Virtuelle Testumgebungen
Kapitel 4 beschreibt die unterschiedlichen virtuellen Testumgebungen, die in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen. Nach einer allgemeinen Einführung in Testumgebungen stellt es die Unterschiede zwischen Closed- und Open-Loop-Systemen dar. Danach vertieft es die Charakteristika virtueller Testumgebungen wie MiL (Model-in-the-Loop), SiL (Software-in-the-Loop) und HiL (Hardware-in-the-Loop). Abschließend erfolgt ein Vergleich der unterschiedlichen virtuellen Testumgebungen und ihrer Einsatzgebiete bei der Produktentwicklung.
Testansätze und Testverfahren
Kapitel 5 erklärt spezielle Testansätze und Testverfahren, die in der Automobilindustrie eingesetzt werden, und zeigt ihre Anwendung anhand von Beispielen auf. Im Softwaretest sind Testansätze von genereller Natur und repräsentieren prinzipielle Vorgehensweisen und Theorien zur Lösung von Testaufgaben. Im Gegensatz dazu sind Testverfahren konkrete Vorgehensweisen und Techniken zur Lösung von Testaufgaben. Hierzu zählen Verfahren sowohl für statische als auch für dynamische Tests. Bei den statischen Testverfahren liegt der Fokus auf der Codeanalyse nach MISRA-C sowie auf den Qualitätsmerkmalen für das Review von Anforderungen. Bei den dynamischen Testverfahren wird insbesondere auf die Testverfahren eingegangen, die die ISO 26262 empfiehlt. Hierzu gehören beispielsweise modifizierte Bedingungs-/Entscheidungstests (MC/DC-Test), Back-to-Back-Tests und Fehlereinfügungstests. Darüber hinaus zeigt Kapitel 5 auf, wie eine Auswahl der Testverfahren in einem konkreten Projektkontext erfolgen kann.
Anhang
Beim Schreiben des Buches hat der eine oder andere Autor Inhalte entwickelt, die die Hauptkapitel des Buches sprengen würden. Da es sich aber um wertvolle Informationen handelt, sind diese Inhalte im Anhang zu finden. Beispielsweise die Zusammenfassung aller Bände der ISO 26262, inkl. einer Aussage zu den Neuerungen in der Version von 2018.
Beispiele
Um dem Leser das Verständnis für die Inhalte zu erleichtern, haben wir das Projekt ULV des Fahrzeugherstellers Bavarian Electric Cars (BEC) als durchgängiges Beispiel eingeführt (siehe Abschnitt 1.3). Wo möglich und sinnvoll, stellen die einzelnen Abschnitte im Buch einen Bezug zu dem Beispielprojekt her. Dies soll dem Leser das Verständnis der Inhalte und den Transfer auf den Projektalltag erleichtern.
1.3Einführung in das Beispielprojekt
Ein durchgängiges Beispiel soll in diesem Buch zum besseren Verständnis der Inhalte beitragen. Alle Beispiele sind im Buch grau hinterlegt:
Beispiel Tempomat
Bei der zu entwickelnden Tempomatfunktion handelt es sich um einen reinen Geschwindigkeitsregler, nicht um einen Abstandsregeltempomaten.
1.3.1Projekthintergrund
Systemlieferant Eddison Electronics
Dreh- und Angelpunkt des Beispielprojekts ist die Firma Eddison Electronics. Eddison Electronics ist ein mittelständisches Unternehmen, das sich auf elektrische Antriebe für Kraftfahrzeuge spezialisiert hat. Der Fahrzeughersteller Bavarian Electric Cars (BEC) hat Eddison Electronics beauftragt, den elektrischen Antriebsstrang für ihr neues Stadtfahrzeug Urban Lite Vehicle (ULV) zu entwickeln. Eddison Electronics hat in diesem Projekt die Rolle des Systemlieferanten (Tier-1) und entwickelt für BEC den kompletten elektrischen Antrieb – einschließlich damit verbundener Funktionen, wie Antriebsschlupfkontrolle oder Tempomat. Abbildung 1–1 zeigt, für welche Umfänge des Fahrzeugs Eddison Electronics zuständig ist.
Abb. 1–1 Umfänge der Firma Eddison Electronics (EE) am Projekt ULV
1.3.2Aufbau des Systems
Der Antriebsstrang des ULV besteht aus dem E/E-Antriebssystem und den rein mechanischen Umfängen, wie Getriebe und Differenzial. Das E/E-Antriebssystem umfasst den Elektromotor, die Leistungselektronik (Inverter), den Hochvoltspeicher und die Steuergeräte für Leistungselektronik und Elektromotor. Sie sind in das elektrische Bordnetz und die Bussysteme des Fahrzeugs (u.a. CAN) eingebunden. Die Steuergeräte sind moderne Plattformsteuergeräte. Hardware und Software werden von Eddison Electronics selbst entwickelt.
Abbildung 1–2 zeigt die Struktur des Antriebsstrangs bis hin zu den Softwarekomponenten, aus denen die Software der beiden Steuergeräte besteht. Für die Beispiele in diesem Buch sind speziell die Strukturelemente mit Softwareanteil relevant. Sie sind in der Abbildung grau eingefärbt.
Abb. 1–2 Struktur des elektrischen Antriebsstrangs
Feature Tempomat
Da der gesamte elektrische Antriebsstrang sehr umfangreich ist, konzentrieren sich die Beispiele im Folgenden auf das Feature Tempomat. BEC hat den Tempomaten zu Projektbeginn grob beschrieben:
Es handelt sich um einen reinen Geschwindigkeitsregler, nicht um einen Abstandsregeltempomaten.
Die Geschwindigkeitsregelung erfolgt ausschließlich über den elektrischen Antrieb. Ein Bremseingriff durch den Tempomaten ist nicht vorgesehen.
Der Fahrer kann den Tempomaten über das Multifunktionslenkrad aktivieren und deaktivieren. Beim Aktivieren stellt er die Wunschgeschwindigkeit ein. Während der Tempomat aktiv ist, kann er die Wunschgeschwindigkeit ändern.
Eine Betätigung des Fahrpedals über die aktuell eingestellte Wunschgeschwindigkeit hinaus (z.B. zum Beschleunigen) unterbricht die Geschwindigkeitsregelung des Tempomaten. Sobald die Fahrpedalstellung wieder unter diesen Wert fällt, nimmt der Tempomat die Geschwindigkeitsregelung wieder auf.
Eine Betätigung der Bremse durch den Fahrer deaktiviert den Tempomaten sofort.
Aus Komfortgründen ist die Beschleunigung durch den Tempomaten auf 4 m/s2 limitiert.
Eddison Electronics hat anhand der Beschreibung von BEC eine Systemanforderungsspezifikation verfasst (siehe Anhang D) und auf dieser Basis eine funktionale Systemarchitektur