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Die Erfindung betrifft eine Testvorrichtung, die es ermöglicht, unterschiedliche Varianten von ein oder mehreren Fahrzeugkomponenten in effizienter und schonender Weise zu testen.
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Ein Fahrzeug weist zahlreiche unterschiedliche Komponenten auf, die im Rahmen der Entwicklung der jeweiligen Komponente auf eine korrekte Betriebsweise hin getestet werden müssen. Dabei kann es erforderlich und/oder wünschenswert sein, unterschiedliche Varianten einer Fahrzeug-Komponente, z.B. eines Fahrzeuggetriebes und eines Steuergeräts für ein Fahrzeuggetriebe, zu testen.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine Testvorrichtung bereitzustellen, die einen effizienten und schonenden Test von unterschiedlichen Varianten von ein oder mehreren Fahrzeug-Komponenten ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Testvorrichtung zum Testen von unterschiedlichen Varianten von Steuergeräten und Hardware-Komponenten eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Die Testvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Steuergeräte-Schnittstellen zum Anschluss einer entsprechenden Mehrzahl von Varianten eines Steuergeräts. Die Testvorrichtung kann insbesondere 5 oder mehr, oder 10 oder mehr Steuergeräte-Schnittstellen aufweisen. Die Mehrzahl von Steuergeräte-Schnittstellen kann jeweils einen Steckadapter zum Anschluss eines komplementären Steckadapters einer Variante des Steuergeräts aufweisen. Es kann somit einem Nutzer ermöglicht werden, gleichzeitig unterschiedliche Varianten eines (zu entwickelnden) Steuergeräts an entsprechende Steuergeräte-Schnittstellen der Testvorrichtung anzuschließen. So kann ein Umstecken von Steuergeräten vermieden werden, was zu einer Beanspruchung und ggf. zu einer Schädigung der Steckadapter der Steuergeräte führen könnte.
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Die Testvorrichtung umfasst ferner eine Mehrzahl von Komponenten-Schnittstellen zum Anschluss einer entsprechenden Mehrzahl von Varianten einer Hardware-Komponente. Die Testvorrichtung kann insbesondere 3 oder mehr, oder 5 oder mehr Komponenten-Schnittstellen aufweisen. Die Mehrzahl von Komponenten-Schnittstellen kann jeweils einen Steckadapter zum Anschluss eines komplementären Steckadapters einer Variante der Hardware-Komponente aufweisen. Es kann somit einem Nutzer ermöglicht werden, gleichzeitig unterschiedliche Varianten einer (zu entwickelnden) Hardware-Komponente an entsprechende Hardware-Schnittstellen der Testvorrichtung anzuschließen. So kann ein Umstecken von Hardware-Komponenten vermieden werden, was zu einer Beanspruchung und ggf. zu einer Schädigung der Steckadapter der Hardware-Komponenten führen könnte.
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In einem bevorzugten Beispiel ist die Mehrzahl von Steuergeräte-Schnittstellen zum Anschluss einer entsprechenden Mehrzahl von Varianten eines Steuergeräts für ein Getriebe des Fahrzeugs ausgebildet. In entsprechender Weise kann die Mehrzahl von Komponenten-Schnittstellen zum Anschluss einer entsprechenden Mehrzahl von Varianten der Hardware des Getriebes des Fahrzeugs ausgebildet sein.
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Die Testvorrichtung umfasst ferner eine Schalteinheit, die eingerichtet ist, eine Datenkommunikation zwischen einer beliebigen ersten Steuergeräte-Schnittstelle aus der Mehrzahl von Steuergeräte-Schnittstellen und einer beliebigen ersten Komponenten-Schnittstelle aus der Mehrzahl von Komponenten-Schnittstellen zu ermöglichen. Die Schalteinheit kann somit eingerichtet sein, beliebige Paare aus jeweils einer angeschlossenen Variante des Steuergeräts und einer angeschlossenen Variante der Hardware-Komponente zu bilden. Diese durch die Schalteinheit gebildeten Paare können dann gemeinsam betrieben werden, um die Funktion der jeweiligen Variante des Steuergeräts und/oder der jeweiligen Variante der Hardware-Komponente zu testen.
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Die Testvorrichtung kann eine Steuereinheit aufweisen, die es ermöglicht, ein oder mehrere Tests der über die Schalteinheit zusammengeschalteten Varianten des Steuergeräts und der Hardware-Komponente durchzuführen. Die ein oder mehrere Tests können ggf. über eine Kommunikationseinheit der Testvorrichtung aus der Ferne von einem Nutzer der Testvorrichtung initiiert werden. Des Weiteren können die Testergebnisse über die Kommunikationseinheit an den Nutzer ausgegeben werden.
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Es wird somit eine Testvorrichtung beschrieben, die es ermöglicht, in effizienter und schonender Weise unterschiedliche Varianten eines Steuergeräts und unterschiedliche Varianten einer Hardware-Komponente zu testen. So können Entwicklungskosten von Komponenten eines Fahrzeugs gesenkt und/oder die Produktqualität von Komponenten eines Fahrzeugs erhöht werden.
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Die Testvorrichtung kann eine System-Schnittstelle zum Anschluss eines Testsystems umfassen, wobei das Testsystem zumindest einen Teil eines Kraftfahrzeugs umfasst. Die Schalteinheit kann eingerichtet sein, eine Datenkommunikation zwischen der ersten Steuergeräte-Schnittstelle, der ersten Komponenten-Schnittstelle und der System-Schnittstelle zu ermöglichen. Die Schalteinheit kann somit ausgebildet sein, das ausgewählte Paar mit einer Variante des Steuergeräts und einer Variante der Hardware-Komponente in ein Testsystem (insbesondere in ein Kraftfahrzeug) einzubinden. So können in effizienter und schonender Weise Hardware-in-the-Loop (HIL) Tests ermöglicht werden.
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Die Testvorrichtung kann eine Mehrzahl von Simulations-Schnittstellen zum Anschluss einer entsprechenden Mehrzahl von simulierten Hardware-Komponenten des Fahrzeugs umfassen. Die Testvorrichtung kann insbesondere 3 oder mehr, oder 5 oder mehr Simulations-Schnittstellen aufweisen. Die Mehrzahl von Simulations-Schnittstellen kann jeweils einen Steckadapter zum Anschluss eines komplementären Steckadapters einer simulierten Hardware-Komponente aufweisen. Es kann somit einem Nutzer ermöglicht werden, gleichzeitig unterschiedliche simulierte Hardware-Komponenten an entsprechende Simulations-Schnittstellen der Testvorrichtung anzuschließen
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Die Schalteinheit kann eingerichtet sein, eine Datenkommunikation zwischen der ersten Steuergeräte-Schnittstelle, der ersten Komponenten-Schnittstelle und einer beliebigen ersten Simulations-Schnittstelle aus der Mehrzahl von Simulations-Schnittstellen zu ermöglichen. Ein ausgewähltes Paar mit einer Variante des Steuergeräts und einer Variante der Hardware-Komponente kann somit mit ein oder mehreren simulierten Hardware-Komponenten des Fahrzeugs kombiniert werden. So kann die Güte der durchgeführten Tests weiter erhöht werden.
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Wie bereits oben dargelegt, kann die Testvorrichtung eine Kommunikationseinheit (z.B. für eine drahtlose Kommunikation) umfassen. Die Kommunikationseinheit kann ausgebildet sein, es einem Nutzer der Testvorrichtung zu ermöglichen, die Schalteinheit aus der Ferne zu konfigurieren.
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Alternativ oder ergänzend kann die Kommunikationseinheit ausgebildet sein, einen Schaltzustand der Schalteinheit aus der Ferne zu ermitteln. Es kann somit einem Nutzer ermöglicht werden, die Zusammenschaltung von unterschiedlichen Paaren aus jeweils einer Variante des Steuergeräts und jeweils einer Variante der Hardware-Komponente aus der Ferne zu steuern und/oder zu überwachen. So kann die Effizienz der Testvorrichtung weiter erhöht werden.
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Die Mehrzahl von Steuergeräte-Schnittstellen und/oder die Mehrzahl von Komponenten-Schnittstellen können jeweils für eine Ethernet, CAN-FD (Controller Area Network Flexible Data-Rate) und/oder FlexRay Datenkommunikation ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend können die Mehrzahl von Steuergeräte-Schnittstellen und/oder die Mehrzahl von Komponenten-Schnittstellen jeweils für eine Datenübertragungsrate von 100Mbit oder mehr ausgebildet sein. So kann eine zuverlässige Anbindung von Steuergeräten und/oder Hardware-Komponenten ermöglicht werden.
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Die Mehrzahl von Steuergeräte-Schnittstellen und/oder die Mehrzahl von Komponenten-Schnittstellen können jeweils ein EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) Filter aufweisen. So kann eine zuverlässige Anbindung von Steuergeräten und/oder Hardware-Komponenten ermöglicht werden.
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Die Mehrzahl von Steuergeräte-Schnittstellen und/oder die Mehrzahl von Komponenten-Schnittstellen können jeweils zumindest eine separate Leitung für Datenübertragung und zumindest eine separate Leitung für Leistungs- bzw. Energieübertragung aufweisen. So kann eine zuverlässige Anbindung von Steuergeräten und/oder Hardware-Komponenten ermöglicht werden.
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Wie bereits weiter oben dargelegt, kann die Testvorrichtung eine Steuereinheit umfassen. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine Fehlfunktion des Schaltelements zu detektieren. Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, in Reaktion darauf die Ausgabe eines akustischen, haptischen und/oder optischen Hinweises an einen Nutzer der Testvorrichtung zu veranlassen. So kann eine besonders effiziente Durchführung von Test ermöglicht werden.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt 1 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Testvorrichtung.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem effizienten und schonenden Test von unterschiedlichen Varianten von ein oder mehreren Fahrzeug-Komponenten. In diesem Zusammenhang zeigt 1 eine beispielhafte Testvorrichtung 100. Die Testvorrichtung 110 umfasst eine Schalteinheit 110, die eine Mehrzahl von Steuergeräte-Schnittstellen 111 zum Anschluss einer entsprechenden Mehrzahl von Steuergeräten 101 (z.B. unterschiedliche Varianten eines bestimmten Steuergeräts 101) umfasst. Des Weiteren umfasst die Schalteinheit 110 eine Mehrzahl von Hardware-Schnittstellen 112 zum Anschluss einer entsprechenden Mehrzahl von Hardware-Komponenten 102 (z.B. unterschiedliche Varianten einer bestimmten Hardware-Komponente 102). Außerdem kann die Schalteinheit 110 eine Mehrzahl von Simulations-Schnittstellen 113 zum Anschluss einer entsprechenden Mehrzahl von simulierten Hardware-Komponenten 103 umfassen. Die Schalteinheit 110 kann ferner eine System-Schnittstelle 114 zum Anschluss der Testvorrichtung 100 an ein Testsystem 104, etwa an ein Fahrzeug oder an einen Ausschnitt eines Fahrzeugs, umfassen. Durch Anbinden der Testvorrichtung 100 an ein Testsystem 104 kann ein Hardware-In-The-Loop (HIL) Test ermöglicht werden.
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Die jeweiligen Schnittstellen 111, 112, 113, 114 ermöglichen es jeweils, Daten, Energie und/oder Signale zu übertragen. Dabei können die jeweiligen Schnittstellen 111, 112, 113, 114 spezifische Steckertypen für die jeweils anzuschließende Komponente 101, 102, 103, 104 aufweisen.
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Die Schalteinheit 110 kann eingerichtet sein, beliebige Kombinationen aus jeweils einem Steuergerät 101 und jeweils einer (ggf. simulierten) Hardware-Komponente 102, 103 miteinander und ggf. mit dem Testsystem 104 zu verbinden. Die Anbindung kann dabei so erfolgen, als wären das Steuergerät 101 und die (ggf. simulierte) Hardware-Komponente 102, 103 direkt in das Testsystem 104 integriert.
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Die Ansteuerung der Schalteinheit 110 kann z.B. über eine drahtgebundene oder drahtlose (z.B. Funk und/oder WLAN) Kommunikationseinheit 115 der Testvorrichtung 100 erfolgen.
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Es wird somit eine Testvorrichtung 100 beschrieben, die eine kontinuierliche Integration und eine kontinuierliche Absicherung ermöglicht. Die Testvorrichtung 100 ermöglicht es, verschiedene Softwarevarianten eines Steuergeräts 101 in mehreren unterschiedlichen Hardwarevarianten einer Hardware-Komponente 102 auf Funktionalität zu testen. Dies ist in bestimmten Fällen ggf. nur durch einen Wechsel von Hardware an einem Prüfplatz möglich. Durch die in diesem Dokument beschriebene Schalteinheit 110 können ein derartiger Wechsel von Hardware und eine Schädigung der Steuergeräte-Kontakte vermieden werden, welche in der Regel nur für 10 bis 20 Steckzyklen konzipiert sind. Die Schalteinheit 110 ermöglicht eine automatisierte Umschaltung zwischen unterschiedlichen Steuergeräten 101 und/oder Hardware-Komponenten 102, 103.
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Dabei werden die Steuergeräte 101 einmalig kontaktiert und bei Bedarf für den jeweiligen Prüfzyklus aktiviert.
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Durch Einsatz komplexer Datenbussysteme mit relativ hohen Bandbreiten (z.B. 10Mbit - 1Gbit) steigt die Anforderung an EMV (elektromagnetische Empfindlichkeit) und Störunempfindlichkeit. Es liegen dabei relativ hohe Anforderungen in Bezug auf Signalintegrität, Impedanzen, PCB (Printed Circuit Board) Routing, Kontakt-Geometrie und Leitungs-/Kontaktabstände vor. Ferner weist die Leitungsführung bevorzugt Verdrillung und/oder definierte Schlaglängen auf.
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Die in diesem Dokument beschriebene Testvorrichtung 100 ermöglicht es, Signale eines Steuergerätes 101 und/oder einer Steuergerätesimulationshardware 102 zu differenzieren, zu bewerten und jeweils die geeignete Übertragung und Umschaltart zu bestimmen. Hierbei weist die Testvorrichtung 100 für Versorgungsleitungen die geeigneten Last-Schalter auf und das PCB Routing ist auf entsprechende Stromstärken und Felder ausgerichtet. Signalleitungen sind entsprechend Ihrer Empfindlichkeit und der geführten Signale mit geeigneten elektronischen Schaltern verschaltet. Datenbusleitungen wie CAN-FD, 10 Mbit Ethernet, FlexRay sind separat geroutet und mit geeigneten Schaltern verschaltet. Datenbusleitungen der Testvorrichtung 100 mit einer Bandbreite von 100Mbit - 1Gbit Ethernet weisen eine Separierung der Datenleitung und des Routings auf. Des Weiteren weist die Testvorrichtung 100 Steckadapter auf, die den EMV Anforderungen der jeweils zu testenden Komponenten 101, 102, 103 genügen.
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Die Testvorrichtung 100 ist derart ausgebildet, dass alle Signalumschaltungen im stromlosen Zustand erfolgen. Es kann von einer Steuereinheit (nicht dargestellt) der Testvorrichtung 100 überprüft werden, ob eine zuverlässige Umschaltung der Signale erfolgt ist. Nach einer erfolgten Umschaltung der Signale, werden die Komponenten 101, 102, 103 und ihre Anschlüsse zum Einsatz frei gegeben.
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Des Weiteren ist die Testvorrichtung 100 derart ausgebildet, dass die Massen von unterschiedlichen Komponenten 101, 102, 103 nicht zusammengeschaltet werden. Insbesondere ist die Testvorrichtung 100 ausgebildet, einen Masseversatz zu vermeiden. Zu diesem Zweck weist die Testvorrichtung 100 ein oder mehrere Schaltungen und/oder Relais auf, welche eine Detektion des Umschaltvorgangs ermöglichen.
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Beispielhafte Merkmale der Testvorrichtung 100 sind:
- • Die Signalleitungen, Datenleitungen und/oder Leistungsübertragungsleitungen sind differenziert und/oder voneinander getrennt;
- • Die Leitungen sind separat geführt;
- • Die Leitungen sind bei Bedarf geschirmt;
- • Das PCB Routing ist auf die jeweilige Signalanforderung ausgerichtet;
- • Reflektionen, Impedanzsprünge und/oder EMV Störungen werden unterdrückt;
- • Die Kontakt-Geometrie ist jeweils den jeweiligen Signalanforderungen angepasst;
- • Die Umschalteinheit 110 ist an die Signalanforderungen angepasst;
- • Die Leitung- und/oder Steckeranbindung ist an die Anforderungen der Bussysteme angepasst (insbesondere in Bezug auf Schlaglänge und/oder Verdrillung);
- • Die Schalteinheit 110 und Steuergeräteanbindung sind über Stecksysteme mit dem Testsystem 104 verbunden;
- • Die Schaltelemente der Schalteinheit 110 sind ausgebildet, eine Rückmeldung zum jeweiligen Schaltzustand zu geben;
- • Die Versorgungsleitungen sind jeweils durch einen Sicherheitsmechanismus verriegelt und geben erst nach Konsistenzprüfung den jeweiligen Probanden 102, 103 und/oder das jeweilige Steuergerät 101 frei;
- • Die Testvorrichtung 100 kann ausgebildet sein, eine optische und/oder akustische Warnung bei einer Fehlfunktion auszugeben;
- • Die Testvorrichtung 100 kann ausgebildet sein, eine Rückmeldung in Bezug auf den Schaltzustand der Schalteinheit 110 über eine drahtlose Kommunikationsverbindung zu kommunizieren;
- • Die Testvorrichtung 100 kann ausgebildet sein, in ein LAN / WLAN Netz eingebunden zu werden;
- • Die Testvorrichtung 100 kann ausgebildet sein, z.B. zwischen bis zu 6 Steuergeräten 101 umzuschalten; alternativ oder ergänzend kann das Umschalten von z.B. bis zu 3 realen Hardwareaktuator-Komponenten 102 ermöglicht werden; alternativ oder ergänzend kann das Umschalten von z.B. bis zu 3 Steuergerätesimulationshardware-Komponenten 103 ermöglicht werden;
- • Die Testvorrichtung 100 kann ausgebildet sein, eine Terminierung offener Eingänge mit Minderbestückung an Steuergeräten 101 zu ermöglichen;
- • Die Testvorrichtung 100 kann ausgebildet sein, eine variable Terminierung des jeweiligen Steuergeräts 101 und/oder eines Anschlusskabelbaums zu ermöglichen;
- • Die Testvorrichtung 100 kann ausgebildet sein, eine fehlerhafte Verschaltung zwischen Signalleitungen der Steuergeräte 101 untereinander ist unterbinden;
- • Die Testvorrichtung 100 kann eine bidirektionale Schnittstelle 114 zu einem Testsystem 104 (z.B. über CAN und/oder Ethernet) aufweisen;
- • Die Testvorrichtung 100 weist typischerweise einen integrierten Steuerungscontroller zur Steuerung der Testvorrichtung 100 auf;
- • Die Testvorrichtung 100 kann ein integriertes Netzteil zur Energieversorgung aufweisen; und/oder
- • Die Testvorrichtung 100 kann eine optische Signalisierung der Schaltpfade und/oder Zustände aufweisen.
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Die Testvorrichtung 100 kann zur automatisierten Absicherung von Getrieberegelsystemen verwendet werden. Die Testvorrichtung 100 ermöglicht eine schnelle und effiziente und kontinuierliche Integration und Automatisierung von mehreren unterschiedlichen Varianten von Hardware-Komponenten und/oder Software 101-Komponenten 102, 103.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
