KR20100086481A - 데이터의 동기화된 캡처 및 동기화된 재생을 위한 시스템, 제어기 및 방법 - Google Patents

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Abstract

차량 및 자동차 구성요소를 테스트하기 위한 테스트 시스템에 사용하기 위한 방법, 테스트 시스템 및 마이크로제어기(40)가 제공된다. 테스트 드라이브 동안 차량 내의 능동 구성요소에 의해 생성되는 제어 신호는 샘플링되고, 실험실 테스트 환경 내의 견본 차량으로 재생되고, 제어 신호는 테스트 드라이브 동안 경험되는 부하, 가속 및 변위와 같은 상태 및 사건을 나타내는 데이터와 동기하여 재생된다. 마이크로제어기(40)는 제어 신호 데이터를 버퍼링하고, 트리거 신호에 응답하여 견본 테스트 차량 내에서 CAN(60)을 통해 제어 신호의 재생을 동기화하도록 제공된다.

Description

데이터의 동기화된 캡처 및 동기화된 재생을 위한 시스템, 제어기 및 방법{SYSTEM, CONTROLLER AND METHOD FOR SYNCHRONIZED CAPTURE AND SYNCHRONIZED PLAYBACK OF DATA}
본 발명은, 테스트 환경 내에서 다른 데이터를 갖는 CAN 메시지 또는 FlexRayTM 메시지를 동기화하는 것과 같이, 데이터의 동기화된 캡쳐 및 동기화된 재생(playback)에 사용하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
증가하고 있는 전자 시스템들은 전자 지원 조향, ABS 및 능동 현가 구성요소와 같은 개선된 특징들을 제공하기 위해 차량 내에 구축된다. 이들 시스템은 CAN(Controller Area Network: 제어기 영역 네트워크) 버스, 및 더 최근에는 FlexRay 시스템 버스와 같은 직렬 버스를 통해 통신한다.
자동차 제조업자는, 복잡한 소프트웨어 및 하드웨어의 제어 하에 등가 부하 및 가속을 테스트 견본에 인가하기 위해 유압 엑추에이터(hydraulic actuators)를 이용하여, 특수하게 설치된 차량으로 트랙 테스트 드라이브 동안 측정된 데이터를 리플레이(replaying)함으로써 실험실에서 차량 및 차량 구성요소(테스트 견본)의 내구성 테스트를 수행한다.
과거에, 이러한 테스트는, 차량 상의 다양한 지점에서의 부하 및 가속과 같이, 차량 가동(behaviour) 및 이러한 가동에 영향을 미치는 상태를 감시함으로써 생성되는 아날로그 신호에 한정되었다. 이것은 능동 구성요소를 갖지 않는 종래의 테스트 견본에 적절하였다. 하지만, 현대 차량의 가동은 또한 직렬 버스 상의 제어 데이터에 의존한다. 예를 들어, 테스트 드라이브 동안, 차내(in-car) 컴퓨터는 차량이 한계 견인력(traction limit)에 근접했음을 운전자에게 피드백을 제공할 필요를 결정할 수 있거나, 차량 내의 센서들은 특정한 스트럿(strut)을 보강할 필요를 결정할 수 있다. 제어 신호는 관련 차량 구성요소를 동적으로 제어하기 위해 CAN 버스를 통해 송신된다.
본 발명의 발명자는, 알려진 시스템이 제어 신호 및 차량 내의 다른 구성요소와의 상호 작용을 완전히 고려하지 못하기 때문에 능동 제어를 포함하는 차량에 효과적인 테스트를 제공할 수 없다는 것을 단정했다.
본 발명의 발명자는 실험 테스트 환경 내에서 차량 및 자동차 구성요소의 효과적인 테스트가 사용 동안 차량 내에서 생성된 능동 제어 신호의 테스트 견본에 대한 리플레이를 요구한다고 결정했다. 예를 들어, 차량은 차량의 사용 동안 현가 세팅(settings)을 조정하는 능동 주행(ride) 제어를 가질 수 있다. 특히, 본 발명자는, 이들 능동 제어 신호가 차량의 사용 동안 차량 구성요소에 의해 경험된 상태(부하, 가속 및 다른 사건)를 나타내는 데이터의 리플레이와 동기화하여 리플레이되어야 한다고 결정하였다.
본 발명자는, 차량 테스트 드라이브 동안 경험된 상태와 연관되는 능동 제어 신호가, 자동차 구성요소의 가동 및 성능이 테스트되어야 한다는 정황의 중요한 부분이라는 것을 단정하였다. 그러한 제어 신호 및 다른 데이터는 현장 테스트(field tests) 동안 차량 내의 센서 및 제어 시스템에 의해 출력되고, 그러므로 제어 신호는 그러한 현장 테스트 동안 경험된 각 상태를 나타내는 데이터와 연관하여 샘플링되고 시간 스탬핑되고 저장될 수 있다. 본 발명은, 이들 제어 신호가 연관된 감시된 제어 데이터와 동기하여 테스트 환경 내에서 리플레이되도록 한다. 이것은 현장 실험 동안 경험된 상태와 실험실에서 재현된 상태 사이의 개선된 상관 관계(correlation)를 달성할 수 있어서, 더 효과적인 실험실 테스트를 초래할 수 있다.
본 발명의 제 1 양상은 견본 차량 구성요소를 테스트하는 방법을 제공하며, 이러한 방법은, 차량의 테스트 드라이브 동안, 차량에 의해 경험된 상태를 나타내고, 및/또는 차량의 구성요소의 작용을 나타내는 제 1 데이터를 저장하는 단계와; 테스트 드라이브 동안 차량의 데이터 버스 상에 제어 신호를 나타내는 제 2 데이터를 저장하는 단계와; 제 1 데이터를 리플레이하고, 테스트 하에 차량을 위한 테스트 드라이브를 시뮬레이팅하기 위해 제 1 데이터를 기기에 인가하는 단계와; 제 2 데이터를 리플레이하고, 테스트 하에 차량의 데이터 버스에 제 2 데이터를 인가하는 단계와; 제 1 및 제 2 데이터의 리플레이를 동기화하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예는 견본 자동차 구성요소를 테스트하는 방법을 제공하며, 이러한 방법은, 테스트 시스템으로의 입력으로서, 차량 테스트 드라이브 동안 리코딩된 차량 제어 버스 신호를 나타내는 제 1 세트의 데이터 입력과, 차량 테스트 드라이브 동안 차량에 의해 경험된 상태를 나타내는 제 2 세트의 데이터 입력을 수신하는 단계와; 테스트 견본 장치에 대해, 각각의 연관된 상태를 나타내는 데이터와 동기화하여 감시된 차량 제어 버스 신호를 나타내는 데이터를 리플레이하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 테스트 시스템은 견본 장치 상에서 테스트 동작을 수행할 때 사용 상태를 시뮬레이팅하는 장치를 포함한다. 테스트 견본 장치는, 예를 들어 수직, 길이 방향 및 측면 방향의 부하를 감시하고 제동, 조향 및 캠버(camber) 움직임을 감시하기 위한 수단을 제공하는 포괄적인 차량 테스트 장비를 포함하는 테스트 시스템 내의 차량을 포함할 수 있다. 이와 동시에, 테스트 견본 장치는 내구성, 잡음 및 진동을 테스트하기 위한 도로 시뮬레이션 시스템 내의 차량을 포함할 수 있고; 또는 테스트 견본 장치는 차량 서브시스템(subsystem)을 포함할 수 있고, 테스트 시스템은 트랙(track) 및 차축 거리(wheelbase) 테스트 시스템일 수 있다. 테스트 시스템의 다양한 예는 Instron Structural Testing Systems GmbH 및 다른 곳으로부터 알려져 있고 이용가능하다. 전형적으로 알려진 시스템은 센서 데이터 및 제어 신호의 완전한 통합을 제공하지 않았고, 특히 실험실 테스트 환경 내에서 아날로그 테스트 데이터 및 디지털 제어 신호 데이터의 동기화된 리플레이를 제공하지 않았다.
본 발명의 일실시예에서, 상태 및 사건은 테스트 드라이브 동안 차량 내의 센서에 의해 제공되는 아날로그 신호를 캡처 및 저장함으로써 감시된다. 아날로그 신호는 차량 내의 컴퓨터 시스템에 입력되고, 후속 사용을 위해 저장된다. 한편, 능동 제어 신호의 감시는 차량 내에서, 직렬 CAN 버스 또는 FlexRay 시스템 버스와 같은 제어 신호 버스 상에서 디지털 신호를 샘플링함으로써 구현될 수 있다. 차량 내의 센서 및 제어 디바이스는 CAN 메시지를 CAN 버스를 통해 제어 엑추에이터로 송신할 수 있고 이러한 제어 엑추에이터 각각은 특정 차량 구성요소 상에서 한 세트의 작동(a set of actions)을 각각 수행할 수 있으며, 이들 CAN 메시지는, 차량의 가동 및 성능이 해석되어야 하는 정황의 중요한 부분이다. 본 발명에 따른 자동차 테스트는 경험된 상태를 나타내는 감시된 데이터 및 연관된 제어 신호 모두를 고려한다. 2세트의 연관된 데이터는 테스트 시스템에 리플레이되고, 동기화 방식으로 테스트 견본에 인가되어, 테스트 견본이 테스트-드라이브된 차량과 동일한 시퀀스로 동일한 세트의 상태 및 제어 신호를 경험하도록 한다.
본 발명의 제 2 양상은 특정 상태 및 연관된 제어 버스 신호의 테스트 견본 장치 상에서 조합된 영향을 테스트하는 것이 바람직한 테스트 시스템용 제어기 디바이스를 제공한다. 제어기 디바이스는, 이전-캡처된 제어 버스 신호가 로딩될 수 있는 적어도 하나의 버퍼를 포함한다. 제어기 디바이스는 트리거 신호에 응답하여, 이전-캡처된 제어 버스 신호의 테스트 시스템 내에서 제어 버스 상으로의 재생을 개시하도록 한다. 테스트 시스템 제어 버스로의 이러한 재생은 제어 버스 신호와 동기화하여 이전에 리코딩된 다른 상태를 나타내는 데이터의 재생과 동기화한다. 고속 링크는, 제어기 클록 세트로 하여금 예를 들어, 디지털 제어 신호 재생을 개시하는 디지털 마이크로제어기와, 경험된 상태를 나타내는 데이터의 재생을 개시하는 개별적인 제어기 사이에서 동기화되도록 한다.
일실시예에서, 제어기 디바이스는 버퍼 세트 및 내장형(built-in) CAN 인터페이스를 포함하는 고성능 마이크로제어기와, 부하 및 변위(displacement)와 같은 감시된 상태를 나타내는 데이터를 저장하는 제 1 데이터 처리 시스템과의 고속(예를 들어, 광섬유) 링크를 갖는 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA: Field Programmable Gate Array)와, 제 2 데이터 처리 시스템 상에서 작용하는 애플리케이션 프로그램으로부터 제어 데이터를 수신하기 위한 연결부(예를 들어, 이더넷 연결부)를 포함한다. 마이크로제어기의 CAN 인터페이스는, 제어 데이터를 스케일링(scaling) 및 시간 시프팅(time shifting)하고 메시지 페이로드(payload) 내에 제어 데이터를 포함하는 CAN 메시지를 구축하기 위한 수단을 포함한다. 제어 데이터의 재생은 트리거 사건이 발생할 때까지 지연되어, CAN 버스를 통하는 제어 데이터의 재생이 감시된 상태를 나타내는 연관된 데이터의 재생과 동기화되도록 한다. 고속 링크가 모두 사용되어, 마이크로제어기와 제 1 데이터 처리 시스템 사이의 클록을 동기화하고, 감시된 상태를 나타내는 데이터의 정확하게 타이밍된 재생을 가능하게 한다.
본 발명의 제 3 양상은 테스트 시스템을 제공하는데, 상기 테스트 시스템은,
테스트 견본 장치를 지원하는 수단과, 물리적 상태 세트(부하, 가속 및 다른 사건)를 테스트 견본 장치에 인가하기 위한 엑추에이터 세트를 포함하는 테스트 장비와;
이전에 감시된 상태를 재현하기 위해 이전에 감시된 상태를 나타내는 데이터를 엑추에이터 세트에 리플레이하는 수단과;
제어기 디바이스로서, 이전에-감시된 제어 버스 신호를 나타내는 데이터가 로딩될 수 있는 적어도 하나의 버퍼 메모리와; 트리거 신호에 응답하여, 이전에-감시된 제어 버스 신호의 테스트 시스템 내에서 제어 버스 상으로 재생을 개시하는 수단과; 제어 버스 신호의 재생과, 제어 버스 신호와 동기화하여 이전에 캡쳐된 감시된 상태를 나타내는 다른 데이터의 재생을 동기화하는 수단을 포함하는, 제어기 디바이스를
포함한다.
본 발명의 실시예는 예로서, 첨부 도면을 참조하여 아래에 더 구체적으로 설명된다.
본 발명은, 제어 신호가 연관된 감시된 제어 데이터와 동기하여 테스트 환경 내에서 리플레이되도록 한다. 이것은 현장 실험 동안 경험된 상태와 실험실에서 재현된 상태 사이의 개선된 상관 관계를 달성할 수 있어서, 더 효과적인 실험실 테스트를 초래할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라, CAN 메시지의 생성 및 디지털 데이터와 아날로그 데이터의 동기 재생에 수반된 구성요소를 보여주는 자동차 테스트 환경을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라, 도 1의 자동차 테스트 환경을 도시한 개략도로서, 동기화 데이터 획득에 수반된 구성요소들을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동기화된 리플레이 시스템을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 CAN 동기화된 리플레이 엔진을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 동기화된 획득 시스템을 도시한 개략도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 CAN 동기화된 획득 엔진 내에서 수행된 동작을 도시한 도면.
알려진 자동차 테스트 방법은 부하 및 가속 센서와 같은 다양한 데이터 캡쳐 디바이스가 설치된 테스트 차량을 이용한다. 이들 센서는 테스트 드라이브 동안 경험된 부하, 변위 및 다른 상태를 나타내는 데이터를 캡쳐하기 위해 테스트 차량 내의 컴퓨터에 연결된다. 그런 후에 이러한 캡쳐된 데이터는 컴퓨터 시스템 상에 로딩될 수 있고, 이 데이터는 일반적으로 차량의 온-보드 컴퓨터 시스템 저장부 내에 저장되고, 후속적으로 재생을 위해 테스트 환경 제어 시스템으로 전달된다.
적합한 제어 시스템은 다수의 개별적인 엑추에이터를 제어할 수 있는 Instron Structural Testing Systems GmbH로부터 생산된 LabtronicTM 8800 다중-축 디지털 제어기이다. 이 제어 시스템(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 자동차 테스트 시스템의 일체부이고, 초기 테스트 드라이브 동안 테스트 차량 내에서 이전에 캡쳐된 부하 및 변위를 나타내는 데이터를 실험실에서의 테스트 시스템으로 재생하도록 적응된다. 리플레이된 데이터는 테스트 장비(20) 내에서 엑추에이터 세트를 제어하여, 테스트 드라이브 동안 감시된 부하, 변위 및 다른 상태를 테스트 시스템 내에서 재현하게 된다. 실험실 세팅 내에서, 실제 감시된 상태를 재현함으로써, 테스트 견본 차량 또는 차량 서브시스템의 더 나은 테스트가 달성된다.
Labtronic 8800 제어기는 Instron으로부터의 RS LAbsiteTM 소프트웨어와 같이 테스트 환경을 제어하기 위한 소프트웨어를 실행하는 개인용 컴퓨터(30)에 연결된다. 이들 구성요소는 감시된 부하 및 변위를 나타내는 아날로그 신호를 이용하여 실험실 테스트에 요구된 특징(features)을 갖는 시스템을 제공하도록 협력한다.
그러나, 알려진 자동차 테스트 시스템은 차량 내의 센서 및 감시된 구성요소에 응답하여, 차내 컴퓨터 시스템을 포함하는, 능동 제어 구성요소에 의해 동적으로 생성되는 제어 데이터의 최적의 일체화를 이전에 제공하지 않았다. 그러한 제어 데이터는 CAN 버스를 통해 차량 내의 센서, 엑추에이터 및 제어 시스템 사이로 송신되는 제어기 영역 네트워크(CAN) 메시지로서 종종 구현된다. 이들 능동 구성요소에 의해 생성된 제어 신호를 무시하는 것은 현대 테스트-드라이브된 차량에 의해 경험된 상황을 적절히 재현할 수 없음을 초래하여, 테스트 결과는 무효화되고, 테스트 드라이브 동안 경험된 상태의 실제 결과를 나타내지 않는 테스트 차량에 손상을 줄 수 있다.
제어기 영역 네트워크(CAN)는 자동차 전자 구성요소를 연결하기 위한 1980년대에 최초 개발된 직렬 버스 표준이고, 차량 및 다른 자동화 시스템 내의 센서, 엑추에이터 및 제어기와 같은 디바이스를 연결하는데 사용되었다. CAN 버스는 엔진 제어 유닛을 차량의 트랜스미션에 연결시킬 수 있거나, 냉방 시스템을 온도계 및 습도 모니터에 연결시킬 수 있다. 다양하고 상이한 구성요소(CAN의 "노드들")는 직렬 버스를 통해 CAN 메시지를 송수신한다. 센서, 엑추에이터 또는 제어 디바이스와 같은 각 노드는 수신된 메시지를 해석하기 위한 호스트 프로세서와, 동기 클록을 갖는 하드웨어 제어기를 포함하는 CAN 제어기를 요구한다. CAN 제어기는, 전체 메시지가 (예를 들어 CAN 제어기가 인터럽트를 트리거링한 후에) 처리할 호스트 프로세서에 대해 이용가능할 때까지 버스로부터 수신된 비트를 저장하고, 호스트 프로세서는 버스 상으로 직렬로 송신하기 위한 CAN 제어기에 송신 메시지를 저장한다.
차량, 및 다른 구성요소와 시스템의 개선된 테스트를 제공하기 위해, 본 발명은 제어 신호, 및 테스트 드라이브된 차량에 의해 경험된 상태 및 사건을 나타내는 연관된 데이터의 동기화 재생을 위한 해결책을 제공하여, 실험실 내의 테스트 견본 장치가 테스트 드라이브 또는 다른 현장 실험 동안 캡쳐된 데이터의 정확한 표시(representation)인 동기화된 입력을 수신하는 것을 보장한다.
본 발명의 실시예에 따른 해결책은, CAN 신호가 아날로그 신호와 동일한 방식으로 처리되도록 하는 새로운 구성요소(본 명세서에서 CANStaq 제품이라 지칭됨)를 포함한다. CANStaq 제어기(40)는 내장형 CAN 인터페이스, 종래의 디지털 제어기(10)(Labtronic 8800 제어기와 같은)와의 고속 광섬유 링크를 갖는 필드-프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA)와, RS Labsite 애플리케이션 소프트웨어를 실행하는 개인용 컴퓨터(30)와의 이더넷 연결부를 갖는 고성능 마이크로제어기이다. 본 발명의 일실시예에 따른 테스트 시스템의 CANSTaq 제어기(40) 및 다른 요소의 주요 구성요소는 도 1 및 2에 도시된다. 리플레이 시스템의 더 구체적인 사항은 도 3에 도시되며, CANStaq 제어기에 대한 세부사항은 도 4에 도시된다. CAN 동기화된 획득은 도 5 및 6에 도시된다.
테스트 드라이브 동안 차량 내의 능동 구성요소에 의해 생성된 CAN 신호는 기존의 아날로그 신호와 동기하여 테스트 견본 장치 내의 구성요소에 리플레이될 수 있다. 이러한 동기화 없이, 전자 구성요소 허용오차(tolerances)에서의 작은 차이는 샘플링된 제어 신호 및 아날로그 신호가 2세트의 데이터가 리플레이될 때 다른 위상으로 드리프트(drift)하도록 할 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 동기화 방법을 이용하여, 현가 강성도(stiffness)는 로드가 현가에 인가됨과 동시에 CAN 버스에 걸쳐 설정될 수 있다. 이러한 동기화 없이, 부하는 부적절한 강성도에 인가될 수 있는데, 이것은 부적절한 테스트 결과 및 아마 견본 손상을 초래할 것이다.
테스트 한계 값 및 작동, 및 제어 루프 이득과 같은 리플레이 시스템 파라미터는 이더넷 링크에 걸쳐 액세스가능한 명령 인터페이스를 이용하여 한정되고, 파라미터는 테스트 제어 컴퓨터(30) 상에 저장된다. 고속 링크를 갖는 이러한 리플레이 시스템은 대량의 리플레이 데이터가 CANStaq 제어기로 주기적으로 전송되도록 한다.
리플레이 세션이 필요할 때, 시스템은 준비되어, 동적 신호를 디폴트 CAN 메시지 버퍼에 한정된 정적 신호와 조합함으로써 재생 데이터가 어떻게 CAN 메시지로 변환되어야 하는지를 한정한다. 이러한 설정은 명령 인터페이스를 이용하여 이루어질 수 있다.
재생 데이터는 이더넷 연결부를 통해 CANStaq 마이크로제어기(40) 상의 버퍼(50)에 사전 로딩된다. 재생 신호 버퍼 각각은 표준화된 형태로 이더넷 인터페이스에 걸쳐 CANStaq 제어기로 송신(200)된 하나 이상의 재생 트랙을 포함한다. 이 단계에서, 트랙은 특정 CAN 메시지에 할당되지 않는다. 그런 후에 CANStaq 제어기는 데이터를 CAN 버스(60) 상으로 송신하기 시작하기 전에 트리거(210) 상에서 대기한다. 메시지 빌더(builder)(70)는 표준화된 신호를 취하고, 스케일링하고, 스케일링된 신호를 CANStaq 사용자에 의해 한정된 규칙에 의해 규정된 CAN 메시지 비트 위치에 패킹(220)할 책임이 있다. 이 실시예에서, 사용자-특정 CAN 데이터베이스는, 재생 신호가 하나 이상의 CAN 메시지의 시퀀스에 어떻게 변환(230)되는지를 규정하는데 사용된다. 메시지 빌더는 각 신호에 대한 메시지 ID, 시작 비트, 비트 길이 및 스케일링 인자를 규정하는데 사용되는 이더넷 인터페이스를 사용하여 CAN 메시지(80)를 포맷팅(format)하는데 요구된 정보로 사전 구성된다. 이들 재생 신호는 샘플 틱(tick)마다 변하기 때문에 동적이다. 메시지 빌더는, 또한 정적 신호(90)가 샘플 틱 상에서 변하지 않는 고정된 비트 패턴인 CAN 메시지에 추가되도록 한다. 이들 정적 값은 이더넷 인터페이스를 사용하여 규정된다.
Labtronic 8800 아날로그 신호를 갖는 CAN 신호의 동기화 재생이 동기화 정보(100)를 각 CAN 재생 디바이스로 송신하도록 하여, 데이터가 각 디바이스로부터 적시의 동일한 순간에 플레이되도록 하는 것이 필요하다. CAN 재생 디바이스는 광섬유 통신 링에 의해 Labtronic 8800 제어기에 연결된다. 링에서의 각 노드는 독립 클록 발진기를 갖고, 그러므로 노드는 시간에 따라 동기화 밖으로 드리프트될 수 있다. 이러한 드리프트를 피하기 위해, 고속 직렬 데이터는 8800 샘플이 발생할 때를 나타내기 위해 플래그(flag)로 태깅(tagged)된다. 이러한 정보는 각 디바이스 상의 동시 샘플 틱을 제공하기 위해 위상 동기 루프(phased locked loop) 및 지연 보상을 이용하여 각 노드에 수신된다. 샘플 클록(240)은, 일반적으로 5kHz의 주파수에서 생성된, 고정된 주파수에서 시간을 적절히 마킹(marks)하는 트리거 신호와 동일한 방식으로 통신된 시스템 와이드(wide) 하드웨어 신호이다. CAN 재생 시스템은 이러한 값보다 더 낮은 임의의 비율로 동작하도록 설정될 수 있다. 샘플 틱은 서브-샘플링된 값으로 지칭된다.
일단 CAN 메시지(110)가 규정되었으면, 시스템은 트리거 신호를 펜딩(pending)하기 시작하도록 준비된다. 이것은, 모든 셋업이 리플레이가 시작하기 전에 완료되는 것을 확인한다. 트리거 신호는, 배선 연결부, 광섬유 링크 또는 다른 유사한 통신 메커니즘으로 구현된, 상이한 하드웨어 서브시스템 사이에 하드웨어 링크를 통해 송신된다. 이러한 링크는 바람직하게 광섬유 링이다. Labtronic 8800 제어기(10)는 애플리케이션 컴퓨터(30)로부터의 명령에 응답하여 트리거를 개시하는 마스터 서브 시스템이며, 상기 애플리케이션 컴퓨터(30)는 그런 후에 하드웨어 링크를 이용하여 동시에 다른 서브시스템으로 방송된다.
트리거가 수신될 때, 각 서브시스템(리플레이 버퍼 및 리플레이 엔진을 갖는 CANStaq 제어기와, 경험된 상태를 나타내는 데이터의 재생을 위한 다른 제어기)은 각 샘플 클록 틱에서 데이터를 리플레이하기 시작한다. 샘플 클록 틱이 발생할 때, 메시지 빌더(70)는 다시 각 재생 버퍼로부터 다음 값을 취하고, 사전 구성된 정보를 이용하여, 그 신호를 CAN 메시지에서의 정확한 위치 및 크기로 스케일링하고 시프트한다. 본 실시예에서, 데이터의 벡터는 재생 버퍼로부터 취해지고, 필터링되어, 재생 버퍼율로부터 샘플 클록율로 재-샘플링(220)된다. 각 벡터는 여러 표준화된 CAN 신호를 포함한다. 각 CAN 신호는 사전-규정된 비율로 CAN 버스 상으로 송출될 수 있다. 송신할 시간이 되면, 각 신호는 곱해져서, CAN 메시지 페이로드(사용자의 CAN 데이터베이스에 의해 한정된)에서의 정확한 위치로 비트 시프트된다. 조합된 신호는 CAN 메시지(80)를 형성한다. 리플레이 버퍼로부터 동적 신호로 완전히 규정되지 않은 임의의 메시지는 디폴트 메시지 버퍼(90)로부터의 데이터로 완성된다. 디폴트 메시지 버퍼는 언제라도 변될 수 있어서, 신호가 리플레이 버퍼와 독립적으로 변경되도록 한다.
완성된 메시지(110)는 CAN 메시지 ID에 기초하여 우선 순위로 완성된 메시지(110)를 버퍼링(270)하는 CAN 스케줄러(120)로 전달된다. 메시지는, 버퍼가 비어있을 때까지 CAN 송신 완료 인터럽트의 제어 하에 CAN 인터페이스로 송출된다.
전술한 바와 같이, 메시지의 부분은 모든 샘플 클록 틱마다 변하는 동적 신호로서 한정될 수 있고, 메시지의 다른 부분은 정적으로서 한정될 수 있고, 샘플마다 동일할 것이다. 정적 부분은 명령 인터페이스로부터 비동기적으로 한정될 수 있고, 예를 들어, "점화 온(ignition on)"은 드물게 변하는 정적 신호이다. 사용자 규정된 알고리즘(130)은, 예를 들어 데이터 무결성(integrity) 체크와 같은 추가 보안 정보를 메시지에 추가하기 위해 각 CAN 메시지에 선택적으로 적용(260)될 수 있다. 이것은 메시지간의 방식에 기초하여(on a message-by-message basis) 이루어질 수 있다. 그런 후에 메시지는 CAN 버스 하드웨어 상으로 송출하기 위한 큐(140)에 추가된다. 그런 후에 메시지 빌더(70)는 다음 CAN 메시지 ID를 처리한다. 메시지 빌더는 우선 순위로 각 CAN 메시지 ID를 처리한다.
CAN 메시지가, 동일한 값이 샘플 틱마다 송출되도록 하는(이것은 종종 버스가 여전히 정확히 작동하는지를 보여주기 위해 CAN 디바이스에 의해 요구된다) 정적 값으로부터 완전히 규정되는 것이 가능하다. 사용자 규정된 알고리즘(130)은 그러한 메시지에 적용될 수 있다.
CAN 메시지 송신(280)은 먼저 가장 높은 우선순위의 CAN 메시지로 동일한 틱(처리 지연되는)의 수신을 시작한다. 이 메시지는 전용 CAN 제어기 하드웨어에 의해 CAN 버스 상으로 송출될 것이다. 추가 CAN 메시지가 구축되고 큐잉(queued)되어, 제 1 메시지 송신의 완료(프로세서 인터럽트에 의해 표시된)를 기다린다. 그런 후에, 다음의 가장 높은 우선순위의 메시지는 CAN 버스 상으로 송출될 것이다. 이것은 모든 메시지가 송신될 때까지 반복된다. 이러한 시퀀스는 클록 틱마다 반복된다.
이에 따라, CANStaq 마이크로제어기(40)는 다목적용 광섬유 링크를 이용한다. 먼저, CANStaq 마이크로제어기(40)는 CANStaq 마이크로제어기 클록을 Labtronic 8800 제어기 클록에 연속적으로 재동기화한다. 이러한 동기화는, 전자 구성요소 허용오차에서의 작은 차이가 이전 동기화가 없을 경우 CANStaq 마이크로제어기 재생 데이터가 시스템의 나머지와 위상이 벗어나도록 천천히 드리프트하도록 한다는 전술한 문제를 완화시킨다. 둘째로, Labtronic 8800 제어기가 재생을 시작함과 동시에 정확히 재생을 시작하는 방법을 제공한다. CANStaq는 또한 Labtronic 8800 제어기와 동기하여 재생을 중단할 수 있다. CAN 신호에 대해, 사용자는 시작 및 중단 단계 동안에 어떤 신호가 페이드(faded)되어야 하거나 페이드되지 않아야 하는지를 구성할 수 있다.
CANStaq 마이크로제어기는 또한 Labtronic 8800 제어기에 의해 데이터 획득과 동기하여 CAN 버스로부터 데이터를 획득할 능력을 갖는다. 획득을 위한 CAN 신호는 도 2, 5 및 6에 도시된 바와 같이, 전술한 리플레이와 유사한 방식으로 설정된다.
CAN 버스는 내부적으로 버퍼링되는 CAN 메시지에 대해 연속적으로 감시된다. 감시율은 마스터 샘플링율의 분수(fraction)로서 설정될 수 있다. CAN 메시지가 인터페이스 하드웨어에 의해 수신될 때, 인터럽트는 생성(300)되고, 메시지는 판독되고 필터링된다(310). 메시지가 미리 한정된 규격(specification)에 포함되면, 국부 버퍼에 저장되는데, 하나는 각 CAN 메시지 ID를 위한 것이고, 그 밖의 것은 폐기된다.
샘플율에서, 즉 샘플 클록 틱이 발생할 때, 규격 리스트에서의 각 메시지는, 새로운 메시지가 마지막 클록 틱 이래로 수신되었는지의 여부를 알아보기 위해 체크된다. 만약 그렇다면, 메시지 규격은 사용자 CAN 데이터베이스로부터 얻어진 미리 한정된 메시지 규격에 기초하여 메시지를 그 구성요소 신호로 분할(320)하기 위해 CANStaq(40)의 메시지 분할기(160)에 의해 사용된다. 이것은 반대 방향이지만, 메시지 빌더의 동작과 유사하다. CAN 신호는, 표준화된 신호를 생성하기 위해 사용자의 CAN 데이터베이스로부터 얻어진 이러한 데이터에 기초하여 마스킹, 비트 시프팅 및 스케일링함으로써 분할되어 표준화된 신호로 변환(330)된다.
그런 후에, 표준화된 신호는 이더넷 연결부를 통해 RS Labsite 소프트웨어 애플리케이션을 실행하는 컴퓨터로의 전송(350)을 준비된 획득 버퍼로 복사(340)된다. 이러한 전송은, 설정된 수의 벡터가 수집될 때 수행된다. 임의의 특정한 메시지 ID를 갖는 가장 최근의 메시지만이 버퍼링되어, 동일한 ID를 갖는 하나보다 많은 메시지가 다음 샘플 기간 이전에 수신되면, 가장 최근의 그러한 수신된 메시지만이 저장될 것이다. 그런 후에, 표준화된 신호는 데이터 로거(loggers)(360)와 같은 다른 시스템 구성요소와, 수신된 CAN 메시지에 응답하여, 예를 들어 응답시 CAN 메시지를 송출하는 것과 같은 작동이 수행되도록 하는 다른 구성요소에 액세스가능하다.
특정 CAN 신호가 수신될 때 애플리케이션 컴퓨터가 통보받도록 하는 특징이 또한 제공된다. CAN 메시지는 애플리케이션 컴퓨터 상에서 수행될 수 있고, CAN 버스 상으로 직접 스케줄링하기 위해 시스템으로 송신된다. 이것은, 사용자가 복잡한 프로그래밍가능 논리 제어(PLC: Programmable Logic Control) 애플리케이션을 수행하도록 하기 위해 핸드쉐이킹(handshaking) 메커니즘을 제공한다. 자동차 테스트에 사용되는 테스트 장비가 PLC 시동 시퀀스를 구현하는 것이 알려져 있지만, 실험실 환경 내에서 테스트 차량의 온 보드 컴퓨터를 완전히 설정하는 것은 이미 어려웠다. CAN 버스에 걸쳐 제어 신호와 같은 데이터를 통신함으로써, 이제 점화 키 시동 시퀀스와 같은 동작을 시뮬레이팅하거나, 실험실 내에서 테스트 장비 상에 위치되는 동안 테스트 견본 차량에 대해 "스포트 모드(sport mode)"로의 사용자 스위칭을 시뮬레이팅하는 것이 가능하다. 개시 및 재생 동작 모드 동안 CAN 버스 상으로 정적 정보를 통신함으로써, 테스트 드라이브와 같은 실제 현장 실험 동안 경험된 상태 및 사건은 편리하고 적절하게 재현될 수 있고, 테스트-드라이브된 차량 내에서 생성된 제어 신호는 테스트 드라이브 동안 경험된 부하 및 변위와 같은 상태 및 사건을 나타내는 데이터와 동기하여 실험실 세팅 내에서 테스트 견본 차량으로 재생될 수 있다.
CANStaq 마이크로제어기는 또한 특정 CAN 신호 상태에 응답하여, Labtronic 8800 제어기 상의 동적 램프 다운(dynamic ramp down)과 같은 사건을 트리거링할 수 있는 능력을 갖는다. 예를 들어, 이것은, CAN 신호가 규정된 경계를 초과하는 경우 시스템을 파크(park) 위치로 되돌리는데 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 견본 차량 구성요소의 테스트 방법으로서,
    차량에 의해 경험된 상태를 나타내고, 및/또는 차량의 테스트 드라이브 동안 차량의 구성요소의 작동을 나타내는 제 1 데이터를 저장하는 단계와;
    테스트 드라이브 동안 차량의 데이터 버스 상에 제어 신호를 나타내는 제 2 데이터를 저장하는 단계와;
    제 1 데이터를 리플레이하고, 제 1 데이터를 테스트 하에 차량을 위한 테스트 드라이브를 시뮬레이팅하기 위한 기기에 인가하는 단계와;
    제 2 데이터를 리플레이하고, 제 2 데이터를 테스트 하에 차량의 데이터 버스에 인가하는 단계와;
    제 1 및 제 2 데이터의 리플레이를 동기화하는 단계를
    포함하는, 견본 차량 구성요소의 테스트 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    각 감시된 상태 또는 구성요소 작동과 연관된 감시된 제어 신호를 나타내는 데이터를 버퍼링하는 단계와;
    상기 버퍼링된 데이터로부터 데이터 버스 신호를 생성하고, 트리거 신호를 기다리기 위해 상기 생성된 데이터 버스 신호를 저장하는 단계와;
    감시된 상태 또는 구성요소 작동을 나타내는 데이터의 테스트 시스템으로의 재생과 연관된 트리거 신호에 응답하여, 연관된 상태 또는 구성요소 작동을 나타내는 데이터의 재생과 동기하여 상기 생성된 데이터 버스 신호의 테스트 시스템으로의 재생을 개시하는 단계를
    더 포함하는, 견본 차량 구성요소의 테스트 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 트리거 신호는 고속 통신 메커니즘을 통해 테스트-제어 애플리케이션 프로그램으로부터 생성된 데이터 버스 신호의 리플레이를 구현하는 제어기로 송신되는 인터럽트 신호를 포함하고, 상기 인터럽트 신호는 고속 통신 메커니즘을 통해 상태 또는 구성요소 작동을 나타내는 데이터를 유지하는 데이터 처리 시스템으로 동시에 송신되어, 각각의 연관된 상태 또는 구성요소 작동을 나타내는 상기 데이터의 동기화 리플레이를 트리거링하는, 견본 차량 구성요소의 테스트 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 고속 통신 메커니즘은 광섬유 링크를 포함하는, 견본 차량 구성요소의 테스트 방법.
  5. 제 3항 또는 4항에 있어서, 상태 또는 구성요소 작동을 나타내는 데이터를 유지하는 데이터 처리 시스템 내에서 그리고 제어기 내에서 클록을 반복적으로 재동기화하는 단계를 더 포함하는, 견본 차량 구성요소의 테스트 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 감시된 데이터 버스 신호를 나타내는 데이터를 리플레이하는 단계는 CAN 메시지를 견본 자동차 장치 내의 CAN 버스 상으로 송신하는 단계를 포함하는, 견본 차량 구성요소의 테스트 방법.
  7. 제 2항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 데이터 버스 신호를 생성하는 단계는, 동일한 클록 사이클에서 샘플링되는 감시된 데이터 버스 신호를 나타내는 입력 데이터를 단일 CAN 메시지에 조합하는 단계를 포함하는, 견본 차량 구성요소의 테스트 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 생성된 데이터 버스 신호를 저장하는 단계는, CAN 메시지의 스케줄링 및 우선순위화(prioritisation)를 더 포함하는, 견본 차량 구성요소의 테스트 방법.
  9. 자동차 테스트 시스템용 제어기 디바이스로서,
    이전에-감시된 데이터 버스 제어 신호를 나타내는 데이터가 로딩될 수 있는 적어도 하나의 버퍼 메모리와;
    트리거 신호에 응답하여, 이전에-감시된 데이터 버스 제어 신호의 테스트 시스템 내에서 데이터 버스 상으로의 재생을 개시하는 수단과;
    데이터 버스 제어 신호의 재생과, 데이터 버스 신호와 동기하여 이전에 감시된 다른 데이터의 재생을 동기화하는 수단을
    포함하는, 자동차 테스트 시스템용 제어기 디바이스.
  10. 자동차 테스트 시스템으로서,
    테스트 견본 장치를 지지하는 수단과, 물리적 상태 세트를 테스트 견본 장치에 인가하기 위한 엑추에이터 세트를 포함하는 테스트 장비(test rig)와;
    상기 엑추에이터가 이전에 감시된 상태를 재현하도록 하기 위해, 이전에 감시된 물리적 상태를 나타내는 데이터를 엑추에이터 세트로 리플레이하는 수단과;
    제어기 디바이스로서, 이전에-감시된 제어 버스 신호를 나타내는 데이터가 로딩될 수 있는 적어도 하나의 버퍼 메모리와; 트리거 신호에 응답하여, 이전에-감시된 제어 버스 신호의 테스트 시스템 내에서 제어 버스 상으로 재생을 개시하는 수단과; 제어 버스 신호의 재생을, 데이터 버스 신호와 동기하여 이전에 캡쳐된 다른 데이터의 재생과 동기화하는 수단을 포함하는, 제어기 디바이스를
    포함하는, 자동차 테스트 시스템.
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