DE102020204866B4 - Method and arrangement for providing a test stand for testing an assembly of components of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Prüfstands zum Prüfen eines Verbundes aus Komponenten (13-x) eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Rechnerwolke (2), eine Mehrzahl von frei programmierbaren Steuergeräten (3) und mindestens ein Fahrzeugbusgateway (5) bereitgestellt werden, wobei mittels des mindestens einen Fahrzeugbusgateways (5) die Mehrzahl der Steuergeräte (3) über mindestens ein Fahrzeugbussystem (12) verbunden wird, Signale für Eingänge der Steuergeräte (3) erzeugt werden und Signale von Ausgängen der Steuergeräte (3) erfasst werden und das mindestens eine Fahrzeugbussystem (12) mit der Rechnerwolke (2) verbunden wird, wobei mittels mindestens einer auf der Rechnerwolke (2) ausgeführten Anwendung (15-x) ausgehend von einer vorgegebenen Testkonfiguration (10) das mindestens eine Fahrzeugbusgateway (5) konfiguriert wird, zumindest ein Teil der Mehrzahl der Steuergeräte (3) für das Bereitstellen einer Funktionalität von zumindest einer Komponente (13-x) programmiert wird, und eine vorgegebene Fahrzeugumgebung für ein vorgegebenes Testszenario (11) durch Erzeugen von mit dem Testszenario (11) korrespondierenden Busnachrichten auf dem mindestens einen Fahrzeugbussystem (12) und Signalen an den Eingängen simuliert wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung (1) zum Bereitstellen eines Prüfstands.The invention relates to a method for providing a test bench for testing an assembly of components (13-x) of a motor vehicle, a computer cloud (2), a plurality of freely programmable control units (3) and at least one vehicle bus gateway (5) being provided, wherein by means of the at least one vehicle bus gateway (5), the plurality of control units (3) are connected via at least one vehicle bus system (12), signals for inputs of the control units (3) are generated and signals from outputs of the control units (3) are recorded and the at least one The vehicle bus system (12) is connected to the computer cloud (2), the at least one vehicle bus gateway (5) being configured by means of at least one application (15-x) running on the computer cloud (2), starting from a predetermined test configuration (10), at least one Part of the plurality of control units (3) for providing a functionality of at least one component (13-x) program is mized, and a given vehicle environment for a given test scenario (11) by generating with the test scenario (11) corresponding bus messages on the at least one vehicle bus system (12) and signals at the inputs is simulated. The invention also relates to an arrangement (1) for providing a test stand.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Bereitstellen eines Prüfstands zum Prüfen eines Verbundes aus Komponenten eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method and an arrangement for providing a test stand for testing an assembly of components of a motor vehicle.
Elektronische Komponenten in einem Kraftfahrzeug müssen vor einem Einsatz beim Kunden geprüft werden, um ein störungsfreies und sicheres Zusammenspiel im Verbund sicherzustellen. Zum Prüfen des Zusammenspiels für verschiedene Fahrzeugprojekte werden Prüfstände verwendet, an denen die Komponenten und Verbindungen zwischen den Komponenten im Rahmen verschiedener Testszenarien nachgebaut und getestet werden. Diese vollständig realen Prüfstände werden auch als Hardware-in-the-Loop-(HiL)-Prüfstände bezeichnet. Aufgrund einer steigenden Komplexität von Funktionen in den Bereichen Elektrifizierung, Connectivity und automatisiertes Fahren stoßen diese Integrationsprüfstände jedoch an ihre Grenzen.Electronic components in a motor vehicle must be tested before they are used by the customer in order to ensure trouble-free and safe interaction in the network. Test benches are used to check the interaction for various vehicle projects, on which the components and connections between the components are replicated and tested within the framework of various test scenarios. These completely real test benches are also referred to as hardware-in-the-loop (HiL) test benches. However, due to the increasing complexity of functions in the areas of electrification, connectivity and automated driving, these integration test benches are reaching their limits.
Ferner sind vollständig virtuell betriebene Prüfstände bekannt. Diese werden auch als Softwarein-the-Loop-(SiL)-Prüfplätze bezeichnet. Hierbei sind jedoch sehr genaue Modelle der Komponenten notwendig, um Testszenarien realistisch prüfen zu können.Test benches that are operated completely virtually are also known. These are also referred to as software-in-the-loop (SiL) test stations. However, very precise models of the components are required here in order to be able to test test scenarios realistically.
Aus der
Aus SCANIA AB: Bewegende Vielfalt, dSpace Magazin, 2015, H. 1, S. 12-19, URL: https://www.dspace.com/shared/data/pdf/2015/12-19 Variety de.pdf, [abgerufen am 15.01.2021], ist ein Testsystem für ein generisches Steuergerätesystem bekannt.From SCANIA AB: Moving diversity, dSpace Magazine, 2015, no. 1, pp. 12-19, URL: https://www.dspace.com/shared/data/pdf/2015/12-19 Variety de.pdf, [accessed on January 15, 2021], a test system for a generic control unit system is known.
Aus der
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Anordnung zum Bereitstellen eines Prüfstands zum Prüfen eines Verbundes aus Komponenten eines Kraftfahrzeugs zu verbessern.The invention is based on the object of improving a method and an arrangement for providing a test stand for testing an assembly of components of a motor vehicle.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by a method having the features of patent claim 1 and an arrangement having the features of patent claim 6 . Advantageous configurations of the invention result from the dependent claims.
Insbesondere wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines Prüfstands zum Prüfen eines Verbundes aus Komponenten eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt, wobei eine Rechnerwolke bereitgestellt wird, wobei eine Mehrzahl von frei programmierbaren Steuergeräten bereitgestellt wird, wobei mindestens ein Fahrzeugbusgateway bereitgestellt wird, wobei mittels des mindestens einen Fahrzeugbusgateways die Mehrzahl der frei programmierbaren Steuergeräte über mindestens ein Fahrzeugbussystem verbunden wird, Signale für Eingänge der frei programmierbaren Steuergeräte erzeugt werden und Signale von Ausgängen der frei programmierbaren Steuergeräte erfasst werden und das mindestens eine Fahrzeugbussystem mit der Rechnerwolke verbunden wird, wobei mittels mindestens einer auf der Rechnerwolke ausgeführten Anwendung ausgehend von einer vorgegebenen Testkonfiguration
- - das mindestens eine Fahrzeugbusgateway konfiguriert wird,
- - zumindest ein Teil der Mehrzahl der frei programmierbaren Steuergeräte für das Bereitstellen einer Funktionalität von zumindest einer Komponente programmiert wird, und
- - eine vorgegebene Fahrzeugumgebung für ein vorgegebenes Testszenario durch Erzeugen von mit dem Testszenario korrespondierenden Busnachrichten auf dem mindestens einen Fahrzeugbussystem und Signalen an den Eingängen simuliert wird.
- - that at least one vehicle bus gateway is configured,
- - At least a part of the plurality of freely programmable control devices is programmed to provide a functionality of at least one component, and
- - a given vehicle environment for a given test scenario is simulated by generating bus messages corresponding to the test scenario on the at least one vehicle bus system and signals at the inputs.
Ferner wird insbesondere eine Anordnung zum Bereitstellen eines Prüfstands zum Prüfen eines Verbundes aus Komponenten eines Kraftfahrzeugs geschaffen, umfassend eine Rechnerwolke, eine Mehrzahl von frei programmierbaren Steuergeräten, mindestens ein Fahrzeugbusgateway, eingerichtet zum Verbinden der Mehrzahl der frei programmierbaren Steuergeräte über mindestens ein Fahrzeugbussystem, zum Erzeugen von Signalen für Eingänge der frei programmierbaren Steuergeräte und zum Erfassen von Signalen an Ausgängen der frei programmierbaren Steuergeräte und zum Verbinden des mindestens einen Fahrzeugbussystems mit der Rechnerwolke, wobei mindestens eine auf der Rechnerwolke ausgeführte Anwendung dazu eingerichtet ist, ausgehend von einer vorgegebenen Testkonfiguration
- - das mindestens eine Fahrzeugbusgateway zu konfigurieren,
- - zumindest einen Teil der Mehrzahl der frei programmierbaren Steuergeräte für das Bereitstellen einer Funktionalität von zumindest einer Komponente zu programmieren, und
- - eine vorgegebene Fahrzeugumgebung für ein vorgegebenes Testszenario durch Erzeugen von mit dem Testszenario korrespondierenden Busnachrichten auf dem mindestens einen Fahrzeugbussystem und Signalen an den Eingängen zu simulieren.
- - to configure the at least one vehicle bus gateway,
- - to program at least part of the majority of the freely programmable control devices for the provision of a functionality of at least one component, and
- - to simulate a given vehicle environment for a given test scenario by generating bus messages corresponding to the test scenario on the at least one vehicle bus system and signals at the inputs.
Das Verfahren und die Anordnung ermöglichen es, reale Steuergeräte im Verbund zu testen und hierzu flexibel beliebige Konfigurationen der Steuergeräte und des Verbundes vorzunehmen. Hierbei kann insbesondere ein Aufwand beim Zusammenstellen und Konfigurieren des Verbundes aus Steuergeräten bzw. Komponenten reduziert werden. Dies wird erreicht, indem eine Mehrzahl von frei programmierbaren Steuergeräten bereitgestellt wird. Die Mehrzahl von frei programmierbaren Steuergeräten wird mittels mindestens eines Fahrzeugbusgateways über mindestens ein Fahrzeugbussystem in einer vorgegebenen, einer Testkonfiguration entsprechenden, Konfiguration miteinander verbunden. Ferner werden mittels des mindestens einen Fahrzeugbusgateways Signale für Eingänge der frei programmierbaren Steuergeräte erzeugt und Signale an Ausgängen der frei programmierbaren Steuergeräte erfasst. Das Erzeugen und Erfassen von Signalen erfolgt insbesondere jedoch nur, wenn dies gemäß der vorgegebenen Testkonfiguration für ein jeweils betrachtetes Steuergerät vorgesehen ist. Das mindestens eine Fahrzeugbusgateway verbindet die Mehrzahl der frei programmierbaren Steuergeräte ferner mit einer bereitgestellten Rechnerwolke. Auf der Rechnerwolke wird mindestens eine Anwendung ausgeführt, die ausgehend von einer vorgegebenen Testkonfiguration das mindestens eine Fahrzeugbusgateway konfiguriert. Hierbei werden insbesondere die frei programmierbaren Steuergeräte entsprechend der Testkonfiguration miteinander verbunden und zur Kommunikation über den mindestens einen Fahrzeugbus eingebunden. Ferner wird mittels der mindestens einen Anwendung ausgehend von einer vorgegebenen Testkonfiguration zumindest ein Teil der Mehrzahl der frei programmierbaren Steuergeräte für das Bereitstellen einer Funktionalität von zumindest einer Komponente programmiert. Das Programmieren kann insbesondere ein Einladen („Flashen“) einer jeweiligen Firmware in die frei programmierbaren Steuergeräte und ein Konfigurieren und/oder Parametrieren der Steuergeräte umfassen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Firmware zum Bereitstellen einer Funktionalität eines Navigationssystems, eines Parkassistenten und/oder einer Anzeige- und Bedieneinrichtung etc. in ein hierfür geeignetes frei programmierbares Steuergerät eingeladen wird. Die mindestens eine Anwendung simuliert ferner ausgehend von der vorgegebenen Testkonfiguration eine vorgegebene Fahrzeugumgebung für ein vorgegebenes Testszenario durch Erzeugen von mit dem Testszenario korrespondierenden Busnachrichten auf dem mindestens einen Fahrzeugbussystem und Signalen an den Eingängen der Steuergeräte. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der Verbund aus Komponenten in einem Testszenario getestet werden kann, wie es real auftreten würde, wenn die Komponenten bzw. die Steuergeräte in einem Kraftfahrzeug verbaut wären. Die Steuergeräte bzw. die Komponenten erhalten daher über das mindestens eine Fahrzeugbussystem entsprechende Busnachrichten, die den real im Kraftfahrzeug in dem Testszenario auftretenden Busnachrichten entsprechen (z.B. Zustandsdaten: „Tür auf“, „Tür zu“ etc.; Fahrzeugdynamikdaten, Sensordaten etc.). Ebenfalls werden Signale an den Eingängen der Steuergeräte bzw. Komponenten realitätsgetreu nachgebildet und simuliert. Hierdurch lassen sich verschiedene Verbünde aus Komponenten des Kraftfahrzeugs sowie unterschiedliche Testszenarien realitätsnah und flexibel testen. The method and the arrangement make it possible to test real control devices in the network and, for this purpose, to flexibly carry out any configurations of the control devices and the network. In this way, in particular, the effort involved in assembling and configuring the network of control units or components can be reduced. This is achieved by providing a plurality of freely programmable control units. The plurality of freely programmable control devices is connected to one another by means of at least one vehicle bus gateway via at least one vehicle bus system in a predetermined configuration corresponding to a test configuration. Furthermore, by means of the at least one vehicle bus gateway, signals for inputs of the freely programmable control units are generated and signals at outputs of the freely programmable control units are recorded. In particular, however, signals are only generated and recorded if this is provided according to the specified test configuration for a control unit under consideration. The at least one vehicle bus gateway also connects the plurality of freely programmable control devices to a provided computer cloud. At least one application that configures the at least one vehicle bus gateway based on a predetermined test configuration is run on the computer cloud. Here, in particular, the freely programmable control units are connected to one another according to the test configuration and integrated for communication via the at least one vehicle bus. Furthermore, at least some of the plurality of freely programmable control devices for providing a functionality of at least one component are programmed by means of the at least one application, starting from a predefined test configuration. The programming can in particular include loading (“flashing”) a respective firmware into the freely programmable control units and configuring and/or parameterizing the control units. For example, it can be provided that firmware for providing a functionality of a navigation system, a parking assistant and/or a display and operating device etc. is loaded into a freely programmable control device suitable for this purpose. Based on the specified test configuration, the at least one application also simulates a specified vehicle environment for a specified test scenario by generating bus messages corresponding to the test scenario on the at least one vehicle bus system and signals at the inputs of the control units. In this case, it is provided in particular that the combination of components can be tested in a test scenario, as would actually occur if the components or the control units were installed in a motor vehicle. The control units or the components therefore receive bus messages via the at least one vehicle bus system, which correspond to the bus messages actually occurring in the motor vehicle in the test scenario (e.g. status data: "door open", "door closed" etc.; vehicle dynamics data, sensor data etc.). Signals at the inputs of the control units or components are also realistically reproduced and simulated. This allows different groups of vehicle components and different test scenarios to be tested realistically and flexibly.
Einer der Vorteile des Verfahrens und der Anordnung ist, dass das Konfigurieren eines Verbundes aus Komponenten automatisiert und zeitsparend erfolgen kann. Ein aufwändiger Aufbau eines Prüfstandes durch Zusammenstellen von Komponenten samt einer Verdrahtung etc. sowie ein anschließendes Auseinanderbauen und erneutes Zusammenstellen kann entfallen. Soll eine Testkonfiguration geändert werden, so kann dies automatisiert erfolgen. Auch können Testkonfigurationen beliebig gewechselt werden, solange sichergestellt ist, dass die zu testenden Komponenten mit der Mehrzahl von frei programmierbaren Steuergeräten bereitgestellt werden können. Insgesamt ist eine Flexibilität beim Bereitstellen von Prüfständen erhöht und Kosten für das Konfigurieren können reduziert werden.One of the advantages of the method and the arrangement is that the configuration of a combination of components can take place in an automated and time-saving manner. A complex construction of a test bench by assembling components including wiring etc. as well as subsequent disassembly and reassembly can be omitted. If a test configuration is to be changed, this can be done automatically. Test configurations can also be changed at will, as long as it is ensured that the components to be tested can be provided with the plurality of freely programmable control units. Overall, flexibility when providing test benches is increased and costs for configuration can be reduced.
Ein weiterer Vorteil ist, dass ein Nutzer des Prüfstandes prinzipiell nicht mehr vor Ort bei den zu testenden Steuergeräten bzw. Komponenten sein muss. Hierdurch kann eine verteilte Testinfrastruktur bereitgestellt werden, die die Flexibilität weiter erhöht und die Kosten bei den Integrationstests weiter senkt.Another advantage is that a user of the test bench no longer has to be on site with the control units or components to be tested. This allows a distributed test infrastructure to be provided, which further increases flexibility and further reduces the costs of integration tests.
Das in dieser Offenbarung beschriebene Verfahren und die Anordnung ermöglichen insbesondere eine automatisiert verwaltete und bereitgestellte Prüfstandsinfrastruktur, die flexibel an jeweils notwendige Testkonfigurationen angepasst werden kann.The method and the arrangement described in this disclosure enable, in particular, a test bench infrastructure that is managed and provided in an automated manner and that can be flexibly adapted to the test configurations that are required in each case.
Die frei programmierbaren Steuergeräte sind insbesondere Steuergeräte aus dem Automotive-Bereich, das heißt reale Steuergeräte (engl. Electronic Control Unit, ECU), wie diese üblicherweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Die frei programmierbaren Steuergeräte können hierbei zumindest gruppenweise gleichartig oder auch verschieden sein. Insbesondere ist vorgesehen, eine Vielzahl von unterschiedlichen Steuergeräten bzw. Steuergerätetypen bereitzustellen, die in Kraftfahrzeugen (von zumindest einem Hersteller) üblicherweise verwendet werden, sodass eine Vielzahl von Testkonfigurationen für unterschiedliche Fahrzeugtypen flexibel bereitgestellt werden kann. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die frei programmierbaren Steuergeräte zusammengefasst als Racks bereitgestellt werden, wobei jedes Rack ein eigenes Fahrzeugbusgateway aufweist.The freely programmable control units are, in particular, control units from the automotive sector, that is to say real control units (Electronic Control Unit, ECU) such as are usually used in motor vehicles. The freely programmable control units can be of the same type or different, at least in groups. In particular, provision is made to provide a large number of different control devices or types of control devices which are usually used in motor vehicles (from at least one manufacturer), so that a large number of test configurations for different vehicle types can be flexibly provided. Provision can be made, for example, for the freely programmable control units to be provided together as racks, with each rack having its own vehicle bus gateway.
Die vorgegebene Testkonfiguration umfasst insbesondere sämtliche Konfigurationsparameter des Fahrzeugbusgateways, die jeweilige Firmware für die Komponenten, eine Konfiguration bzw. Parameter der jeweiligen Komponenten und Ablaufinformationen und Parameter des zu prüfenden Testszenarios, das heißt insbesondere des durchzuführenden Integrationstests. The specified test configuration includes in particular all configuration parameters of the vehicle bus gateway, the respective firmware for the components, a configuration or parameters of the respective components and process information and parameters of the test scenario to be tested, ie in particular the integration test to be carried out.
Eine Fahrzeugumgebung soll insbesondere ein Verhalten des Kraftfahrzeugs umfassen, wie dieses unter realen Bedingungen auftreten würde. Insbesondere umfasst das Simulieren der Fahrzeugumgebung das Simulieren von Busnachrichten und Signalen an Eingängen der Steuergeräte. Die Busnachrichten und Signale an den Eingängen können hierbei Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Sensordaten von Sensoren des Kraftfahrzeugs, oder Steuersignale des Kraftfahrzeugs, umfassen.A vehicle environment should in particular include a behavior of the motor vehicle as this would occur under real conditions. In particular, simulating the vehicle environment includes simulating bus messages and signals at inputs of the control units. The bus messages and signals at the inputs can include status data of the motor vehicle, such as sensor data from sensors of the motor vehicle, or control signals of the motor vehicle.
Es ist vorgesehen, dass auf der Anordnung mehrere Prüfstände parallel betrieben werden können. Hierbei wird dann jeweils ein Teil der Mehrzahl der frei programmierbaren Steuergeräte in einer Testkonfiguration und einem Testszenario verwendet, ein oder mehrere andere Teile in anderen Testkonfigurationen und anderen Testszenarien. Hierdurch kann eine zentrale Prüfstandsinfrastruktur bereitgestellt werden, mit der Wartungs- und Betriebskosten weiter reduziert werden können.It is intended that several test benches can be operated in parallel on the arrangement. In this case, a part of the plurality of freely programmable control devices is then used in a test configuration and a test scenario, and one or more other parts are used in other test configurations and other test scenarios. This allows a central test bench infrastructure to be provided, with which maintenance and operating costs can be further reduced.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in Abhängigkeit der vorgegebenen Testkonfiguration mindestens ein virtuelles Steuergerät und/oder eine virtuelle Komponente mittels der Rechnerwolke bereitgestellt und in den Verbund aus Komponenten eingebunden wird. Hierdurch können im Rahmen der Testkonfiguration auch Steuergeräte bereitgestellt werden, die nicht real, sondern nur virtuell benötigt werden. Es kann hierdurch ein hybrider Prüfstand geschaffen werden, in dem sowohl reale als auch virtuelle Steuergeräte und/oder virtuelle Komponenten im Verbund miteinander getestet werden können. Eine Flexibilität beim Bereitstellen des Prüfstandes kann hierdurch weiter gesteigert werden. Die virtuellen Steuergeräte und/oder virtuellen Komponenten werden insbesondere auf Grundlage eines Steuergerätemodells bzw. Komponentenmodells simuliert, die ein Verhalten eines realen Steuergeräts bzw. einer realen Komponente möglichst realitätsnah nachbilden können.It is provided according to the invention that, depending on the specified test configuration, at least one virtual control unit and/or one virtual component is provided by means of the computer cloud and integrated into the combination of components. As a result, control units that are not actually required, but only virtually, can also be provided as part of the test configuration. In this way, a hybrid test bench can be created in which both real and virtual control units and/or virtual components can be tested in combination with one another. Flexibility when providing the test stand can be increased further as a result. The virtual control units and/or virtual components are simulated in particular on the basis of a control unit model or component model which can simulate a behavior of a real control unit or a real component as realistically as possible.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Prüfstand zumindest teilweise mittels einer Anwendungsplattform des Cloud Computing ausgebildet wird, wobei die frei programmierbaren Steuergeräte mittels des Fahrzeugbusgateways jeweils als Ressourcen in die Anwendungsplattform eingebunden werden. Hierdurch kann eine Flexibilität weiter erhöht werden, da die Anwendungsplattform nahezu beliebig skalierbar ist. Die frei programmierbaren Steuergeräte werden dann als Ressourcen in die Anwendungsplattform eingebunden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass frei programmierbare Steuergeräte beliebig hinzugefügt und entfernt werden können. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass die frei programmierbaren Steuergeräte automatisiert von der Anwendungsplattform als entsprechende Ressourcen ausgehend von der vorgegebenen Testkonfiguration in einen bereitzustellenden Prüfstand eingebunden werden können und nach Beenden des Testszenarios, wenn der Prüfstand nicht mehr benötigt wird, als Ressourcen wieder freigeben werden können. Insbesondere das Bereitstellen von mehreren gleichzeitig bereitgestellten Prüfständen kann hierdurch im Hinblick auf das Bereitstellen und das Organisieren flexibler und insbesondere vereinfacht erfolgen, da die frei programmierbaren Steuergeräte als flexibel einbindbare Ressourcen verwendet werden können.It is provided according to the invention that the test bench is at least partially designed using a cloud computing application platform, with the freely programmable control units being integrated into the application platform as resources in each case using the vehicle bus gateway. As a result, flexibility can be further increased since the application platform can be scaled almost at will. The freely programmable control units are then integrated into the application platform as resources. It can be provided here that freely programmable control devices can be added and removed as desired. In particular, it is provided here that the freely programmable control units are automated by the application platform as corresponding Based on the specified test configuration, resources can be integrated into a test bench to be provided and can be released as resources again after the end of the test scenario, when the test bench is no longer required. In particular, the provision of several test benches that are provided at the same time can be carried out more flexibly and in particular in a simplified manner with regard to the provision and organization, since the freely programmable control units can be used as resources that can be flexibly integrated.
Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Mehrzahl von frei programmierbaren Steuergeräten als Steuergerätefarm betrieben und bereitgestellt wird. Hierdurch können ausreichende Ressourcen für eine Vielzahl von gleichzeitig zu testenden Verbünden aus Komponenten eines oder mehrerer Kraftfahrzeuge bereitgestellt werden. Ferner können hierdurch die bereitgestellten Ressourcen im Hinblick auf eine Auslastung optimal bereitgestellt und genutzt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die Mehrzahl von frei programmierbaren Steuergeräten in mehreren Racks mit jeweils einem Fahrzeugbusgateway bereitzustellen und über eine Layer-2-Verbindung mit der Rechnerwolke zu verbinden. Die bereitgestellten frei programmierbaren Steuergeräte können dann über die Fahrzeugbusgateways flexibel in verschiedene Testkonfigurationen eingebunden werden, wobei hierzu jeweils das in dieser Offenbarung beschriebene Verfahren ausgeführt wird.Furthermore, it is provided according to the invention that the plurality of freely programmable control units is operated and provided as a control unit farm. In this way, sufficient resources can be made available for a large number of assemblies made up of components of one or more motor vehicles that are to be tested simultaneously. Furthermore, as a result, the resources provided can be optimally provided and used with regard to utilization. For example, provision can be made for the plurality of freely programmable control devices to be provided in a plurality of racks, each with a vehicle bus gateway, and to be connected to the computer cloud via a
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens eine Klemme der frei programmierbaren Steuergeräte mittels eines steuerbaren Schalters von der mindestens einen Anwendung angesteuert und/oder verschaltet wird. Hierdurch kann ein reales Schaltverhalten an den vorhandenen Klemmen der Steuergeräte simuliert werden. Als steuerbare Schalter können insbesondere Relais eingesetzt werden, welche beispielsweise in Form einer Relaiskarte bereitgestellt und mittels der mindestens einen Anwendung im Rahmen des Testszenarios gesteuert wird. Eine solche Relaiskarte wird insbesondere vor dem Simulieren der Fahrzeugumgebung mittels der mindestens einen Anwendung gemäß der Testkonfiguration konfiguriert. Beim Durchlaufen des Testszenarios können dann Klemmen gemäß dem Testszenario geschaltet werden, um beispielsweise Klemmenfehler realitätsgetreu simulieren zu können.In one embodiment it is provided that at least one terminal of the freely programmable control devices is controlled and/or connected by the at least one application by means of a controllable switch. In this way, a real switching behavior can be simulated at the existing terminals of the control units. In particular, relays can be used as controllable switches, which are provided, for example, in the form of a relay card and are controlled by means of the at least one application as part of the test scenario. Such a relay card is configured in particular before simulating the vehicle environment using the at least one application according to the test configuration. When running through the test scenario, terminals can then be switched according to the test scenario in order to be able to realistically simulate terminal errors, for example.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass erfasste Signale an den Ausgängen der frei programmierbaren Steuergeräte und/oder über das mindestens eine Fahrzeugbussystem übermittelte Busnachrichten aufgezeichnet und bereitgestellt werden. Hierdurch kann eine vollständige Dokumentation des Verhaltens der Steuergeräte und/oder der Komponenten bereitgestellt werden.In one embodiment, it is provided that detected signals at the outputs of the freely programmable control devices and/or bus messages transmitted via the at least one vehicle bus system are recorded and made available. As a result, complete documentation of the behavior of the control units and/or the components can be provided.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anwendungsplattform als OpenShift® Container Platform (OCP, Produkt der Firma Red Hat, Inc.) ausgebildet ist, wobei die frei programmierbaren Steuergeräte jeweils als Container bereitgestellt werden, wobei das mindestens eine Fahrzeugbusgateway über die OpenShift® Container Platform konfiguriert wird, und wobei die mindestens eine Anwendung in Form von mindestens einem Software Container bereitgestellt wird. Die OpenShift® Container Platform wird von der Firma Red Hat, Inc. vertrieben. Prinzipiell können jedoch auch andere Anwendungsplattformen verwendet werden.In one embodiment, it is provided that the application platform is designed as an OpenShift® Container Platform (OCP, product of Red Hat, Inc.), with the freely programmable control units each being provided as a container, with the at least one vehicle bus gateway via the OpenShift® container Platform is configured, and wherein the at least one application is provided in the form of at least one software container. The OpenShift® Container Platform is distributed by Red Hat, Inc. In principle, however, other application platforms can also be used.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das mindestens eine Fahrzeugbusgateway und die Rechnerwolke mittels einer Layer 2-Verbindung (Ethernet) miteinander kommunizieren. Hierdurch kann eine Echtzeitkommunikation während der Simulation und dem Durchführen des Testszenarios bereitgestellt werden, da Multihops, die übermittelte Datenpakete verzögern, vermieden werden können.One embodiment provides for the at least one vehicle bus gateway and the computer cloud to communicate with one another using a
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Programmieren, das Konfigurieren und das Simulieren mittels einer REST-API durchgeführt werden. REST steht hierbei für Representational State Transfer.In one embodiment it is provided that the programming, the configuration and the simulation are carried out using a REST API. REST stands for Representational State Transfer.
Weitere Merkmale zur Ausgestaltung der Anordnung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Verfahrens. Die Vorteile der Anordnung sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des Verfahrens.Further features for the configuration of the arrangement result from the description of configurations of the method. The advantages of the arrangement are in each case the same as in the case of the configurations of the method.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Anordnung zum Bereitstellen eines Prüfstands zum Prüfen eines Verbundes aus Komponenten eines Kraftfahrzeugs; -
2 eine schematische Darstellung einer Struktur und von Signalflüssen eines bereitgestellten Prüfstandes zur Verdeutlichung der Erfindung; -
3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Anordnung zum Bereitstellen eines Prüfstands zum Prüfen eines Verbundes aus Komponenten eines Kraftfahrzeugs.
-
1 a schematic representation of an embodiment of the arrangement for providing a test bench for testing an assembly of components of a motor vehicle; -
2 a schematic representation of a structure and of signal flows of a provided test bench to illustrate the invention; -
3 a schematic representation of an embodiment of the arrangement for providing a test bench for testing a combination of components of a motor vehicle.
In
Die Anordnung umfasst eine Rechnerwolke 2, eine Mehrzahl aus frei programmierbaren Steuergeräten 3, welche in Racks 4 zusammengefasst sind, und für jedes der Racks 4 jeweils ein Fahrzeugbusgateway 5.The arrangement comprises a
Die Fahrzeugbusgateways 5 verbinden die frei programmierbaren Steuergeräte 3 über mindestens ein Fahrzeugbussystem (nicht gezeigt), beispielsweise einen Controller Area Network (CAN)-Bus, miteinander. Die Fahrzeugbusgateways 5 unterschiedlicher Racks 4 sind miteinander über eine Kommunikationsverbindung 6 verbunden, sodass auch frei programmierbare Steuergeräte 3 in unterschiedlichen Racks 4 miteinander kommunizieren können. Die Fahrzeugbusgateways 5 können hierbei als Client-Master- oder als Multimastersysteme ausgestaltet sein.The
Ferner kann das Fahrzeugbusgateway 5 Signale für Eingänge der frei programmierbaren Steuergeräte 3 erzeugen. Weiter können die Fahrzeugbusgateways 5 Signale an Ausgängen der frei programmierbaren Steuergeräte 3 erfassen. Die Fahrzeugbusgateways 5 verbinden das mindestens eine Fahrzeugbussystem mit der Rechnerwolke 2. Hierzu ist zwischen den Fahrzeugbusgateways 5 und der Rechnerwolke 2 eine Layer-2-Kommunikationsverbindung 7 (Ethernet) ausgebildet, welche beispielsweise mittels eines Switches 8 und eines Routers 9 hergestellt wird.Furthermore, the
Auf der Rechnerwolke 2 wird mindestens eine Anwendung ausgeführt. Die Anwendung konfiguriert ausgehend von einer vorgegebenen Testkonfiguration 10 die Fahrzeugbusgateways 5. Insbesondere werden hierzu die einzelnen Fahrzeugbussysteme zum Verbinden der Steuergeräte 3 (bzw. Komponenten) eingerichtet und konfiguriert. Ferner wird zumindest ein Teil der frei programmierbaren Steuergeräte 3 ausgehend von der vorgegebenen Testkonfiguration 10 programmiert, wobei hierzu insbesondere eine jeweilige Firmware in die Speicher der frei programmierbaren Steuergeräte 3 geladen wird, das heißt die frei programmierbaren Steuergeräte 3 werden zum Bereitstellen einer Funktionalität programmiert („geflasht“). Die Firmware und eine Konfiguration der Komponenten entspricht hierbei jeweils den zu testenden Integrationsprüfstandsversionen des jeweiligen Fahrzeugprojekts und der jeweiligen Funktionsversionen.At least one application is running on the
Nach dem Programmieren verhalten sich die jeweils programmierten Steuergeräte 3 so, wie ein reales Steuergerät für die entsprechende Funktionalität in einem Kraftfahrzeug.After programming, the respectively programmed
Für ein vorgegebenes Testszenario 11 wird eine vorgegebene Fahrzeugumgebung durch Erzeugen von mit dem Testszenario 11 korrespondierenden Busnachrichten auf dem mindestens einen Fahrzeugbussystem und Signalen an den Eingängen der Steuergeräte 3 simuliert. Das vorgegebene Testszenario 11 entspricht hierbei einem durchzuführenden Test auf dem Prüfstand.A specified vehicle environment is simulated for a specified
Es ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit der vorgegebenen Testkonfiguration 10 mindestens ein virtuelles Steuergerät und/oder eine virtuelle Komponente mittels der Rechnerwolke 2 bereitgestellt und in den Verbund aus Komponenten eingebunden wird.It is provided that, depending on the specified
Es kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Klemme der frei programmierbaren Steuergeräte 3 mittels eines steuerbaren Schalters von der mindestens einen Anwendung angesteuert und/oder verschaltet wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine mittels der mindestens einen Anwendung steuerbare Relaiskarte verwendet wird, um Klemmen der Steuergeräte 3 zu schalten.It can be provided that at least one terminal of the freely
Es ist im Rahmen der Durchführung des Testszenarios 11 insbesondere vorgesehen, dass erfasste Signale an den Ausgängen der frei programmierbaren Steuergeräte 3 und/oder über das mindestens eine Fahrzeugbussystem übermittelte Busnachrichten aufgezeichnet und bereitgestellt werden. Die aufgezeichneten Signale und Busnachrichten können später ausgewertet werden, um beispielsweise ein detailliertes Testprotokoll für einen Integrationstest der Komponenten des Kraftfahrzeugs zu erstellen.As part of the implementation of the
Es ist vorgesehen, dass der Prüfstand zumindest teilweise mittels einer Anwendungsplattform des Cloud Computing ausgebildet wird, wobei die frei programmierbaren Steuergeräte 3 mittels der Fahrzeugbusgateways 5 jeweils als Ressourcen in die Anwendungsplattform eingebunden werden.Provision is made for the test bench to be at least partially configured using a cloud computing application platform, with the freely
Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass die Anwendungsplattform als OpenShift® Container Platform (OCP, Produkt der Firma Red Hat, Inc.) ausgebildet ist, wobei die frei programmierbaren Steuergeräte 3 jeweils als Container bereitgestellt werden, wobei die Fahrzeugbusgateways 5 über die OpenShift® Container Platform konfiguriert werden, und wobei die mindestens eine Anwendung in Form von mindestens einem Software Container bereitgestellt wird.As a further development, it can be provided that the application platform is designed as an OpenShift® Container Platform (OCP, product from Red Hat, Inc.), with the freely
Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Programmieren, das Konfigurieren und das Simulieren mittels einer REST-API durchgeführt werden.In particular, it is provided that the programming, the configuration and the simulation are carried out using a REST API.
Es ist ferner vorgesehen, dass die frei programmierbaren Steuergeräte 3 als Steuergerätefarm 18 betrieben und bereitgestellt werden. Insbesondere kann hierdurch eine Vielzahl von verschiedenen Prüfständen ausgebildet und parallel zueinander verwendet werden.Provision is also made for the freely
In
- - Komponente 13-1: In-Car App Server, auf dem ein Driver Notification Master und weitere Services laufen;
- - Komponenten 13-2, 13-3: Anzeige- und Bedieneinrichtung (z.B. Multimediakonsole etc.);
- - Komponente 13-4: Online Unit (z.B. Internet, Connectivity etc.);
- - Komponente 13-5: Kombiinstrument (z.B. Tachometer, Drehzahlanzeiger, Tankanzeige etc.).
- - Component 13-1: In-Car App Server, on which a Driver Notification Master and other services run;
- - Components 13-2, 13-3: display and control device (for example, multimedia console, etc.);
- - Component 13-4: Online Unit (e.g. internet, connectivity etc.);
- - Component 13-5: Instrument cluster (e.g. speedometer, tachometer, fuel gauge, etc.).
Mittels einer Relaiskarte 14 kann die „Klemme 30“ KI30 einzelner oder aller Steuergeräte 3 geschaltet werden. Die Relaiskarte 14 kann hierbei mittels der Fahrzeugbusgateways 5 gesteuert werden oder sogar Teil der Fahrzeugbusgateways 5 sein.Using a
Beispielhaft gezeigt ist für die Komponente 13-3 (Anzeige- und Bedieneinrichtung), dass ein Ausgang mittels der Fahrzeugbusgateways 5 erfasst wird. Hierbei handelt es sich um einen Videoausgang, an dem mittels des Fahrzeugbusgateways 5 die erzeugten Videobilder erfasst und aufgezeichnet werden. Die Videobilder entsprechen hierbei den in einem Kraftfahrzeug im selben Zustand auf einer entsprechenden Anzeige- und Bedieneinrichtung angezeigten Videobildern (z.B. Auswahlmenüs, Straßenkarte eines Navigationssystems etc.).It is shown as an example for the component 13 - 3 (display and control device) that an exit is detected by means of the
In der Rechnerwolke 2 werden mehrere Anwendungen 15-x bereitgestellt. Die Anwendung 15-1 stellt einen virtuellen CAN-Bus bereit, auf dem Busnachrichten für die Fahrzeugbussysteme 12 erzeugt und Busnachrichten von den Fahrzeugbussystemen 12 empfangen und verarbeitet werden. Insbesondere können hierdurch virtuelle Komponenten simuliert und in einen Gesamtverbund aus Komponenten 13-x integriert werden. Die Anwendung 15-2 dient hierbei als Übersetzer zwischen den virtuellen Komponenten, die in der Rechnerwolke 2 simuliert werden und dem virtuellen CAN-Bus. Die Anwendung 15-3 stellt eine Web-Schnittstelle als Nutzerschnittstelle, insbesondere als Graphical User Interface (GUI), bereit, die es einem Nutzer ermöglicht, den Prüfstand mittels eines Web-Clients 16 zu konfigurieren und zu bedienen, sowie erfasste Testdaten einzusehen und auszuwerten. Mittels der Web-Schnittstelle können die Komponenten 13-x auch bedient werden und beispielsweise Zustände des Kraftfahrzeugs (z.B. „Tür auf“, „Tür zu“ etc.) und/oder der Komponenten 13-x geändert werden. Die Anwendung 15-4 stellt einen Videoserver bereit, in dem die erfassten Videobilder der Komponente 13-3 hinterlegt sind und mittels des Web-Clients 16 abgerufen und abgespielt werden können. Ferner kann die Komponente 13-3 mittels des Web-Clients 16 bedient werden.Several applications 15-x are provided in the
Die Kommunikation zwischen der Rechnerwolke 2 und den Fahrzeugbusgateways 5 erfolgt mittels einer Layer-2-Kommunikationsverbindung 7 (Ethernet), sodass Echtzeittests an dem Prüfstand möglich sind.The communication between the
Mittels des in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahrens und der Anordnung ist es möglich, „gemischte“ Prüfstände bereitzustellen, welche sowohl virtuelle Komponenten als auch reale Komponenten 13-x umfassen. Hierdurch können flexibel und aufwandsarm nahezu beliebige Prüfstände geschaffen, konfiguriert und zum Testen verwendet werden. Da die frei programmierbaren Steuergeräte 3 nach dem Durchführen eines Testszenarios auf einem solchen Prüfstand als Ressourcen wieder freigegeben werden, lassen sich die freigegebenen Steuergeräte 3 anschließend sofort wieder in andere „gemischte“ Prüfstände einbeziehen, indem eine jeweilige Firmware der Steuergeräte 3 überschrieben wird.Using the method and the arrangement described in this disclosure, it is possible to provide “mixed” test benches which include both virtual components and real components 13-x. This means that almost any test bench can be created, configured and used for testing flexibly and with little effort. Since the freely
In
Es ist vorgesehen, dass der Prüfstand zumindest teilweise mittels einer Anwendungsplattform 17 des Cloud Computing ausgebildet wird bzw. ausgebildet ist, wobei die frei programmierbaren Steuergeräte 3 mittels des Fahrzeugbusgateways 5 jeweils als Ressourcen in die Anwendungsplattform 17 eingebunden werden bzw. eingebunden sind.It is provided that the test bench is or is designed at least partially using a cloud
Die Anwendungsplattform 17 ist als OpenShift@ Container Platform (OCP, Produkt der Firma Red Hat, Inc.) ausgebildet. Die frei programmierbaren Steuergeräte 3 werden hierbei jeweils als Container bereitgestellt. Die Fahrzeugbusgateways 5 werden über die OpenShift® Container Platform konfiguriert und die mindestens eine Anwendung wird in Form von mindestens einem Software Container bereitgestellt. Eine Testkonfiguration umfasst dann eine Beschreibung eines Containerverbundes sowohl aus Containern für die (programmierten) Steuergeräte 3 als auch eine Beschreibung von Anwendungen in Form von Software Containern sowie die Konfiguration für die Fahrzeugbusgateways 5, die einer Verschaltung der Steuergeräte 3 auf den jeweiligen Fahrzeugbussystemen entspricht. Die Anwendungsplattform 17 baut dann ausgehend von einer vorgegebenen Testkonfiguration, die beispielsweise in Form von Testkonfigurationsdaten von einem Nutzer bereitgestellt wird, automatisiert den Prüfstand auf. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass ein Zustand des Prüfstandes abgespeichert werden kann und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgerufen werden kann. Hierzu werden Zustandsdaten der Steuergeräte 3, der Fahrzeugbusgateways 5 und der Anwendungen erfasst und hinterlegt.The
Mittels der Anwendungsplattform 17 ist es möglich, die als Ressourcen eingebundenen und bereitgestellten frei programmierbaren Steuergeräte 3 zu verwalten. Insbesondere können mehrere „gemischte“ Prüfstände in Form von gemischten Testumgebungen MTE (Mixed Test Environments) bereitgestellt werden. Jeweils für eine Testkonfiguration innerhalb eines solchen „gemischten“ Prüfstands benötigte reale Komponenten werden mit Hilfe der frei programmierbaren Steuergeräte 3 der Steuergerätefarm 18 bereitgestellt, indem diese als Container in den „gemischten“ Prüfstand eingebunden werden. Beispielhaft sind in der
Die Anwendungsplattform 17 erkennt insbesondere automatisch, beispielsweise über Virtualkubletsverfahren („Kubernetes®“), neue Ressourcen, die über ein Operator Framework akquiriert und zur Verfügung gestellt werden. Wird ein Prüfstand nicht mehr benötigt, so werden die Steuergeräte 3 als Ressourcen wieder freigegeben und in andere „gemischte“ Prüfstände eingebunden.In particular, the
Die Anordnung 1 und das Bereitstellen der frei programmierbaren Steuergeräte 3 als Steuergerätefarm 18 ermöglichen eine flexible und kostengünstige Durchführung von Tests mit Hilfe von jeweils gemäß einer jeweils vorgegebenen Testkonfiguration konfigurierten Prüfständen. Da ein Prüfstand nicht mehr real, das heißt physisch, zusammengestellt werden muss, sondern über die Anwendungsplattform 17 logisch zusammengestellt und konfiguriert werden kann und da Testszenarios von der Anwendungsplattform 17 aus gesteuert durchgeführt werden können, können Kosten und Aufwand eingespart werden. Ferner können Tests an einem Prüfstand durchgeführt werden, ohne dass ein Nutzer hierfür vor Ort sein muss. Es kann hierdurch eine konfigurierbare „Prüfstandswolke“ bereitgestellt werden.The arrangement 1 and the provision of the freely
Ein weiterer Vorteil ist, dass sowohl die Rechnerwolke 2 als auch die Steuergerätefarm 18 bei Bedarf skaliert werden können, indem der Rechnerwolke 2 mehr Rechenleistung und Speicherplatz bereitgestellt werden und/oder der Steuergerätefarm 18 weitere frei programmierbare Steuergeräte 3 hinzugefügt werden.A further advantage is that both the
Insgesamt erlauben es das in dieser Offenbarung beschriebene Verfahren und die beschriebene Anordnung 1, funktionale Absicherungstests von Verbünden von Komponenten in Kraftfahrzeugen hinsichtlich eines Aufwands und einer Flexibilität zu verbessern. Insbesondere können funktionale Absicherungstests für Verbünde aus Komponenten eines Kraftfahrzeugs mit weniger Aufwand und daher kostengünstiger durchgeführt werden.Overall, the method described in this disclosure and the arrangement 1 described allow functional validation tests of groups of components in motor vehicles to be improved in terms of effort and flexibility. In particular, functional validation tests for groups of components of a motor vehicle can be carried out with less effort and therefore more cost-effectively.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Anordnungarrangement
- 22
- Rechnerwolkecomputer cloud
- 33
- Steuergerätecontrol units
- 44
- RackRack
- 55
- Fahrzeugbusgatewayvehicle bus gateway
- 66
- Kommunikationsverbindungcommunication link
- 77
-
Layer-2-Kommunikationsverbindung
Layer 2 communication link - 88th
- Switchswitches
- 99
- Routerrouters
- 1010
- vorgegebene Testkonfigurationdefault test configuration
- 1111
- vorgegebenes Testszenariopredetermined test scenario
- 1212
- Fahrzeugbussystemvehicle bus system
- 13-x13-x
- Komponentecomponent
- 1414
- Relaiskarterelay card
- 15-x15-x
- Anwendungapplication
- 1616
- Web-Clientweb client
- 1717
- Anwendungsplattformapplication platform
- 1818
- SteuergerätefarmECU farm
- KI30KI30
- Klemme 30Clamp 30
- MTEMTE
- gemischter Testumgebungmixed test environment
Claims (6)
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