CN108431572A - 用于车辆的带有试验模式的控制单元以及用于执行试验件的台架试验的方法和试验台 - Google Patents

用于车辆的带有试验模式的控制单元以及用于执行试验件的台架试验的方法和试验台 Download PDF

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Abstract

为了以简单的方式在试验台上在考虑到行驶动力学状态的情况下实现带有控制单元的车辆或车辆子系统的接近现实的测试，该控制单元处理测量参数(MGi)的传感器值(SWi)，本发明规定，为了执行台架试验，将所述控制单元(11)切换到试验模式中；相同测量参数(MGi)的计算值(RWi)在模拟单元(23)中计算并且将测量参数(MGi)的计算值(RWi)附加于测量参数(MGi)的检测到的传感器值(SWi)输送给控制单元(11)；并且所述控制单元(11)在试验模式中忽略测量参数(MGi)的检测到的传感器值(SWi)并且所述控制单元放弃测量参数(MGi)的计算值(RWi)的可信度测试。

Description

用于车辆的带有试验模式的控制单元以及用于执行试验件的 台架试验的方法和试验台
技术领域
本发明涉及一种用于在用于试验件的试验台上执行台架试验的方法，其中，在试验件上设置有至少一个测量传感器，该测量传感器检测测量参数的传感器值，该传感器值输送给试验件的控制单元并且在该控制单元中对测量参数的检测到的传感器值根据可信度测试进行处理，以用于控制试验件的功能。此外，本发明涉及一种相应的试验台和用于执行所述方法的车辆控制单元。
背景技术
在开发车辆或车辆组件时经常使用驱动传动系试验台或用于整车的试验台。在驱动传动系中，所述驱动传动系设置在试验台上并且与一个或多个测力计连接。驱动传动系的驱动机组、例如内燃机和/或电动马达于是在试验台上抵抗测力计工作，以便测试不同的负载状态。这种驱动传动系试验台例如由DE102008041883A1已知。用于整车的试验台可以是常规的辊式试验台，其中，被驱动的车轮设置在由测力计驱动的试验辊上。这种传统的辊式试验台例如由DE10051353A1或WO2009/121805A1已知。但也已知这样的试验台、尤其是用于全轮驱动车辆的试验台，在此车轮被移除并且在轮毂上直接或通过特别的试验轮固定测力计。这种试验台例如由DE102010017198A1或AT512428B1已知。在这种试验台上可以以台架试验为形式非常接近现实地模拟车辆的真实道路行驶，以便试验车辆的特定性能。
在现代车辆中，通常使用多个控制设备的组合，这些控制设备监控并且控制车辆的不同功能。在此，所述控制设备通过车辆总线、如CAN总线彼此连接并且也彼此交换数据、例如测量或控制参数。在此也可能发生：第一控制设备对由第二控制设备获得的测量或控制参数进行可信度测试，在必要时也利用其他获得的测量和/或控制参数进行可信度测试。如果获得的测量或控制参数显得不可信，则引起通常仅能允许车辆的受限的运行的故障状态。然而在试验台上经常不是所有需要的或期望的测量或控制参数都可用或可信。对此的一个实例是：车辆的不是所有的轴都被驱动，例如经常在辊式试验台上是这种情况。然而许多控制设备利用各种测量传感器监控所有车辆轴的测量参数。如果在此探测到一个旋转的和一个静止的轴(这不可信)，则这通常导致通常仅能允许车辆的受限的运行的故障状态。
在试验台上，这种故障状态通常是不期望的，因为在试验台上应测试车辆的正常功能性。
为了预防这一点，例如已经已知：将车辆的控制设备切换到特别的试验模式中，在该试验模式中，特定控制设备被禁用或者在车辆中安装的特定传感器的测量参数被忽略。DE102007025125B3例如说明了一种辊模式，其中，摆动稳定装置被关闭并且在变速器控制装置中禁用对纵向加速度的评估以及轴滑动功能。然而这样无法实现应该包括车辆的行驶动力学状态的接近现实的试验流程。因此更确切地说是车辆的简单测试例如在车间中或在制造末尾(所谓的下线测试)实现。
然而在现代车辆中，行驶动力学状态、尤其是加速度、如横向或纵向加速度或者偏转率也被评估并且被用于控制车辆或车辆子系统。例如在此提到各种车辆辅助系统、例如行驶动力学调节ESP或根据全轮驱动系统中的加速状态的力矩分配。然而在试验台上自然缺失这样的加速度，因为车辆或一般来说试验件在执行试验过程期间在试验台上静止。车辆的受行驶动力学状态影响的功能因此无法容易地在试验台上测试。
为此也已经提出解决方案，例如在WO2011/151240A1中说明的那样。在此，行驶动力学状态的参数在模型中模拟并且通过仿真各个信号返回到车辆电子器件中。车辆的控制设备因此不处理由传感器检测到的测量参数，而是处理在外部模拟中计算并且返回的值。在此的问题在于：为此真实的传感器在试验台上必须被移除或以其他方式禁用，因为否则会将矛盾并且竞争性的传感器信号输送给控制设备，这在最好的情况下由于缺失可信度又导致故障状态。除此之外，该过程也是非常耗费并且因此也是非常不利的。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种方法和一种相应的试验台，其能以简单的方式实现在考虑到行驶动力学状态的情况下在试验台上对车辆或车辆子系统进行接近现实的测试。以相同方式，本发明的目的在于，提供一种车辆控制单元，该车辆控制单元能实现该方法的实施。
按照本发明，所述目的以如下方式得以实现：为了执行台架试验，将控制单元切换到试验模式中，相同测量参数的计算值在模拟单元中进行计算并且将测量参数的计算值附加于测量参数的检测到的传感器值输送给控制单元，并且控制单元在试验模式中忽略测量参数的检测到的传感器值并且放弃对测量参数的计算值进行可信度测试。因此不需要在试验台上对测量传感器进行干预。测量传感器将其检测到的传感器值简单地提供给控制单元，然而所述控制单元识别出：不应对所述传感器值进行处理。替代地，对相同测量参数的计算值进行处理，然而不对所述计算值进行可信度测试，以便防止在试验台上由于测量参数的不可信的值引起可能的故障状态。以这种方式可以在试验台上以简单的方式实现接近现实的台架试验，该台架试验尤其是也能考虑到车辆的行驶动力学状态。因此能够在试验台上对否则无法容易地进行测试的功能进行试验。
附图说明
接下来参考附图1至3详细阐述本发明，附图示例性地、示意性地并且非限制性地示出本发明有利的设计方案。图中示出：
图1为带有用于执行台架试验的试验件的试验台的示例，
图2和3为控制单元及其在试验台上的连接的按照本发明的设计方案。
具体实施方式
在图1中示出在充分已知的布置结构中的用于试验件2(在此车辆)的试验台1。试验件2包括驱动机组3(在此例如内燃机)，该驱动机组通过离合器4与变速器5连接。变速器5与差速器6连接，通过该差速器又有车辆2的两个半轴7a、7b被驱动。在车辆2的被驱动的半轴7a、7b上设置有测力计8a、8b。以相同的方式，可以仅设置驱动传动系作为试验件2，该驱动传动系例如具有内燃机、离合器4、变速器5、差速器6和半轴7a、7b，或者以任意其他的配置、尤其是混合驱动传动系。被驱动的车轮同样可以设置在辊式试验台的试验台辊上。
试验件2此外包括车辆总线10、例如CAN总线、LIN总线或Flexray总线。在试验件2中同样以充分已知的方式设置有多个测量传感器Mi，i＝1，...，x，这些测量传感器分别检测特定测量参数MGi，i＝1，...，x的传感器值SWi，i＝1，...，x。在图1中示出测量传感器M1、M2、M3、M4、M5和M6。附加地，在试验件2中也设有多个控制单元11，例如马达控制单元ECU、变速器控制单元TCU和行驶动力学调节装置ESP，所述控制单元在图1中由于清晰性原因仅在试验件2外部示出。在所示实施例中，测量传感器Mi将检测到的测量参数MGi的传感器值SWi通过车辆总线10进行传输。控制单元11、在必要时还有车辆2的其他单元可以从车辆总线10读取测量参数MGi的传感器值SWi并且对其处理以用于执行特定的设置的功能、例如调节内燃机的节气门位置或喷油量、或者换挡、或者制动干预等。以相同方式，控制单元11在所示实施例中将用于特定车辆组件的控制参数SGi，i＝1，...，y通过车辆总线10进行传输，车辆组件从该车辆总线读取并处理控制参数SGi。但也可以规定：特定的测量传感器Mi直接与特定的控制单元11连接和/或特定的控制单元11直接与配设的车辆组件连接并且不通过车辆总线10进行连接。
在图1中仅示例性地示出一些测量传感器Mi和控制单元11。不言而喻，在车辆中可以设置多个进一步的和/或其他的测量传感器Mi和控制单元11，但这对于本发明接下来的说明是不重要的。
附加地，在试验台1上设有试验台自动化单元15，该试验台自动化单元控制在试验台1上的试验运行。试验台自动化单元15尤其是控制测力计8a、8b以及以车辆或车辆组件为形式的试验件2。为此，试验台自动化单元15可以与测力计8a、8b连接。同样，所述试验台自动化单元15为此目的与试验件2连接，例如通过常规的车辆诊断接口12连接，该车辆诊断接口又与车辆总线10连接。试验台自动化单元15也可以与试验台1上的其他执行器连接，例如与用于操作踏板、转向装置或变速器的驾驶机器人连接。但试验台自动化单元15也可以通过车辆总线10将控制命令传输给相应的控制单元11，例如将加速踏板位置传输给马达控制单元ECU。
在车辆中，每个控制单元11期望特定的测量参数MGi。如果所述测量参数MGi在车辆运行期间缺失，则假定一个故障状态。同样常见的是：控制单元11对测量参数MGi的获得的传感器值SWi在控制单元11的正常模式中(在检查正确性或可信度的意义中)进行可信度测试，在必要时也在其他测量参数MGi的其他传感器值的辅助下进行可信度测试。作为例子提到由加速度传感器、转向角和车辆偏转率的信号的可信组合。可信度测试可以对于每个测量参数MGi不同地进行。但一般会知道特定的测量参数取决于哪些其他的测量参数MGi和/或控制参数SGi，以及测量参数MGi(在必要时根据其他测量参数MGi或控制参数SGi)可以占据哪些传感器值SWi。可信度测试通常固定在控制单元11中实施。如果传感器值SWi不可信，则这通常也触发故障状态。这种故障状态在车辆2在试验台1上的试验期间是不期望的，因为这种故障状态会使车辆2的接近现实的试验(至少对于车辆2的特定功能)无法进行或者变得困难。
尤其是，在试验台上自然地缺失试验件2的行驶动力学状态的测量参数MGi，即特别是当前加速度、如纵向或横向加速度、偏转率，这些测量参数用一定数量的用于行驶动力学的测量传感器M6检测。然而在试验台1上通常也缺失车辆控制装置的测量参数、如转向角。以相同方式也可能缺失车辆2的未被驱动的轴的测量传感器M1、M2的测量参数MG1、MG2、例如转速。然而特定测量参数MGi的这种缺失的传感器值SWi结合控制单元11导致问题或者导致不期望的特性。例如行驶动力学调节装置ESP在直线行驶(转向角为0)时与在在特定转向角的情况下相比不同地反应。轴的转速为0可以对行驶动力学调节装置ESP发出存在车轮的抱死信号，这伴随着行驶动力学调节装置ESP在试验台1上相应的不期望的反应。试验件2的特定功能在试验台1上在没有相应的测量参数MGi的情况下完全无法测试。例如，取决于车辆2的行驶动力学状态的功能、例如行驶动力学调节ESP、全轮驱动车辆中的力矩分配或混合驱动传动系的控制由于所述原因在常规的试验台1上无法容易地测试。如下所述的那样，本发明对此应提供补救。
在根据图2的实施例中，控制单元11通过数据输入端12获得特定测量参数MGi的由与控制单元连接的测量传感器Mi检测到的传感器值SWi。所述数据输入端12可以是传感器输入端24，测量传感器Mi可以直接连接在该传感器输入端上。在可信度测试单元21中对传感器值SWi进行可信度测试，如果可信，在计算单元22中对所述传感器值按照控制单元11设置的功能进行处理。控制单元11计算控制参数SGi，所述控制参数可以在控制单元11的数据输出端13上输出。数据输出端13可以是控制单元11的控制输出端25，在该控制输出端上可以连接车辆2的配设的执行器Ai。所述执行器Ai利用输出的控制参数SGi来控制。在此，可信度测试单元21和计算单元22自然也可以在一个唯一的单元中实施并且可以设计为硬件和/或软件的形式。根据图3的实施例相应于图2的实施例，唯一的不同之处是：控制单元11通过通讯单元20连接到车辆总线10上并且通过车辆总线10和通讯单元20接收传感器值SWi并且传输控制参数SGi。因此，控制单元11的数据输入端12和数据输出端13由用于将控制单元11连接到车辆总线10上的通讯单元20构成。
如果测量传感器Mi不提供测量参数MGi的传感器值SWi或提供测量参数MGi的对于台架试验错误的传感器值SWi(这在可信度测试单元21中确定)，则这可能干扰要执行的台架试验或者甚至使要执行的台架试验无法进行。因此按照本发明规定：确定测量参数MGi的在模拟单元23中计算的计算值RWi。在此，模拟单元23也可以在试验台自动化单元15中实施。这例如可以根据对车辆运动的模拟(该模拟尤其是包括车辆的行驶动力学状态)按照台架试验的规定来进行。所述模拟例如可以根据适合的模拟模型来进行并且也可以处理其他检测到的、例如通过车辆总线10传输的传感器值SWi。以这种方式可以在试验台1上确定测量参数MGi、如加速度、转向角、车轮转速等的计算值RWi，所述测量参数在车辆的真实行驶中会发生，但在试验台1上无法被检测到。所述计算值RWi同样通过数据输入端12输送给控制单元11。优选通过车辆总线10和通讯单元20实现，模拟单元23与该车辆总线连接。但计算值RWi也可以直接通过控制单元11设置作为数据输入端12的第二传感器输入端26输送给控制单元11，如在图2中所示。但这使得模拟单元23与第二传感器输入端24的直接连接是必要的。控制单元11因此同时获得测量参数MGi的利用测量传感器Mi检测到的传感器值SWi和同样的测量参数MGi的计算出的计算值RWi。相同测量参数MGi的这样竞争的并且通常矛盾的值在可信度测试单元21中的可信度测试中会是突出的并且会导致不期望的故障状态。
为了避免这一点而规定：控制单元11为了在试验台1上的台架试验而切换到试验模式中。这例如可以通过试验件2的预定的、仅对于车辆制造商已知的特定操作元件的组合来实现或者通过在诊断软件中设置特定的编码值来实现。以相同方式，这也可以通过特殊的命令来实现，该命令由试验台自动化单元15通过车辆诊断接口12在车辆总线10上传输并且被所有连接的控制单元11读取。
在试验模式中，为了实施在控制单元11中规定的功能，控制单元11被指示：忽略测量参数MGi的由测量传感器Mi获得的传感器值SWi，并且替代地处理测量参数MGi的计算值RWi以用于确定控制参数SGi。为此例如可以规定：计算值RWi由模拟单元23以特殊消息的形式在车辆总线10上传输，以便使控制单元11能够将传感器值SWi区分于计算值RWi。以这种方式不需要使测量传感器Mi取决于车辆总线10或者控制单元11地被禁用或者以其他方式被禁用。因此不需要在试验台1上的试验件2上进行干预。
为了防止可能在控制单元11中设置的可信度测试，所述控制单元11在试验模式中同时放弃对计算值RWi进行可信度测试并且信任获得的计算值RWi。“放弃”在此可以表示：完全不执行可信度测试，或者忽略可信度测试的结果。如果控制单元11例如利用其他测量参数MGi的在试验台1上真实检测到的其他传感器值SWi(所述其他传感器值例如在车辆总线10上传输)对测量参数MGi的计算值RWi进行可信度测试，则所述计算值RWi在某些情况下可能无法通过这样的测试，这又可能导致故障状态。这现在可以通过试验模式来防止。
虽然按照本发明的方法仅根据一个测量参数MGi进行说明，但该方法自然可以用于多个并且也可以用于不同的测量参数MGi。同样，一个控制单元11也可以处理多个传感器值SWi或计算值RWi和/或计算并且输出多个控制参数SGi。
对控制单元11的软件进行相应地适配，以便能够在试验台1上实现这种试验模式。这在用于生产车辆的控制单元11的生产版本中也可以是这种情况。在必要时也可以规定：所述控制单元11或者控制单元11的软件在试验台1上简单地更换，以便能够在试验台1上用带有试验模式的控制单元11来工作。

Claims (5)

1.一种在用于试验件(2)的试验台(1)上执行台架试验的方法，其中，在试验件(2)上设置有至少一个测量传感器(Mi)，该测量传感器检测测量参数(MGi)的传感器值(SWi)，所述传感器值输送给试验件(2)的控制单元(11)，并且在该控制单元中对测量参数(MGi)的检测到的的传感器值(SWi)根据可信度测试进行处理，以用于控制试验件(2)的功能，其特征在于，为了执行台架试验，将所述控制单元(11)切换到试验模式中；相同测量参数(MGi)的计算值(RWi)在模拟单元(23)中计算，并且将测量参数(MGi)的计算值(RWi)附加于测量参数(MGi)的检测到的传感器值(SWi)输送给控制单元(11)；并且所述控制单元(11)在试验模式中忽略测量参数(MGi)的检测到的传感器值(SWi)，并且所述控制单元放弃测量参数(MGi)的计算值(RWi)的可信度测试。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算值(RWi)通过与控制单元连接的车辆总线(10)输送给控制单元(11)。
3.一种用于利用试验件(2)执行台架试验的试验台，该试验件具有控制单元(11)，其中，在试验件(2)上设置有至少一个测量传感器(Mi)，该测量传感器检测测量参数(MGi)的传感器值(SWi)并且输送给控制单元(11)，其中，在控制单元(11)中设有可信度测试单元(21)，在该可信度测试单元中在正常模式中对传感器值(SWi)进行可信度测试，并且所述控制单元(11)对测量参数(MGi)的检测到的传感器值(SWi)根据可信度测试进行处理以用于控制试验件(2)的功能，其特征在于，在控制单元(11)中为了执行台架试验而实施试验模式；在试验台(1)上设有模拟单元(23)，该模拟单元计算相同测量参数(MGi)的计算值(RWi)并且将该计算值附加于测量参数(MGi)的检测到的传感器值(SWi)输送给控制单元(11)；并且所述控制单元(11)在试验模式中忽略测量参数(MGi)的检测到的传感器值，并且所述可信度测试单元放弃测量参数(MGi)的计算值的可信度测试。
4.如权利要求3所述的试验台，其特征在于，所述控制单元(11)和模拟单元(23)与车辆总线(10)连接，并且所述模拟单元(23)将测量参数(MGi)的计算值(RWi)通过车辆总线(10)传输给控制单元(11)。
5.一种车辆控制单元，该车辆控制单元包括数据输入端(12)，通过该数据输入端能够在车辆运行中对测量参数(MGi)的利用车辆的测量传感器(Mi)检测到的传感器值(SWi)进行输送，其中，在控制单元(11)中设有可信度测试单元(21)，在该可信度测试单元中在正常模式中对传感器值(SWi)进行可信度测试，并且所述控制单元(11)将测量参数(MGi)的检测到的传感器值(SWi)根据可信度测试处理成用于控制车辆或车辆组件的功能的控制参数(SGi)，并且所述车辆控制单元包括数据输出端(13)，通过该数据输出端能够在车辆运行中将控制参数(SGi)输出，其特征在于，在所述控制单元(11)中实施试验模式，其中，控制单元(11)在试验模式中忽略测量参数(MGi)的通过数据输入端(12)输送的检测到的传感器值(SWi)并且处理相同测量参数(MGi)的通过所述数据输入端(12)输送的计算出的计算值(RWi)，而测量参数(MGi)的计算值(RWi)在控制单元(11)的可信度测试单元(21)中不进行可信度测试。
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