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Die
Erfindung betrifft einen Prüfstand zur Überprüfung
einer Funktion eines Prüflings, insbesondere eines Antriebsstrangs
eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Automatisierungseinheit, mittels
derer ein Prüfprogramm durchführbar ist. Des Weiteren betrifft
die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Prüfstands.
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Anordnungen
zum Prüfen eines Prüflings, beispielsweise eines
Aggregats eines Kraftfahrzeugs wie eine Brennkraftmaschine oder
ein Getriebe, bei welchen der Prüfling auf einer wechselbaren
Prüfpalette in eine Prüfposition innerhalb eines
Prüfstands gebracht wird, sind bekannt. Falls der Prüfling
von einer Steuerungseinrichtung, beispielsweise von einer Motor-
oder Getriebesteuerung, angesteuert wird, muss zwischen einer Prüfstandsteuerung
und der Steuerungseinrichtung des Prüflings eine Signalverbindung
hergestellt werden. Über diese Signalverbindung werden
für den Betrieb der Anordnung notwendige Daten ausgetauscht.
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Für
den Betrieb von modernen Aggregaten sind eine Vielzahl von Eingangsgrößen
notwendig, welche sich je nach Aggregattyp oder bei unterschiedlichen
Kombinationen von Aggregaten sehr stark unterscheiden. Beispielsweise
kann eine Motor- oder Getriebesteuerung nur einwandfrei funktionieren,
wenn sie über eine Busverbindung, beispielsweise über
einen bekannten CAN-Bus, eine Reihe von Eingangsgrößen,
beispielsweise von anderen, im realen Kraftfahrzeug vorhandenen
Steuerungseinrichtungen, erhält. Da sich die Anforderungen
an die Eingangsgrößen sehr stark unterscheiden,
werden diese Eingangsgrößen bei bekannten Anordnungen
entweder von zusätzlichen, am Prüfstand angeordneten
elektronischen Geräten oder von auf der Prüfpalette
angeordneten Steuerungseinrichtungen aus dem realen Fahrzeug erzeugt
und der Steuerungseinrichtung des Prüflings zugeführt.
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Bei
bekannten Verfahren zum Prüfen eines Prüflings
auf einem Prüfstand wird der Prüfling mit seiner
Steuerungseinrichtung in einer Rüstphase auf einer Prüfpalette
montiert. Zusätzlich werden weitere, einzelne Steuerungseinrichtungen,
welche notwendige Eingangssignale für die Steuerungseinrichtung
des Prüflings erzeugen, montiert. Die Steuerungseinrichtungen
müssen untereinander verkabelt werden. In einer Verbindungsphase
wird der Prüfling auf der Prüfpalette in eine
Prüfposition innerhalb des Prüfstands gebracht
und die einzelnen Steuerungseinrichtungen mit der Prüfstandssteuerung
verbunden. Anschließend wird der Prüfling in einer
Prüfphase nach Maßgabe der Prüfstandssteuerung
geprüft.
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Aus
der
DE 103 25 349
B4 ist eine Anordnung zur Prüfung eines Prüflings,
insbesondere eines Aggregats eines Kraftfahrzeugs, bekannt. Die Anordnung
umfasst einen Prüfstand und eine wechselbare Prüfpalette,
auf welcher der Prüfling in eine Prüfposition
innerhalb des Prüfstands bringbar ist. Die Anordnung umfasst
weiter eine Prüfstandssteuerung und eine Steuerungseinrichtung
des Prüflings, wobei zwischen der Prüfstandssteuerung
und der Steuerungseinrichtung des Prüflings eine Signalverbindung
mittels eines elektronischen Koppelelements hergestellt ist, welches über
ein programmierbares elektronisches Modul verfügt und an
der Prüfpalette angeordnet ist.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Prüfstand
zur Überprüfung einer Funktion eines Prüflings
und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb des Prüfstands
anzugeben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen Prüfstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch
ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16 und 17.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein
erfindungsgemäßer Prüfstand zur Überprüfung
einer Funktion eines Prüflings, insbesondere eines Aggregats
eines Kraftfahrzeugs, umfasst eine Automatisierungseinheit, mittels
derer ein Prüfprogramm durchführbar ist. Im Prüfstand
ist eine Fahrzeugelektrikbox vorgesehen. Die Fahrzeugelektrikbox
weist mindestens eine erste Schnittstelle zur Automatisierungseinheit
und mindestens eine zweite Schnittstelle zu mindestens einem Prüfling
auf. Der Prüfling ist durch die Fahrzeugelektrikbox automatisch
erkennbar.
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Dabei
wird nach dem Einschalten einer Versorgungsspannung die zweite Schnittstelle
durch die Fahrzeugelektrikbox überprüft. Danach
erfolgt eine Topologieprüfung, bei der ermittelt wird,
welche Art von Topologie eines Netzwerks, beispielsweise eines CAN-Busses,
angeschlossen ist. Entsprechend der ermittelten Topologie erfolgt
eine Topologieanpassung der Fahrzeugelektrikbox. Der Prüfling
wird mittels Diagnosesequenzen erkannt, beispielsweise durch Vergleich
mit Daten aus einer lokal oder über ein Netzwerk vorgehaltenen
Datenbank (Kompatibilitätsmatrix). Entsprechend einer Hardware
und/oder einer Software des aufgefundenen Prüflings wird eine
Kommunikationsdatei in die Fahrzeugelektrikbox geladen. Für
erkannte Fehler ist vorzugsweise eine Fehlerbehandlung vorgesehen.
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Durch
die automatische Erkennung des Prüflings entfällt
Personalaufwand für die Bedienung des Prüfstands,
wodurch Kosten reduziert werden. Ebenso werden Bedienungsfehler
durch manuell fehlerhaft identifizierte Prüflinge und dementsprechend falsch
konfigurierte Schnittstellen vermieden. Ein so ausgebildeter Prüfstand
ist besonders flexibel und betriebssicher.
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Der
Prüfling kann beispielsweise als ein Motorsteuergerät,
ein Abgasnachbehandlungssteuergerät, ein Getriebesteuergerät,
ein Retardersteuergerät oder ein Zentralsteuergerät
ausgebildet sein.
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Es
kann eine dritte Schnittstelle zu mindestens einem Sensor oder Aktor
oder Bedienelement des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein, beispielsweise zu
einem Zündschlossmodul, einem Kombinationsschalter, einem
Lenkstockschalter oder einem Fahrpedalgeber.
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Die
Fahrzeugelektrikbox wird insbesondere mittels der Automatisierungseinheit
konfiguriert.
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Die
Automatisierungseinheit kann als eine Mensch-Maschine-Schnittstelle
ausgebildet sein oder eine Mensch-Maschine-Schnittstelle umfassen, das
heißt, dass direkte Ein- und/oder Ausgaben eines Anwenders
möglich sind.
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Die
Automatisierungseinheit kann mit mindestens einer übergeordneten
Datenverarbeitungseinrichtung verbindbar sein, beispielsweise, um
den Prüfstand von der Datenverarbeitungseinrichtung aus
zu steuern oder auf eine in der Datenverarbeitungseinrichtung vorgehaltene
Datenbank zuzugreifen. Die Verbindung zur übergeordneten
Datenverarbeitungseinrichtung erfolgt vorzugsweise über
eine Serveranbindung.
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Vorzugsweise
ist mittels der Automatisierungseinheit mindestens ein Terminalprogramm
in der Fahrzeugelektrikbox in Abhängigkeit von der Art des
an der zweiten Schnittstelle angeschlossenen Prüflings
und/oder von der Art einer Kommunikationsverbindung zwischen der
zweiten Schnittstelle und dem Prüfling auswählbar.
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In
der Fahrzeugelektrikbox ist bevorzugt eine Vielzahl unterschiedlicher
zweiter Schnittstellen für die Etablierung verschiedenartiger
Kommunikationsverbindungen vorgesehen (so genanntes AnyBus Konzept
mit verschiedenen Treiberkarten und Analog/Digital-Schnittstellen).
Insbesondere können als zweite Schnittstelle oder dritte
Schnittstelle eine CAN-Schnittstelle, eine LIN-Schnittstelle, eine
Flexray-Schnittstelle, eine K-Line-Schnittstelle oder eine Ethernet-Schnittstelle
vorgesehen sein.
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Auch
als erste Schnittstelle kann eine der Schnittstellen CAN-Schnittstelle,
Ethernet-Schnittstelle, Profibus, Profinet, Ethercat oder Analog/Digital vorgesehen
sein.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der
Fahrzeugelektrikbox eine Serveranwendung ausführbar, auf
die ein entfernter Zugriff mittels einer auf der Automatisierungseinheit
oder der übergeordneten Datenverarbeitungseinrichtung installierten
Terminalemulation ausführbar ist. Eine Installation der
Terminalemulation in der Fahrzeugelektrikbox ist nicht erforderlich.
Die Terminalemulation emuliert den Diagnosezugriff und ist auf beliebigen
Datenverarbeitungseinrichtungen unter verschiedenen Betriebssystemen
aufrufbar.
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Die
automatische Erkennung des Prüfling oder der angeschlossenen
Topologie und der in der Topologie enthaltenen Komponenten kann
beispielsweise anhand einer charakteristischen Flankenspannung erfolgen.
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Für
jede der Schnittstellen kann ein Steckverbinder oder mindestens
eine Zugfederklemme vorgesehen sein.
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An
den Prüfstand kann ein mobiles Terminal zur manuellen Bedienung
und Inbetriebnahme, umfassend eine Anzeigeeinheit, eine Tastatur
und einem inkrementalen Sollwertgeber anschließbar sein.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei
zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht eines Prüfstands.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Prüfstands PS zur Überprüfung einer Funktion
eines Prüflings P, insbesondere eines Aggregats eines Kraftfahrzeugs.
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Der
Prüfstand PS umfasst eine Automatisierungseinheit AE, mittels
derer ein Prüfprogramm durchführbar ist. Diese
Automatisierungseinheit AE ist beispielsweise als eine Mensch-Maschine-Schnittstelle
ausgebildet oder umfasst eine solche Mensch-Maschine-Schnittstelle,
so dass direkte Ein- und/oder Ausgaben eines Anwenders möglich sind.
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Die
Automatisierungseinheit AE ist im hier dargestellten Ausführungsbeispiel
mit einer übergeordneten Datenverarbeitungseinrichtung
DVE verbunden, vorzugsweise über eine Serveranbindung. Auf
diese Weise ist der Prüfstand PS von der Datenverarbeitungseinrichtung
DVE aus steuerbar und/oder es ist auf eine in der Datenverarbeitungseinrichtung
DVE vorgehaltene Datenbank zugreifbar.
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Des
Weiteren ist in dem Prüfstand PS eine Fahrzeugelektrikbox
FEB angeordnet. Diese Fahrzeugelektrikbox FEB ist entweder fest
im Prüfstand PS eingebaut oder mobil, beispielsweise zusammen mit
dem Prüfling P auf einer transportablen Palette, anordbar
und auf diese Weise in den Prüfstand PS einbringbar. Für
spezielle Einsätze, beispielsweise an einem Klimaprüfstand
bei sehr niedrigen Temperaturen, kann die Fahrzeugelektrikbox FEB
auch eine Heizung aufweisen. Durch die Heizung ist in der Fahrzeugelektrikbox
FEB eine Temperatur einstellbar, bei welcher die Fahrzeugelektrikbox
FEB problemlos funktioniert. Ebenso kann auch für sehr
hohe Temperaturen eine Kühlung vorgesehen sein.
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Diese
Fahrzeugelektrikbox FEB ist über eine erste Schnittstelle
S1, welche beispielsweise als eine CAN-Schnittstelle, eine Ethernet-Schnittstelle,
ein Profibus, eine Profinet-Schnittstelle, eine Ethercat-Schnittstelle
oder eine Analog/Digital-Schnittstelle ausgebildet ist, mit der
Automatisierungseinheit AE verbunden, über welche die Fahrzeugelektrikbox FEB
von der Automatisierungseinheit AE konfigurierbar ist.
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Über
eine zweite Schnittstelle S2 ist die Fahrzeugelektrikbox FEB mit
dem jeweiligen Prüfling P verbindbar. Dieser Prüfling
P ist beispielsweise als ein Motorsteuergerät, ein Abgasnachbehandlungssteuergerät,
ein Getriebesteuergerät, ein Retardersteuergerät
oder ein Zentralsteuergerät oder aus einer Kombination
daraus ausgebildet.
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Dazu
ist in der Fahrzeugelektrikbox FEB eine Vielzahl unterschiedlicher
zweiter Schnittstellen S2 für die Etablierung verschiedenartiger
Kommunikationsverbindungen mit dem jeweiligen Prüfling
P1–PX vorgesehen, ein so genanntes AnyBus Konzept mit verschiedenen
Treiberkarten und Analog/Digital-Schnittstellen. Insbesondere sind
als zweite Schnittstelle S2 beispielsweise eine CAN-Schnittstelle,
eine LIN-Schnittstelle, eine K-Line-Schnittstelle oder eine Ethernet-Schnittstelle
vorgesehen, wobei für jede der zweiten Schnittstellen S2
ein Steckverbinder oder mindestens eine Zugfederklemme an der Fahrzeugelektrikbox
FEB vorgesehen ist.
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Im
hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Fahrzeugelektrikbox
FEB mittels einer dritten Schnittstelle S3 beispielsweise mit mindestens
einem Sensor S und/oder Aktor A und/oder mindestens einem Bedienelement
B des Kraftfahrzeugs verbunden. Auch die dritte Schnittstelle S3
ist beispielsweise eine CAN-Schnittstelle, eine LIN-Schnittstelle, eine
K-Line-Schnittstelle oder eine Ethernet-Schnittstelle. Dieser Sensor
S, Aktor A oder das Bedienelement B ist zum Beispiel ein Zündschlossmodul,
ein Kombinationsschalter, ein Lenkstockschalter oder ein Fahrpedalgeber.
Dadurch sind Funktionen des Prüflings P ansteuerbar oder
aktivierbar bzw. Eingangswerte erzeugbar, welche der Prüfling
P für eine ordnungsgemäße Funktion benötigt.
So ist beispielsweise über das Zündschlossmodul
eine Freigabe für ein Fahrberechtigungssystem erteilbar.
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Des
Weiteren ist an die Fahrzeugelektrikbox FEB ein mobiles Terminal
MT zu einer manuellen Bedienung und Inbetriebnahme des Prüfstands
PS anschließbar, welches beispielsweise eine Anzeigeeinheit,
einen inkrementalen Sollwertgeber und eine Tastatur umfasst. Mittels
dieses mobilen Terminals MT sind beispielsweise direkt vor Ort am
Prüfstand PS Service- und Wartungsarbeiten ausführbar.
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Mittels
des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des
erfindungsgemäßen Prüfstands PS zur Überprüfung
einer Funktion eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs ist der
jeweilige Prüfling P durch die Fahrzeugelektrikbox FEB
automatisch erkennbar, indem nach dem Einschalten einer Versorgungsspannung
zunächst die zweite Schnittstelle S2 zwischen der Fahrzeugelektrikbox
FEB und dem Prüfling P durch die Fahrzeugelektrikbox FEB überprüft
wird.
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Danach
erfolgt eine Topologieprüfung, bei der ermittelt wird,
welche Art von Topologie eines Netzwerks, beispielsweise eines CAN-Busses,
angeschlossen ist. Entsprechend der ermittelten angeschlossenen
Topologie erfolgt eine Topologieanpassung der Fahrzeugelektrikbox
FEB. Der Prüfling P wird mittels Diagnosesequenzen erkannt,
beispielsweise durch Vergleich mit Daten aus einer lokal oder über
ein Netzwerk vorgehaltenen Datenbank (Kompatibilitätsmatrix)
in der Datenverarbeitungseinrichtung DVE. Die automatische Erkennung
des Prüfling P und/oder der angeschlossenen Topologie und
der in der Topologie enthaltenen Komponenten kann beispielsweise
anhand einer charakteristischen Flankenspannung erfolgen.
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Entsprechend
einer Hardware und/oder einer Software des aufgefundenen Prüflings
P wird dann eine zugehörige Kommunikationsdatei in die Fahrzeugelektrikbox
FEB geladen. Werden während des Verfahrens Fehler festgestellt,
d. h. ein nicht ordnungsgemäßes Funktionieren
des Prüfstands PS bzw. dessen Komponenten, ist eine Fehlerbehandlung
vorgesehen, d. h. der Prüfstand PS wird in einen Zustand
versetzt, in welchem eine Gefährdung von Personen ausgeschlossen
ist. Der erkannte Fehler wird beispielsweise an die Automatisierungseinheit AE
oder die Datenverarbeitungseinrichtung DVE gesendet und dort ausgegeben,
so dass eine Identifizierung und Behebung des Fehlers ermöglicht
ist.
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Nachdem
der Prüfling P, welcher an der Fahrzeugelektrikbox FEB
angeschlossen ist, und/oder die entsprechende Kommunikationsverbindung
erkannt ist, ist entsprechend der Art des Prüflings P und/oder
der Art der Kommunikationsverbindung zwischen der zweiten Schnittstelle
S2 und dem Prüfling P mittels der Automatisierungseinheit
AE ein entsprechendes Terminalprogramm in der Fahrzeugelektrikbox
FEB auswählbar, mit welchem der Prüfling P ordnungsgemäß ansteuerbar,
betreibbar und prüfbar ist, so dass vorgesehene Prüfstandsversuche
ausgeführt werden können.
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Des
Weiteren ist in besonders bevorzugter Weise in der Fahrzeugelektrikbox
FEB eine Serveranwendung ausführbar, auf die ein entfernter
Zugriff mittels einer auf der Automatisierungseinheit AE oder der übergeordneten
Datenverarbeitungseinrichtung DVE installierten Terminalemulation
ausführbar ist, so dass eine Installation der Terminalemulation
in der Fahrzeugelektrikbox FEB selbst nicht erforderlich ist. Diese
Terminalemulation emuliert den Diagnosezugriff und ist auf beliebigen
Datenverarbeitungseinrichtungen DVE unter verschiedenen Betriebssystemen
aufrufbar, so dass sämtliche Prüfstandsversuche
von der Automatisierungseinheit AE oder insbesondere auch von der
entfernt angeordneten Datenverarbeitungseinrichtung DVE aus geplant
und durchgeführt werden können.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung, d. h. durch
die automatische Erkennung des Prüflings P, entfällt
Personalaufwand für die Bedienung des Prüfstands
PS, wodurch Kosten reduziert werden. Ebenso werden Bedienungsfehler
durch manuell fehlerhaft identifizierte Prüflinge P und
dementsprechend falsch konfigurierte zweite Schnittstellen S2 vermieden.
Ein so ausgebildeter Prüfstand PS ist besonders flexibel
und betriebssicher.
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- A
- Aktor
- AE
- Automatisierungseinheit
- B
- Bedienelement
- DVE
- Datenverarbeitungseinrichtung
- FEB
- Fahrzeugelektrikbox
- MT
- mobiles
Terminal
- P
- Prüfling
- PS
- Prüfstand
- S
- Sensor
- S1
- erste
Schnittstelle
- S2
- zweite
Schnittstelle
- S3
- dritte
Schnittstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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