DE10027978A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Testen von Systemen mit elektrischen Komponenten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zum Testen von Systemen (2) mit elektrischen Komponenten, umfassend einen zentralen Datenspeicher (3), in dem Sätze von Eingangssignalen des zu testenden Systems (2) sowie die zugeordneten Soll-Ausgangssignale abgelegt sind, wobei dem Datenspeicher (3) und dem zu testenden System (2) jeweils eine Schnittstelle (8) zugeordnet ist, über die eine bidirektionale Datenkommunikation realisierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen von Systemen mit elektrischen Komponenten.

In Maschinen, Geräten, Fahrzeugen und ähnlichen Systemen nimmt die Anzahl elektrischer Komponenten, die gegebenenfalls Module oder komplexe Gesamtsysteme bilden, kontinuierlich zu. Dabei müssen die elektrischen Komponenten selbst als auch deren Verbau sowie die Funktionalität im eingebauten Zustand geprüft werden. Dabei wird eine möglichst große Fehlerabdeckung angestrebt. Dem sind jedoch Grenzen gesetzt, da eine Vielzahl von realen Betriebszuständen im Testbetrieb nicht einstellbar sind.

Aus der DE 32 32 416 A1 ist ein Datenerfassungssystem für Fahrzeuge bekannt, bestehend aus einem im Fahrzeug eingebauten Gerät zur zyklischen Erfassung der Daten von Gebern für Impulsfolgen, die repräsentativ sind für vom Fahrzeug gelieferte dynamische Daten, wie Geschwindigkeit, Drehzahl und Kraftstoffverbrauch oder von Gebern, die Signale in Form von Ja-Nein- Aussagen liefern, die repräsentativ sind für bestimmte Ereignisse innerhalb des Fahrverlaufs, beispielsweise für das Erreichen bestimmter Grenzwerte, einer in das Gerät einsteckbaren Kassette mit einem Datenspeicher zur Speicherung der aus der Abfrage der Impulsgeber und der Schalter sich ergebenden Daten und einem Rechner zur Aufnahme und zur Verarbeitung der in der Kassette gespeicherten Daten, wobei in dem Datenspeicher oder einem Programmspeicher der Kassette Aufrufbefehle für im Programmspeicher des Erfassungsgerätes oder der Kassette gespeicherte Prüfroutinen vorhanden sind und andererseits die Prüfkassette mit einem Schalt- und Kontrollgerät verbindbar ist, mit dessen Hilfe die verschiedenen Prüfroutinen auslösbar und ihr Ergebnis anzeigbar sind.

Aus der EP 0 881 501 A2 ist eine Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung eines elektronisch gesteuerten Regelsystems in einem Kraftfahrzeug nach einem Fertigungsvorgang des Kraftfahrzeugs in einem Produktionswerk bekannt, wobei für die Dauer eines definierten Fahrzeugbetriebs während einer im Produktionswerk zurückzulegenden Strecke das zu überprüfende elektronisch gesteuerte Regelsystem nach seinem Einbau in das Kraftfahrzeug in Betrieb genommen wird und Daten dieses Regelsystems in einem Prüfsystem erfaßt und abgespeichert werden. Diese Vorrichtung kann sowohl kraftfahrzeugseitig als auch drahtlos kommunizierbar mit dem zu prüfenden Regelsystem ausgebildet sein.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen von Systemen mit elektrischen Komponenten zu schaffen, mittels derer bei verkürzter Testzeit eine erhöhte Fehlerabdeckung erreichbar ist.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierzu umfaßt die Vorrichtung zum Testen von Systemen mit elektrischen Komponenten einen zentralen Datenspeicher, in dem Sätze von Eingangssignalen des zu testenden Systems sowie die zugeordneten Soll-Ausgangssignale abgelegt sind, wobei dem Datenspeicher und dem zu testenden System jeweils eine Schnittstelle zugeordnet ist, über die eine bidirektionale Datenkommunikation realisierbar ist. Hierdurch können die unterschiedlichsten Betriebssituationen digitalisiert und getestet werden. Handelt es sich beispielsweise bei dem zu testenden System um ein Kraftfahrzeug, so können beispielsweise Straßenführung, Fahrdynamik, unterschiedliche Wettersituationen, die Innen- und Außentemperatur, Füll- und Betriebszustände von Betriebsflüssigkeiten, Tag- und Nachtsituationen und vieles mehr als digitaler Datensatz eingespielt und die Reaktion des Systems mit Soll- Ausgangssignalen verglichen werden. Dadurch kann das System bei der Montage bzw. nach der Komplettzusammenstellung umfassend getestet werden, wobei neben der größeren Fehlerabdeckung auch schnellere Testzyklen möglich werden. Des weiteren erlaubt die Vorrichtung das Abtesten von komplexen Funktionsabläufen, die die komplette elektrische Verbauung überprüfen.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die elektrischen Komponenten des Systems über ein Bussystem miteinander verbunden, an dem die dem System zugeordnete Schnittstelle angeordnet ist. Dadurch kann über eine einzige Schnittstelle das gesamte System angesprochen werden.

Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung eine Ausgabeeinheit, auf der die Ist- und/oder Ausgangssignale darstellbar sind. Umfaßt dabei das elektrische System selbst eine Ausgabeeinheit, so können beispielsweise die Ist-Ausgangssignale auf der systeminternen Ausgabeeinheit und die Soll-Ausgangssignale auf der externen Ausgabeeinheit dargestellt und miteinander verglichen werden. Beispielsweise kann die externe Ausgabeeinheit als Virtual Reality-Brille ausgebildet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind in dem zentralen Datenspeicher typenspezifische Datensätze abgelegt, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zur Typenerkennung umfaßt. Dadurch kann die Vorrichtung zum Testen verschiedener elektrischer Systeme sehr flexibel eingesetzt werden. In der Kraftfahrzeugproduktion beispielsweise variieren die einzelnen Kraftfahrzeugtypen sehr stark in ihrer Ausstattung. Entsprechend dem erkannten Typ wird dann ein spezieller Datensatz für die Testzwecke zusammengestellt, der an die Ausstattung angepaßt ist. Dabei kann auf die bereits bekannten Typenerkennungsmerkmale zurückgegriffen werden. Dabei kommen neben Seriennummern, die optisch erfaßt werden auch Barcodes oder digitale Signaturen in Frage.

Weiter kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß die Ist-Ausgangssignale für die weiteren Testzwecke zwischengespeichert und verwendet werden. Diese können dann als weitere Eingangssignale während des Testzyklus herangezogen werden. Dadurch sind Toleranzketten ermittelbar, so daß sehr systemspezifische Tests möglich sind, die die Qualität des Tests einerseits erhöhen und andererseits eine sehr flexible Handhabung der Toleranzbereiche erlaubt.

Vorzugsweise werden die Datensätze in dem zentralen Datenspeicher derart zusammengestellt, daß insbesondere numerische Grenzbereiche des Systems erfaßt werden. Dadurch können beispielsweise der volle Drehzahlbereich und verschiedene Temperaturgrenzwerte eines Kraftfahrzeuges in der Werkshalle oder einer Service- Werkstatt abgetestet werden.

Zur Verbesserung der Kommunikation zwischen der Vorrichtung und dem zu testenden System werden die elektrischen Komponenten durch den zentralen Datenspeicher in einen Test-Modus umgeschaltet, so daß einzelne interne Signale für die Datenübertragung über die Schnittstelle aufbereitbar sind. Dies erlaubt dann eine nahezu vollständige Transparenz des Systems während des Tests.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipaufbau einer Vorrichtung zum Testen eines elektrischen Systems mit einem Kombiinstrument und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Kombiinstrumentes gemäß Fig. 1.

Die Vorrichtung 1 zum Testen eines elektrischen Systems 2 umfaßt einen zentralen Datenspeicher 3 und eine nicht dargestellte Schnittstelle. In dem Datenspeicher 3 sind Sätze von Eingangssignalen für das elektrische System 2 sowie die Soll- Ausgangssignale des elektrischen Systems 2 abgelegt. Das elektrische System 2 umfaßt ein Kombiinstrument 4, das über zwei Netzknoten 5, 6 mit einem Bussystem 7 verbunden ist. Das Bussystem 7 ist mit einer Schnittstelle 8 ausgebildet, über die der zentrale Datenspeicher 3 mit seiner Schnittstelle mit dem elektrischen System 2 kommunizieren kann.

Zum Testen des elektrischen Systems 2 überträgt der zentrale Datenspeicher 3 zunächst einen Zugangsberechtigungs-Code an die Schnittstelle 8. Diese vergleicht den Code und schaltet bei Übereinstimmung auf Datenübertragung. Anschließend überträgt das elektrische System 2 eine Erkennungssequenz an den zentralen Datenspeicher 3. Im zentralen Datenspeicher 3 wird die Erkennungssequenz verglichen und festgestellt, um welchen Typ mit welcher Ausstattung es sich handelt. Nach dieser Feststellung wird ein typenspezifischer Datensatz für die Testzwecke aus dem Speicherinhalt ausgewählt. Dies wird nun am Beispiel des Kombünstrumentes 4 erläutert.

Das Kombiinstrument 4 umfaßt einen Drehzahlmesser 9, einen Tachometer 10, eine Anzeige 11 für die Kühlmitteltemperatur, eine Anzeige 12 für den Kraftstoffinhalt und ein Display 13 mit verschiedenen piktogrammförmigen Warnanzeigen. Des weiteren sind in dem Drehzahlmesser 9 und dem Tachometer 10 weitere Warnanzeigen angeordnet. Der Datenspeicher 3 überträgt nun verschiedene Datensätze über die Schnittstelle 8 an das Kombiinstrument 4, wobei die Daten entsprechend den Formaten der realen Sensoren ausgebildet sind. Dabei werden verschiedene Drehzahl-Geschwindigkeitspaare, verschiedene Kraftstoffinhalte und Kühlflüssigkeitssignale eingespielt und verglichen, ob die Ist-Ausgangssignale den Soll-Ausgangssignalen entsprechen. Somit sind bereits erste Rückschlüsse auf Funktionsfähigkeit und Verkabelung des Kombünstrumentes möglich. Wird nun ein Datensatz eingespielt, der eine erhöhte, über den Grenzwert liegende Kühlflüssigkeitstemperatur anzeigt, so muß dies entsprechend in der Anzeige 11 und in dem Display 13 angezeigt werden. Dabei können insbesondere die Toleranzbereiche abgeprüft werden, innerhalb derer beispielsweise das Warnsignal im Display 13 erscheinen muß bzw. nicht erscheinen darf. Gleiches kann zeitgleich oder danach für den Kraftstoffinhalt durchgeführt werden. Anhand dieses einfachen Beispieles wird klar, daß mittels der Vorrichtung 1 eine Vielzahl von Betriebszuständen kurzzeitig simulierbar sind, die in einem realen Test innerhalb der Fertigung nicht erreichbar wären. Bei dem dargestellten Beispiel Kombiinstrument 4 werden die Ist-Ausgangssignale selbst visualisiert und lassen sich leicht mit den Soll-Ausgangssignalen vergleichen.

Bei anderen Komponenten wie beispielsweise Steuergeräten müssen die erzeugten Ist- Ausgangssignale über die Schnittstelle 8 gegebenenfalls nach außen auf eine separate Anzeigeeinheit und/oder zum zentralen Datenspeicher 3 übertragen werden und dort mit den Soll-Ausgangssignalen verglichen werden.

Weiter ist es auch möglich, komplexere Testsequenzen zu durchfahren. So kann beispielsweise von dem Datenspeicher 3 ein Datensatz eingespeist werden, der nur die Daten von externen Sensoren umfaßt, die dann in den Steuergeräten weiterverarbeitet und an weitere Komponenten übertragen werden. Dadurch sind auch Verkabelungsaufbauten eingangs- und ausgangsseitig testbar.

Komponenten, die galvanisch trennende mechanische Schalter aufweisen, müssen in einen Test-Modus überführbar sein, in dem der mechanische Schalter durch ein elektrisches Signal simulierbar bzw. überbrückbar ist.

Claims (15)

1. Vorrichtung (1) zum Testen von Systemen (2) mit elektrischen Komponenten, umfassend einen zentralen Datenspeicher (3), in dem Sätze von Eingangssignalen des zu testenden Systems (2) sowie die zugeordneten Soll-Ausgangssignale abgelegt sind, wobei dem Datenspeicher (3) und dem zu testenden System (2) jeweils eine Schnittstelle (8) zugeordnet ist, über die eine bidirektionale Datenkommunikation realisierbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Komponenten über ein Bussystem (7) miteinander verbunden sind, an dem die dem System (2) zugeordnete Schnittstelle (8) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine Ausgabeeinheit umfaßt, auf der die Ist- und/oder Soll-Ausgangssignale darstellbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zentralen Datenspeicher (3) typenspezifische Datensätze abgelegt sind und die Vorrichtung (1) eine Einrichtung zur Typenerkennung umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zentralen Datenspeicher (3) Ist-Ausgangssignale einer elektrischen Komponente als Eingangssignale zwischenspeicherbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstellen (8) als iR- oder RF-Luftschnittstelle ausgebildet sind.

7. Verfahren zum Testen von Systemen (2) mit elektrischen Komponenten, mittels einer Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, umfassend folgende Verfahrensschritte:

• a) Übertragen der Sätze von Eingangssignalen über die Schnittstellen (8) an die elektrischen Komponenten,
• b) Erfassen der Ist-Ausgangssignale des Systems (2) und
• c) Vergleichen der Ist-Ausgangssignale mit den im Datenspeicher (3) abgelegten Soll-Ausgangssignalen des Systems (2).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Datenspeicher (3) eine Kennung an die dem elektrischen System (2) zugeordnete Schnittstelle (8) überträgt, die Schnittstelle (8) die Kennung überprüft und bei Übereinstimmung der Kennung mit einer gespeicherten Kennung die Schnittstelle (8) freischaltet.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß den unterschiedlichen elektrischen Systemen (2) ein Typenerkennungsmerkmal zugeordnet ist, die von der Vorrichtung (1) erfaßt wird, worauf in dem zentralen Datenspeicher (3) ein typenspezifischer Satz von Eingangssignalen zusammengestellt wird, der dann in einem festgelegten Ablaufschema über die Schnittstellen (8) an das elektrische System (2) übertragen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignale numerische Grenzbereiche des elektrischen Systems (2) umfassen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einzelne Komponenten des elektrischen Systems (2) über die Schnittstelle (8) in einen Test-Modus umgeschaltet werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist- Ausgangssignale einzelner elektrischer Komponenten erfaßt und in dem zentralen Datenspeicher (3) zwischengespeichert werden, wobei die zwischengespeicherten Ist-Ausgangssignale zur Anpassung der weiteren Eingangssignale herangezogen werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Soll- Ausgangssignale als Virtual Reality-Darstellung ausgegeben werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist- Ausgangssignale in einem Speicher abgespeichert werden.

15. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6 zum Testen des elektrischen Systems eines Kraftfahrzeuges.