HiL-Selbsttest: Automatische Validierung von HiL-Systemen
Hardware-in-the-Loop(HiL)-Simulatoren haben die anspruchsvolle Aufgabe, elektronische Fahrzeugsteuergeräte zu testen und somit ihre zuverlässige Funktionsweise sicherzustellen. Entsprechend komplex sind die HiL-Systeme selbst, von denen eine hohe Genauigkeit bei den Ein- und Ausgangssignalen für präzise Testergebnisse erwartet wird.
Eine Validierung der Funktionalität des HiL-Systems vor dem Start einer Testreihe ist damit unerlässlich und dient der Qualitätssicherung. Darüber hinaus ist die belegbar korrekte Funktionsfähigkeit eines Prüfsystems auch relevant im Zusammenhang mit Vorgaben zur Funktionalen Sicherheit.
Funktionsweise eines HiL-Selbsttests
Die HiL-Simulatoren aus der NovaCarts-Familie von MicroNova verfügen über diverse Kanäle für elektrische Anregungen und Messungen. Diese werden bei einem Selbsttest auf Funktion und Einhaltung der Genauigkeit geprüft. Bei der Validierung von Steuergeräten werden in der Regel Testautomatisierungslösungen zur Effizienzsteigerung verwendet, z. B. EXAM.
Das gleiche Vorgehen kommt in der HiL-Validierung zum Einsatz. Das bietet den Vorteil, dass der Selbsttest in die Test-Suiten der bestehenden Automatisierung integriert werden kann. Die Ergänzung individueller Spezialtests ist somit einfach und auch für den Anwender selbst realisierbar.
Der Umfang eines Selbsttests variiert je nach Testanforderung und lässt sich in sechs Validierungsszenarien gliedern:
- Quicktest
- Grenzwerttest
- Rampentest
- Volltest
- Kalibrierungstest
- Qualifizierungstest
Alle in den genannten Validierungsszenarien enthaltenen Tests lassen sich separat durchführen oder in einer eigenen Konfiguration zusammenstellen – je nach gewünschtem Fokus und Reporting.
Quicktest
Der Quicktest ermöglicht eine schnelle Prüfung aller im HiL-System verbauten Kanäle zur Ansteuerung sowie Rückmessung der Steuergeräte-I/Os. Dieser einfache Check der grundsätzlichen Funktionsfähigkeit des Systems ermöglicht dem Testverantwortlichen eine Beurteilung der Einsatzbereitschaft des Prüfstands. Ein Quicktest wird üblicherweise nach Umbauten der Steuergeräte oder vor Tests mit sehr langer Laufzeit durchgeführt. Sein Fokus liegt auf einer schnellen Aussagefähigkeit über den grundsätzlichen Systemzustand.
Grenzwerttest
Dieser Test erweitert den Umfang des Quicktests um eine Überprüfung der Grenzwerte der Kanalspezifikationen. Das hat eine längere Laufzeit zur Folge, im Gegenzug steigt die Aussagekraft. Kundenspezifische Anpassungen lassen sich durch die Consultants von MicroNova oder den Auftraggeber selbst umsetzen.
Rampentest
Der Rampentest umfasst alle Überprüfungen des Quick- und Grenzwerttests. Zusätzlich zu den Grenzwerten der Kanäle wird der im Datenblatt definierte Wertebereich mit zuvor festgelegten Stützstellen getestet. Dabei wird das geforderte Verhalten der Slew Rate einzelner Signale nachgewiesen. Individuelle Kundenanforderungen, wie eine geringere Bandbreite oder Auflösung, lassen sich auch hier umsetzen.
Volltest
Im Volltest werden die Wertebereiche der Kanäle vollständig abgetastet. Das ermöglicht eine umfangreiche Prüfung der Auflösung sowie der Slew Rate. Zudem werden verschiedene Signale miteinander kombiniert, um eine Querbeeinflussung untereinander zu prüfen und zu dokumentieren.
Kalibriertest
Der Kalibrierungstest nutzt die Informationen aus dem Volltest, um möglichst viele Daten für eine Kalibrierung des überprüften HiL-Systems zu erzeugen. In welchem Umfang dies möglich ist, hängt von der zur Verfügung stehenden Messtechnik und den Anforderungen an die Kalibrierung ab.
Qualifizierungstest
Der Qualifizierungstest bildet die Königsdisziplin: Alle Tests der zuvor beschriebenen Validierungsszenarien kommen hier zum Einsatz. Das Resultat ist ein automatisch generierter Qualifizierungsbericht, der für die Nachweiserbringung im Assessment nach ISO 26262 genutzt werden kann.
Alle genannten Systemtests können wahlweise mit verschiedenen bereits vorhandenen oder im HiL-System enthaltenen Messmitteln durchgeführt werden. Auf Wunsch lässt sich über eine zusätzliche Schnittstelle auch externe Mess-Hardware anschließen, die unabhängige Werte liefert.
Die Berichte der einzelnen Validierungsszenarien werden automatisch erzeugt und im jeweiligen Testdaten-Management-System des Auftraggebers abgelegt oder lassen sich in verschiedenen Formaten exportieren.
