36844.jpg

dSPACE

Bei einem Türsteuergerät werden dem Fahrer verschiedene Funktionalitäten wie die Steuerung der Fensterheber, der Außenspiegel oder des Türschlosses über dedizierte Tasten angeboten. Gleiches gilt für eine elektrische Sitzverstellung oder allgemein für fast alle direkt bedienbaren Funktionen wie Licht, Blinker, Scheibenwischer oder Klimaanlage. Zu diesem Zweck werden die Signale von Tastern oder Schaltern durch das Steuergerät ausgewertet und Relais oder Motoren angesteuert. Die entsprechende Funktionalität kann durch einen Verbund von Steuergeräten realisiert worden sein, wobei in der Regel ein Bus zur Kommunikation verwendet wird. Dementsprechend muss ein Testsystem viele Schalter simulieren und die resultierenden Ansteuersignale für die Motoren vermessen können. In dem Fall werden die Motoren meist mit an das Testsystem angeschlossen, so dass hier auch die realen Ströme durch das Testsystem fließen.

Flexibles Testsystem

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, muss ein Testsystem nicht nur über einen Grundstock unterschiedlicher I/O-Kanäle verfügen sondern auch leicht um viele digitale I/O-Kanäle erweiterbar sein. Dazu wird eine passende Konfigurationssoftware benötigt, die dem Anwender eine übersichtliche sowie intuitive Darstellung des Testsystems liefert, eine komfortable Konfigurations- und Auswahlmöglichkeit der I/O-Funktionen bereitstellt und ein übersichtliches Mapping auf die Steuergeräte-Pins ermöglicht. Dieses Zusammenspiel von Hard- und Software bieten Scalexio und ConfigurationDesk. In ConfigurationDesk kann eine I/O-Funktion des Testsystems einfach einem Pin der Steuergeräte-Darstellung zugeordnet und über die I/O-Funktion mit dem Streckenmodell in Simulink verbunden werden. Die I/O-Funktion wird anschließend auf die Scalexio-Hardware gemappt. Dabei werden Anforderungen wie zum Beispiel der Anschluss echter Lasten und die daraus resultierenden Ströme berücksichtigt. Wird für einen Fensterhebermotor eine Stromtragfähigkeit von 14 A benötigt, übersteigt das die Fähigkeiten eines einzelnen Kanals, so dass automatisch mehrere Kanäle parallel betrieben werden, um diese Anforderung zu erfüllen.

Nachrüsten von Scalexio mit einem DS2690 Digital I/O Board.

Nachrüsten von Scalexio mit einem DS2690 Digital I/O Board.dSPACE

Durch diese Flexibilität lässt sich ein Scalexio-Testsystem schnell von einem Projekt auf ein anderes umrüsten. Im Prinzip müssen nur das Steuergerät und die extern angeschlossenen Echtlasten ausgetauscht und das neue Projekt heruntergeladen werden. ConfigurationDesk übernimmt dabei die notwendige Konfiguration der Hardware. So kann ein Testsystem zur Validierung verschiedener Steuergeräte genutzt werden, egal ob es sich um Steuergeräte-Varianten oder um völlig verschiedene Steuergeräte handelt.

Digitale I/O optimiert für Body-Steuergeräte

Als maßgeschneiderte Lösung für den Aufbau von modularen Body-HIL-Simulatoren bietet dSPACE das Scalexio DS2690 Digital I/O Board. Es verfügt über insgesamt 30 digitale Kanäle zur Simulation beziehungsweise Vermessung von digitalen oder PWM-basierten (PWM: Pulsbreitenmodulation) Sensoren beziehungsweise Aktuatoren. Durch die Aufteilung in drei Kanalgruppen zu 10 Eingängen, 10 Ausgängen und 10 als Eingang oder Ausgang nutzbaren Kanälen kann der konkret benötigte Signalmix abgebildet werden, ohne dabei ungenutzte Kanäle in Kauf nehmen zu müssen.
Da jeder Kanal Spannungen bis zu 60 V und die Eingänge mittlere Dauerströme von bis zu 6 A DC verarbeiten können, ergibt sich zusammen mit der integrierten Anbindung an die Scalexio FIU (Failure Insertion Unit) und der vollständigen Integration in ConfigurationDesk ein weiterer großer Vorteil: Das Board ist einsatzfertig und kann in einer direkten Verbindung mit dem Steuergerät betrieben werden, ohne dass Signalkonditionierung oder Hardware für die elektrische Fehlersimulation aufwendig nachgeschaltet werden muss oder ein Mapping zwischen I/O-Kanälen und Kanälen einer Fehlersimulation notwendig ist.
Auch für Aktuatoren mit einem mittleren Dauerstrombedarf von bis zu 48 A DC bietet das Board eine denkbar einfache Lösung: Der benötigte Strombedarf lässt sich in ConfigurationDesk direkt konfigurieren und führt dazu, dass bis zu 10 Kanäle eines DS2690 Digital I/O Boards parallel betrieben werden können, ohne dass es auf Modellebene berücksichtigt werden muss. Die notwendige Konfiguration der Hardware übernimmt die Software automatisch und vom Anwender unbemerkt. Selbstverständlich ist die elektrische Fehlersimulation auch für derart „gedoppelte“ Kanäle weiterhin verfügbar, so dass auch hier Wackelkontakte oder weitere elektrische Fehler simuliert werden können.

Konfiguration einer PWM-Vermessung in ConfigurationDesk, bei der die I/O-Funktion drei Kanäle benötigt, um die geforderte Stromtragfähigkeit zu gewährleisten.

Konfiguration einer PWM-Vermessung in ConfigurationDesk, bei der die I/O-Funktion drei Kanäle benötigt, um die geforderte Stromtragfähigkeit zu gewährleisten.dSPACE

Im Detail erleichtert das DS2690 Digital I/O Board die Arbeit durch flexibel über ConfigurationDesk konfigurierbare Kanäle. So kann jeder Ausgang als Push-, Pull- oder Push/Pull-Stufe konfiguriert werden und wahlweise digitale Zustände oder PWM-Signale ausgeben; die Referenzspannung für die Pull-Stufe lässt sich dabei kanalindividuell vorgeben. Die Eingänge bieten die Möglichkeit einer per ConfigurationDesk konfigurierbaren Schaltschwelle und können wahlweise digitale Zustände oder PWM-Signale vermessen. Kleinere Ersatzlasten bis 2 W sind intern auf der Karte steckbar, Ersatzlasten mit höherer Verlustleistung oder Echtlasten lassen sich komfortabel extern am Steckverbinder verdrahten.
Das DS2690 Digital I/O Board kann direkt in den Scalexio-Slot-Units genutzt werden und unterstützt damit uneingeschränkt das skalierbare Konzept der Scalexio-Simulatoren.

Vom einzelnen Steuergerät zum Verbundsystem

Sobald die Funktion der einzelnen Steuergeräte getestet ist, müssen sie im Verbund geprüft werden. Wird der Testumfang lediglich von einem auf zwei Steuergeräte erweitert, reicht die I/O des Simulators gegebenenfalls noch aus oder lässt sich durch das Nachrüsten einer I/O-Karte realisieren. Will man jedoch den Verbund mehrerer Steuergeräte testen, muss dies entweder vorab bei der Simulatorplanung berücksichtigt werden, so dass der I/O-Umfang ausreichend ist, oder man koppelt mehrere Testsysteme miteinander. Scalexio bietet hier beide Möglichkeiten. Werden mehrere Scalexios für die Funktionstests einzelner Steuergeräte genutzt, lassen sich diese für den Verbundtest einfach zu einem Verbundsystem zusammenschalten. Dazu werden lediglich alle Scalexios über den Systembus IOCNET miteinander verbunden, so dass die einzelnen Modelle Daten untereinander austauschen können. Dies wird direkt von ConfigurationDesk unterstützt. Somit ist sowohl ein einfacher Wechsel zwischen unterschiedlichen Steuergeräten als auch die nahtlose Erweiterung zum Verbundtestsystem gegeben.