DE102021115526A1

DE102021115526A1 - Verfahren und Bussteuerungseinheit zum Betreiben eines Prüfstandes

Info

Publication number: DE102021115526A1
Application number: DE102021115526.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Breitinger; John Köber
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2021-06-16
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2022-12-22

Abstract

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Betreiben eines Prüfstandes mit den folgenden Merkmalen bereit: Eine Signalverbindung (14) zwischen einem Gateway (11) und Zweig des Feldbusses wird getrennt; die Signalverbindung (14) wird durch eine mit dem Prüfstand (13) verbundene Bussteuerungseinheit (12) überbrückt; und Steuersignale des Prüfstandes (13) an das Kraftfahrzeug werden mittels der Bussteuerungseinheit (12) in den Zweig eingekoppelt.Die Erfindung stellt ferner eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium bereit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Prüfstandes. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine entsprechende Bussteuerungseinheit, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium.
Stand der Technik
Gesamtfahrzeug- und Rollenprüfstände nach dem Stand der Technik werden anforderungsabhängig wahlweise mit Fahrrobotern oder Prüfstandsfahrern betrieben.
Die Nutzung eines Fahrroboters erfordert hierbei mitunter dessen aufwändige Kalibrierung und verlängert die Rüstzeit des Prüfstandes; insbesondere bei hochdynamischen Manövern muss der Roboter zudem nach vorgegebener Zeit erneut kalibriert werden. Darüber hinaus ist eine Getriebeapplikation mittels herkömmlicher Fahrroboter schwerlich denkbar, da letztere nicht zwischen automatischer und manueller Schaltung wechseln, die zum Gangwechsel vorgesehenen Schaltwippen (paddles) bedienen oder gar das Fahrwerk einstellen können.
Erprobungen durch einen Prüfstandsfahrer hingegen lassen sich kaum reproduzieren und erweisen sich wegen des Personaleinsatzes als überaus kostspielig. Beide Ansätze stehen somit einer durchgängigen Automatisierung der Prüfung entgegen.
WO 2017/085318 A1 beschreibt ein Verfahren und einen Prüfstand, welche den Fahrdynamikzustand berücksichtigen. Über einen CAN- oder Flexray-Bus werden Sensorwerte und Messgrößen ausgelesen.
DE 10 2016 012 775 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem Längs- und Querführung eines Fahrzeugs vollautomatisiert entlang einer Soll-Trajektorie erfolgen.
Aus DE 10 2018 217 523 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln des Energiebedarfs eines Fahrzeugs bekannt, bei dem über eine Schnittstelle manipulierte Sensordaten in das Bussystem eingespielt werden. Dabei werden durch eine externe Einheit simulierte Sensordaten für die Durchführung eines Zyklus eingespielt.
EP 2 196 876 B1 beschreibt einen Steuergeräteverbund, dessen Steuergerätepalette mit einem Simulationsrechner verbunden ist, wobei in den Simulationsrechner Simulationsmodelle zur Simulation von realen physikalischen Systemen geladen werden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Betreiben eines Prüfstandes, eine entsprechende Bussteuerungseinheit, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
Ein Vorzug dieser Lösung liegt in der eröffneten Möglichkeit, das zu prüfende Kraftfahrzeug ohne aufwändige Einrichtung oder Kalibrierung auf einfache Weise zu steuern und den Ablauf der Prüfung somit vollständig zu automatisieren. Die auf dem Prüfstand erzielten Ergebnisse dieser Erprobung sind dabei vollständig reproduzierbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So kann die Ansteuerung des Fahrzeuges mittels Signalmanipulation innerhalb einer bestehenden FlexRay-Architektur erfolgen. Ein entsprechendes Verfahren zeichnet sich durch seinen hohen zeitlichen Determinismus aus.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Die einzige Figur skizziert die prinzipielle Anordnung gemäß einer Ausführungsform.

Ausführungsform der Erfindung
Die Abbildung zeigt einen erfindungsgemäßen Aufbau zum Betreiben eines Prüfstandes (13) für ein - zeichnerisch nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug. Als Prüfstand (13) ist in diesem Zusammenhang jedwede Vorrichtung zu verstehen, mit welcher das Kraftfahrzeug auf seine Eigenschaften reproduzierbar geprüft werden kann. Der Begriff schließt somit neben der mechanischen Ausführung zur Aufnahme des Kraftfahrzeuges insbesondere die erforderliche Sensorik ein, um die erfassten Messwerte nachvollziehbar protokollieren zu können.
In der vorliegenden Ausführungsform mag der Prüfstand (13) als Rollenprüfstand ausgebildet sein, also als Funktionsprüfstand, bei dem eine Leistungsmessung unmittelbar am Gesamtfahrzeug durch die Übertragung der Räder auf eine oder mehrere Rollen erfolgt. Gemessen wird in einer solchen Ausgestaltung beispielsweise die Antriebs- oder die Bremsleistung am Rad, etwa anhand der Beschleunigung der Prüfstandsrollen oder des auf diese Rollen wirkenden Drehmoments. Das beschriebene Verfahren ist jedoch nicht ausschließlich für Rollenprüfstände nutzbar, sondern ebenfalls für sogenannte Road2Rig Gesamtfahrzeugprüfstände einsetzbar.
Antrieb und Fahrwerk des Kraftfahrzeuges sind in zunächst herkömmlicher Weise mit einem Feldbus (10) in Gestalt eines FlexRay-Verbundes (cluster) gemäß ISO 17458-1 bis 17458-5 vernetzt. Der vorliegend in Sterntopologie konfigurierte Verbund umfasst mehrere Zweige (branches), die untereinander durch ein aktives Gateway (11) verbunden sind und deren Knoten von verschiedenen Steuergeräten (SG₁, SG₂, SG₃, SG₄, SG_n) gebildet werden.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Signalverbindung (14) zwischen Gateway (11) und betroffenem Zweig (SG₄, SG_n) zunächst auf der Bitübertragungsschicht (physical layer) getrennt. Dabei mag eine eigens zu diesem Zweck gefertigte Kabelpeitsche Anwendung finden.
Die Signalverbindung (14) wird sodann durch eine mit dem Prüfstand (13) verbundene elektronische Bussteuerungseinheit (12) überbrückt, welche etwaige Signale vom und zum Gateway (11) grundsätzlich weiterleitet. Geeignete multifunktionale Einheiten für die Busmanipulation sind am Markt verfügbar und werden beispielsweise von der Star Cooperation GmbH unter dem Handelsnamen „FlexDevice-L“ vertrieben.
Bestimmte Signale - zum Beispiel das üblicherweise durch Antippen einer Schaltwippe erzeugte Gangwechselsignal - werden fortan nicht mehr vom Gateway (11) zu den Steuergeräten (SG₄, SG_n) im manipulierten Zweig weitergeleitet. Stattdessen werden entsprechende Steuersignale des Prüfstandes (13) mittels der Bussteuerungseinheit (12) in den Zweig (SG₄, SG_n) eingekoppelt. Letztere kann ihrerseits als Netzkoppler (gateway) eingerichtet sein, um diese Signale des Prüfstandes (13) über ein vom FlexRay-Verbund (10) verschiedenes Rechnernetz entgegennehmen zu können. Handelsübliche Bussteuerungseinheiten sind hierzu modular aufgebaut und können auf verschiedenen Kanälen mit unterschiedlichen Sendeempfängern (transceiver) - etwa für FlexRay einerseits und einen CAN-Bus andererseits - ausgerüstet werden.
Das jeweils adressierte Steuergerät im erfindungsgemäß modifizierten Zweig (SG₄, SG_n) empfängt somit nicht die Steuersignale vom Gateway (11), sondern jene vom Prüfstand (13). Auf diesem Wege lassen sich sämtliche Prüffälle automatisieren, die eine Ansteuerung dieses Gerätes vorsehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2017085318 A1 [0005]
DE 102016012775 A1 [0006]
DE 102018217523 A1 [0007]
EP 2196876 B1 [0008]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Prüfstandes (13) für ein Kraftfahrzeug mit einem Feldbus, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - eine Signalverbindung (14) zwischen einem Gateway (11) und Zweig des Feldbusses (10) wird getrennt, - die Signalverbindung (14) wird durch eine mit dem Prüfstand (13) verbundene Bussteuerungseinheit (12) überbrückt und - Steuersignale des Prüfstandes (13) an das Kraftfahrzeug werden mittels der Bussteuerungseinheit (12) in den Zweig eingekoppelt.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - der Feldbus (10) ist ein FlexRay-Verbund und - das Einkoppeln erfolgt über einen FlexRay-Kanal der Bussteuerungseinheit (12).
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Bussteuerungseinheit (12) ist mit dem Prüfstand (13) über ein vom FlexRay-Verbund verschiedenes Rechnernetz verbunden und - das Rechnernetz ist ein CAN.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - der Prüfstand (13) ist ein Rollenprüfstand.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - die Steuersignale steuern ein Getriebe des Kraftfahrzeuges.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: - die Steuersignale steuern einen Motor des Kraftfahrzeuges oder - die Steuersignale steuern eine Bremse des Kraftfahrzeuges.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - die Steuersignale steuern eine Fahrwerkseinstellung des Kraftfahrzeuges.
Bussteuerungseinheit (12), eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9.