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Komplexe Systeme erfordern neue Methoden – Teil 2: Der Test eines Airbag-Controllers mit MAPS

Lese­zeit: 4 Minu­ten

Im ers­ten Blog­bei­trag „Das neue Test­ver­fah­ren MAPS weist den Weg aus der Kos­ten­fal­le“ stell­ten wir das Test­ver­fah­ren MAPS (Model-Based Deve­lo­p­ment of Acti­ve and Pas­si­ve Safe­ty Sys­tems) vor. Im zwei­ten Teil betrach­ten wir nun kon­kret den Test eines Air­bag-Con­trol­lers von Con­ti­nen­tal mit MAPS, wie er im Rah­men des ZIM-För­der­pro­jek­tes durch­ge­führt wurde.

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Der Air­bag zählt zu den pas­si­ven Sicher­heits­kom­po­nen­ten im Auto. Sein Test umfasst Test­sze­na­ri­en, die sowohl eine Viel­zahl inter­ner Sys­tem­zu­stän­de als auch exter­ner Umge­bungs­si­tua­tio­nen in Kom­bi­na­ti­on berück­sich­ti­gen müs­sen. Je nach Unfall­si­tua­ti­on und inter­nem Fahr­zeug­zu­stand kön­nen bis zu 10 Air­bags aus­ge­löst wer­den – oder auch nicht. Da ein unge­wollt aus­ge­lös­ter Air­bag ein beträcht­li­ches Sicher­heits­ri­si­ko für den Fah­rer bedeu­tet, müs­sen alle die­se Kom­bi­na­tio­nen gewis­sen­haft veri­fi­ziert werden.

Tat­säch­lich ist die Auf­ga­ben­stel­lung so kom­plex, dass sie gar nicht zu erklä­ren ist, ohne auf eine gra­fi­sche Dar­stel­lung in Model­len zurückzugreifen.

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Abbil­dung 1: Modell der inter­nen Controller-Zustände

Abbil­dung 1 zeigt die inter­nen Con­trol­ler-Zustän­de und lässt die Kom­ple­xi­tät des zu tes­ten­den Sys­tems erah­nen. Die­se inter­nen Zustän­de müs­sen nun mit den ver­schie­de­nen exter­nen Fahr­si­tua­tio­nen kom­bi­niert wer­den, die in Abbil­dung 2 dar­ge­stellt sind. Hier eine zufrie­den­stel­len­de Test­ab­de­ckung zu bewerk­stel­li­gen, war hän­disch nicht möglich.

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Abbil­dung 2: Modell der exter­nen Fahrsituationen

Aller­dings stellt die Auf­ga­be auch den Test­fall­ge­ne­ra­tor vor Her­aus­for­de­run­gen. Daher ent­wi­ckel­te sepp.med geeig­ne­te Test­ge­ne­rie­rungs­stra­te­gien und Fil­ter­op­tio­nen, die spe­zi­ell auf die Fra­ge­stel­lung zuge­schnit­ten sind. So wur­de eine sto­chas­ti­sche Test­fall­ge­ne­rie­rung unter Berück­sich­ti­gung von Wahr­schein­lich­kei­ten ent­wi­ckelt, die gleich­zei­tig die im Modell ent­hal­te­ne Logik inter­pre­tie­ren. Anders aus­ge­drückt: die MBT­sui­te berück­sich­tigt Guard-Con­di­ti­ons und gene­riert dadurch kei­ne logisch unsin­ni­gen Testfälle.

Außer­dem wur­de ein dyna­mi­scher Fil­ter ent­wi­ckelt, mit dem nahe­zu belie­bi­ge logi­sche Aus­drü­cke zur Test­fall­se­lek­ti­on ver­wen­det wer­den kön­nen. Vom Prin­zip her wer­tet der Fil­ter frei defi­nier­ba­re Attri­bu­te der Modell­ele­men­te aus und kom­bi­niert die vom Anwen­der der MBT­sui­te defi­nier­ten Aus­wahl­kri­te­ri­en. So kön­nen bei­spiels­wei­se alle hoch­prio­ri­sier­ten Test­fäl­le, die sich in der Stadt abspie­len und nicht län­ger als 30 Minu­ten dau­ern, aus­ge­wählt wer­den. Wie das Bei­spiel ver­an­schau­licht, lie­fert der neue Fil­ter dem Test­ma­na­ger ein mäch­ti­ges Werk­zeug für die Regressionstestplanung.

Die gene­rier­ten Test­fäl­le wur­den zunächst in ein ALM-Werk­zeug impor­tiert und dann durch den IPG Car­Ma­ker, einem Werk­zeug für vir­tu­el­le Fahr­ver­su­che, aus­ge­führt. Damit stellt MAPS eine durch­gän­gi­ge Ver­bin­dung vom Test­mo­dell bis zur auto­ma­ti­schen Durch­füh­rung der Test­sze­na­ri­en im Fahr­si­mu­la­ti­ons­sys­tem her.

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