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Dokumentenidentifikation DE102005014213A1 27.10.2005
Titel Testverfahren und -anordnung für elektrische und elektronische Geräte, insbesondere Kfz-Einbaugeräte
Anmelder ServiceForce GmbH, 60326 Frankfurt, DE
Erfinder Breda, Matthias, 63069 Offenbach, DE;
Giebler, Hans-Jürgen, 61130 Nidderau, DE;
Güttler, Bernhard, 82205 Gilching, DE;
Otto, Klaus, 99817 Eisenach, DE
Vertreter Meissner, Bolte & Partner GbR, 80538 München
DE-Anmeldedatum 29.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005014213
Offenlegungstag 27.10.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.10.2005
IPC-Hauptklasse G01R 31/00
Zusammenfassung Testverfahren für elektrische und elektronische Geräte, insbesondere Kfz-Einbaugeräte, bei dem mindestens ein als Prüfling dienendes Gerät in einer Umwelttestumgebung mindestens einem voreingestellten, vom normalen Umgebungszustand abweichenden Umweltparameter ausgesetzt und mindestens eine technische Funktion des Prüflings geprüft wird, wobei die technische Funktion des Prüflings in der Umwelttestumgebung zeitgleich oder zeitlich überlappend mit der Beaufschlagung mit dem voreingestellten Umweltparameter, insbesondere als Online-Messung eines Funktionsparameters, auf optischem und/oder mechanischem und/oder akustischem Wege erfasst und gespeichert und/oder in Echtzeit ausgewertet wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Testverfahren für elektrische bzw. elektronische Geräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Testanordnung (Testplattform) zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ziel des Testens ist der Nachweis der funktionalen Korrektheit des Prüflings, was eine korrekte und vollständige Spezifikation des Testverfahrens voraussetzt. Das beginnt im allgemeinen bereits mit der Systemanalyse. Bekannte Testverfahren setzen in aller Regel lediglich nur auf den Testalgorithmus auf. Es wird häufig nur noch geprüft, ob dieser Algorithmus richtig funktioniert, nicht aber, ob die Testanforderungen richtig und widerspruchsfrei definiert wurden, und inwieweit diese Anforderungen korrekt auf die Algorithmen übertragen wurden.

In der Literatur wird zunächst zwischen Systemverifikation (korrekt im Sinne der Spezifikation) und Systemvalidation (praktischer Test in einer definierten Testumgebung) unterschieden. Die Erfahrung hat gezeigt, dass trotz erfolgreicher Verifikation auf die Validierung eines Systems nicht verzichtet werden kann.

Bei der Anwendungsentwicklung steht nach wie vor das dynamische Testen als ablaufbezogene Funktionstestung im Vordergrund. Der Prüfling wird untersucht, indem der Testalgorithmus gestartet und durch geeignete Eingaben (im wesentlichen seriell) systematisch auf Fehler untersucht wird. Dabei wird zwischen der Bildung von Äquivalenzklassen, der Grenzwertanalyse und der intuitiven Testfallermittlung unterschieden.

Bei der Bildung von Äquivalenzklassen reagiert der zu testende Prüfling bei allen Werten aus einer definierten Äquivalenzklasse gleich. Funktioniert der Prüfling mit einem Wert aus der Äquivalenzklasse fehlerfrei, so funktioniert es mit allen anderen Werten aus dieser Klasse ebenfalls korrekt. Durch dieses Verfahren lässt sich die Anzahl der erforderlichen Testfälle deutlich einschränken.

Die Grenzwertanalyse als Testverfahren setzt voraus, dass die Werte innerhalb einer Äquivalenzklasse sinnvoll geordnet werden können, zum Beispiel aufsteigend, absteigend, nach dem Wert oder der Zeit. Bei der Grenzwertanalyse wird nicht ein beliebiger Wert aus einer Äquivalenzklasse verwendet, sondern es werden gezielt Randwerte getestet. Erfahrungsgemäß tauchen hier am häufigsten Fehler auf. Im Gegensatz zur Äquivalenzklassenbildung kann man bei der Grenzwertanalyse auch aus der Betrachtung der Ausgabewerte Testdaten ableiten. Beim praktischen Test wird man sowohl aus dem gültigen wie auch aus dem ungültigen Wertebereich einen möglichst dicht an der jeweiligen Grenze liegenden Wert testen. Als Grenzwerte eignen sich Randwerte von Gültigkeitsintervallen, Maxima, Minima, Ausnahme- und Fehlerfälle.

Bei der intuitiven Testfallermittlung, die besonders kritische Fälle aus der Praxis testet, werden extrem große oder kleine Werte, absichtliche Fehlbedienungen und Testkombinationen, die bisher häufig zu Fehlern führten, getestet.

Oft hat man bei Testverfahren das Problem, dass man durch Testen nur die Abwesenheit bestimmter Fehler, nicht aber die völlige Fehlerfreiheit eines Produktes nachweisen kann. So sind automatisierte Testkonfigurationen bekannt, bei denen die Prüflinge losgelöst vom Systemverbund getestet werden und das restliche Gesamtsystem durch entsprechende Hilfsmittel simuliert werden kann. Neben dem normalen Funktionsablauf werden auch Fehlerfälle injiziert und überprüft, ob sich der Prüfling bei Abweichungen vom Regelfall korrekt verhält. Die Auswahl geeigneter Testdaten für Funktionstests ist deshalb besonders wichtig.

In der Regel unabhängig von diesen funktionalen Tests wird der Prüfling separaten Umwelttests unterzogen. Diese Tests umfassen insbesondere Klimatests, Tests der mechanischen Robustheit und Tests zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMI). Während der Beaufschlagung mit Umwelteinflüssen werden jedoch in der Regel keine funktionalen Tests durchgeführt, sondern erst im Anschluss daran wird erneut die Funktionalität des Prüflings untersucht.

Diese bekannte Strategie birgt entscheidende Nachteile in sich, denn Funktionsfehler, die nur in konkreten Wertekonstellationen der Umweltparameter auftreten, können nicht lokalisiert werden, das heißt, es fehlt der Bezug zwischen dem Fehlerbild und der Bestressung des Prüflings. Des weiteren hat die bekannte Vorgehensweise insbesondere bei komplexeren Testprogrammen erhebliche Nachteile unter Zeit- und Kostengesichtspunkten. Schließlich hat sich anhand des praktischen Betriebs von mit derartigen bekannten Verfahren getesteten elektrischen und elektronischen Geräten gezeigt, dass auch die Aussagekraft derartiger Testverfahren und -plattformen zu wünschen übrig lässt.

Aus der EP 1 111 398 A2 ist ein Verfahren zum Testen von elektrischen und elektronischen Geräten bekannt, bei dem ein solches Gerät in einer Umwelttestumgebung veränderlichen Temperaturen ausgesetzt und Strom- oder Spannungsänderungen in Abhängigkeit von der Temperatur erfasst werden. Hier erfolgt die elektronische Funktionsprüfung gleichzeitig mit der Beaufschlagung mit unterschiedlichen Temperaturen.

Aus der US 5,963,039 A ist ein ähnliches Testverfahren zur Testung der Zuverlässigkeit eines elektrischen oder elektronischen Gerätes auf elektrischem Wege bekannt. Auch hier wird das Gerät in einer speziellen Kammer unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt.

Aus der DE 100 32 451 A1 ist ein Verfahren zur Prüfung einer elektrischen Schaltungsanordnung unter Beeinflussung durch ein elektrisches Feld auf Störanfälligkeit gegenüber anderen Umwelteinflüssen (Feuchtigkeit bzw, chemischen Einflussgrößen) bekannt geworden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe der Bereitstellung eines verbesserten Testverfahrens sowie einer verbesserten Testplattform zugrunde, die insbesondere mit vergleichsweise niedrigen Kosten Umwelttest-Ergebnisse mit hoher Aussagekraft liefern.

Diese Aufgabe wird in ihrem Verfahrensaspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und in ihrem Vorrichtungsaspekt durch eine Testanordnung zu dessen Durchführung gelöst.

Die Erfindung schließt den wesentlichen Gedanken ein, unter bewusstem Abgehen von der bei der Klimatestung komplexer Geräte herrschenden Praxis Klima- und Funktionstests im wesentlichen zeitgleich (parallel) und unter Einschluss eines optischen und/oder mechanischen und/oder akustischen Erfassungsschrittes durchzuführen. Dies bedeutet, dass Grundfunktionen und relevante Funktionsparameter erfasst und ausgewertet werden, während das elektrische/elektronische Gerät oder die Gerätekombination (hier auch bezeichnet als "Prüfling") sich in einer bestimmten, "simulierten" Klimaumgebung befindet, d.h. aktuell einer klimatechnischen Testparameter-Konstellation ausgesetzt ist. Im gewissen Sinne kann man dabei auch, bezogen auf die Klimatest-Umgebung, von einem Online-Funktionstest sprechen. Es bedeutet weiter, dass – im Normalfall sicherlich zusätzlich zu herkömmlichen elektrischen Erfassungsschritten – optische bzw. mechanische bzw. akustische Mittel zur Beobachtung des Prüflings eingesetzt und diese auf nicht-elektrischem Wege gewonnenen Ergebnisse im Zusammenhang mit der Erfassung der Testparameter-Konstellation gespeichert bzw. in Echtzeit oder Quasi-Echtzeit ausgewertet werden.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt eine Protokollierung der Funktionstestdaten im Verlaufe eines zumindest abschnittsweise vorbestimmten Klimatest-Programmablaufes unter Einstellung eines aufgrund des erwarteten Geräteeinsatzes festgelegten Parameterprofils von Klimagrößen, wie Temperatur, UV-Einwirkung, Luftfeuchtigkeit, Niederschlagsmenge, Schadgaskonzentration oder Staubgehalt der Umgebungsluft. Speziell wird also jeweils für mindestens einen der relevanten Umweltparameter eine Wertemenge oder Verlaufskurve realisiert und mindestens ein bezüglich dieses Umweltparameters sensibler Funktionsparameter des Prüflings in seiner Abhängigkeit erfasst und protokolliert. Dabei kann – unter Bezugnahme auf die obigen allgemeinen Ausführungen zu Funktionstests – insbesondere gemäß den Prinzipien der Grenzwertanalyse und/oder der intuitiven Testfallermittlung vorgegangen werden.

Mit der Auswertung werden zeitabhängige Daten der Umwelttest-Umgebung einerseits und des Funktionstests andererseits miteinander korreliert, was zu erheblich erweiterten Aussagemöglichkeiten zum Umweltbezug der Gerätefunktionen führen kann.

In besonders bevorzugter Realisierungsform der Erfindung erfolgt eine Registrierung der relevanten Umweltdaten, insbesondere in Verbindung mit zugehörigen Busprotokollen der Testumgebungs-Steuerung und ggf. weiteren Softwareabläufen, im Ansprechen auf die Erfassung eines mindestens partiellen Ausfalls des Prüflings oder einer Schwellwertunter- oder -überschreitung eines relevanten Funktionsparameters beim parallelen Funktionstest. Dies erlaubt nicht nur die Herstellung eines konkreten Bezugs eines Funktionsfehlers zur aktuellen bzw. auslösenden Klimaparameter-Konstellation. Es ermöglicht letztlich auch die Ausführung eines spezifischen Testprogramms zur Reproduzierung des aufgetretenen Fehlers mit geeigneten Entwicklungswerkzeugen mit bisher unbekannter Zielsicherheit und Effizienz.

Zweckmäßigerweise werden beim erfindungsgemäßen Verfahrensablauf und -system vielsträngige und -schichtige Verknüpfungen zwischen der klimatechnischen Steuerung und/oder Messdatenerfassung einerseits und der funktionsbezogenen Ansteuerung des Prüflings und/oder der Messdatenerfassung an diesem vorkonfiguriert und in einer konkreten Testkonstellation dann aktiviert. Durch parallele Erfassung von Steuer- und Messgrößen auf mindestens einer Seite – bevorzugt auf beiden Seiten – des Testsystems lassen sich redundante Datensätze gewinnen, die für Verifizierungszwecke gut brauchbar sind.

Alternativ hierzu oder auch in Kombination hiermit kann das Verfahren so ablaufen, dass zu bestimmten Test- oder Funktionsparametern nur Daten aus ausgewählten Quellen (z.B. nur Steuer- bzw. Eingangsdaten auf der klimatechnischen Seite und nur Mess- bzw. Ausgangsdaten auf der Funktionstest-Seite) aktuell erfasst und korreliert werden. Auf diese Weise lassen sich aus einer vorkonfigurierten "universellen" Testplattform für eine Vielzahl konkreter Anwendungsfälle auch reduzierte spezifische Testplattformen und -verfahren aufbauen, die mit relativ geringem Aufwand alle im konkreten Testfall benötigten Ergebnisse liefern.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass Abschnitte des Testprogramms im Ansprechen auf die Erfassung spezifischer Funktionszustände oder Werte von Funktionsparametern, im Sinne von Verzweigungen, selektiv durchlaufen oder übersprungen werden, und zwar im wesentlichen ohne Eingriff durch einen Bediener. Insofern kann das vorgeschlagene Testsystem, über die Möglichkeit der automatischen Realisierung eines einzelnen ("eindimensionalen") Testablaufes hinaus, selbststeuernd arbeiten. Hiermit wird eine besonders zeit- und kostensparende Aufklärung des Bedingungsgefüges relevanter Funktionsausfälle oder -störungen des Prüflings und die Bereitstellung detaillierter Protokolldaten hierzu möglich.

Das vorgeschlagene Verfahren umfasst insbesondere Klimatests, mechanische Tests und/oder Tests zur elektromagnetischen Verträglichkeit; für spezielle Geräte bzw. Einsatzgebiete gehören hierzu aber auch Strahlungs-Tests unter Einsatz intensiver kurzwelliger Strahlung (Röntgen- bzw. &ggr;-Strahlung), Drucktests o.ä. Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass die Testplattform Einrichtungen zur Simulation der entsprechenden Umweltgrößen und vorzugsweise auch zu deren messtechnischer Erfassung und Kontrolle aufweist.

Eine zur Ausführung dieses Verfahrens geeignete Testanordnung zeichnet sich durch optische und/oder mechanische und/oder akustische Erfassungsmittel, etwa eine Digital- oder Videokamera bzw. eine Tasteranordnung oder ein Mikrofon, ggf. mit nachgeschalteter Tonaufzeichnungsanordnung, auf. Damit können (im Regelfall in Kombination mit bekannten elektrischen Erfassungsmitteln für wesentliche elektrische Kenngrößen des Prüflings) Funktionsparameter oder auch das äußere Erscheinungsbild und ggf. auch Abschnitte der Innenkonstruktion des Gerätes im Verlaufe der Beaufschlagung mit dem Umweltparameter oder mehreren Umweltparametern verfolgt werden. Gegenüber bekannten Testplattformen mit ausschließlich elektrischer Funktionsprüfung bzw. zeitlicher Trennung zwischen Beaufschlagung mit den Umweltgrößen und Funktionsprüfung bietet eine solche Anordnung die Möglichkeit, wesentlich differenziertere Prüfungsergebnisse zu gewinnen.

Wesentliche Aspekte vorteilhafter Ausführungen dieser Testanordnung ergeben sich in Analogie zu den vorbeschriebenen Verfahrensaspekten.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels (mit Modifikationen) anhand der Figuren. Von diesen zeigen:

1 eine illustrative Darstellung einer Konfiguration zur Testung elektronischer Einbaugeräte eines Kraftfahrzeugs am Beispiel eines Radios,

2 eine schematische Darstellung einer Testanordnung zum Prüfen elektronischer Einbaugeräte eines Kraftfahrzeugs und

3a und 3b ein Flussdiagramm eines Prüfvorganges mit dieser Testanordnung.

1 zeigt eine Anordnung von Prüflingen 1, 2 und 3, die simultan mit einer eindimensionalen Störgröße eines HF-Generators einer Umweltsimulationseinrichtung beaufschlagt wird. Die Prüflinge sind über ein serielles CAN-Bussystem mit den Funktionsprüfeinrichtungen verbunden. Durch die Funktionsprüfeinrichtungen simulierte Funktionen werden durch die Restbussimulationen soft- und hardwaremäßig (SW/HW) unterstützt. An den Prüflingen aufgenommene Daten werden über die zum seriellen CAN-Bussystem gehörende Rechnereinheit CAN-02 in Errorframes und DTC (Diagnostic Trouble Code) Events aufgenommen und abgelegt. Die Mess- und Überwachungskomponente umfasst die Audioüberwachung Audiocheck, die gemessene Audiosignale der Prüflinge aufnimmt und deren Zustandsänderungen in einem Datenspeicher ablegt.

2 zeigt einen Prüfling 1, 1', der sich aus einem Autoradio 2, 2', einem Navigationssystem 33', einem Bildschirm 44' und einem Telefon 5, 5' zusammensetzt, in einem Prüfraum 34. Hier sind neben dem Prüfling 1, 1' eine Funktionsprüfeinrichtung 6, eine Umwelt-Simulationseinrichtung 11 sowie eine Mess- und Überwachungseinrichtung 21 angeordnet.

Bei dem Prüfling 1, 1' handelt es sich zum Beispiel um ein besonderes Modell eines Autoradios, dass nur in Fahrzeuge eingebaut wird, die auch ein aufklappbaren Verdeck besitzen, da bei diesen Modellen die klimatischen Außenbedingungen eine besonders große Rolle spielen. Mögliche extreme Außenklimabedingungen, die durch Umwelt-Simulationseinrichtungen 11 erzeugt werden, sind hohe und niedrige Lufttemperaturen, hohe Luftfeuchte, Luftdruck, Schadgas, Staub, Sonne, Niederschlag, Vibrations- und Schockbelastungen sowie Elektromagnetische Verträglichkeitsbelastungen (EMV-Belastung). Diese unterschiedlichen klimatischen Bedingungen werden am Prüfling 1, 1' nachgestellt.

Die Funktionsprüfeinrichtungen 6 prüfen den Prüfling 1, 1' auf seine Funktionalität. Die Funktionsprüfeinrichtungen 6 umfassen die Zieländerung im Navigationssystem 7, einen Telefonanruf 8, den Verkehrsfunk empfangen 9 sowie den Neustart 10 des Prüflings 1, 1'.

Die Umwelt-Simulationseinrichtung 11 simuliert im Zusammenwirken eines Befeuchters 12, eines Heizers mit UV-Strahlern 13, einer Kältemaschine 14, einer Ventilator- und Vakuumpumpeneinheit 15, eines Niederschlagsverteilers 16, eines Schadgasverteilers 17, eines Staubverteilers 18, eines Schock- und Vibrationsgerätes 19 sowie einem elektromagnetischen Verträglichkeitsgerät 20 Störeinflüsse der Umwelt.

Die beschriebene Testanordnung im Prüfraum 34 wird durch eine Mess- und Überwachungsvorrichtung 21 ergänzt, die einen Feuchtemesser 22, einen Temperaturmesser 23, eine Audio- und Videoüberwachung 24, einen Luftdruckmesser 25, einen Schadgasmesser 26, einen Staubmesser 27, einen elektromagnetischen Verträglichkeitsmesser (EMV-Messer) 28 und einen Schock- und Vibrationsmesser 29 umfasst.

Die im Prüfraum 34 angeordneten Prüflinge 1, 1' sind über eine ein serielles Bus-System CAN 30 mit den Funktionsprüfeinrichtungen 6 verbunden. Die Umwelt-Simulationseinrichtungen 11 sind über eine IP-Schnittstelle 31 mit dem Steuerungs- und Auswertungsmodul 32 verbunden, das die ermittelten Daten in einem Datenspeicher 33 ablegt. Die beim Prüfvorgang aufgenommenen Daten der Mess- und Überwachungseinrichtungen werden gleichfalls zum Steuerungs- und Auswertungsmodul 32 gesendet, dass die Informationen aus dem Prüfraum 34 weiterverarbeitet und im Datenspeicher 33 ablegt. Die oben erwähnten Testeinrichtungen sind so ausgelegt und werden so gesteuert, dass die Umwelt-Simulationseinrichtungen 11 parallel mit den Funktionsprüfeinrichtungen 6 auf den Prüfling 1, 1' einwirken und zu jedem Zeitpunkt des Tests durch die Mess- und Überwachungseinrichtungen 21 Messdaten aufgenommen werden können.

Wie in 3a ersichtlich ist, beginnt der im Prüfraum 34 durchzuführende Test mit dem Einschalten S1 von Autoradio 2, Navigationssystem 3, Bildschirm 4 und Telefon 5. Am Beginn des Tests hat der Prüfraum 34 normale klimatische Raumbedingungen, die durch eine Lufttemperatur von 20°C sowie 40% relativer Luftfeuchte gekennzeichnet sind.

In der ersten Testphase wird eine erste Sollwerterhöhung S2 angefahren, bei der die Temperatur im Prüfkammer 34 mit dem Heizer 13 um 20 K und die absolute Feuchte der Luft mit dem Befeuchter 12 um 10 g/kg trockene Luft angehoben wird. Gleichzeitig werden die Prüflinge 1, 1' mit konstanten Schock- und Vibrationsintervallen bestresst und durch den ebenfalls im Prüfraum 34 angeordneten Schadgasverteiler 17 mit Schadgas als weitere Störgröße beaufschlagt.

Die im Prüfraum 34 angeordneten Temperaturmesser 23, Feuchtemesser 22, Schock- und Vibrationsmesser 29 sowie der Schadgasmesser 26 gewährleisten einen permanenten Soll-Ist-Wert Abgleich beim Erreichen von S2. Die Audio- und Videoüberwachung 24 prüft beim Test die Klangqualität der Prüflinge 1, 1' sowie die Funktionsfähigkeit des Bildschirms 4.

Nachdem die vorgegebenen Soll-Werte durch Befeuchter 12, Heizer 13, Schadgasverteiler 17 und dem Schock- und Vibrationsgerät 19 erreicht sind, erfolgt ein Funktionstest S3, bei dem im Navigationssystem ein neues Ziel eingegeben 7, ein Telefonanruf ausgeführt 8 und eine Verkehrsmeldung empfangen 9 wird. Anschließend erfolgt am Prüfling 1, 1' ein Neustart 10 durch Aus- und Einschalten. Dabei wird geprüft, ob alle vorher beschriebenen Funktionen des Prüflings 1 wieder verfügbar sind.

Alle bei diesem Prüfvorgang aufgenommenen Daten werden in einem Datenspeicher 32 erfasst und über ein Steuerungs- und Auswertungsmodul 33 ausgewertet, damit sich die Prüfsituation zu einem beliebigen Zeitpunkt wiederholen lässt und Schlüsse aus den Prüfdaten gezogen werden können.

Sollte der Fall eintreten, dass bei der Störabfrage S4 die vollständige Funktionalität des Prüflings 1 nach dem Erreichen der Sollwerterhöhung S3 nicht gegeben ist, wird nach einem Totalausfall des Prüflings 1 gefragt. Liegt ein Totalausfall des Prüflings am Punkt S5 vor, dann ist der Test an diesem Punkt zu Ende. Liegt kein Totalausfall des Prüflings 1 vor, dann wird im Punkt S6 gefragt, ob das Navigationssystem 3 arbeitet, da die es das wichtigste Element des Prüflings 1 darstellt. Arbeitet das Navigationssystem 3 nicht, ist der Test an dieser Stelle zu Ende. Ist das Navigationssystem 3 voll funktionstüchtig, dann wird im Prüfraum 25 die nächste Sollwerterhöhung S7 angefahren.

Sollte die Störungsabfrage in Punkt S4 negativ sein, dann werden S5 und S6 übersprungen und direkt die nächste Sollwerterhöhung S7 geprüft. Dabei wird die Vibrationsfrequenz des Vibrations- und Schockgerätes 19 um 50 Prozent erhöht sowie die Schockintervalle um 50 Prozent verkleinert. Diese Parameter sind dann gleichzeitig der neue Sollwert S7.

Wie in 3b ersichtlich ist, wird das Erreichen des neuen Sollwertes S7 durch Feuchtemesser 22, Temperaturmesser 23, Schock- und Vibrationsmesser 29 sowie dem Schadgasmesser 26 sowie der Audio- und Videoüberwachung 24 überwacht. Danach erfolgt im Schritt S8 ein Funktionstest, bei dem im Navigationssystem ein neues Ziel eingegeben, ein Telefonanruf ausgeführt und eine Verkehrsmeldung empfangen wird. Anschließend erfolgt am Prüfling 1, 1' ein Neustart durch Aus- und Einschalten. Dabei wird geprüft, ob alle vorher beschriebenen Funktionen des Prüflings 1, 1' wieder verfügbar sind.

Sollte der Fall eintreten, dass bei dieser Funktionsabfrage S9 die vollständige Funktionalität des Prüflings 1 nach dem Erreichen der Sollwerterhöhung S7 nicht gegeben ist, wird nach einem Totalausfall des Prüflings 1 gefragt. Liegt ein Totalausfall des Prüflings am Punkt S10 vor, dann ist der Test an diesem Punkt zu Ende. Liegt kein Totalausfall des Prüflings 1 vor, dann wird im Punkt S11 gefragt, ob das Navigationssystem 3 arbeitet, da die es das wichtigste Element des Prüflings 1 darstellt. Arbeitet das Navigationssystem 3 nicht, ist der Test an dieser Stelle zu Ende. Ist das Navigationssystem 3 voll funktionstüchtig, dann wird im Prüfraum 25 die nächste Parameteränderung S12 angefahren.

Sollte die Störungsabfrage in Punkt S9 negativ sein, dann werden S10 und S11 übersprungen und direkt die nächste Sollwerteränderung S12 angefahren.

Besteht der Prüfling 1 den Funktionstest S8 und die Abfrage S9 ist fehlerfrei, erfolgt ein Testbereichwechsel S12. Dabei werden die bislang eingeschalteten Komponenten der Umweltsimulationseinrichtungen 11 Schadgasverteiler 17 und das Schock- und Vibrationsgerät 19 ausgeschaltet und ein elektromagnetisches Verträglichkeitsgerät (EMV-Gerät) 20 eingeschaltet. Der Schadgasmesser 26 sowie der Schock- und Vibrationsmesser 29 werden ebenfalls mit abgeschaltet.

Das EMV-Gerät 20 beaufschlagt die Prüflinge 1, 1' mit einer konstanten elektromagnetischen Störgröße.

Nachdem der neue Sollwert S13 erreicht ist, werden wieder die einzelnen im Funktionstest S14 enthaltenen Funktionen 7-10 geprüft.

Verläuft die Störungsabfrage S15 ohne Fehler, ist das Testverfahren an dieser Stelle beendet und alle gemessenen Daten der Funktionsprüfeinrichtungen 6, der Umwelt-Simulationseinrichtungen 11 sowie der Mess- und Überwachungseinrichtungen 21 werden in einem Datenspeicher 33 abgespeichert.

Treten bei der Störungsabfrage S15 Fehler auf, dann wird im Schritt S16 eine um 25 Prozent niedrigere EMV-Störgröße als neuer Sollwert (in Bezug auf S13) angefahren. Nach dem Erreichen dieses neuen Sollwertes S16 erfolgt ein erneuter Funktionstest S17 bei dem die einzelnen Funktionen 710 abgeprüft werden. Falls die Funktionsabfrage S18 problembehaftet ist, wird eine weiter Sollwerterniedrigung S19 mit einer um 10 Prozent verringerten EMV-Störung angefahren, indem die Störgröße der des EMV-Gerätes gedrosselt wird. Diese Sollwerterniedrigung S19 erfolgt iterativ so lange, bis die Funktionsprüfung S18 mit den zugehörigen Funktionstests, jedoch speziell der Navigationssysteme 3, 3' fehlerfrei ist.

Beim positiven Verlauf des Funktionstestes S18 wird die EMV-Störung iterativ um 5% auf einen Zustand S20 erhöht, bis eine Funktionsstörung der Funktionsabfrage des Navigationssystems 3, 3' beim Testen des Prüflings 1, 1' auftritt.

1, 1'Prüfling 2, 2'Autoradio 3, 3'Navigationsgerät 4, 4'Bildschirm 5, 5'Telefon 6Funktionsprüfeinrichtung 7Zieländerung Navigationssystem 8Telefonanruf 9Verkehrsfunk 10Neustart 11Umweltsimulationseinrichtung 12Befeuchter 13Heizer 14Kältemaschine 15Ventilator und Vakuumpumpe 16Niederschlagsverteiler 17Schadgasverteiler 18Staubverteiler 19Schock- und Vibrationsgerät 20elektromagnetisches Verträglichkeitsgerät (EMV-Gerät) 21Mess- und Überwachungseinrichtung 22Feuchtemesser 23Temperaturmesser 24Audio- und Videoüberwachung 25Luftdruckmesser 26Schadgasmesser 27Staubmesser 28EMV-Messer 29Schock- und Vibrationsgerät 30CAN Serielles Bus-System 31IP-Schnittstelle 32Steuerungs- und Auswertungsmodul 33Datenspeicher S1Einschalten Prüfling S2Sollwerterhöhung S3Funktionstest S4Störabfrage S5Abfrage Totalausfall Prüfling S6Abfrage Navigation S7Sollwerterhöhung S8Funktionstest S9Störabfrage S10Abfrage Totalausfall Prüfling S11Abfrage Navigation S12Wechsel Umwelt-Simulationseinrichtungen S13neuer Sollwertbereich S14Funktionstest S15Störabfrage S16Sollwerterniedrigung S17Funktionsabfrage S18Funktionsabfrageabfrage S19Sollwerterniedrigung S20Sollwerterhöhung

Anspruch[de]
  1. Testverfahren für elektrische und elektronische Geräte, insbesondere Kfz-Einbaugeräte, bei dem mindestens ein als Prüfling dienendes Gerät in einer Umwelttestumgebung mindestens einem voreingestellten, vom normalen Umgebungszustand abweichenden Umweltparameter ausgesetzt und mindestens eine technische Funktion des Prüflings geprüft wird, dadurch gekennzeichnet, dass die technische Funktion des Prüflings in der Umwelttestumgebung zeitgleich oder zeitlich überlappend mit der Beaufschlagung mit dem voreingestellten Umweltparameter, insbesondere als Online-Messung eines Funktionsparameters, auf optischem und/oder mechanischem und/oder akustischem Wege erfasst und gespeichert und/oder in Echtzeit ausgewertet wird.
  2. Testverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der technischen Funktion des Prüflings eine Protokollierung von Funktionstestdaten im Verlaufe eines zumindest abschnittsweise vorbestimmten Umwelttest-Programmablaufes unter Einstellung eines vorbestimmten Parameterprofils mindestens eines Umweltparameters, bevorzugt mehrerer Umweltparameter zugleich, aufweist.
  3. Testverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens einen der relevanten Umweltparameter eine Wertemenge oder Verlaufskurve angesteuert und mindestens ein von diesem Umweltparameter oder diesen Umweltparametern abhängiger Funktionsparameter des Prüflings zur Gewinnung der Funktionstestdaten zeitabhängig erfasst und protokolliert wird.
  4. Testverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Protokollierung der Funktionstestdaten in Korrelation zu eingestellten Steuergrößen und/oder erfassten Werten des Umweltparameters oder der Umweltparameter erfolgt.
  5. Testverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine selektive Erfassung und Speicherung von Werten des Umweltparameters oder der Umweltparameter, insbesondere in Verbindung mit zugehörigen Busprotokollen einer Testumgebungs-Steuerung und ggf. weiteren Software abläufen, im Ansprechen auf die Erfassung eines mindestens partiellen Funktionsausfalls des Prüflings oder einer Schwellwertunter- oder -überschreitung des relevanten Funktionsparameters erfolgt.
  6. Testverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Steuer- als auch Messgrößen der Umwelttestumgebung und/oder sowohl Steuer- als auch Messgrößen des Funktionstests erfasst und hieraus redundante Datensätze erzeugt und für eine Verifizierung der Testergebnisse gespeichert werden.
  7. Testverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Abschnitte eines vorbestimmten Testprogrammablaufs im Ansprechen auf die Erfassung spezifischer Funktionszustände oder Werte von Funktionsparametern des oder jedes Prüflings, im Sinne von Verzweigungen selbsttätig selektiv durchlaufen oder übersprungen werden.
  8. Testverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Klimatests und/oder mechanische Tests und/oder Tests zur elektromagnetischen Verträglichkeit und/oder Strahlungs-Tests und/oder Drucktests des oder jedes Prüflings einschließt.
  9. Testverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausführung in einer im wesentlichen abgeschlossenen Umwelttestkammer, wobei die Erfassung der Funktion des Prüflings insbesondere mindestens teilweise innerhalb oder an einer Wand der Prüfkammer erfolgt.
  10. Testanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit

    einer Bestressungseinrichtung zur Einstellung mindestens eines von einem Umgebungs-Normalwert abweichenden Umweltparameters,

    mindestens einer optischen, mechanischen oder akustischen Erfassungseinrichtung zur Erfassung mindestens einer technischen Funktion des Prüflings und

    einer Ablaufsteuerung zur Steuerung einer mit der Bestressung gleichzeitigen oder zeitlich überlappenden Erfassung und Speicherung und/oder Auswertung der Funktion.
  11. Testanordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch

    eine mehrkomponentige Bestressungseinrichtung zur gleichzeitigen oder zeitlich überlappenden Beaufschlagung des Prüflings mit mehreren in ihrem Wert vorgegebenen Umweltparametern aus der Gruppe Temperatur, Luftfeuchte, Umgebungsdruck, Schadgaskonzentration, Staubdichte, Stoss-Einwirkungen oder elektromagnetischer Strahlungsdichte, und/oder

    eine Mehrzahl von Erfassungseinrichtungen zur Online-Erfassung der Messwerte von Funktionsparametern des Prüflings sowie

    eine Korrelatoreinrichtung zur korrelierten Speicherung von Steuergrößen der Bestressungseinrichtung und Messwerten der Erfassungseinrichtung oder Erfassungseinrichtungen.
  12. Testanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufsteuerung Zeitsteuermittel zur Ansteuerung einer Verlaufskurve des Umweltparameters oder der Umweltparameter und zur Registrierung einer korrespondierenden Zeitabhängigkeit des Funktionsparameters oder der Funktionsparameter aufweist.
  13. Testanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufsteuerung der Erfassungseinrichtung nachgeschaltete Diskriminatormittel und diesen nachgeschaltete Entscheidungsmittel zur wahlweisen Aktivierung oder Deaktivierung vorbestimmter Abschnitte eines Testprogramms im Ansprechen auf die Erfassung spezifischer Funktionszustände oder Werte von Funktionsparametern aufweist.
  14. Testanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen abgeschlossene Umwelttestkammer mit mindestens einer integrierten Erfassungseinrichtung für eine Funktion oder einen Funktionsparameter eines Prüflings und einer Schnittstelle zur Übergabe von Messwerten an eine externe Auswertungs- und/oder Speichereinrichtung.
  15. Testanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch einen Testbus, insbesondere serielles Bus-System, mit Schnittstelle zur Erfassungseinrichtung oder zu den Erfassungseinrichtungen sowie zu einem Testdatenspeicher, der mindestens einen Speicherbereich für Werte des Umweltparameters oder der Umweltparameter und einen zweiten Speicherbereich zur Speicherung von Testdaten des Prüflings aufweist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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