WO2008037656A2 - Computer-based tool and method for extracting the functional code of control appliances - Google Patents

Computer-based tool and method for extracting the functional code of control appliances Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a computer-based tool for extracting function code of control devices according to claim 1 and a corresponding method therefor according to claim 7.
  • German laid-open specification DE 103 03 489 describes a method and a device for testing software of a control unit of a vehicle.
  • the control unit is connected via a communication or data interface, preferably its application interface, to a test system which maps the vehicle or component behavior.
  • a communication or data interface preferably its application interface
  • a test system which maps the vehicle or component behavior.
  • a computer-based tool for extracting the function code of control devices comprising an interface for reading in the program code of a control device and the associated management data of this program code, means adapted to extract a function code from the read program code, wherein the Administration data of the program code, a means that is designed to generate a function library that can be dynamically integrated into an overall simulation model for ECUs and their environment, and includes the extracted function code, and an interface for outputting the generated function library.
  • An essential point of the tool according to the invention is that used to emulate the functionality of a control device of the actually provided for this device function code and thus a simulation with real ECU software is possible.
  • the exact simulation of the device functionality on the one hand an extremely accurate simulation result of the highest quality can be achieved.
  • the so-called 'closed-loop' capability of the functions or function groups is achieved, ie the property that feedback quantities are taken over into the current calculation of the functions or function groups. Since the newly calculated input variables are included in the simulation online, the control unit behavior, for example, can be adapted exactly to the step response of the speed of a controlled motor or gearbox. Only the described 'closed-loop' capability of the device software makes such a simulation possible with closed-loop control.
  • Preferred developments of the extraction tool according to the invention are specified in claims 2 to 6.
  • the administration data have characteristics such as e.g. KGS or XML files, declarations such as. D-Files, variables and function tables include. This provides all the information needed to process any kind of program code, regardless of structure and syntax.
  • the generating means is designed to generate function libraries of different format. This makes the tool according to the invention largely independent of the presence of a special system or software environment, ie. H. It is very flexible.
  • the generated format preferably includes a DLL (Dynamic Link Library) or a MEX (Matlab® EXecutable) format.
  • DLL Dynamic Link Library
  • MEX Matlab® EXecutable
  • MatlabO / Simulink® format the e.g. covered in MatlabO / Simulink® format.
  • any other suitable format may also be the target of the generation, in particular also the format of a simulation tool that is alternative to MatlabO / Simulink®.
  • the program code read in is a C code, i. H. the tool is adapted for processing this code. This makes it possible to simulate any ECU software usually written in C or C ++.
  • the tool can be used to optimize the parameterization in the area of the application and / or also for functional development purposes.
  • a method according to claim 6 comprising the steps of reading in the program code of a control device, reading in the associated administration data of this program code, extracting a function code from the read program code using the management data of the program code, generating a function library with the extracted one Function code that can be dynamically integrated into an overall simulation model for ECUs and their environment, and output the generated library.
  • FIGURE shows a schematic representation of a tool 10 according to the invention with an interface II, via which the program code 20 of a control unit and the administration data 21... 23 of this program code 20 are read, and an interface 12 via which a dynamically integrated into an overall simulation model. hige function library 30 is issued.
  • the administrative data include
  • Characteristics 21 such as e.g. KGS or XML files, declarations 22 such as e.g. D-Files, variables and function tables 23.
  • declarations 22 such as e.g. D-Files
  • variables and function tables 23 In an extraction means 11, these data 21... 23 are used to free the function code from the program code 20.
  • the dynamically incorporatable function library is created, for example, in the format DLL or MEX.
  • the MEX library may e.g. be simulated in an overall simulation model of a vehicle with corresponding simulation tools.
  • the tool 10 is based on real program code of a controller for e.g. If a motor control is set up and this is brought into a simulation-capable form, then the relevant control device is in the 'closed loop', ie. H. parameterizable in closed loop. Since the functionality of the device is decoupled from its hardware, a physical prototype is no longer needed, which makes the simulation process extremely cost effective. As a result, it can also be used for functional development, whereby it provides very accurate results in each case.

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Abstract

The invention relates to a computer-based tool (10) and a method for extracting the functional code of control appliances, said tool comprising: an interface (I1) for reading the programme code (20) of a control appliance and the associated management data of said programme code (20); a means (11) for extracting a functional code from the read programme code (20) using the management data of the programme code; a means (12) for generating a functional library (30) which can be dynamically integrated into a complete simulation model for control appliances and the surroundings thereof and comprises the extracted functional code; and an interface (I2) for outputting the generated functional library (30).

Description

Beschreibung description
Titeltitle
Rechnerbasiertes Werkzeug und Verfahren zum Extrahieren des Funktionscodes von SteuergerätenComputer-based tool and method for extracting the function code of control units
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein rechnerbasiertes Werkzeug zum Extrahieren von Funktionscode von Steuergeräten nach Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren dafür nach Anspruch 7.The present invention relates to a computer-based tool for extracting function code of control devices according to claim 1 and a corresponding method therefor according to claim 7.
Im Bereich der Motorsteuergeräte für Verbrennungsmotoren wird aktuell eine Anpassung (Applikation), d. h. Parametrierung der Steuergerätesoftware an der realen Motorhardware am Fahrzeug oder Motorenprüffeld vorgenommen. Um diese zeit- und kostenauf- wendige Anpassung schneller durchführen zu können, werden zunehmend komplette Teilfunktionen mit dafür notwendigen Streckenmodellen als rechnerbasiertes Gesamtsi- mulationsmodell abgebildet. Bisher bekannte Modelle enthalten aber nur Nachbildungen von Steuergerätesoftware, nicht die real verwendete. Dabei wird die Funktionalität des betreffenden Steuergeräts stets vereinfacht abgebildet, womit die Simulationsergebnisse z. T. erheblich von dem tatsächlichen Verhalten einer Motorsteuerung abweichen können.In the field of engine control units for internal combustion engines is currently an adaptation (application), d. H. Parameterization of the control unit software on the real engine hardware on the vehicle or engine test field. In order to be able to carry out this time-consuming and cost-intensive adaptation more quickly, increasingly complete sub-functions with the necessary route models are mapped as a computer-based overall simulation model. However, previously known models contain only replicas of ECU software, not the real used. In this case, the functionality of the relevant control device is always shown simplified, bringing the simulation results z. T. may differ significantly from the actual behavior of a motor control.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 103 03 489 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen von Software einer Steuereinheit eines Fahrzeugs. Das Steuergerät wird dabei über eine Kommunikations- bzw. Datenschnittstelle, bevorzugt seine Applikati- onsschnittstelle mit einem Testsystem verbunden, welches das Fahrzeug- bzw. Komponentenverhalten abbildet. Durch Nutzung dieser definierten Schnittstelle soll ein erheblicher Teil der kostspieligen Hardware zum Umsetzen der Ergebnisse der Fahrzeugsimulation in elektrische Signale zur Rückkopplung an das Steuergerät vermieden. Dennoch muss zumindest ein funktionsfähiger Prototyp eines Steuergeräts vorliegen.German laid-open specification DE 103 03 489 describes a method and a device for testing software of a control unit of a vehicle. In this case, the control unit is connected via a communication or data interface, preferably its application interface, to a test system which maps the vehicle or component behavior. By using this defined interface, a significant portion of the costly hardware for converting the results of the vehicle simulation into electrical signals for feedback to the controller is to be avoided. Nevertheless, at least one functional prototype of a control unit must be available.
Die internationale Patentanmeldung WO 2005/045537 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anpassen von Funktionen zum Steuern von Betriebabläufen. Dabei wird die Adressinformation eines Steuerungsprogramms benutzt, um die Anfangsadresse einer Funktion zu ermitteln, womit diese Funktion durch Zusatzfunktionen erweiterbar oder ersetzbar ist. Dadurch sollen verschiedene Rapid- Prototyping Verfahren, Software- Testverfahren und Datenkalibrier- Verfahren schneller eingesetzt und flexibler gehandhabt werden. Die Anpassung eines solchen Steuerprogramms bleibt damit auf den Ersatz bzw. die Erweiterung seiner Funktionen beschränkt.International Patent Application WO 2005/045537 describes a method and apparatus for adjusting functions for controlling operations. It will uses the address information of a control program to determine the start address of a function, with which this function can be extended or replaced by additional functions. Thereby, various rapid prototyping procedures, software test procedures and data calibration procedures are to be used more quickly and handled more flexibly. The adaptation of such a control program remains limited to the replacement or extension of its functions.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug und ein Verfahren bereitzustellen, das eine genaue, einfache und kostengünstige Kalibrierung von applikationsrelevanten Daten in Steuergeräten an eine vorgegebene Hardware ermöglicht.It is an object of the present invention to provide a tool and a method which enables an accurate, simple and cost-effective calibration of application-relevant data in control units to a given hardware.
Diese Aufgabe wird durch ein rechnerbasiertes Werkzeug zum Extrahieren des Funkti- onscodes von Steuergeräten gelöst, umfassend eine Schnittstelle zum Einlesen des Programmcodes eines Steuergeräts und der zugehörigen Verwaltungsdaten dieses Programmcodes, ein Mittel, das zum Extrahieren eines Funktionscodes aus dem eingelesenen Programmcode ausgebildet ist, wobei die Verwaltungsdaten des Programmcodes herangezogen werden, ein Mittel, das zum Generieren einer Funktionsbibliothek ausge- bildet ist, die dynamisch in ein Gesamtsimulationsmodell für Steuergeräte und deren Umgebung eingebunden werden kann, und die den extrahierten Funktionscode umfasst, und eine Schnittstelle zum Ausgeben der generierten Funktionsbibliothek.This object is achieved by a computer-based tool for extracting the function code of control devices, comprising an interface for reading in the program code of a control device and the associated management data of this program code, means adapted to extract a function code from the read program code, wherein the Administration data of the program code, a means that is designed to generate a function library that can be dynamically integrated into an overall simulation model for ECUs and their environment, and includes the extracted function code, and an interface for outputting the generated function library.
Ein wesentlicher Punkt des erfindungsgemäßen Werkzeugs besteht darin, dass zum Nachbilden der Funktionalität eines Steuergerätes der tatsächlich für dieses Gerät vorgesehene Funktionscode genutzt und damit eine Simulation mit realer Steuergerätesoftware möglich ist. Durch die exakte Nachbildung der Gerätefunktionalität wird einerseits ein äußerst genaues Simulationsergebnis höchster Güte erzielbar. Andererseits wird die sogenannte 'closed-loop' Fähigkeit der Funktionen bzw. Funktionsgruppen erreicht, d. h. die Eigenschaft, dass rückgekoppelte Größen in die laufende Berechnung der Funktionen bzw. Funktionsgruppen übernommen werden. Da die neu berechneten Eingangsgrößen online in die Simulation eingehen, lässt sich das Steuergeräteverhalten z.B. exakt auf die Sprungantwort der Drehzahl eines gesteuerten Motors oder Getriebes anpassen. Erst die beschriebene 'closed-loop' Fähigkeit der Gerätesoftware macht eine solche Simulation mit geschlossener Regelstrecke möglich. Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Extraktionswerkzeugs sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.An essential point of the tool according to the invention is that used to emulate the functionality of a control device of the actually provided for this device function code and thus a simulation with real ECU software is possible. The exact simulation of the device functionality on the one hand an extremely accurate simulation result of the highest quality can be achieved. On the other hand, the so-called 'closed-loop' capability of the functions or function groups is achieved, ie the property that feedback quantities are taken over into the current calculation of the functions or function groups. Since the newly calculated input variables are included in the simulation online, the control unit behavior, for example, can be adapted exactly to the step response of the speed of a controlled motor or gearbox. Only the described 'closed-loop' capability of the device software makes such a simulation possible with closed-loop control. Preferred developments of the extraction tool according to the invention are specified in claims 2 to 6.
Danach ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die Verwaltungsda- ten Kenngrößen wie z.B. KGS- oder XML-Files, Deklarationen wie z.B. D-Files, Variablen und Funktionstabellen umfassen. Damit sind alle Informationen gegeben, um jede Art von Programmcode zu verarbeiten, unabhängig von Struktur und Syntax.Thereafter, in an advantageous embodiment, it is provided that the administration data have characteristics such as e.g. KGS or XML files, declarations such as. D-Files, variables and function tables include. This provides all the information needed to process any kind of program code, regardless of structure and syntax.
Bevorzugt ist das Generierungsmittel zum Erzeugen von Funktionsbibliotheken unter- schiedlichen Formats ausgebildet. Dies macht das erfindungsgemäße Werkzeug weitgehend unabhängig vom Vorhandensein einer speziellen System- bzw. Softwareumgebung, d. h. es ist besonders flexibel einsetzbar.Preferably, the generating means is designed to generate function libraries of different format. This makes the tool according to the invention largely independent of the presence of a special system or software environment, ie. H. It is very flexible.
Das generierte Format umfasst dabei bevorzugt eine DLL (Dynamic Link Library) oder ein MEX (Matlab® EXecutable)- Format. Damit ist neben dem allgemein üblichen DLL- Bibliotheksformat auch das z.B. in MatlabO/Simulink® zum Einsatz kommende Format abgedeckt. Natürlich kann auch jedes andere geeignete Format Ziel der Generierung sein, insbesondere auch das Format eines zu MatlabO/Simulink® alternativen Simulationswerkzeugs.The generated format preferably includes a DLL (Dynamic Link Library) or a MEX (Matlab® EXecutable) format. Thus, in addition to the common DLL library format, the e.g. covered in MatlabO / Simulink® format. Of course, any other suitable format may also be the target of the generation, in particular also the format of a simulation tool that is alternative to MatlabO / Simulink®.
In ähnlicher Weise ist es bevorzugt, wenn der eingelesene Programmcode ein C-Code, d. h. das Werkzeug zur Verarbeitung dieses Codes angepasst ist. Damit ist die Simulation jeder üblicherweise in C oder C++ geschriebenen Steuergerätesoftware möglich.Similarly, it is preferable if the program code read in is a C code, i. H. the tool is adapted for processing this code. This makes it possible to simulate any ECU software usually written in C or C ++.
Durch die schon beschriebene 'closed-loop' Fähigkeit der erzeugten Funktionsbibliothek kann das Werkzeug zum Optimieren der Parametrierung im Bereich der Applikation und/oder auch zu Funktionsentwicklungszwecken eingesetzt werden.As a result of the already described 'closed-loop' capability of the function library generated, the tool can be used to optimize the parameterization in the area of the application and / or also for functional development purposes.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren nach Anspruch 6 gelöst, umfassend die Schritte Einlesen des Programmcodes eines Steuergeräts, Einlesen der zugehörigen Verwaltungsdaten dieses Programmcodes, Extrahieren eines Funktionscodes aus dem eingelesenen Programmcode unter Heranziehen der Verwaltungsdaten des Programmcodes, Generieren einer Funktionsbibliothek mit dem extrahierten Funktionscode, die dynamisch in ein Gesamtsimulationsmodell für Steuergeräte und deren Umgebung eingebunden werden kann, und Ausgeben der generierten Bibliothek. Ein wesentlicher Punkt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es einfach aufgebaut und leicht implementierbar, somit kostengünstig ist. Ansonsten ergeben sich die schon vorstehend erläuterten Vorteile.The object mentioned at the outset is also achieved by a method according to claim 6, comprising the steps of reading in the program code of a control device, reading in the associated administration data of this program code, extracting a function code from the read program code using the management data of the program code, generating a function library with the extracted one Function code that can be dynamically integrated into an overall simulation model for ECUs and their environment, and output the generated library. An essential point of the method according to the invention is that it is simple in design and easy to implement, thus cost-effective. Otherwise, the advantages already explained above arise.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Das erfindungsgemäße Extraktionswerkzeug und Verfahren werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.The extraction tool and method according to the invention are explained in more detail below with reference to an embodiment. The same or equivalent parts are provided with the same reference numerals.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 10 mit einer Schnittstelle II, über die der Programmcode 20 eines Steuergeräts und die Verwaltungsdaten 21 ... 23 dieses Programmcodes 20 eingelesen, und einer Schnittstelle 12, über die eine dynamisch in ein Gesamtsimulationsmodell einbindungsfä- hige Funktionsbibliothek 30 ausgegeben wird. Die Verwaltungsdaten umfassen dabeiThe sole FIGURE shows a schematic representation of a tool 10 according to the invention with an interface II, via which the program code 20 of a control unit and the administration data 21... 23 of this program code 20 are read, and an interface 12 via which a dynamically integrated into an overall simulation model. hige function library 30 is issued. The administrative data include
Kenngrößen 21 wie z.B. KGS- oder XML-Files, Deklarationen 22 wie z.B. D-Files, Variablen und Funktionstabellen 23. In einem Extraktionsmittel 11 werden diese Daten 21 ... 23 herangezogen, um den Funktionscode aus dem Programmcode 20 freizuschneiden. In einem Generierungsmittel 12 wird schließlich die dynamisch einbindbare Funktionsbiblio- thek beispielsweise im Format DLL oder MEX erstellt. Die MEX-Bibliothek kann z.B. in einem Gesamtsimulationsmodell eines Fahrzeugs mit entsprechenden Simulationswerkzeugen simuliert werden.Characteristics 21 such as e.g. KGS or XML files, declarations 22 such as e.g. D-Files, variables and function tables 23. In an extraction means 11, these data 21... 23 are used to free the function code from the program code 20. Finally, in a generation means 12, the dynamically incorporatable function library is created, for example, in the format DLL or MEX. The MEX library may e.g. be simulated in an overall simulation model of a vehicle with corresponding simulation tools.
Da das Werkzeug 10 auf realem Programmcode eines Steuergeräts für z.B. eine Mo- torsteuerung aufsetzt, und dieser in simulationsfähige Form gebracht wird, ist das betreffende Steuergerät im 'closed-loop', d. h. im geschlossenen Regelkreis parametrierbar. Da die Funktionalität des Geräts von seiner Hardware entkoppelt wird, ist ein physischer Prototyp nicht mehr nötig, was das Simulationsverfahren äußerst kostengünstig macht. Dadurch ist es auch zur Funktionsentwicklung einsetzbar, wobei es in jedem Fall sehr ge- naue Ergebnisse liefert. Since the tool 10 is based on real program code of a controller for e.g. If a motor control is set up and this is brought into a simulation-capable form, then the relevant control device is in the 'closed loop', ie. H. parameterizable in closed loop. Since the functionality of the device is decoupled from its hardware, a physical prototype is no longer needed, which makes the simulation process extremely cost effective. As a result, it can also be used for functional development, whereby it provides very accurate results in each case.

Claims

Patentansprüche claims
1. Rechnerbasiertes Werkzeug (10) zum Extrahieren des Funktionscodes von Steuergeräten, umfassend: eine Schnittstelle (II) zum Einlesen des Programmcodes (20) eines Steuergeräts und der zugehörigen Verwaltungsdaten dieses Programmcodes (20); ein Mittel (11), das zum Extrahieren eines Funktionscodes aus dem eingelesenen Programmcode (20) ausgebildet ist, wobei die Verwaltungsdaten des Programmcodes herangezogen werden; ein Mittel (12), das zum Generieren einer Funktionsbibliothek (30) ausgebildet ist, die dynamisch in ein Gesamtsimulationsmodell für Steuergeräte und deren Umgebung eingebunden werden kann, und die den extrahierten Funktionscode umfasst, und eine Schnittstelle (12) zum Ausgeben der generierten Funktionsbibliothek (30).Computer-based tool (10) for extracting the function code of control devices, comprising: an interface (II) for reading in the program code (20) of a control device and the associated management data of this program code (20); means (11) adapted to extract a function code from the read-in program code (20) using the management data of the program code; a means (12) adapted to generate a function library (30) which can be dynamically integrated into an overall simulation model for control devices and their environment, and which comprises the extracted function code, and an interface (12) for outputting the generated function library (12) 30).
2. Werkzeug nach Anspruch 1, bei dem die Verwaltungsdaten Kenngrößen (21), Deklarationen (22), Variablen und Funktionstabellen (23) umfassen.A tool according to claim 1, wherein said management data comprises metrics (21), declarations (22), variables and function tables (23).
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Generierungsmittel (12) zum Erzeugen von Funktionsbibliotheken (30) unterschiedlichen Formats ausgebildet ist.3. Tool according to claim 1 or 2, wherein the generating means (12) for generating function libraries (30) of different format is formed.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, bei dem das Format ein DLL und/oder ein M EX- Format umfasst.4. The tool of claim 3, wherein the format comprises a DLL and / or an M EX format.
5. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der eingelesene Pro- grammcode (20) ein C-Code ist.5. Tool according to one of the preceding claims, wherein the read program code (20) is a C-code.
6. Verwendung eines Extraktionswerkzeugs (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zu Optimierungs- und/oder Funktionsentwicklungszwecken.6. Use of an extraction tool (10) according to one of claims 1 to 5 for optimization and / or functional development purposes.
7. Verfahren zum Extrahieren des Funktionscodes von Steuergeräten, umfassend die Schritte: Einlesen des ProRrammcodes (20) eines SteuerReräts; Einlesen der zugehörigen Verwaltungsdaten dieses Programmcodes (20);A method of extracting the function code of control devices, comprising the steps of: reading the program code (20) of a control device; Reading the associated administrative data of this program code (20);
Extrahieren eines Funktionscodes aus dem eingelesenen Programmcode (20) unterExtract a function code from the read program code (20) under
Heranziehen der Verwaltungsdaten des Programmcodes (20);Taking the administrative data of the program code (20);
Generieren einer Funktionsbibliothek (30) mit dem extrahierten Funktionscode, die dynamisch in ein Gesamtsimulationsmodell für Steuergeräte und deren Umgebung eingebunden werden kann, undGenerating a function library (30) with the extracted function code that can be dynamically integrated into an overall simulation model for ECUs and their environment, and
Ausgeben der generierten Bibliothek (30). Output the generated library (30).
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