系写入配置单元内和/或生成这个单元和/或将这个单元存储在测试设备上，以便在运行时间开始时或者在运行时测试模型能够访问这个单元。

配置设备也适合且被设置为影响环境模型和/或影响环境模型的计算和/或影响电子控制系统而分别更改存储在物理地址下的环境模型变量的数值，并且可以直接地或者在测试模型的介入下间接更改。

下面借助附图详细说明根据本发明的测试设备、控制系统和配置设备的结构的一个实施例。

【附图说明】

图1  是控制系统、测试设备和配置设备的结构的示意图，

图2  是测试设备的示意图，以及

图3  是对应单元的记录内容的示例。

【具体实施方式】

根据本发明的结构具有控制系统1、测试设备2和配置设备3。

控制系统1是如在机动车中使用的控制单元。这样的控制单元例如用于控制发动机。在此也可以用其它控制单元，例如空调设备控制单元替代控制系统1。控制系统1需借助测试设备2来测试，为此将控制系统通过双向接口与测试设备2相连接，从而可以将控制系统数据从控制系统1传输至测试设备2以及将数据从测试设备2反向传输至控制系统1。

测试设备2是主要有两个程序运行的计算机。其中一个程序是环境模型21，另一个程序是测试模型22。

环境模型21针对控制系统1模拟控制系统1的真实使用环境。真实使用条件通过环境模型21反映给控制系统1，由此可以借助环境模型21测试控制系统1。但是实际测试不是由环境模型21、而是由测试模型22执行的。申请号为06018945.3的欧洲专利申请中详细说明了测试模型22、环境模型21与控制系统1之间的相互作用关系。

通过双向接口与测试设备2相连接的配置设备3形成了该结构与用户之间的接口。用户可以通过配置设备3干预环境模型21、测试模型22和测试过程，也可以查看测试结果。

配置设备3的首要任务是，创建环境模型21或者使已准备好的环境模型21与待测试的控制系统1相适配。只要借助合适的软件创建了环境模型21，就可将环境模型21转换为机器可读的代码。此后将这个代码传输到以后执行环境模型21的测试设备2上。

以完全类似的方式在配置设备1上创建或共同存放待进行的测试，即测试模型22。同样借助合适的软件创建测试模型22并转换为机器可读的代码。也将这个代码传输到以后执行测试模型22的测试设备2上。

因此可以在环境模型21运行时更改不同的环境模型变量21，在配置设备上进行环境模型汇编期间可以将环境模型变量所存储的存储位置的物理地址存储在一个对应单元内，该对应单元用于使环境变量的可变标识符与环境变量的物理存储地址之间相对关系。这个单元以一个文件的形式存储在配置设备3上。为了能够借助测试模型22访问环境模型变量并在测试运行期间通过测试模型22对环境模型变量进行更改，测试模型22必须能够读取用于使变量标识符与储存地址之间相对应的对应单元23。因此，根据本发明，这个对应单元23也从配置设备3被复制到测试设备2上。这样运行时测试模型22就能够找出环境模型变量的存储地址。此后测试模型22可以直接访问变量值并进行更改。更改环境模型变量时测试模型22与环境模型21之间不必进行信息交换。

作为由测试模型22直接访问所存储的环境模型变量的替代方案，原则上也可以考虑将环境模型变量及其数值存储在一个或多个独立文件内，其中环境模型21和测试模型22都可以访问存储有环境模型变量的这些文件。因为这样的访问通常是写入和读取存储在文件内的环境模型变量，持续时间很长，所以选择了本发明提供的操作模式，其中测试模型22可以直接访问存储在环境模型21范围内的环境模型变量以进行操纵。

Claims (11)

1.一种用于测试至少一个电子控制系统(1)的测试设备(2)，

-其中测试设备具有可编址的物理存储器，

-其中测试设备(2)适合且被设置为通过数据通道与待测试的控制系统(1)建立连接，计算至少一个环境模型(21)并执行至少一个测试模型(22)，

-其中环境模型(21)能够通过将环境模型数据输出给控制系统(1)并通过接收来自控制系统(1)的控制系统数据，经由数据通道交互作用，

-其中测试模型(22)能够被执行以影响环境模型(21)、影响环境模型(21)的计算和/或影响电子控制系统(1)，

-其中环境模型(21)还通过环境模型变量来描述，所述环境模型变量利用可编址的物理存储器按固定的物理地址存储在存储位置处，

-其中测试设备(2)适合且被设置为用于更改所述环境模型变量，

其特征在于，

测试设备(2)包括对应单元(23)，在该对应单元中以可读取的方式存储至少一个环境模型变量与存储器的至少一个相应物理地址之间的对应关系，

测试模型(22)适合且被设置为从所述对应单元(23)中读取一个或多个环境模型变量与存储器的相应物理地址之间的对应关系，

测试模型(22)适合且被设置为影响环境模型(21)、影响环境模型(21)的计算和/或影响电子控制系统(1)而更改存储在所述物理地址下的环境模型变量的数值。

2.如权利要求1所述的测试设备，其特征在于，

测试模型(22)至少包含一项功能，以便更改一个或多个环境模型变量的数值。

3.如权利要求2所述的测试设备，其特征在于，

利用该功能能够同时、即在环境模型的一个节拍内更改多个环境模型变量的数值。

4.如权利要求2或3所述的测试设备，其特征在于，

该功能包含一个环路，在该环路内为至少一个分配给环境模型变量的存储位置进行编址。

5.如权利要求4所述的测试设备，其特征在于，

更改或覆盖已编址的存储位置的内容。

6.如权利要求1所述的测试设备，其特征在于，

环境模型(22)包括多个功能，这些功能被分配给环境模型变量并且根据变量与环境模型(22)的功能之间的对应关系在对应单元(23)内组织设置环境模型变量。

7.如权利要求6所述的测试设备，其特征在于，

环境模型(22)的功能分层次地组织，并且根据其组织情况将环境模型变量设置在对应单元(23)内。

8.如权利要求6或7所述的测试设备，其特征在于，

环境模型变量具有一个标识符，由该标识符得知对应于环境模型变量的功能。

9.如权利要求8所述的测试设备，其特征在于，

由所述标识符得知对应于环境模型变量的功能在功能层次中的位置。

10.包括测试设备(2)和配置设备(3)的结构，该结构适合且被设置为用于创建、更改和/或识别环境模型(21)、测试模型(22)、环境模型变量和/或测试模型数据，其特征在于，

所述测试设备(2)按照权利要求1至9中任一项构成；

该结构具有用于将测试设备(2)与配置设备(3)彼此连接的数据通道；

配置设备(3)适合且被设置为将一个或多个环境模型变量与存储器的相应物理地址之间的对应关系存储在对应单元(23)内；

配置设备(3)适合且被设置为影响环境模型(21)、影响环境模型(21)的计算和/或影响电子控制系统(1)而更改存储在所述物理地址下的环境模型变量数值；

配置设备(3)包括一个对应单元，在该对应单元中以可读取的方式存储所有或部分环境模型变量标识符与存储器的相应物理地址之间的对应关系。

11.用于操作测试至少一个电子控制系统(1)的测试设备(2)的方法，

-其中测试设备具有一个可编址的物理存储器，

-其中测试设备(2)适合且被设置为通过数据通道与待测试的控制系统(1)建立连接，计算至少一个环境模型(21)并执行至少一个测试模型(22)，

-其中环境模型(21)能够被执行以通过将环境模型数据输出给控制系统(1)并通过接收来自控制系统(1)的控制系统数据，经由数据通道交互作用，

-其中测试模型(22)能够被执行以影响环境模型(21)、影响环境模型(21)的计算和/或影响电子控制系统(1)，

-其中环境模型(21)还通过环境模型变量来描述，所述环境模型变量利用物理存储器按固定的物理地址存储在存储位置处，

-其中测试设备(2)适合且被设置为用于更改环境模型变量，

其特征在于，

对应单元(23)的配置设备(3)传输至少一个环境模型变量及与其相应的物理存储器地址，

测试模型(22)从对应单元(23)中读取一个或多个环境模型变量与存储器的相应物理地址之间的对应关系，

测试模型(22)影响环境模型(21)、影响环境模型(21)的计算和/或影响电子控制系统(1)而更改存储在所述物理地址下的环境模型变量的数值。

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