DE102016225516A1

DE102016225516A1 - Messsystem und Messverfahren für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016225516A1
Application number: DE102016225516.9A
Authority: DE
Inventors: Kai Michael Wittmann; Fredrik Hocke
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2036-12-21
Also published as: DE102016225516B4

Abstract

Es wird Messsystem (100) zur Ermittlung von Messdaten bezüglich eines Fahrzeugs beschrieben. Das Messsystem (100) umfasst eine Mehrzahl von Messmodulen (110, 120). Die Messmodule (110, 120) sind eingerichtet, Messdaten von unterschiedlichen Messgrößen des Fahrzeugs zu erfassen. Außerdem umfasst das Messsystem (100) eine Steuereinheit (106), die eingerichtet ist, eine Referenzzeit des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Steuereinheit (106) ist weiter eingerichtet, die Messdaten der Mehrzahl von Messmodulen (110, 120) mit einem Zeitstempel zu versehen, der von der Referenzzeit abhängt. Außerdem ist die Steuereinheit (106) eingerichtet, die Messdaten mit dem Zeitstempel bereitzustellen und/oder zu speichern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Messsystem und ein entsprechendes Messverfahren für ein Fahrzeug, insbesondere für die Analyse von Daten eines Fahrzeugs.
Bei der Überprüfung des Zustands eines Fahrzeugs (z.B. im Rahmen der Entwicklung eines Fahrzeugs oder bei der Wartung eines Fahrzeugs) werden typischerweise mittels unterschiedlicher Messgeräte unterschiedliche Messgrößen erfasst und ausgewertet.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Messsystem und ein Messverfahren bereitzustellen, durch die die Genauigkeit und der Komfort der Erfassung und Auswertung von Messgrößen eines Fahrzeugs erhöht werden können.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem Aspekt wird ein Messsystem zur Ermittlung von Messdaten bezüglich eines Fahrzeugs, insbesondere bezüglich eines Straßenkraftfahrzeugs, beschrieben. Das Messsystem umfasst eine Mehrzahl von Messmodulen (insbesondere von Messkarten). Die Messmodule sind eingerichtet, Messdaten von unterschiedlichen Messgrößen des Fahrzeugs zu erfassen. Insbesondere kann jedes Messmodul eingerichtet sein, Messdaten von ein oder mehreren unterschiedlichen Messgrößen zu erfassen.
Die Mehrzahl von Messmodulen kann z.B. umfassen: ein oder mehrere Messmodule zur Erfassung einer Spannung im Fahrzeug; ein oder mehrere Messmodule zur Erfassung eines Stroms im Fahrzeug; ein oder mehrere Messmodule zur Erfassung von Sensordaten eines Sensors des Fahrzeugs; ein oder mehrere Messmodule zur Erfassung von Positionsdaten (z.B. zur Erfassung von GPS-Daten) eines Positionssensors des Fahrzeugs; ein oder mehrere Messmodule zur Erfassung von Funksignalen (z.B. im LF-(Low Frequency), im HF-(High Frequency), im Bluetooth- und/oder im Ultra Wideband-Frequenzbereich); und/oder ein oder mehrere Messmodule zur Erfassung von Daten eines Bus-Systems des Fahrzeugs.
Das Messsystem umfasst weiter eine Steuereinheit. Des Weiteren kann das Messsystem ein Gehäuse (insbesondere ein metallisches Gehäuse) zur Aufnahme der Mehrzahl von Messmodulen und zur Aufnahme der Steuereinheit umfassen. Außerdem kann das Messsystem ein oder mehrere Bus-Systeme, insbesondere eine Busplatine bzw. eine Backplane, umfassen, die die Mehrzahl von Messmodulen mit der Steuereinheit verbindet, um die Messdaten an die Steuereinheit zu übertragen.
Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine Referenzzeit des Fahrzeugs zu ermitteln. Dabei kann die Referenzzeit auf Basis eines Bus-Systems, insbesondere auf Basis eines CAN-Bussystems, des Fahrzeugs ermittelt werden. Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Referenzzeit über ein Messmodul zu beziehen. Das Messmodul kann z.B. über einen Messkontakt mit einem Bus-System des Fahrzeugs verbunden werden, um die Referenzzeit (bzw. die Relativzeit) des Fahrzeugs zu beziehen.
Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, die Messdaten der Mehrzahl von Messmodulen mit einem Zeitstempel zu versehen, der von der Referenzzeit abhängt. Insbesondere kann das Messsystem eine interne Takteinheit (z.B. einen Oszillator) umfassen, die eingerichtet ist, ein Taktsignal zu generieren, mit dem Mess-Abtastwerte der unterschiedlichen Messgrößen erfasst werden. Das Taktsignal kann insbesondere die Frequenz und/oder die Phase anzeigen, mit denen Mess-Abtastwerte der unterschiedlichen Messgrößen erfasst werden. Die interne Takteinheit kann eingerichtet sein, das Taktsignal in Abhängigkeit von der Referenzzeit zu generieren. Somit können in effizienter und präziser Weise Messdaten von unterschiedlichen Messgrößen eines Fahrzeugs erfasst und synchronisiert werden.
Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, die Messdaten (der unterschiedlichen Messgrößen) mit dem Zeitstempel bereitzustellen und/oder zu speichern. Beispielsweise kann das Messsystem einen Datenlogger umfassen, der eingerichtet ist, die Messdaten mit dem Zeitstempel zu speichern. Alternativ oder ergänzend können die Messdaten mit dem Zeitstempel über eine Schnittstelle des Messsystems bereitgestellt werden. Das Messsystem ermöglicht es somit, in komfortabler Weise Messdaten von unterschiedlichen Messgrößen für eine präzise, gemeinsame Auswertung der Messdaten bereitzustellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Erfassung von Messdaten bezüglich einer Mehrzahl von Messgrößen eines Fahrzeugs beschrieben. Das Verfahren umfasst das Erfassen von Messdaten in Bezug auf unterschiedliche Messgrößen des Fahrzeugs. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln einer Referenzzeit des Fahrzeugs. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Versehen der Messdaten der unterschiedlichen Messgrößen mit einem Zeitstempel, der von der Referenzzeit abhängt. Das Verfahren umfasst ferner das Bereitstellen und/oder Speichern der Messdaten mit dem Zeitstempel.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenfahrzeug z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das das in diesem Dokument beschriebene Messsystem umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einer Steuereinheit eines Messsystems) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Messsystems; und
2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Erfassung von Messdaten.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der komfortablen und präzisen Erfassung und Auswertung von Messdaten unterschiedlicher Messgrößen eines Fahrzeugs.
Im Rahmen der Ermittlung des Zustands eines Fahrzeugs kann es erforderlich sein, viele einzelne Messgrößen im Fahrzeug gleichzeitig als sogenannte Datentraces, d.h. Datenspuren bzw. Sequenzen von Mess-Abtastwerten, aufzuzeichnen. Die Aufzeichnung der unterschiedlichen Datenspuren kann dabei durch eine Vielzahl von eigenständigen Messgeräten erfolgen. Dies führt jedoch zu Problemen bei der zeitlichen Synchronisation der unterschiedlichen Datenspuren, d.h. der zeitlichen Verläufe für die unterschiedlichen Messgrößen. Insbesondere erschwert die Verwendung von unterschiedlichen Messgeräten die Ermittlung von Korrelationen zwischen den einzelnen Messgrößen.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Messsystems 100, das eine Mehrzahl von Messmodulen 110, 120 (z.B. Einsteckkarten) umfasst, um Daten in Bezug auf eine Mehrzahl von unterschiedlichen Messgrößen zu erfassen. Ein Messmodul 110 kann ein oder mehrere Messkontakte 111 aufweisen, über die ein Messmodul 110 mit einem bestimmten Messpunkt in einem Fahrzeug verbunden werden kann.
Die einzelnen Messmodule 110, 120 können in einem (ggf. metallischen) Gehäuse 101 angeordnet sein. Des Weiteren können die einzelnen Messmodule 110, 120 über eine Backplane bzw. Busplatine 105 miteinander und/oder mit einer Steuereinheit 106 verbunden sein. Beispielhafte Messmodule 110, 120 umfassen Messkontakte 111 für

• eine analoge und/oder digitale Spannungsmessung (Niedervolt und/oder Hochvolt); dabei können ggf. unterschiedliche Spannungsbereiche und/oder Genauigkeitsbereiche bereitgestellt werden;
• eine analoge und/oder digitale Strommessung; dabei können ggf. unterschiedliche Strombereiche und/oder Genauigkeitsbereiche bereitgestellt werden;
• einen digitaler Eingang/Ausgang, z.B. für den Anschluss eines Beschleunigungssensors, eines Temperatursensor, etc.
• einen Ethernet Logger;
• einen LIN (Local Interconnect Network) Tracer;
• einen CAN (Controller Area Network) Tracer;
• die Aufzeichnung von Positionsdaten, insbesondere GPS-Daten;
• die Aufzeichnung von Funksignalen (z.B. im LF-Frequenzbereich, im HF-Frequenzbereich, Bluetooth, Ultra Wideband, etc.) und/oder
• einen FlexRay Tracer.

Das Messsystem 100 ist eingerichtet, einen Zeitstempel für Messdaten einer Messgröße zu ermitteln. Die Messdaten einer Messgröße können z.B. mit einer bestimmten Abtastrate (z.B. von 10MS/s, d.h. 10 Mega Samples (Mess-Abtastwerte) pro Sekunde) bereitgestellt werden. Die einzelnen Messdaten können dann mit einem Zeitstempel versehen werden, um anzuzeigen, für welchen Zeitpunkt die einzelnen Messdaten, insbesondere die einzelnen Mess-Abtastwerte, gelten.
Das Messsystem 100 kann insbesondere eingerichtet sein, den Zeitstempel auf Basis einer Referenzzeit des Fahrzeugs zu ermitteln. Beispielsweise kann die Referenzzeit eines Bus-Systems (insbesondere eines CAN-Bus) des Fahrzeugs verwendet werden, um den Zeitstempel zu ermitteln. Dabei kann das Bus-System des Fahrzeugs über ein Messmodul 120 mit dem Messystem 100 verbunden sein. Die Referenzzeit eines Bus-Systems des Fahrzeugs kann dann dazu verwendet werden, eine interne Clock, d.h. einen internen Taktgeber, des Messsystems 100 (nicht dargestellt) zu synchronisieren. Der interne Taktgeber kann dann die Zeitstempel für die Mess-Abtastwerte, d.h. für die Messdaten, der unterschiedlichen Messgrößen bereitstellen. So können die Messdaten von unterschiedlichen Messgrößen eines Fahrzeugs in präziser und effizienter Weise synchronisiert werden.
Die Messdaten der von den unterschiedlichen Messmodulen 110, 120 erfassten Messgrößen können über die Busplatine 105 an die Steuereinheit 106 des Messsystems 100 weitergeleitet werden. Die Steuereinheit 106 kann die Messdaten mit dem Zeitstempel versehen und an einen Datenlogger 103 zur Speicherung übergeben. Die mit einem Zeitstempel versehenen Messdaten können z.B. auf einer internen oder externen Speichereinheit 104 (z.B. auf einer USB Festplatte) gespeichert werden.
Das Messsystem 100 umfasst eine Energieversorgung 102, über die die einzelnen Messmodule 110, 120 mit einer Betriebsspannung (z.B. 12V) versorgt werden können. Die Energieversorgung 102 kann z.B. elektrische Energie aus einer Batterie des Fahrzeugs beziehen.
Das Messsystem 100 kann eine Benutzerschnittstelle 107 aufweisen oder mit einer Benutzerschnittstelle 107 verbunden werden, die es ermöglicht, die einzelnen Messmodule 110, 120 zur Erfassung von Messdaten zu konfigurieren und anzusteuern.
Es wird somit ein modulares Messsystem 100 beschrieben, das eine Messeinheit umfasst, die mit verschiedensten Messkarten 110, 120 ausgestattet werden kann. Beispielhafte Messkarten 110, 120 sind ein oder mehrere Strommesskarten, ein oder mehrere Spannungsmesskarten und/oder ein oder mehrere Messkarten für LIN, CAN, Ethernet (z.B. OABR, OPEN Alliance BroadR-Reach) Bus-Systeme. Die Messeinheit umfasst eine Backplane 105, eine Rechen- und/oder Steuereinheit 106 und einen Datenlogger 103. Des Weiteren umfasst die Messeinheit vorgehaltene Anschlussmöglichkeiten für die unterschiedlichen Messkarten 110, 120.
Die Messdaten, die über die einzelnen Messkarten 110, 120 akquiriert werden, werden über die Backplane 105 an die zentrale Rechen- und Steuereinheit 106 übertragen. Um zu den Messdaten einen einheitlichen Zeitstempel zu definieren und aufzuzeichnen, kann über eine CAN-Schnittstelle 120 die Fahrzeug-Relativzeit mit aufgezeichnet werden. In der Rechen- und Steuereinheit 106 wird die Fahrzeug Relativzeit mit den gesamten Messdaten zusammengeführt und auf dem internen Datenlogger 103 gespeichert. Die Daten können über verschiedene Schnittstellen aus der Messeinheit ausgelesen werden (z.B. Ethernet, WLAN, USB). Weiterhin können die Messdaten auch in Echtzeit ausgelesen werden.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Erfassung von Messdaten bezüglich einer Mehrzahl von Messgrößen eines Fahrzeugs. Das Verfahren 200 umfasst das Erfassen 201 von Messdaten in Bezug auf unterschiedliche Messgrößen des Fahrzeugs. Dazu können Messmodule 110, 120 eines modularen Messsystems 100 verwendet werden. Des Weiteren umfasst das Verfahren 200 das Ermitteln 202 einer Referenzzeit des Fahrzeugs. Die Referenzzeit kann z.B. über ein Bus-System, insbesondere über einen CAN-Bus, des Fahrzeugs ermittelt werden. Insbesondere kann die Referenzzeit der Zeit eines Bus-Systems, insbesondere eines CAN-Bussystems, des Fahrzeugs entsprechen.
Außerdem umfasst das Verfahren 200 das Versehen 203 der Messdaten der unterschiedlichen Messgrößen mit einem Zeitstempel, der von der Referenzzeit abhängt. Die Messdaten einer Messgröße können eine Sequenz von Mess-Abtastwerten umfassen. Die Mess-Abtastwerte können jeweils einen Zeitstempel aufweisen, der von der Referenzzeit abhängt bzw. der mit der Referenzzeit synchronisiert ist.
Das Verfahren 200 umfasst ferner das Bereitstellen und/oder Speichern 204 der Messdaten mit dem Zeitstempel. Durch die Referenzierung der Messdaten der unterschiedlichen Messgrößen mit Zeitstempeln, die von der gleichen Referenzzeit des Fahrzeugs abhängen, wird in effizienter und präziser Weise eine Auswertung von Korrelationen zwischen dem unterschiedlichen Messgrößen ermöglicht.
In diesem Dokument wird ein vereinheitlichtes Messsystem 100 beschrieben, mit dem eine Vielzahl von unterschiedlichen Messgrößen erfasst werden kann. Dies ermöglicht Platzeinsparungen für Messelektronik in einem Fahrzeug. Des Weiteren wird eine Reduzierung des Zeitaufwands für Datenanalyse und Postprocessing ermöglicht. Außerdem wird die Auswertung vereinfacht und es wird ermöglicht, zeitliche Korrelationen zwischen den unterschiedlichen Messgrößen zu ermitteln.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Messsystem (100) zur Ermittlung von Messdaten bezüglich eines Fahrzeugs, wobei das Messsystem (100) umfasst, - eine Mehrzahl von Messmodulen (110, 120), wobei die Messmodule (110, 120) eingerichtet sind, Messdaten von unterschiedlichen Messgrößen des Fahrzeugs zu erfassen; und - eine Steuereinheit (106), die eingerichtet ist, - eine Referenzzeit des Fahrzeugs zu ermitteln; - die Messdaten der Mehrzahl von Messmodulen (110, 120) mit einem Zeitstempel zu versehen, der von der Referenzzeit abhängt; und - die Messdaten mit dem Zeitstempel bereitzustellen und/oder zu speichern.
Messsystem (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (106) eingerichtet ist, die Referenzzeit auf Basis eines Bus-Systems, insbesondere eines CAN-Bus, des Fahrzeugs zu ermitteln.
Messsystem (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (106) eingerichtet ist, die Referenzzeit über ein Messmodul (120) zu beziehen.
Messsystem (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Messsystem (100) eine interne Takteinheit umfasst, die eingerichtet ist, ein Taktsignal zu generieren, mit dem Mess-Abtastwerte der unterschiedlichen Messgrößen erfasst werden; und - die interne Takteinheit eingerichtet ist, das Taktsignal in Abhängigkeit von der Referenzzeit zu generieren.
Messsystem (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messsystem (100) ein oder mehrere Bus-Systeme (105), insbesondere eine Busplatine, umfasst, die die Mehrzahl von Messmodulen (110, 120) mit der Steuereinheit (106) verbindet, um die Messdaten an die Steuereinheit (106) zu übertragen.
Messsystem (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messsystem (100) einen Datenlogger (103) umfasst, der eingerichtet ist, die Messdaten mit dem Zeitstempel zu speichern.
Messsystem (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messsystem (100) ein Gehäuse (101) zur Aufnahme der Mehrzahl von Messmodulen (110, 120) und zur Aufnahme der Steuereinheit (106) umfasst.
Messsystem (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Messmodulen (110, 120) umfasst, - ein oder mehrere Messmodule (110, 120) zur Erfassung einer Spannung im Fahrzeug; - ein oder mehrere Messmodule (110, 120) zur Erfassung eines Stroms im Fahrzeug; - ein oder mehrere Messmodule (110, 120) zur Erfassung von Sensordaten eines Sensors des Fahrzeugs; - ein oder mehrere Messmodule (110, 120) zur Erfassung von Positionsdaten eines Positionssensors des Fahrzeugs; - ein oder mehrere Messmodule (110, 120) zur Erfassung von Funksignalen; und/oder - ein oder mehrere Messmodule (110, 120) zur Erfassung von Daten eines Bus-Systems des Fahrzeugs.
Messsystem (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messsystem (100) eine Schnittstelle umfasst, über die die Messdaten mit dem Zeitstempel ausgelesen werden können.
Verfahren (200) zur Erfassung von Messdaten bezüglich einer Mehrzahl von Messgrößen eines Fahrzeugs; wobei das Verfahren (200) umfasst, - Erfassen (201) von Messdaten in Bezug auf unterschiedliche Messgrößen des Fahrzeugs; - Ermitteln (202) einer Referenzzeit des Fahrzeugs; - Versehen (203) der Messdaten der unterschiedlichen Messgrößen mit einem Zeitstempel, der von der Referenzzeit abhängt; und - Bereitstellen und/oder Speichern (204) der Messdaten mit dem Zeitstempel.