디젤 엔진 제어장치를 연속적으로 생산하는 과정의 일환으로, 영국에 위치한 보쉬 디젤 시스템 사업부는 캘리브레이션 데이터의 자동 검증을 위해 ETAS INCA-FLOW를 사용한다. INCA-FLOW는 출시 테스트(sign-off test)의 자동화 툴로 널리 선택됐다. 특히 다른 ETAS 솔루션과의 호환성, 다목적성, 사용용이성 및 ETAS의 기술적 지원 등을 장점으로 많은 개발자의 선택을 받았다.

ECU를 양산하기 위한 제품 릴리스 프로세스는 다양한 출시 테스트를 요구한다. 여러 출시 테스트를 거쳐야 ECU, 소프트웨어, 캘리브레이션 데이터가 조화롭게 상호작용하는지를 확인할 수 있다.

ECU 소프트웨어는 크게 세 단계로 나눠진다. 제1 단계는 주행성, 연료 주입, 공기 시스템, 진단 등의 기능으로 이뤄진다. 제2 단계는 제1 단계의 응용 소프트웨어를 감독하기 위한 단계로, 연속 토크 모니터링(Continuous Torque Monitoring, CTM)이라고 불린다. 제3 단계는 ECU의 마이크로컨트롤러 및 차량 주변장치를 모니터링한다. INCA-FLOW는 소프트웨어 및 캘리브레이션을 양산 출시하기 위해 제2 단계 기능을 테스팅할 때 사용된다.

제2 단계의 소프트웨어는 제1 단계의 계산을 모니터링해 실린더에 주입된 연료량이 운전자의 의도를 반영한 가속 페달 위치에 부합하는지 확인한다. 제1 단계의 계산이 잘못돼 차량의 제어가 안 되는 상태가 야기된 경우, 제2 단계가 개입해 차량이 다시 통제 상태로 돌아왔는지를 확인해야 한다.

제2 단계는 다시 3단계로 구분된다.
1. 오류 상황 감지
2. 차량 통제 복구를 통한 결함상태 완화
3. 오류 상태 보고

출시 테스트는 다음과 같은 테스트를 통해 2단계의 소프트웨어와 캘리브레이션을 검증하고자 한다.
1. 기능 테스트: 의도된 오류를 통해 기능들이 원래 목적에 부합하게 수행되는지 모니터링해 확인
2. 견고성 테스트: 오류상태 감지 시 안정성 체크
3. 차량 가속 테스트: 오류상태에서 차량 가속 한계 체크

이러한 테스트를 수행하기 위해 캘리브레이션을 통해 오류상태를 의도적으로 유도한다. 오류상태가 유도되면 주입된 연료량이 운전자가 보낸 인풋에 더 이상 부합하지 않게 된다. 예를 들어 테스트 케이스는 운전자가 20%의 가속 포지션을 요청했으나 주입된 연료량이 100%로 측정되는 오류상황을 포함할 수 있다. 이 때 다양한 페달 위치와 연료량 조합이 테스트된다. 또한 일회성이 아닌 일관된 결과를 얻기 위해 각 테스트는 세 번 진행된다. 즉, 40개의 테스트 케이스는 120번의 테스트를 거쳐야 출시 승인을 얻게 된다.

프로세스 자동화
릴리스 프로세스에는 여러 난제가 산재해 있다. 그렇기 때문에 테스트 자동화의 이점이 더욱 부각된다. 그러한 과제들에는 캘리브레이션의 복잡성(변수의 수), 테스트 케이스의 수, 테스트 케이스의 반복, 일관적이고 반복적인 테스트 실행, 테스트 시간 단축 등이 있다.

INCA-FLOW는 수행되는 테스트 단계를 자동화한다. 자동화될 수 있는 단계의 예로는 테스트 조건을 운전자에게 알리는 설명, 캘리브레이션 변화를 통한 오류 생성, 측정 데이터의 기록 및 특정 파일명으로의 저장, 레포트 생성 등이 있다.

데이터의 사후처리는 가장 중요하고 시간 집약적인 활동이다. 테스트 엔지니어는 INCA-FLOW를 통해 실시간 차량 반응과 특정 테스트 케이스의 결과를 파악할 수 있다. 이러한 과정을 통해 수동 데스크 톱 평가에서 거쳐야 하는 단계를 감축하고 테스트 반복을 줄일 수 있다.

테스트 케이스와 테스트 단계의 수가 많기 때문에 수동 테스트를 실시하는 경우 사용자는 주요 테스트 케이스의 세그먼트나 단계를 놓칠 가능성이 있다. INCA-FLOW는 설정된 각 단계를 테스트 설계서에 정의된 대로 연속 실행해 테스트 프로세스의 안정성을 확보한다. 즉, INCA-FLOW 툴은 수동조작으로 인한 인적 오류 등의 오류를 대체함으로써 안정성을 달성하기 위해 배포됐다.

그러나 한계 상황까지의 모든 스트레스 테스트 케이스에서 필수 기능이 제대로 달성됐는지를 확인하기 위해서는 테스트 설계서를 검증해야할 필요성이 있었다. 따라서 수동 테스트 프로세스와 자동 테스트 프로세스의 연관성 및 비교대조 작업을 통해 이러한 자동 프로세스에 의한 테스트 설계서의 정확성이 확인됐다.

테스트 케이스 사례
차량 가속 테스트에 수행된 테스트 케이스의 예는 다음과 같다.

테스트는 7단계로 구성된다.
1. 테스트 유형 및 테스트 케이스 선택
2. 테스트 케이스 설계에 부합하게 주행 실시
3. 오류 상태 생성
4. 제2 단계가 오류를 경감하는지 감시
5. 오류 상태에서의 가속도 계산
6. 평균치를 산출하기 위한 테스트 반복
7. 합격/불합격 기준 평가

INCA-FLOW는 수행될 테스트 유형을 선택하기 위한 창을 제공함으로써 테스트 시퀀스를 시작한다. 예를 들어 가속 페달 오류 혹은 엔진 토크/연료량 요청 오류 등의 창을 선택하게 한다. 테스트 유형이 선택되면 사용자는 또 다른 선택형 창에서 테스트 케이스를 선택하게 된다.

선택한 테스트 케이스에 기초해 사용자가 따라야 할 주행 방식이 메시지 창에 나타난다. 또한 테스트 케이스가 수행될 closed-loop 체크의 초기 조건이 INCA-FLOW의 로직에 수립된다. 이를 통해 주행 방식이 매번 사용자로부터 독립적으로 유지될 수 있다.

안정적인 초기 조건이 일단 확립되면, ETAS INCA를 통해 INCA-FLOW 설계서에 기술된 캘리브레이션 변경이 실시된다. 실시간 결과, 차량 가속도 측정 데이터 및 오류 감지 수는 사용자가 즉각 결과를 알 수 있도록 메시지 창에 출력된다. 그 결과 사용자는 테스트가 성공적인지 재실시돼야 하는지에 관한 즉각적인 피드백을 받을 수 있다.

측정 및 산출 데이터는 스크린에 나타날 뿐만 아니라 ASCII 문서파일에도 기록된다. 이 파일은 보고 목적으로 엑셀 워크시트 등에서 불러질 수 있다. INCA-FLOW는 차량, 테스트벤치, LABCAR 테스트 시스템 등 다양한 환경에서의 다수 프로세스 수행 과정에서 안정적으로 작동했다. 특정 테스트를 위해 설계된 프로세스/라이브러리 방식이 적용될 수 있고, 수정된 버전이 다른 테스트에서 재사용될 수도 있다. 이를 통해 테스트 프로세스와 방식을 위한 개발 시간이 단축된다.

전망
세계적인 사업망을 가진 보쉬의 디젤시스템 사업부에 INCA-FLOW는 다양한 기회를 제공한다. 그 기회 중 하나는 단일한 방법을 바탕으로 자동화된 ECU function 캘리브레이션 및 테스팅을 수행할 수 있다는 것이다. INCA-FLOW는 테스트 장소에 상관없이 일관적이고 재현 가능한 테스트를 생성한다.

따라서 INCA-FLOW를 사용한다면 아이들 가버너(Idle Governor), 레일 프레셔 가버너(Rail Pressure Governor), ET 매핑 등 다른 캘리브레이션 및 검증 활동도 자동화할 수 있을 것이다. INCA-FLOW는 특정 모듈 결함에 대한 근본적인 원인을 분석하기 위한 테스트도 데스크 톱 상에서 간단히 수행할 수 있도록 지원한다. 이러한 경우 주요 테스트 분야는 CAN의 오류 상태 동안 시스템 작동상태를 평가하기 위해 차량의 CAN을 고의적으로 교란시키는 것이다.

INCA-FLOW의 장기적인 목표는 ETAS ES720 주행 레코더의 인터페이스를 사용해 자동화 테스트를 수행할 수 있도록 가능성을 확대하는 것이다. 이를 통해 사용자는 장기적인 섀시 다이나모미터(chassis dynamometer) 시험을 수행하는 동안 정해진 시점에 혹은 특정 사건이 발생함에 따라 캘리브레이션을 자동적으로 변경하고 이 과정을 레코딩할 수 있게 된다. 

ETAS 솔루션
출시 테스트를 수행하려면 효율적이고 표준화된 방식이 필요하다. INCA-FLOW는 출시 테스트의 자동화를 용이하게 지원하고, INCA와 결합해 출시 테스트가 차량, 테스트벤치 및 HiL 테스트 시스템에 배포될 수 있도록 한다. ETAS 솔루션은 전 세계에 분산된 업무 팀이 손쉽고 표준화된 방식으로, 동시에 강력하고 재현 가능한 방식으로 출시 테스트를 실시할 수 있도록 지원한다.