WO2011006757A1 - Vorrichtung und verfahren zum messen und/oder erzeugen von elektrischen grössen - Google Patents

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WO2011006757A1
WO2011006757A1 PCT/EP2010/059252 EP2010059252W WO2011006757A1 WO 2011006757 A1 WO2011006757 A1 WO 2011006757A1 EP 2010059252 W EP2010059252 W EP 2010059252W WO 2011006757 A1 WO2011006757 A1 WO 2011006757A1
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measured
electrical
output
signal
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PCT/EP2010/059252
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Dirk Hasse
Robert Polnau
Andreas Hostmann
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Dspace Digital Signal And Control Engineering Gmbh
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D1/00—Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D15/00—Component parts of recorders for measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G05B19/0425—Safety, monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2637—Vehicle, car, auto, wheelchair

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for measuring electrical quantities, comprising at least one external measuring connection which can be connected to an electronic device to be tested.
  • the invention further relates to a method for measuring electrical quantities of an electrical signal of an electronic device to be tested, wherein the signal to be measured is connected to an external measuring terminal of an electronic device
  • Measuring device is applied.
  • the invention further relates to a device for generating electrical quantities, comprising at least one external connection, which can be connected to an electronic device to be tested.
  • the invention relates to a method for generating an electrical quantity by means of at least one generating device, wherein the generating device has at least one external terminal which is connected to an electronic device to be tested
  • the apparatus for measuring electrical quantities forms an arrangement which is often referred to in the terminology as a measuring channel.
  • a measuring channel is an arrangement of electronic
  • Measuring terminal to which an electrical signal to be measured can be applied and the output side provides a measured value, for. at an output terminal or in a retrievable memory or by other means.
  • the device for generating electrical quantities is an arrangement which is often referred to in the linguistic usage as a production channel.
  • this is to an arrangement of electronic components to the input side information, such as a value or an electrical signal is provided and the output side has an output terminal to which a from the input side information, such as a value or an electrical signal is provided and the output side has an output terminal to which a from the input side information, such as a value or an electrical signal is provided and the output side has an output terminal to which a from the input side information, such as a value or an electrical signal is provided and the output side has an output terminal to which a from the input side information, such as a value or an electrical signal is provided and the output side has an output terminal to which a from the input side information, such as a value or an electrical signal is provided and the output side has an output terminal to which a from the input side information, such as a value or an electrical signal is provided and the output side has an output terminal to which a from the input side information, such as a value or an electrical
  • Information formed signal can be tapped.
  • Vehicle control unit to simulatively check in actual later real operation.
  • Such a test is referred to in the art as, for example, HIL, "Hardware in the Loop".
  • Essential for such a test of a motor vehicle control unit is that such a motor vehicle control unit is acted upon from the outside with certain electrical variables, for example, with electrical variables, as they result in concrete real operation while driving a motor vehicle.
  • a motor vehicle control unit in response to input variables after processing or independent of
  • Input variables provides output variables that are to be recorded and evaluated in the context of a test.
  • Motor vehicle control unit electrical variables are detected and evaluated, in particular wherein the provision of input variables in the context of a simulation is carried out as well as the processing of output variables in the context of a simulation.
  • an electrical quantity is understood as meaning a variable which is represented by a size value and a size type.
  • Typical size types may be given, for example and not conclusively, by current, voltage, resistance, etc.
  • a sensor measuring such a magnitude having a corresponding size-proportional output in the form of an electrical quantity, e.g. as a voltage or a resistance or even a flowing stream provides.
  • a size value is still given by a numerical value and a
  • a current of three amps represents a physical quantity of the magnitude of current with a magnitude resulting from the numerical value of 3 and the unit of measure amperes. Analogously, this applies to any other physical, in particular electrical variables.
  • Test devices are therefore complicated, cost-intensive and inflexible, since they can only be used for a specific simulation task to be considered. If other aspects are to be considered within the scope of a simulation, there is a need to change the corresponding test device and adapt it to the new task, which is likewise time-consuming and cost-intensive.
  • channels for measuring or generating a certain physical or electrical quantity on a card also remain unused and yet another card with possibly also excess channels must be used to measure or generate a different physical or electrical quantity, thereby increasing the space and cost of the system.
  • the Verschaltungsetzwand should be reduced by the required number of electrical connections (inputs / outputs) or channels that were previously required for different tasks, is reduced.
  • this object is achieved by a device mentioned at the outset or a method for measuring electrical variables, in which a converter is provided which is set up several over the
  • Measuring connection measurable / measured measured variables of different types of sizes to be measured in particular the size types of current and / or voltage and / or resistance to convert into respective electrical measurements of a single predetermined / predetermined size, in particular the magnitude of voltage
  • a control device is provided for controlling the converter and by means of a control, at least one of the size types to be measured by the transducer is selectable and a transducer has at least one independent input stage for at least two types of magnitudes to be measured, by means of which the measured variable of the type of variable to be measured can be detected and converted into a predetermined / predefinable size.
  • Measured variable of the predetermined / predetermined size is available at a signal output of the input stage.
  • a standardization is carried out, namely in the sense that by means of a transducer of the device several, in particular successively more measurable via the same measuring terminal or measured measured variables of different types of variables to be measured are converted into respective electrical measured variables of only a single predetermined / predefinable size type.
  • Such a device or the method has a high degree of flexibility due to the normalization taking place on a size type, because on the input side, any electrical quantities of an electrical signal of a device, e.g. a motor vehicle control unit, can be detected, but within the device or on the output side or for a later
  • an input-side magnitude value which is within a certain input-side numerical interval is converted with the conversion into a predetermined output-side numerical value interval. It can be provided, for example, that on the output side a voltage in the interval from 0 to 5 volts is always provided as a function of the electrical quantity to be measured on the input side.
  • a conversion or normalization with respect to the size and, preferably, in a further development of the size value.
  • Such a device or the described method has the advantage that a higher-level data processing system, which measured electrical variables of devices, such as
  • Interfaces must provide, but it is sufficient in the present case that only input variables of the one and only certain predetermined or predetermined size, such as the size voltage can be processed by a data processing system, in particular with the further proviso that the sizes only in a particular
  • Number interval e.g. from 0 to 5 are given.
  • Device of the inventive type cooperates or runs the inventive method alone or with such a device, essential resources for storage space and processor load and Harwarekomponenten be saved.
  • new opportunities for interaction or scalability arise as a result
  • Data processing system with a specific interface with a variety of devices according to the invention can work together in the same way.
  • a control device for controlling the converter is furthermore provided, wherein by means of a drive at least one of the size types to be measured with the transducer can be selected.
  • a transducer for at least two different types of sizes to be measured in each case has at least one independent input stage. Accordingly, with each of these independent input stages, the measured quantity of a specified size type can be detected and converted into a measured quantity of the
  • predetermined / predefinable size type converted / normalized, wherein it is then provided that the converted measured variable at a signal output of the considered input stage in this given size is ready for further processing.
  • At least two of the input stages can be provided by all
  • Input stages can be operated in parallel, wherein it can also be provided in a parallel operation, that these input stages provide their respective converted measured variable of the same predetermined / predetermined size at the same time each at its signal output.
  • both the voltage at the measuring terminal and the current flowing through the measuring terminal can be detected, if in this example at least two input stages are provided in the apparatus which are used to measure the voltage on the one hand with one input stage and on the other hand with another input stage the power too measure, wherein both measured variables according to the invention are converted into the predetermined or predetermined measurement.
  • a transducer for at least one, preferably each size to be measured, at least two independent input stages each having different electrical function / functionality, by means of which in each case the same parameter of the size to be measured detected and in a measured variable of predetermined / predetermined size is convertible.
  • a transducer for at least one, preferably each size to be measured, at least two independent input stages each having different electrical function / functionality, by means of which in each case the same parameter of the size to be measured detected and in a measured variable of predetermined / predetermined size is convertible.
  • an input stage can also be set up to acquire the measured variable digitally and another input stage be set up to capture the measured analogue.
  • a signal may e.g. be detected particularly fast and time-resolved with the digital input stage, whereas it may be provided at an analog input stage to perform a filtering of the applied electrical signal and thus to detect the filtered electrical input signal with respect to the desired electrical variable, as in this example the voltage.
  • the desired electrical variable as in this example the voltage.
  • this example applies not only to the detection of voltage as a measured variable, but also for any other types of
  • the device comprises at least two signal evaluation units and according to the method by means of these at least two signal evaluation units the converted measured variable of the predetermined / predefinable type of size can be evaluated / processed with respect to a desired or selected technical criterion or evaluated or processed, wherein each signal evaluation unit is assigned a different technical criterion.
  • Various technical criteria may e.g. be recognized in that is determined by the converted predetermined / predetermined size of the numerical size value.
  • the size value may e.g. be compared with a comparison value, which is predetermined in the device and is optionally modifiable.
  • a comparison value which is predetermined in the device and is optionally modifiable.
  • a signal evaluation unit can be selectively switched by activation by means of a control unit to one of at least two signal outputs, wherein each signal output is assigned to another input stage.
  • Signal evaluation units to carry out a parallel investigation on various technical / electrical criteria, such as the measurement of the absolute size and the comparison with a comparison value.
  • at least two signal evaluation units are advantageously at least two signal evaluation units
  • Control unit this result can be stored, for example, for retrieval or forwarding to a higher-level data processing system, so as to be used in a simulation.
  • each signal detection unit To store processing results of each signal detection unit also depending on other parameters, such as a function of time or a motor rotation angle, the real or even provided by a simulation by a data processing system of the device according to the invention or in the context of the method.
  • Size types current and / or voltage and / or resistance is selectable and output via the terminal, wherein a control unit for controlling the converter is provided and by means of a drive one of the transducer type to be generated size is selected and a converter for at least two types of size to be generated each having at least one independent output stage, by means of an electrical variable the given /
  • the electrical size of the size to be issued can be output, which is available at an output of the output stage.
  • the device according to the invention or the described method on the output side also benefits from a conversion or
  • a device comprises a control unit which serves to control the aforementioned converter, so as to select by means of the control one of the size types generated by the transducer.
  • a converter for at least two types of size to be generated at least one each
  • a switch between the various provided output stages is made.
  • electrical quantities of different types of variables to be output can be generated temporally successively with the same electrical input variable of the predetermined size type.
  • each of these output stages is arranged to generate the same size with different electrical criteria and / or functions, for example, an output stage may be configured to output a size digitally and an output stage may be configured to output the size analog.
  • Device of the type according to the invention comprises at least two generator units, by means of which an electrical variable of the predetermined / predeterminable size type can be generated in order to then convert them, each one
  • Generator unit is assigned to a different technical generation type.
  • one generation type can be analog and another
  • Generator unit either by the control by means of a control unit to switch to a signal input of a desired output stage.
  • the selection of the generator unit can also be done by means of the control unit.
  • Information in dependence of which the selected generator unit generates an electrical quantity of the predefined / predefinable size type can be obtained, for example, from be present in the control unit and / or transmitted from the control unit in the generator unit.
  • a single device may comprise a measuring device as described above, as well as a previously described device for generating electrical quantities. In this case, therefore, the device
  • This embodiment of the invention has the further advantage that the aforementioned control units of a measuring and / or generating device can also be formed by the same common control unit present.
  • the aforementioned control units of a measuring and / or generating device can also be formed by the same common control unit present.
  • generating devices have a common control unit, within such a control unit but for each device runs its own individually replaceable program or run their own individually interchangeable gate functions.
  • a combined measuring and generating device can also have independent control units for the function of the measurement or the generation, in particular, which can communicate with one another for the purpose of data exchange, in particular in order to correlate their respective functionality with each other.
  • a control unit both that of the measuring or the generating device or a common control unit for both devices can
  • a microprocessor or a software-programmable processor unit implemented in a (part of) an FPGA (s) or a programmable / programmed arrangement of logic gates (FPGA, also partially configurable) and a program memory and / or
  • control unit in particular from a higher-level data processing system. It is therefore in a preferred development also the possibility that a control unit is set up during the
  • Comparative value can be changed, for example, over the course of
  • Such a change may be provided, for example, to detect the beginning and end of a fuel injection for which in the course of a
  • Such stored information may, for example, in the context of a simulation in a test of a
  • Vehicle control unit can be used.
  • Data processing system several (at least two) can be realized. Such a card can then have a corresponding number of measurement and / or
  • a plurality of measuring and / or generating devices have a common control unit, but within such a control unit a separate, individually exchangeable program runs for each device or one's own individually
  • the flexibility of the individual channels according to the invention makes it possible to carry out different measuring and generating functions with a single interface card and also to change or exchange these functions. Thus, if necessary, the number of required interface cards and thus also costs can be saved.
  • the aforementioned input stages and the output stages which each make the conversion between the size types, can be electrotechnically eg be implemented by operational amplifier or programmed logic gates (FPGA), in particular, which are externally connected or configured according to the specific conversion task.
  • FPGA programmed logic gates
  • Figure 1 shows a first device for measuring electrical quantities
  • Figure 2 shows a second alternative device for measuring electrical quantities
  • Figure 3 is an application in the measurement of an injection pulse
  • Figure 4 shows an application in one to a pulse width modulation
  • Figure 5 shows a device for generating electrical quantities
  • FIG. 6 shows a plurality of devices operated in parallel according to FIG. 5
  • Figure 7 shows an example of a device for generating electrical
  • Figure 8 shows an example of the combined use of measuring device
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention, as described at the beginning for the measurement of electrical quantities, which forms a measuring channel in linguistic usage.
  • Has measuring terminal and the other side provides the result of a measurement in a processed form to process this result of the measurement can, for example, with a data processing system.
  • the arrangement shown here in FIG. 1 represents a measuring channel, which in this example extends from a measuring terminal 1 of FIG. 1
  • Motor vehicle control unit ECU to the control unit 2, in which stores the result of the metrological detection with this device in a memory not shown separately here and for further processing for
  • the measuring connection 1 of a motor vehicle control unit ECU is therefore essentially divided into a conductor 1 carrying the actual electrical signal and a conductor 1 a with a reference, essentially a ground potential.
  • FIG. 1 illustrates here the internal exemplary structure of a
  • This converter 3 comprises in the present
  • Embodiment two independent input stages 3a and 3b wherein it is provided here in this example by means of the input stage 3a make a measurement about it, which provides information about the voltage applied to the measuring terminal 1 voltage and the input stage 3b is provided here in this example to the To detect current flowing through the measuring port 1.
  • the two input stages 3a and 3b are selectable via control lines 4a and 4b by the control unit 2 and / or externally configurable / parameterizable / scalable. A selection can be made such that the two
  • Input stages 3a and 3b either one after the other, for example, operated in dependence on a predetermined time or a motor rotation angle or in parallel in time.
  • a functionality eg amplification, Filter characteristic etc.
  • Measuring terminal 1 was converted through the respective input stage into an output variable of the same size type, such as the voltage magnitude. Accordingly, a voltage signal of a specific magnitude is present at the signal outputs 5a and 5b, the voltage signal at the signal output 5a being proportional to the measured voltage at the measuring terminal 1 and the voltage at the signal output 5b being proportional to the current flowing through the measuring terminal 1.
  • the device according to the invention has the particular advantage that any electrical components which follow the signal outputs 5a and 5b in the processing chain only ever have electrical quantities of the same size, namely in this example Size type voltage, must process, which significantly simplifies the further interconnection and the structure of a device according to the invention.
  • a signal evaluation unit 6a may be e.g. be provided to convert a voltage applied to its input 6a1 voltage in a digital value and to provide the control unit 2 is available.
  • This signal evaluation unit 6a may be e.g. via a control line 4c of the
  • Control unit 2 configured and / or parameterized.
  • the signal evaluation unit 6b can be provided, for example, to compare a voltage present at its input 6b1 with a voltage present at another input 6b2 and to supply a result on the comparison, such as an information "greater” or "smaller", to the control unit 2 to transfer.
  • the respective inputs of the signal evaluation units are in this case
  • Version switchable switches 7 supplied, so as to enable, in response to external signals, which can come here for example from the control unit 2, an input of any signal evaluation unit every possible signal output, which provides the device, turn on.
  • the concrete representation shows that the signal input 6a1 of the signal evaluation unit 6a is connected to the signal output 5a of the input stage 3a and at the same time the signal evaluation unit 6b with its input 6b1 to the same signal output of the input stage 3a. Accordingly, at this point in time of a measurement, any information about the current at the measuring connection that may have been made available is ignored, whereas the
  • Signal evaluation unit 6b which may represent a comparator, a comparison performed whether the measured voltage is greater or less than a comparison value provided by the control unit 2 here
  • Motor rotation angle can be selected both by a selection with the control lines 4a and 4b, the active input stage as well as by switching the switch 7 by means of appropriate control lines 9, a reconfiguration of the Device can be made to that effect, which of the input stages and which of the provided converted measured variables are further processed in the signal evaluation below.
  • FIG. 2 shows a preferred development of a device according to the invention for measuring electrical quantities, in which the number of input stages in the converter 3 is increased compared to FIG.
  • FIG. 2 shows, just like FIG. 1, input stages for detecting and converting electrical variables of the voltage and current magnitude, it being further provided here that it is possible to detect the respective size both analogously and digitally. So here, the converter 3 has a total of four
  • Input stages wherein the input stage 3a for detecting a voltage as a measured variable is divided into the input stage 3a1 to measure the voltage analog and 3a2 to measure the voltage digitally.
  • the input stage 3b in turn is subdivided into an input stage 3b1 for the analog detection of the current and 3b2 for the digital detection.
  • all input stages are set up to record and convert the measured electrical variable to the predetermined or predefinable magnitude, and in turn to the respective signal outputs 5a1, 5a2 or 5b1 and 5b2 which are at least converted in size electrical quantities.
  • Switch signal outputs 5 on.
  • the inputs 6a1 and 6b1 to basically all available in the device signal outputs 5 of each
  • FIG. 3 shows a possibility of metrologically detecting an injection pulse of an engine control unit by means of a device according to FIG. 1 or also FIG. Shown in FIG. 3 is the course of the current which occurs during a
  • Injection occurs at a magnetic injection valve.
  • a measurement of this current can thus be made by the injection valve and at the signal output 5b of this input stage as electrical measured variable of the predetermined size type, here for example as converted or normalized voltage , issue.
  • the signal evaluation unit 6a records the specific current profile as a function of time and has the profile 10 shown in FIG.
  • Signal evaluation unit 6b also made a comparison to whether the current through the injection valve or after the conversion by the
  • the converted normalized voltage at the output 5b is greater or less than a threshold value, which to the comparator, which the
  • Signal evaluation unit 6b is formed by the control unit is applied.
  • Comparator 6b be subjected to different thresholds
  • the control unit 2 applies a new threshold value, here in turn, via the digital-to-analog converter 8 to the comparator, in order to determine when the end of the injection process takes place can be detected that the current waveform 10 at time T2 or at the motor rotation angle a2, the current threshold 12 below.
  • This time or the associated motor rotation angle a2 can be stored in the control unit 2, so that here is given the opportunity to simultaneously examine the waveform of the current with respect to different criteria and a function of motor rotation angle and / or Time certain events in the waveform determine, such as here the duration of an injection pulse. This duration, both the timing and the motor rotation angle of the beginning and end of the
  • Injection pulses can be made available to a higher-level data processing system, for example via a data bus from the
  • Control unit 2 are transferred to this data processing system.
  • FIG. 4 shows another possibility of the application in which, instead of the input stage 3b, as in the previous example of FIG.
  • Input stage 3a for voltage measurement is used. By means of this input stage 3a, it is then provided to determine the edges of the voltage U, as given by a pulse width modulation, according to the figure 2 in the digital part 3a2 due to its rapidity in the measurement and at the same time to measure the current with the analog current part 3b1. It is provided in this embodiment, after the
  • FIG. 5 furthermore shows a schematic representation of a device according to the invention for generating electrical quantities.
  • This forms in the context of the invention, a generation channel in which by a control unit 2 with a program or by means of gates and / or a data memory information I to one of two generator units 6a ' , 6b ' is transmitted to one of the generator units an electrical variable always generating the same size unit and then changing it.
  • the converter 3 ' in which of several possible size types, the electrical input quantity to be converted, to then make this at an external terminal 1 ' available.
  • this external connection can be connected to a motor control unit, not shown here.
  • the transducer 3 ' which is shown schematically here, here can have different output stages 3a ' , 3b ' , 3c ' and 3d ' , which depend on
  • Information from the control unit 2 can be selected. There is therefore the possibility of selectively converting the available electrical variable of the predetermined size type into a voltage, a current, a
  • Resistance or even just a switching signal i. a digital output signal, like simply “on” or “off”.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 5 shows the possibility that the output stages 3a ' to 3d ' may be preceded by two different generator units 6a ' and 6b ' , namely in order to influence the manner, ie either analog or digital , the respective ones
  • Sinusgenerator as a voltage source or current sink to realize or a variety of other types of generation, such as: wave table generator as a voltage source / current sink,
  • Devices for realizing a single specific function are both for the inventive device for generating and for
  • the respective devices communicate with each other via a bus system, in particular in order to work time-synchronous or motor rotation angle synchronous.
  • the generation of a certain desired electrical variable can be effected by means of a running program or the functionality of a logic gate. In the present case is this respective
  • generation is not independent of each other, but correlated thereby, eg synchronized to each other, that the individual control units of the devices communicate with each other via the bus 11 ' . So can a mutual
  • Information exchange e.g. take place of control information that causes a desired type of correlation.
  • FIG. 7 shows a more concrete example of an apparatus for generating electrical quantities. Shown here is a single device and thus in common parlance, a single production channel.
  • FIG. 7 shows the concrete embodiment of a device described abstractly in FIG. It is recognizable here that two various generator units 6a ' and 6b ' are provided which serve to provide a size of the intended size type to the output stages 3a ' , 3b ' , 3c ' or 3d ' of the converter 3 ' , if necessary with a further normalization of the magnitude value.
  • the generator unit 6a ' concretely designed as a digital / analog converter and the generator unit 6b ' as a fast buffer or driver to the
  • Switching output stage 3d ' For example, the generator unit 6a' through the control unit 2 through a control line 12 or parameterized '
  • the signals of the generator units 6a ' and 6b ' normalized in the intended size type are made available to the converter 3 ' in this embodiment, where they are converted into electrical signals of different selectable size types.
  • the individual output stages 3a ' , 3b ' , 3c ' , 3d ' can also be parameterized or configured by means of the control unit 2 ' , which is specifically symbolized here for the output stages 3a ' and 3b ' by the control lines 4a ' and 4b ' .
  • the selection of the used output stage may e.g. be effected in that this is switched active, if necessary.
  • a control line not shown here or the switching of the power supply In such a case, only one of the several provided output stages operates at a time.
  • all output stages 3a ' , b ' , c ' , d ' are simultaneously activated and operate, each of which converts the electrical variable converted by it to their respective output terminal 5a ' , 5b ' , 5c ' , 5d ' Provides.
  • FIG. 8 shows a concrete application example in which the function of a lambda probe can be tested or simulated in the context of a simulation for testing a motor vehicle control unit.
  • two devices for generating electrical quantities work together with a device for measuring electrical quantities.
  • Invention is shown in the converter 3 or 3 ' only the concrete used output stage or input stage. However, in the context of the invention, there are basically several selectable output or input stages.
  • the device I operates here to generate an electrical variable, namely in the example for generating a resistance value.
  • the device II generates a voltage as electrical quantity and the device III is intended to measure a voltage.
  • the function of the lambda probe can be simulated by the specific type of further electrical external connection of the respective outputs or inputs of the devices (channels).
  • two values can be made available by a superordinate data processing system, namely, for example, the exhaust gas temperature and the simulated oxygen content in the exhaust gas, ie, the lambda value.
  • the predetermined temperature is converted by the control unit 21 into a resistance value and output as a simulated resistance, ie as an electrical variable of the type resistance.
  • the lambda value has an effect on the control loop formed between voltage generation in device II and voltage measurement in device III.
  • Simulation task both devices for generating and for measuring electrical quantities together.

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Abstract

Vorrichtung zum Messen von elektrischen Größen, umfassend einen externen Messanschluß (1), der mit einer zu testenden elektronischen Vorrichtung verbindbar ist und die einen Wandler (3) aufweist, der eingerichtet ist, mehrere über den Messanschluß (1) messbare oder gemessene Messgrößen verschiedener zu messenden Größenarten zu wandeln in jeweilige elektrische Messgrößen einer einzigen vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart, wobei eine Steuereinrichtung (2) zur Ansteuerung des Wandlers (3) vorgesehen ist und mittels einer Ansteuerung wenigstens eine der mit dem Wandler (3) zu messenden Größenart auswählbar ist und ein Wandler (3) für mindestens zwei zu messende Größenarten jeweils wenigstens eine eigenständige Eingangsstufe (3a, 3b) aufweist, mittels der die Messgröße der zu messenden Größenart erfassbar und in eine vorgegebene oder vorgebbare Größenart wandelbar ist, wobei die gewandelte Messgröße der vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart an einem Signalausgang (5a, 5b) der Eingangsstufe (3a, 3b) bereitsteht, wobei ein an dem Messanschluß (1) bereitgestelltes elektrisches Signal hinsichtlich wenigstens zweier verschiedener Kriterien dadurch parallel untersucht ist, dass wenigstens zwei Eingangsstufen (3a, 3b) für verschiedene zu messende Größenarten zeitlich parallel betrieben sind und ihre jeweilige gewandelte Messgröße derselben vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart gleichzeitig an jeweils einem Signalausgang (5a, 5b) bereitstellen. Die Erfindung betrifft weiterhin auch ein Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Messen und/oder Erzeugen von elektrischen Größen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen von elektrischen Größen, umfassend wenigstens einen externen Messanschluss, der mit einer zu testenden elektronischen Vorrichtung verbindbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Messen von elektrischen Größen eines elektrischen Signals einer zu testenden elektronischen Vorrichtung, wobei das Signal, welches zu messen ist, an einen externen Messanschluss einer
Messvorrichtung angelegt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischen Größen, umfassend wenigstens einen externen Anschluss, der mit einer zu testenden elektronischen Vorrichtung verbindbar ist. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer elektrischen Größe mittels wenigstens einer Erzeugungsvorrichtung, wobei die Erzeugungsvorrichtung wenigstens einen externen Anschluss aufweist, der mit einer zu testenden elektronischen
Vorrichtung verbunden wird.
Die Vorrichtung zum Messen elektrischer Größen bildet eine Anordnung die oftmals im Sprachgebrauch auch als ein Messkanal bezeichnet wird. Dabei wird unter dem Begriff eines Messkanals eine Anordnung von elektronischen
Komponenten verstanden, wobei ein Messkanal eingangsseitig einen
Messanschluss aufweist, an welchen ein zu messendes elektrisches Signal anlegbar ist und ausgangsseitig einen Messwert zur Verfügung stellt, z.B. an einem Ausgangsanschluss oder in einem abrufbaren Speicher oder durch andere Maßnahmen.
In äquivalenter Weise handelt es sich bei der Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischen Größen um eine Anordnung die oftmals im Sprachgebrauch auch als Erzeugungskanal bezeichnet wird. Im Sinne der Erfindung handelt es sich dabei um einen Anordnung von elektronischen Komponenten an die eingangsseitig eine Information, z.B. ein Wert oder ein elektrisches Signal bereit gestellt wird und der ausgangsseitig einen Ausgangsanschluss aufweist, an dem ein aus der
Information gebildetes Signal abgreifbar ist.
Die eingangs genannten Vorrichtungen bzw. Verfahren können eingesetzt werden, um jegliche Arten von elektrischen bzw. elektronischen Vorrichtungen zu testen. In einer beispielhaften und hier bevorzugten Anwendung ist es vorgesehen,
Steuergeräte für Kraftfahrzeuge zu testen. Diese spezielle Anwendung beschränkt die nachfolgend beschriebene Erfindung in keiner Weise und dient lediglich als Beispiel zur Verdeutlichung der Funktion. Soweit in einem Beispiel die Anwendung an einem Kraftfahrzeug-Steuergerät genannt ist, ist dieses Beispiel allgemein auch für jegliche andere Art von elektronischer Vorrichtung zu verstehen.
Im Stand der Technik ist es beispielsweise bekannt, Kraftfahrzeugsteuergeräte in einer simulierten Umgebung zu testen, um so das Verhalten eines
Kraftfahrzeugsteuergerätes im tatsächlichen späteren realen Betrieb simulativ zu überprüfen. Ein solcher Test wird in Fachkreisen beispielsweise als HIL, „Hardware in the Loop", bezeichnet.
Wesentlich für einen solchen Test eines Kraftfahrzeugsteuergerätes ist es dabei, dass ein solches Kraftfahrzeugsteuergerät von außen mit bestimmten elektrischen Größen beaufschlagt wird, beispielsweise mit elektrischen Größen, wie sie sich im konkreten realen Betrieb beim Fahren eines Kraftfahrzeugs ergeben.
Es kann sich dabei z.B. um elektrische Größen handeln, die von bestimmten Sensoren, betätigbaren Elementen etc. bereitgestellt werden. Dabei ist es üblicherweise vorgesehen, dass ein Kraftfahrzeugsteuergerät in Abhängigkeit von Eingangsgrößen nach einer Verarbeitung oder auch unabhängig von
Eingangsgrößen Ausgangsgrößen bereitstellt, die im Rahmen eines Tests zu erfassen und auszuwerten sind. Zusammengefasst ist es also wesentlich für die Durchführung eines solchen Tests, dass zum einen an ein Kraftfahrzeugsteuergerät elektrische Größen an dessen Eingänge zur Verfügung gestellt werden und dass zum anderen von den Ausgängen eines
Kraftfahrzeugsteuergerätes elektrische Größen erfasst und ausgewertet werden, insbesondere wobei das Bereitstellen von Eingangsgrößen im Rahmen einer Simulation erfolgt sowie auch das Verarbeiten von Ausgangsgrößen im Rahmen einer Simulation erfolgt.
Im Rahmen der hier beschriebenen Erfindung wird unter einer elektrischen Größe eine solche Größe verstanden, die repräsentiert wird durch einen Größenwert und eine Größenart. Typische Größenarten können beispielsweise und nicht abschließend gegeben sein durch Strom, Spannung, Widerstand etc.
Es kann im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen sein, allgemeine
physikalische Größen, auch nicht elektrischer Art zu verarbeiten, die jedoch dann durch eine elektrische Größe technisch repräsentiert wird. Z.B. die Größenarten Kraft, Drehmoment, Gewicht, Länge, Zeit, Winkel etc. können im Rahmen eines Tests eines Kraftfahrzeugsteuergerätes durch entsprechende elektrische
Größenarten repräsentiert werden, beispielsweise dadurch, dass ein Sensor, der eine solche Größenart misst, ein entsprechendes, zur Größe proportionales Ausgangssignal in Form einer elektrischen Größe, z.B. als Spannung oder eines Widerstandes oder auch eines fließenden Stroms bereitstellt.
Ein Größenwert ist weiterhin gegeben durch einen Zahlenwert und eine
Maßeinheit. Beispielsweise stellt ein Strom von drei Ampere eine physikalische Größe dar der Größenart Strom mit einem Größenwert, der sich ergibt aus dem Zahlenwert 3 und der Maßeinheit Ampere. Analog gilt dies für beliebige andere physikalische, insbesondere elektrische Größen.
Da ersichtlicherweise verschiedene physikalische, insbesondere elektrische Größen nur durch verschiedene Maßnahmen erzeugt bzw. gemessen werden können, ist es im Stand der Technik bekannt, dass zum Messen bzw. Erzeugen einer bestimmten physikalischen bzw. elektrischen Größe eine für diese spezielle Größenart angepasste Vorrichtung zur Verwendung kommt.
Oft sind mehrere solcher Vorrichtungen zum Messen bzw. Erzeugen einer bestimmten physikalischen bzw. elektrischen Größe auf einer gemeinsamen Schnittstellen karte bzw. Einsteckkarte für eine Datenverarbeitungskarte realisiert.
Dies bedeutet, dass im Rahmen eines Tests einer elektrischen Vorrichtung, wie beispielsweise eines Kraftfahrzeugsteuergerätes, eine Vielzahl verschiedener Vorrichtungen bereitgestellt werden muss, um die Vielzahl der verschiedenen, während eines Tests anfallenden, zu messenden bzw. auch zu erzeugenden physikalischen und insbesondere elektrischen Größen verarbeiten zu können.
Aus diesem Grund sind bisherige Testaufbauten höchst komplex und jeweils individuell an eine zu lösende simulierende Aufgabe angepasst. Bekannte
Testvorrichtungen sind daher aufwändig, kostenintensiv und unflexibel, da sie nur für eine konkrete zu betrachtende Simulationsaufgabe verwendet werden können. Sollen andere Aspekte im Rahmen einer Simulation betrachtet werden, so besteht die Notwendigkeit, die entsprechende Testvorrichtung zu ändern und an die neue Aufgabe anzupassen, was ebenfalls aufwändig und kostenintensiv ist.
Eventuell bleiben auch Kanäle zum Messen oder Erzeugen einer bestimmten physikalischen oder elektrischen Größe auf einer Karte ungenutzt und dennoch muss eine weitere Karte mit eventuell ebenfalls überschüssigen Kanälen zum Messen oder Erzeugen einer anderen physikalischen oder elektrischen Größe eingesetzt werden, wodurch Platzverbrauch und Kosten des Systems steigen.
Darüber hinaus ist es bislang im Stand der Technik als sehr nachteilig angesehen, dass auch übergeordnete Datenverarbeitungsanlagen, insbesondere in ihren darauf laufenden Programmen, entsprechend angepasste Schnittstellen
aufweisen müssen, um mit Messwerten physikalischer, insbesondere elektrischer Größen verschiedener Größenarten umgehen zu können, sowie auch um gegebenenfalls verschiedene Größenarten simulativ erstellen zu können. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, Vorrichtungen und Verfahren
bereitzustellen, mit denen die Handhabung verschiedener elektrischer Größen zur Messung und Erzeugung von elektrischen Größen in/für elektrische Signale vereinfacht werden können. Insbesondere soll auch eine nachgeschaltete bzw. vorgeschaltete Datenverarbeitung zur Weiterverarbeitung gemessener oder zur Erzeugung bestimmter elektrischer Größen vereinfacht werden. Bevorzugt soll der Verschaltungsaufwand reduziert werden, indem die benötige Anzahl von elektrischen Anschlüssen (Eingänge / Ausgänge) oder auch Kanälen, die bislang für verschiedene Aufgaben benötigt wurden, reduziert wird.
Gemäß einem ersten Aspekt wird diese Aufgabe durch eine eingangs genannte Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Messen von elektrischen Größen gelöst, bei denen ein Wandler vorgesehen ist, der eingerichtet ist, mehrere über den
Messanschluss messbare/gemessene Messgrößen verschiedener zu messenden Größenarten, insbesondere der Größenarten Strom und/oder Spannung und/oder Widerstand, zu wandeln in jeweilige elektrische Messgrößen einer einzigen vorgegebenen / vorgebbaren Größenart, insbesondere der Größenart Spannung, wobei eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Wandlers vorgesehen ist und mittels einer Ansteuerung wenigstens eine der mit dem Wandler zu messenden Größenart auswählbar ist und ein Wandler für mindestens zwei zu messende Größenarten jeweils wenigstens eine eigenständige Eingangsstufe aufweist, mittels der die Messgröße der zu messenden Größenart erfassbar und in eine vorgegebene / vorgebbare Größenart wandelbar ist, wobei die gewandelte
Messgröße der vorgegebenen / vorgebbaren Größenart an einem Signalausgang der Eingangsstufe bereitsteht.
Es ist hier also der wesentliche Gedanke bei einer solchen Vorrichtung bzw. dem Verfahren der erfindungsgemäßen Art, dass eine Normierung durchgeführt wird, nämlich in dem Sinne, dass mittels eines Wandlers der Vorrichtung mehrere, insbesondere nacheinander mehrere über denselben Messanschluss messbare bzw. gemessene Messgrößen verschiedener zu messender Größenarten gewandelt werden in jeweilige elektrische Messgrößen nur einer einzigen vorgegebenen/vorgebbaren Größenart.
Eine solche Vorrichtung bzw. das Verfahren hat aufgrund der stattfindenden Normierung auf eine Größenart eine hohe Flexibilität, da eingangsseitig beliebige elektrische Größen eines elektrischen Signals einer Vorrichtung, z.B. eines Kraftfahrzeugsteuergerätes, erfasst werden können, dabei jedoch innerhalb der Vorrichtung oder auch ausgangsseitig bzw. auch für eine spätere
Weiterverarbeitung unabhängig von der eingehenden Größenart immer eine Größe derselben Größenart vorliegt.
So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass Eingangsgrößen der
Größenarten Strom, Spannung, Widerstand oder sonstigen elektrischen
Eingangsgrößenarten mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw.
verfahrensgemäß immer in eine Größe der Größenart Spannung gewandelt wird. Alle in der Vorrichtung nachfolgenden Komponenten brauchen dann nur noch darauf ausgerichtet zu sein, elektrische Größen der Größenart Spannung zu verarbeiten, was die folgenden Verarbeitung erheblich vereinfacht, und auch auf einfache Weise es zulässt verschiedene Verabeitungsarten wahlweise zu kombinieren.
Dabei kann es weiterhin vorgesehen sein, dass ein eingangsseitiger Größenwert der innerhalb eines bestimmten eingangsseitigen zahlenmäßigen Intervalls liegt mit der Wandlung in ein vorgegebenes ausgangsseitiges Zahlenwertintervall überführt wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ausgangsseitig in Abhängigkeit der eingangsseitig zu messenden elektrischen Größe immer eine Spannung im Intervall von 0 bis 5 Volt zur Verfügung gestellt wird. So erfolgt demnach eine Wandlung bzw. Normierung hinsichtlich der Größenart und bevorzugterweise in einer Weiterbildung auch des Größenwertes. Eine solche Vorrichtung bzw. das beschriebene Verfahren hat dabei den Vorteil, dass eine übergeordnete Datenverarbeitungsanlage, welche gemessene elektrische Größen von Vorrichtungen, wie beispielsweise
Kraftfahrzeugsteuergeräten weiterbearbeitet, wie beispielsweise im Rahmen einer Simulation, nicht mehr wie bisher im Stand der Technik verschiedenartige
Schnittstellen zur Verfügung stellen muss, sondern es reicht im vorliegenden Fall aus, dass mittels einer Datenverarbeitungsanlage lediglich Eingangsgrößen der einen und einzigen bestimmten vorgegebenen bzw. vorgebbaren Größenart, wie beispielsweise der Größenart Spannung verarbeitet werden können, insbesondere mit der weiteren Maßgabe, dass die Größen nur in einem bestimmten
Zahlenintervall, z.B. von 0 bis 5 gegeben sind.
Es können demnach in einer Datenverarbeitungsanlage, mit welcher eine
Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art zusammenarbeitet bzw. die das erfindungsgemäße Verfahren alleine oder mit einer solchen Vorrichtung ausführt, wesentliche Ressourcen für Speicherplatz und Prozessorbelastung sowie für Harwarekomponenten eingespart werden. Darüber hinaus ergeben sich neue Möglichkeiten der Interaktion oder Skalierbarbeit, da eine
Datenverarbeitungsanlage mit einer bestimmten Schnittstelle mit einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen auf dieselbe Art zusammenarbeiten kann.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren ist weiterhin eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Wandlers vorgesehen, wobei mittels einer Ansteuerung wenigstens eine der mit dem Wandler zu messenden Größenarten auswählbar ist.
Es besteht so die Möglichkeit, durch eine Software, die beispielsweise innerhalb der Steuereinrichtung ablaufen kann, z.B. eine solche Software, die durch eine übergeordnete Datenverarbeitungsanlage in die Steuereinrichtung eingespeichert ist und gestartet wurde, oder auch durch programmierte Logik-Gatter (FPGA) und deren Funktion individuell festzulegen, welche Größenart zu einem bestimmten Zeitpunkt zu Messzwecken ausgewählt wird. Es besteht somit die Möglichkeit, ein- und dieselbe Vorrichtung zum Messen von elektrischen Größen zu verwenden, um zu einer bestimmten Zeit ein elektrisches Signal hinsichtlich einer ersten Größenart zu vermessen und zu einem anderen Zeitpunkt hinsichtlich einer anderen elektrischen Größenart.
Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung bei der Vorrichtung und dem Verfahren vorgesehen, dass ein Wandler für mindestens zwei verschiedene zu messende Größenarten jeweils wenigstens eine eigenständige Eingangsstufe aufweist. Mit jeder dieser eigenständigen Eingangsstufen kann demnach die Messgröße einer festgelegten Größenart erfasst werden und in eine Messgröße der
vorgegebenen/vorgebbaren Größenart gewandelt / normiert werden, wobei es sodann vorgesehen ist, dass die gewandelte Messgröße an einem Signalausgang der betrachteten Eingangsstufe in dieser gegebenen Größenart bereitsteht für eine Weiterverarbeitung.
Es besteht so die Möglichkeit, neben einer zeitlichen Nacheinanderumschaltung (Zeitmultiplexing) der verschiedenen vorgesehenen Eingangsstufen auch einen Parallelbetrieb der wenigstens zwei Eingangsstufen zu ermöglichen, d.h. es können wenigstens zwei der Eingangsstufen von allen vorgesehenen
Eingangsstufen parallel betrieben werden, wobei es in einem Parallelbetrieb auch vorgesehen sein kann, dass diese Eingangsstufen ihre jeweilige gewandelte Messgröße derselben vorgegebenen/vorgebbaren Größenart gleichzeitig jeweils an ihrem Signalausgang bereitstellen.
Z.B. besteht so die Möglichkeit, von einem elektrischen Signal, welches in einer elektrischen Vorrichtung (Steuergerät) an einem Messanschluss bereitgestellt wird, dieses Signal parallel hinsichtlich wenigstens zweier verschiedener Kriterien zu untersuchen. Beispielsweise kann sowohl die Spannung am Messanschluss als auch der über den Messanschluss fließende Strom erfasst werden, wenn in diesem Beispiel wenigstens zwei Eingangsstufen in der Vorrichtung vorgesehen sind, die eingesetzt werden, um einerseits mit einer Eingangsstufe die Spannung zu messen und andererseits mit einer anderen Eingangsstufe den Strom zu messen, wobei beide Messgrößen erfindungsgemäß in die vorgegebene bzw. vorgebbare Messgröße gewandelt werden.
In einer Weiterbildung kann es zusätzlich zu den verschiedenartigen
Eingangsstufen für verschiedene zu messende Größenarten vorzusehen sein, dass ein Wandler für wenigstens eine, bevorzugt jede zu messende Größenart, wenigstens zwei eigenständige Eingangsstufen mit jeweils unterschiedlicher elektrischer Funktion / Funktionalität aufweist, mittels denen jeweils dieselbe Messgröße der zu messenden Größenart erfassbar und in eine Messgröße der vorgegebenen/vorgebbaren Größenart wandelbar ist. Z.B. können
unterschiedliche Funktionen / Funktionalitäten darin gesehen werden, dass die verschiedenen Eingangsstufen eingerichtet sind, Größen sehr genau zu erfassen, sehr schnell zu erfassen, auf verschiedene Arten zu filtern etc. Beispielsweise kann auch eine Eingangsstufe eingerichtet sein, die Messgröße digital zu erfassen und eine andere Eingangsstufe eingerichtet sein, die Messgröße analog zu erfassen.
Auch so besteht die Möglichkeit, ein elektrisches Signal hinsichtlich
unterschiedlicher Kriterien in derselben Größenart auszuwerten, beispielsweise wenn eine analoge Eingangsstufe zur Erfassung einer Spannung eines
elektrischen Signals und gleichzeitig eine digitale Eingangsstufe zur Erfassung der Spannung vorgesehen ist.
Ein Signal kann z.B. mit der digitalen Eingangsstufe besonders schnell und zeitaufgelöst erfasst werden, wohingegen es bei einer analogen Eingangsstufe vorgesehen sein kann, eine Filterung des anliegenden elektrischen Signals vorzunehmen und demnach das gefilterte elektrische Eingangssignal hinsichtlich der gewünschten elektrischen Größe, wie in diesem Beispiel der Spannung, zu erfassen. Selbstverständlich gilt dieses Beispiel nicht nur für die Erfassung von Spannung als Messgröße, sondern auch für jegliche andere Arten von
Messgrößen. In einer bevorzugten Weiterbildung sowohl des Verfahrens sowie auch der Vorrichtung kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die Vorrichtung wenigstens zwei Signalauswerteeinheiten umfasst und verfahrensgemäß mittels dieser wenigstens zwei Signalauswerteeinheiten die gewandelte Messgröße der vorgegebenen/vorgebbaren Größenart hinsichtlich eines gewünschten oder gewählten technischen Kriteriums auswertbar/bearbeitbar ist bzw. ausgewertet oder bearbeitet wird, wobei jeder Signalauswerteeinheit ein anderes technisches Kriterium zugeordnet ist.
Verschiedene technische Kriterien können z.B. darin erkannt werden, dass von der gewandelten vorgegebenen/vorgebbaren Größenart der zahlenmäßige Größenwert bestimmt wird. Gemäß einem anderen technischen Kriterium kann der Größenwert z.B. verglichen werden mit einem Vergleichswert, der in der Vorrichtung vorgegeben ist und gegebenenfalls änderbar ist. Hier sind beliebige technische Kriterien denkbar.
Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn eine Signalauswerteeinheit wahlweise durch Ansteuerung mittels einer Steuereinheit an einen von wenigstens zwei Signalausgängen schaltbar ist, wobei jeder Signalsausgang einer anderen Eingangsstufe zugeordnet ist.
So besteht auch hier wiederum die Möglichkeit, entweder zeitlich nacheinander ein- und dieselbe Signalauswerteeinheit an verschiedene Eingangsstufen zu schalten (Zeitmultiplexing) und somit in einer beispielweisen Anwendung den Größenwert in einem ersten Fall von einer gemessenen Spannung und in einem zweiten Fall von einem gemessenen Strom oder einem Widerstand oder ähnlichem zu bestimmen, wobei in einer anderen Anwendung auch die
Möglichkeit gegeben ist, gleichzeitig mittels verschiedener
Signalsauswerteeinheiten eine parallele Untersuchung auf verschiedene technische / elektrische Kriterien durchzuführen, wie beispielsweise das Messen der absoluten Größe sowie des Vergleichs mit einem Vergleichswert. So können vorteilhafterweise wenigstens zwei Signalauswerteeinheiten
gleichzeitig parallel betrieben werden und ihr jeweiliges Auswertungs- bzw.
Bearbeitungsergebnis einer Steuereinheit bereitstellen. In einer solchen
Steuereinheit kann dieses Ergebnis gespeichert werden, beispielsweise auch zum Abruf oder zur Weiterleitung an eine übergeordnete Datenverarbeitungsanlage, um so im Rahmen einer Simulation verwendet zu werden.
Hierbei besteht die Möglichkeit, die Auswertungs- und/oder
Bearbeitungsergebnisse einer jeden Signalerfassungseinheit auch in Abhängigkeit anderer Parameter zu speichern, wie beispielsweise in Abhängigkeit der Zeit oder auch eines Motordrehwinkels, die/der real oder auch durch eine Simulation durch eine Datenverarbeitungsanlage der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. im Rahmen des Verfahrens zur Verfügung gestellt wird.
Neben der Erfassung verschiedenartiger elektrischer Größen ist es im Rahmen der Erfindung gemäß einem anderen Aspekt auch vorgesehen, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mittels denen zur Lösung der Aufgabe der Erfindung auch elektrische Signale erzeugt werden können, welche gewünschte elektrische Größen aufweisen bzw. repräsentieren. Solche Signale können generiert werden, um diese an eine elektrische bzw. elektronische Vorrichtung, insbesondere ein Kraftfahrzeugsteuergerät, bereitzustellen und somit für eine solche Vorrichtung eine Eingangsgröße zu bilden, z.B. in deren Abhängigkeit die zu testende Vorrichtung eine weitere Verarbeitung vornimmt und gegebenenfalls ein Rücksignal bereitstellt.
Um auch hier eine erfindungsgemäß hohe Flexibilität zu erzielen, ist es
vorgesehen, dass bei der Vorrichtung bzw. dem Verfahren ein Wandler
vorgesehen ist, der eingerichtet ist, eine an dessen Eingang angelegte elektrische Größe einer einzigen vorgegebenen / vorgebbaren Größenart, insbesondere der Größenart Spannung zu wandeln in eine Größe einer Größenart, die aus mehreren verschiedenen erzeugbaren Größenarten, insbesondere der
Größenarten Strom und/oder Spannung und/oder Widerstand, auswählbar ist und über den Anschluß auszugeben, wobei eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Wandlers vorgesehen ist und mittels einer Ansteuerung eine der mit dem Wandler zu erzeugenden Größenart auswählbar ist und ein Wandler für wenigstens zwei zu erzeugende Größenarten jeweils wenigstens eine eigenständige Ausgangsstufe aufweist, mittels der aus einer elektrischen Größe der vorgegebenen /
vorgebbaren Größenart die elektrische Größe der auszugebenden Größenart ausgebbar ist, die an einem Ausgang der Ausgangsstufe bereitsteht.
In gleicher weise, wie zur Eingangsseite bei der Erfassung elektrischer Signale zuvor beschrieben, profitiert die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das beschriebene Verfahren ausgangsseitig ebenso von einer Wandlung bzw.
Normierung hinsichtlich der zu verwendenden Größenart. Jeweils ist es
vorgesehen, die erfindungsgemäße Erzeugungs-Vorrichtung mit einer elektrischen Größe nur einer einzigen Größenart zu beaufschlagen und durch eine Auswahl gemäß der Erfindung zu bestimmen, welcher Art die gewandelte elektrische Größe ist.
So besteht auch hier die Möglichkeit, eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer weiteren übergeordneten Datenverarbeitungsanlage zu betreiben, die lediglich in der Lage sein muss, Größen einer einzigen bestimmten Größenart bereitzustellen, um aus dieser einzigen elektrischen Größe aus einer Gruppe zur Auswahl stehender elektrischer Größen eine gewünschte für die Ausgabe auszuwählen.
Auch hier ist es wiederum vorgesehen, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuereinheit aufweist, die zur Ansteuerung des vorgenannten Wandlers dient, um so mittels der Ansteuerung eine der mit dem Wandler erzeugbaren Größenarten auszuwählen.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass nicht nur eine Wandlung / Normierung hinsichtlich der Größenart gegeben ist, sondern dass auch eine weitergehende Normierung hinsichtlich des Größenwertes verwendet wird. In demselben Beispiel, das als vorgegebene Größenart die Spannung nutzt, kann auch hier vorgesehen sein, dass Größenwerte im Bereich von 0 bis 5, demnach also elektrische Größen der vorgebbaren Größenart im Bereich von 0 bis 5 Volt Verwendung finden, um aus einem solchen elektrischen Signal, welches in der Vorrichtung oder auch extern erzeugt werden kann, ein im Wesentlichen beliebiges Ausgangssignal derselben oder bevorzugt anderen Größenart zu bilden.
Erfindungsgemäß ist es hier weiterhin vorgesehen, dass ein Wandler für wenigstens zwei zu erzeugende Größenarten wenigstens jeweils eine
eigenständige Ausgangsstufe aufweist, mittels der aus einer elektrischen Größe der vorgegebenen/vorgebbaren Größenart die gewünschte elektrische Größe der auszugebenden Größenart ausgebbar ist, die sodann an einem Ausgang dieser jeweiligen Ausgangsstufe bereitsteht. Sämtliche Ausgänge aller Ausgangsstufen können zu einem gemeinsamen externen Anschluß zusammengeführt sein, insbesondere, wenn die Ausgangsstufen nicht gleichzeitig, sondern zeitlich nacheinander arbeiten. Dann kann es auch vorgesehen sein, nicht genutzte Ausgangsstufen an Ihren Ausgang hochohmig zu schalten, um keine anderen Ausgangsstufen zu beeinflussen.
Hier kann es auch vorgesehen sein, dass die jeweiligen Ausgänge aller
vorhandenen Ausgangsstufen des Wandlers mittels einer Schalteranordnung wahlweise auf den externen Anschluß der Vorrichtung schaltbar sind, bzw.
anwendungsspezifisch geschaltet werden, insbesondere so, dass der externe Anschluß der Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischen Größen zu einem bestimmten Zeitpunkt immer nur mit exakt einem Ausgangsanschluss einer ausgewählten Ausgangsstufe verbunden ist. So kann auch ein zeitliches
Multiplexing bei der Auswahl der zu nutzenden Ausgangsstufen erfolgen.
Auch hier ist es vorgesehen, dass mittels einer Steuereinheit, die in der
Vorrichtung vorgesehen ist, eine Umschaltung zwischen den verschiedenen vorgesehenen Ausgangsstufen vorgenommen wird. Je nach Auswahl der betreffenden Ausgangsstufe können dabei gegebenenfalls auch mit derselben elektrischen Eingangsgröße der vorgegebenen Größenart zeitlich nacheinander elektrische Größen verschiedener auszugebender Größenarten erzeugt werden.
Weiterhin kann es hier vorgesehen sein, dass ein Wandler für wenigstens eine, bevorzugt jede zu erzeugende Größenart wenigstens zwei eigenständige
Ausgangsstufen aufweist, wobei jede dieser Ausgangsstufen eingerichtet ist, dieselbe Größe mit unterschiedlichen elektrischen Kriterien und/oder Funktionen zu generieren, beispielsweise kann eine Ausgangsstufe eingerichtet sein, eine Größe digital auszugeben und eine Ausgangsstufe kann eingerichtet sein, die Größe analog auszugeben.
Weiterhin kann es in vorteilhafter Ausbildung vorgesehen sein, dass eine
Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art wenigstens zwei Generatoreinheiten umfasst, mittels denen eine elektrische Größe der vorgegebenen/vorgebbaren Größenart generierbar ist, um diese dann zu wandeln, wobei jede
Generatoreinheit einer anderer technischer Generierungsart zugeordnet ist.
Beispielsweise kann eine Generierungsart analog und eine andere
Generierungsart digital sein. Auch hier besteht die Möglichkeit, eine
Generatoreinheit wahlweise durch die Ansteuerung mittels einer Steuereinheit an einen Signaleingang einer gewünschten Ausgangsstufe zu schalten. Die Auswahl der Generatoreinheit kann ebenso mittels der Steuereinheit erfolgen. Eine
Information, in deren Abhängigkeit die gewählte Generatoreinheit eine elektrische Größe der vorgegebenen / vorgebbaren Größenart generiert, kann z.B. in der Steuereinheit vorliegen und/oder von der Steuereinheit in die Generatoreinheit übermittelt werden.
Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die Verfahren zum Messen von elektrischen Größen sowie die vorbeschriebenen Verfahren zum Erzeugen elektrischer Größen ebenso wie die dafür jeweils vorgesehenen
Vorrichtungen mittels ein- und derselben Vorrichtung durchgeführt werden. Eine einzige Vorrichtung kann demnach eine zuvor beschriebene Vorrichtung zum Messen sowie auch eine zuvor beschriebene Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischen Größen umfassen. Hierbei kann demnach die Vorrichtung
beispielsweise zwischen der Funktion als Messvorrichtung- oder der Funktion als Erzeugungsvorrichtung bzw. im eingangs genannten Verständnis als Messkanal oder Erzeugungskanal umgeschaltet werden.
Diese erfindungsgemäße Ausführung hat dabei weiterhin den Vorteil, dass die zuvor genannten Steuereinheiten eines Mess- und/oder Erzeugungsvorrichtung vorliegend auch durch dieselbe gemeinsame Steuereinheit ausgebildet werden kann. Hier kann es vorgesehen sein, dass mehrere Mess- und/oder
Erzeugungsvorrichtungen zwar eine gemeinsame Steuereinheit aufweisen, innerhalb einer solchen Steuereinheit jedoch für jede Vorrichtung ein eigenes einzeln austauschbares Programm abläuft oder eigene einzeln austauschbare Gatterfunktionen ablaufen.
Eine kombinierte Mess- und Erzeugungsvorrichtung kann jedoch auch für die Funktion der Messung bzw. der Erzeugung jeweils eigenständige Steuereinheiten aufweisen, insbesondere die miteinander kommunizieren können zum Zweck des Datenaustauschen, insbesondere um deren jeweilige Funktionsweise miteinander zu korrelieren.
Eine Steuereinheit, sowohl diejenige der Mess- oder der Erzeugungsvorrichtung bzw. eine für beide Vorrichtungen gemeinsame Steuereinheit kann
erfindungsgemäß einen Mikroprozessor oder eine in einem (Teil eines) FPGA(s) implementierte, per Software programmierbare Prozessoreinheit oder eine programmierbare/programmierte Anordnung von Logik-Gattern (FPGA, auch partiell konfigurierbar) aufweisen und einen Programmspeicher und/oder
Datenspeicher umfassen, wobei es vorgesehen sein kann, dass auf dieser Steuereinheit ein Programm abläuft oder Gatterfunktionen ablaufen zur
wahlweisen Verbindung der Signalauswerteeinheiten bzw. Generatoreinheiten mit einem der Signalausgänge bzw. Signaleingänge der Eingangsstufen bzw. Ausgangsstufen, wobei es weiterhin auch vorgesehen sein kann, dass mittels einer solchen Steuereinheit auch eine Parametrierung der Eingangsstufen bzw. Ausgangsstufen und/oder der Signalauswerteeinheiten bzw. Generatoreinheiten vorgenommen werden kann.
Hier wird es als besonders vorteilhaft angesehen, dass an die Steuereinheit Informationen, insbesondere simulierte Informationen, über einen Motordrehwinkel und/oder die Zeit bereitgestellt sind, insbesondere von einer übergeordneten Datenverarbeitungsanlage. Es besteht demnach in bevorzugter Weiterbildung auch die Möglichkeit, dass eine Steuereinheit eingerichtet ist, während der
Laufzeit einer Messung und/oder Erzeugung eines elektrischen Signals eine Parametrierung zu ändern, insbesondere in Abhängigkeit von dem
Motordrehwinkel und/oder der Zeit.
Beispielsweise kann in Abhängigkeit vom Motordrehwinkel und/oder der Zeit während der Durchführung einer Messung in einer Signalauswerteeinheit, die einen Vergleich mit einem Vergleichswert vornimmt, die Größe des
Vergleichswertes verändert werden, um so beispielsweise im Laufe der
durchgeführten Messung unterschiedliche Vergleichsergebnisse zu erhalten.
Eine solche Änderung kann beispielsweise vorgesehen sein, um Anfang und Ende einer Kraftstoffeinspritzung festzustellen, für die im Signalverlauf eines
Ausgangssignals einer Einspritzanlage zu verschiedenen Zeiten bzw.
Motordrehwinkeln signifikante Signaländerungen, insbesondere mit fallender und/oder steigender Flanke gegeben sein können, die so durch Änderung des Vergleichswertes während der Messung eindeutig voneinander diskriminiert werden können.
Es besteht dabei weiterhin auch die Möglichkeit, dass eine Vorrichtung
eingerichtet ist, in Abhängigkeit von gemessenen und/oder erzeugten Ereignissen in einem gemessenen oder erzeugten Signal die bei diesen Ereignissen
vorherrschenden Motordrehwinkel und/oder Zeiten zu speichern und/oder an eine Datenverarbeitungsanlage zu übermitteln. Solche gespeicherten Informationen können beispielsweise im Rahmen einer Simulation bei einem Test eines
Kraftfahrzeugsteuergerätes verwendet werden.
Dabei besteht auch die Möglichkeit, die Steuereinheiten von mehreren,
insbesondere gleichartigen Vorrichtungen der vorbeschriebenen
erfindungsgemäßen Art gleichzeitig zu verwenden und diese untereinander und/oder mit einer Datenverarbeitungsanlage mit einem Bus kommunizieren zu lassen, beispielsweise um so mittels einer übergeordneten
Datenverarbeitungsanlage verschiedene gleichartige erfindungsgemäße
Vorrichtungen parallel zu betreiben und dadurch die ohnehin gegebene Vielfalt der Mess- und Erzeugungsmöglichkeiten nochmals zu erweitern. Dabei kann es vorgesehen sein, dass Motordrehwinkel und eine Information über die Zeit an alle der beteiligten Vorrichtungen gleichzeitig zur Verfügung gestellt werden.
Von den vorgenannten erfindungsgemäßen Vorrichtungen können z.B. auf einer gemeinsamen Schnittstellenkarte bzw. Einsteckkarte für eine
Datenverarbeitungsanlage mehrere (wenigstens zwei) realisiert werden. Eine solche Karte kann dann dementsprechende mehrere Mess- und/oder
Erzeugungskanäle aufweisen. Hier kann es vorgesehen sein, dass mehrere Mess- und/oder Erzeugungsvorrichtungen zwar eine gemeinsame Steuereinheit aufweisen, innerhalb einer solchen Steuereinheit jedoch für jede Vorrichtung ein eigenes einzeln austauschbares Programm abläuft oder eigene einzeln
austauschbare Gatterfunktionen ablaufen.
Die erfindungsgemäße Flexibilität der einzelnen Kanäle ermöglicht es, mit einer einzigen Schnittstellenkarte verschiedene Mess- und Erzeugungsfunktionen durchzuführen und diese Funktionen auch zu verändern oder auszutauschen. Somit lassen sich gegebenenfalls die Anzahl der benötigten Schnittstellenkarten und damit auch Kosten einsparen.
Die vorgenannten Eingangsstufen sowie die Ausgangsstufen, welche jeweils die Wandlung zwischen den Größenarten vornehmen, können elektrotechnisch z.B. durch Operationsverstärker oder programmierte Logik-Gatter (FPGA) realisiert sein, insbesondere die entsprechend der konkreten Wandlungsaufgabe extern beschaltet bzw. konfiguriert sind. Hier kann auch die Möglichkeit bestehen, die externe Beschaltung / Konfiguration durch eine Steuereinheit zu ändern und so ein und derselben Eingangsstufe bzw. Ausgangsstufe verschiedene elektrische Funktionen zuzuweisen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den nachfolgenden Figuren erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine erste Vorrichtung zur Messung von elektrischen Größen
Figur 2 eine zweite alternative Vorrichtung zur Messung elektrischer Größen
Figur 3 eine Anwendung bei der Vermessung eines Einspritzpulses
Figur 4 eine Anwendung bei einer zu einer Pulsweiten-Modulation
synchronen Strommessung
Figur 5 eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischen Größen
Figur 6 mehrere parallel betriebene Vorrichtungen nach Figur 5
Figur 7 ein Beispiel einer Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischen
Größen
Figur 8 ein Beispiel der kombinierten Nutzung von Messvorrichtung und
Erzeugungsvorrichtung
Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie eingangs beschrieben wurde zur Messung von elektrischen Größen, die im Sprachgebrauch einen Messkanal bildet.
Unter einem Messkanal wird hier im speziellen sowie auch vorangehend im allgemeinen Teil jegliche Anordnung verstanden, die zu einer Seite einen
Messanschluss aufweist und zur anderen Seite hin das Ergebnis einer Messung in einer aufbereiteten Form bereitstellt, um dieses Ergebnis der Messung weiter verarbeiten zu können, beispielsweise mit einer Datenverarbeitungsanlage. Somit stellt die hier in der Figur 1 dargestellte Anordnung einen Messkanal dar, der sich in diesem Beispiel erstreckt von einem Messanschluss 1 eines
Kraftfahrzeugsteuergerätes ECU bis zur Steuereinheit 2, in welcher das Ergebnis der messtechnischen Erfassung mit dieser Vorrichtung in einem hier nicht separat dargestellten Speicher abgespeichert und zur weiteren Verarbeitung zur
Verfügung gestellt wird.
Im weiteren sowie allgemeinen Verständnis ist dabei davon auszugehen, dass ein elektrisches Signal an einem Messanschluss 1 immer in Bezug zu einer Referenz zu sehen ist. Beispielsweise ergibt sich das Ergebnis der Messung einer
Spannung immer nur zu einem Bezugspotential, insbesondere einem
Massepotential. Der Messanschluss 1 eines Kraftfahrzeugsteuergerätes ECU ist demnach im Wesentlichen aufgeteilt in einen das eigentliche elektrische Signal tragenden Leiter 1 sowie einen Leiter 1 a mit einer Referenz, im Wesentlichen einem Massepotential.
Die Figur 1 verdeutlicht hier den internen beispielhaften Aufbau einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung, gemäß dem der externe Messanschluss 1 einem Wandler 3 zugeführt ist. Dieser Wandler 3 umfasst in der vorliegenden
Ausführungsform zwei eigenständige Eingangsstufen 3a und 3b, wobei es hier vorgesehen ist, in diesem Beispiel mittels der Eingangsstufe 3a eine Messung darüber vorzunehmen, die Aufschluss gibt über die am Messanschluss 1 anliegende Spannung und wobei die Eingangsstufe 3b hier in diesem Beispiel vorgesehen ist, um den Strom zu erfassen, der über den Messanschluss 1 fließt.
Die beiden Eingangsstufen 3a und 3b sind über Steuerleitungen 4a bzw. 4b durch die Steuereinheit 2 auswählbar und/oder extern konfigurierbar / parametrierbar /skalierbar. Eine Auswahl kann dabei derart erfolgen, dass die beiden
Eingangsstufen 3a und 3b entweder zeitlich nacheinander, beispielsweise in Abhängigkeit einer vorgegebenen Zeit oder einem Motordrehwinkel betrieben werden oder aber auch zeitlich parallel. Bei einer Konfigurierung / Parametrierung kann z.B. von der Steuereinheit eine Funktionalität (z.B. Verstärkung, Filterkennlinie etc.) geändert werden. Unabhängig von dieser Betriebsweise stellt jede der Eingangsstufen 3a und 3b, von denen in einer verallgemeinerten
Ausführung grundsätzlich auch noch mehr vorgesehen sein können, ihre jeweiligen, auf dieselbe Größenart normierte Ausgangsgröße an ihrem jeweiligen Signalausgang 5a bzw. 5b zur Verfügung, wobei der Signalausgang 5a der Eingangsstufe 3a zugeordnet ist und der Signalausgang 5b der Eingangsstufe 3b.
Erfindungsgemäß hat hier eine Wandlung stattgefunden, nämlich derart, dass sowohl die gemessene Spannung als auch der gemessene Strom am
Messanschluss 1 durch die jeweilige Eingangsstufe gewandelt wurde in eine Ausgangsgröße ein- und derselben Größenart, wie beispielsweise der Größenart Spannung. Es liegt demnach an den Signalausgängen 5a und 5b jeweils ein Spannungssignal einer bestimmten Größe an, wobei das Spannungssignal am Signalausgang 5a der gemessenen Spannung am Messanschluss 1 proportional ist und die Spannung am Signalausgang 5b proportional ist zum Strom durch den Messanschluss 1.
Ersichtlich hat demnach die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie die Figur 1 zeigt, den besonderen Vorteil, dass jegliche elektrische Komponente, die in der Verarbeitungskette nach den Signalausgängen 5a und 5b folgt, jeweils nur elektrische Größen ein- und derselben Größenart, nämlich in diesem Beispiel der Größenart Spannung, verarbeiten muss, was die weitere Verschaltung und den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich vereinfacht.
Hier ist es weiterhin vorgesehen, in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nunmehr verschiedene Signalauswerteeinheiten 6 vorzusehen, nämlich in diesem Fall zwei Auswerteeinheiten 6a und 6b. Hierbei kann eine Signalauswerteeinheit 6a z.B. vorgesehen sein, um eine an ihrem Eingang 6a1 anliegende Spannung in einen digitalen Wert zu wandeln und der Steuereinheit 2 zur Verfügung zu stellen. Diese Signalauswerteeinheit 6a kann z.B. über eine Steuerleitung 4c von der
Steuereinheit 2 konfiguriert und/oder parametriert werden. Die Signalauswerteeinheit 6b kann beispielsweise vorgesehen sein, um eine an deren Eingang 6b1 anliegende Spannung mit einer an einem anderen Eingang 6b2 anliegenden Spannung zu vergleichen und ein Ergebnis über den Vergleich, wie beispielsweise eine Information„größer" oder„kleiner" an die Steuereinheit 2 zu übermitteln.
Die jeweiligen Eingänge der Signalauswerteeinheiten sind dabei in dieser
Ausführung umschaltbaren Schaltern 7 zugeführt, um so zu ermöglichen, dass in Abhängigkeit externer Signale, die hier beispielsweise von der Steuereinheit 2 kommen können, einem Eingang einer jeglichen Signalauswerteeinheit jeden möglichen Signalausgang, den die Vorrichtung zur Verfügung stellt, aufzuschalten.
In diesem Beispiel zeigt die konkrete Darstellung, dass der Signaleingang 6a1 der Signalauswerteeinheit 6a an den Signalausgang 5a der Eingangsstufe 3a geschaltet ist und gleichzeitig die Signalauswerteeinheit 6b mit ihrem Eingang 6b1 an denselben Signalausgang der Eingangsstufe 3a. Zu diesem Zeitpunkt einer Messung bleibt demnach eine eventuell zur Verfügung gestellte Information über den Strom am Messanschluss ohne Berücksichtigung, wohingegen die
Information über die Spannung am Messanschluss hinsichtlich zweier
verschiedener Kriterien gleichzeitig ausgewertet wird, es wird nämlich zum einen mittels der Signalauswerteeinheit 6a deren absolute Größe erfasst und an die Steuereinheit 2 zur Verfügung gestellt und zum anderen mittels der
Signalauswerteeinheit 6b, die einen Komparator darstellen kann, ein Vergleich durchgeführt, ob die gemessene Spannung größer oder kleiner ist als ein zur Verfügung gestellter Vergleichswert, der mittels der Steuereinheit 2 hier
insbesondere über einen Digital-Analog-Wandler 8 an dem zweiten Eingang 6b2 der Signalauswerteeinheit 6b angelegt werden kann.
Ersichtlich ist es so, dass zu anderen Zeiten oder in Abhängigkeit anderer
Motordrehwinkel sowohl durch eine Auswahl mit den Steuerleitungen 4a und 4b die aktive Eingangsstufe gewählt werden kann als auch durch eine Umschaltung der Schalter 7 mittels entsprechender Steuerleitungen 9 eine Umkonfiguration der Vorrichtung dahingehend vorgenommen werden kann, welche der Eingangsstufen und welche der bereitgestellten gewandelten Messgrößen nachfolgend in der Signalauswertung weiter verarbeitet werden.
Gegenüber der Figur 1 zeigt die Figur 2 eine bevorzugte Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen von elektrischen Größen, bei der die Anzahl der Eingangsstufen im Wandler 3 gegenüber der Figur 1 vergrößert ist.
Die Figur 2 zeigt dabei ebenso wie die Figur 1 Eingangsstufen zur Erfassung und Wandlung von elektrischen Größen der Größenart Spannung und Strom, wobei hier es weiterhin vorgesehen ist, die jeweilige Größenart sowohl analog als auch digital erfassen zu können. So weist hier der Wandler 3 insgesamt vier
Eingangsstufen auf, wobei die Eingangsstufe 3a zur Erfassung einer Spannung als Messgröße unterteilt ist in die Eingangsstufe 3a1 , um die Spannung analog zu messen und 3a2, um die Spannung digital zu messen. Die Eingangsstufe 3b ihrerseits ist unterteilt in eine Eingangsstufe 3b1 zur analogen Erfassung des Stroms und 3b2 zur digitalen Erfassung.
Dabei sind weiterhin wie im allgemeinen Teil beschrieben alle Eingangsstufen eingerichtet, eine Erfassung und Wandlung der gemessenen elektrischen Größe auf die vorgegebene bzw. vorgebbare Größenart vorzunehmen und um so wiederum an den jeweiligen Signalausgängen 5a1 , 5a2 bzw. 5b1 und 5b2 die zumindest in der Größenart gewandelte elektrischen Größen zur Verfügung zu stellen.
Ohne Darstellung der Steuerleitungen 9 bzw. 4a und 4b, wie in der Figur 1 ist es auch hier vorgesehen, die Eingänge 6a1 und 6b1 der Signalauswerteeinheiten 6a und 6b, die hier identisch in der Figur 1 vorliegen, wahlweise an einen der
Signalausgänge 5 anzuschalten. Dabei ist hier zeichnerisch nur die Möglichkeit dargestellt, bei der Signalauswerteeinheit 6a zwischen den Signalausgängen 5a1 und 5b1 umzuschalten und bei der Signalauswerteeinheit 6b nur zwischen den Signalausgängen 5a2 und 5b2 umzuschalten. Selbstverständlich kann es hier auch vorgesehen sein, die Eingänge 6a1 und 6b1 an grundsätzlich alle in der Vorrichtung zur Verfügung stehenden Signalausgänge 5 einer jeden
Eingangsstufe des Wandlers 3 anschalten zu können.
Die Figur 3 zeigt eine Möglichkeit, mittels einer Vorrichtung gemäß Figur 1 oder auch Figur 2 einen Einspritzpuls eines Motorsteuergerätes messtechnisch zu erfassen. Dargestellt ist in der Figur 3 der Stromverlauf, der während einer
Einspritzung an einem magnetischen Einspritzventil auftritt. Beispielsweise mittels Auswahl bzw. Aktivierung der Eingangsstufe 3b einer Vorrichtung gemäß Figur 1 oder Figur 2 kann demnach eine Messung dieses Stroms durch das Einspritzventil vorgenommen werden und an dem Signalausgang 5b dieser Eingangsstufe als elektrische Messgröße der vorgegebenen Größenart, hier beispielsweise als gewandelte bzw. normierte Spannung, anliegen. Es ist in der Figur 3 weiterhin dargestellt, dass beispielsweise mit der Signalauswerteeinheit 6a der konkrete Stromverlauf in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet wird und den in der Figur 3 dargestellten Verlauf 10 aufweist.
Mit derselben Vorrichtung kann durch gleichzeitige Auswahl der
Signalauswerteeinheit 6b auch ein Vergleich dahingehend vorgenommen werden, ob der Strom durch das Einspritzventil bzw. nach der Wandlung durch die
Eingangsstufe 3b die gewandelte normierte Spannung am Ausgang 5b größer oder kleiner ist als ein Schwellwert, der an den Komparator, welcher die
Signalauswerteeinheit 6b bildet, durch die Steuereinheit angelegt ist.
Hier kann in Abhängigkeit von der Zeit die Signalauswerteeinheit bzw. der
Komparator 6b mit verschiedenen Schwellwerten beaufschlagt sein,
beispielsweise zunächst mit einem Schwellwert 11 , so dass der Komparator zum Zeitpunkt T1 bzw. bei dem Motordrehwinkel a1 ein Signal darüber gibt, dass die Schwelle in der fallenden Flanke des Stroms unterschritten wird und somit der Steuereinheit 2 ein dementsprechendes Signal bzw. eine solche Information sowie die zugehörige Zeit bzw. den Motordrehwinkel, wann dies passiert, zur Verfügung stellt. Nach Erfassung dieses Ereignisses kann es sodann beispielsweise vorgesehen sein, dass durch die Steuereinheit 2 ein neuer Schwellwert, hier insbesondere wiederum über den Digital-Analog-Wandler 8 an den Komparator angelegt wird, um somit nun festzustellen, wann das Ende des Einspritzvorgangs stattfindet, was dadurch detektierbar ist, dass der Stromverlauf 10 zum Zeitpunkt T2 bzw. beim Motordrehwinkel a2 die Stromschwelle 12 unterschreitet.
Auch diese Zeit bzw. der zugehörige Motordrehwinkel a2 kann gespeichert werden in der Steuereinheit 2, so dass hier ersichtlich die Möglichkeit gegeben ist, über einen einzigen externen Anschluss, den Signalverlauf des Stroms hinsichtlich verschiedener Kriterien gleichzeitig zu untersuchen und in Abhängigkeit von Motordrehwinkel und/oder Zeit gewisse Ereignisse im Signalverlauf festzustellen, wie nämlich hier die Dauer eines Einspritzpulses. Diese Dauer, sowohl die zeitliche Lage als auch der Motordrehwinkel von Anfang und Ende des
Einspritzpulses können einer übergeordneten Datenverarbeitungsanlage zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise über einen Datenbus aus der
Steuereinheit 2 in diese Datenverarbeitungsanlage transferiert werden.
Die Figur 4 zeigt eine andere Möglichkeit der Anwendung, bei der statt der Eingangsstufe 3b, wie im vorherigen Beispiel der Figur 3, nunmehr die
Eingangsstufe 3a zur Spannungsmessung, so wie es die Figur 1 oder 2 darstellt, Verwendung findet. Mittels dieser Eingangsstufe 3a ist es sodann vorgesehen, die Flanken der Spannung U, wie sie durch eine Pulsweitenmodulation gegeben ist, gemäß der Figur 2 im digitalen Teil 3a2 aufgrund dessen Schnelligkeit bei der Messung festzustellen und gleichzeitig mit dem analogen Stromteil 3b1 den Strom zu vermessen. Dabei ist es in dieser Ausführung vorgesehen, nach dem
Feststellen einer Flanke im digitalen Spannungsteil durch Verwendung des Komparators 6b und Vergleich mit der Schwellspannung UTH die Zeit, an der die fallende Flanke auftritt, festzustellen und ausgehend hiervon eine gewisse Zeit abzuwarten, um sodann zu den Zeitpunkten TN bzw. TN+1 , d.h. immer im äquidistanten zeitlichen Abstand nach einer fallenden Flanke eine Strommessung vorzunehmen, wofür mittels der Eingangsstufe 3b1 gemäß Figur 2 und der Signalauswerteeinheit 6a exakt zu diesem Zeitpunkt die Strommessung vollzogen werden kann. Dabei besteht die Möglichkeit, sowohl die Schaltschwelle UTH als auch die abzuwartende Zeit nach Feststellen der fallenden Flanke während der Laufzeit einer Messprozedur von außen, beispielsweise durch Laden
verschiedener Daten in die Steuereinheit 2 zu verändern.
Es zeigt sich also hier durch die Beschreibung der Figuren 1 , 2, 3 und 4, dass mit ein- und derselben Vorrichtung verschiedenartigste Messaufgaben jeweils lediglich durch interne Umschaltung der miteinander aktiven Einheiten der Vorrichtung, d.h. der verwendeten Eingangsstufen sowie der jeweils verwendeten Signalauswerteeinheiten realisiert werden können.
Die Figur 5 zeigt weiterhin in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischen Größen. Diese bildet im Sinne der Erfindung einen Erzeugungskanal, bei dem von einer Steuereinheit 2 mit einem Programm oder mittels Gattern und/oder einem Datenspeicher eine Information I an eine von zwei Generatoreinheiten 6a', 6b' übertragen wird, um mit einer der Generatoreinheiten eine elektrische Größe immer derselben Größeneinheit zu generieren und dann zu wandeln. Hier besteht die Möglichkeit, innerhalb des Wandlers 3' auszuwählen, in welche von mehreren möglichen Größenarten die elektrische Eingangsgröße gewandelt werden soll, um diese sodann an einem externen Anschluss 1 ' zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise kann dieser externe Anschluss mit einer hier nicht dargestellten Motorsteuereinheit verbunden sein.
Auch hier ist es, wie in den vorangegangenen Beispielen vorgesehen, dass Informationen über Motorwinkel und Zeit ebenso in der Steuereinheit 2' zur Verfügung gestellt werden können, um nämlich eine Generierung von elektrischen Signalen in Abhängigkeit von diesen Informationen vornehmen zu können. Dies gilt sowohl für dieses Ausführungsbeispiel als auch ganz allgemein für die beiden Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Wandler 3', der hier schematisch dargestellt ist, kann hier verschiedene Ausgangsstufen 3a', 3b', 3c' und 3d' aufweisen, die in Abhängigkeit von
Informationen aus der Steuereinheit 2 auswählbar sind. Es besteht demnach die Möglichkeit, die zur Verfügung gestellte elektrische Größe der vorgegebenen Größenart wahlweise umzuwandeln in eine Spannung, einen Strom, einen
Widerstand oder auch lediglich ein Schaltsignal, d.h. ein digitales Ausgangssignal, wie einfacherweise„an" oder„aus".
Das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 5 zeigt hierbei die Möglichkeit, dass den Ausgangsstufen 3a' bis 3d' zwei verschiedene Generatoreinheiten 6a' und 6b' vorgelagert sein können, um nämlich hier Einfluss dahingehend zu nehmen, auf welche Art und Weise, d.h. entweder analog oder digital, die jeweilige
Größenart der zu erzeugenden elektrischen Größe generiert werden soll. Mit diesen beiden unterschiedlichen Generatoren 6a' und 6b' besteht beispielsweise die Möglichkeit, eine Spannungsquelle, Stromsenke, eine Widerstandssimulation oder einen Schalterausgang zu realisieren, eine pulsweitenmodulierte Ausgabe als Spannungsquelle, Stromsenke, Schalterausgang vorzunehmen, einen
Sinusgenerator als Spannungsquelle oder Stromsenke zu realisieren bzw. eine Vielzahl von weiteren Erzeugungsarten, wie beispielsweise: wave table-Generator als Spannungsquelle/Stromsenke,
digitaler Pulsgenerator,
analoger Inkrementalencoder,
digitaler Inkrementalencoder,
Drehzahlsensoren als Spannungsquelle/Stromsenke,
Potentiometer,
Klopfsensoren als Spannungsquelle etc.
Hier besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, mehr als eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie in der Figur 5 gezeigt ist, gemeinsam zu verwenden, um eine gewünschte Funktion, insbesondere z.B. eine Potentiometerfunktion oder auch Encoderfunktionen, zu realisieren.
Die Möglichkeit der Zusammenschaltung mehrerer erfindungsgemäßer
Vorrichtungen zur Realisierung einer einzigen bestimmten Funktion ist dabei sowohl für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen als auch zum
Messen von elektrischen Größen gegeben, wobei es vorgesehen sein kann, dass die jeweiligen Vorrichtungen über ein Bussystem miteinander kommunizieren, insbesondere um zeitsynchron bzw. motordrehwinkelsynchron arbeiten zu können.
Eine solche Zusammenschaltung von Vorrichtungen zur Erzeugung von elektrischen Größen zeigt in einem Beispiel die Figur 6. Mehrere Vorrichtungen, wie sie zur Figur 5 beschrieben wurden arbeiten hier parallel, wobei es
vorgesehen ist, dass die jeweiligen Vorrichtungen über den Bus 1 1 ' eine
Kommunikationsverbindung aufweisen.
In jeder der einzelnen Vorrichtungen kann mittels eines laufenden Programms oder der Funktionalität eines Logik-Gatters die Erzeugung einer bestimmten gewünschten elektrischen Größe erfolgen. Vorliegend ist diese jeweilige
Erzeugung jedoch nicht unabhängig voneinander, sondern dadurch korreliert, z.B. aneinander synchronisiert, dass die einzelnen Steuereinheiten der Vorrichtungen über den Bus 11 ' miteinander kommunizieren. So kann ein gegenseitiger
Informationsaustausch, z.B. von Steuerinformationen stattfinden, der eine gewünschte Art der Korrelation bewirkt.
Die Figur 7 zeigt ein konkreteres Beispiel einer Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischen Größen. Dargestellt ist hier eine einzelne Vorrichtung und somit im üblichen Sprachgebrauch ein einzelner Erzeugungskanal.
Im Wesentlichen zeigt die Figur 7 hier die konkrete Ausgestaltung einer in Figur 5 abstrakt beschriebenen Vorrichtung. Erkennbar ist es hier, dass zwei verschiedene Generatoreinheiten 6a' und 6b' vorgesehen sind, die dazu dienen, an die Ausgangsstufen 3a', 3b', 3c' oder 3d' des Wandler 3' eine Größe der vorgesehenen Größenart bereit zustellen, ggfs. mit einer weiteren Normierung des Größenwertes.
Hier ist die Generatoreinheit 6a' konkret als Digital/Analog-Wandler ausgebildet und die Generatoreinheit 6b' als ein schneller Buffer bzw. Treiber um die
Ausgangsstufe 3d' zu schalten. Durch die Steuereinheit 2' kann beispielsweise die Generatoreinheit 6a' durch eine Steuerleitung 12' parametriert oder
konfiguriert werden, z.B. auch zeitabhängig oder Motordrehwinkel-abhängig verschieden.
Die in der vorgesehenen Größenart normierten Signale der Generatoreinheiten 6a' und 6b' werden in dieser Ausführung dem Wandler 3' zur Verfügung gestellt und dort in elektrische Signale von verschiedenen auswählbaren Größenarten gewandelt. Die einzelnen Ausgangsstufen 3a', 3b', 3c', 3d' können ebenso mittels der Steuereinheit 2' parametriert oder konfiguriert werden, was hier konkret für die Ausgangsstufen 3a' und 3b' durch die Steuerleitungen 4a' und 4b' symbolisiert ist.
Die Auswahl der genutzten Ausgangsstufe kann z.B. dadurch erfolgen, dass diese aktiv geschaltet wird, ggfs. durch eine hier nicht gezeigte Steuerleitung oder das Schalten der Spannungsversorgung. In einem solchen Fall arbeitet zu einer Zeit nur eine der mehreren vorgesehenen Ausgangsstufen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass alle Ausgangsstufen 3a', b', c', d' gleichzeitig aktiviert sind und arbeiten, wobei jede die von ihr gewandelte elektrische Größe an deren jeweiligen Ausgangsanschluss 5a', 5b', 5c', 5d' zu Verfügung stellt.
Es wird dann in dieser Ausführung die Möglichkeit genutzt, mit einer steuerbaren, z.B. durch die Leitungen 13' steuerbaren Schalteranordnung 14' einen der Ausgangsanschlüsse 5' der Ausgangsstufen auszuwählen, um diesen an den externen Anschluss 1 ' der Vorrichtung auf zuschalten. Die gewandelte elektrische Größe der ausgewählten Größenart kann somit an eine hier nicht weiter gezeigte Vorrichtung bereit gestellt werden, z.B. an ein Kraftfahrzeugsteuergerät.
In diesem Beispiel der Figur 7 zeigt es sich, dass zur konkreten Ausführung von Ausgangstufen z.B. Operationsverstärker, veränderbare Widerstände, Schalter, Transistoren etc. eingesetzt werden, die ggfs. noch eine anwendungsspezifische externe Beschaltung aufweisen.
Die Figur 8 zeigt ein konkretes Anwendungsbeispiel bei dem im Rahmen einer Simulation zum Test eines Kraftfahrzeugsteuergerätes die Funktion einer Lambda- Sonde geprüft bzw. simuliert werden kann. Hier arbeiten zwei Vorrichtungen zur Erzeugung von elektrischen Größen mit einer Vorrichtung zum Messen von elektrischen Größen zusammen.
Zu jeder dieser hier beispielhaft gezeigten drei Vorrichtungen gemäß der
Erfindung ist im Wandler 3 bzw. 3' nur die konkret genutzte Ausgangsstufe bzw. Eingangsstufe dargestellt. Es sind jedoch im Rahmen der Erfindung grundsätzlich mehrere auswählbare Ausgangs- bzw. Eingangsstufen vorhanden.
Die Vorrichtung I arbeitet hier zur Erzeugung einer elektrischen Größe, nämlich im Beispiel zur Erzeugung eines Widerstandswertes. Die Vorrichtung Il erzeugt eine Spannung als elektrische Größe und die Vorrichtung III ist dafür vorgesehen eine Spannung zu messen. Durch die konkret gewählte Art der weiteren elektrischen externen Verschaltung der jeweiligen Aus- bzw. Eingänge der Vorrichtungen (Kanäle) kann die Funktion der Lambda-Sonde simuliert werden.
So können z.B. von einer übergeordneten Datenverarbeitungsanlage zwei Werte zur Verfügung gestellt werden, nämlich z.B. die Abgastemperatur und der simulierte Sauerstoffgehalt im Abgas, d.h. der Lambda-Wert. Die vorgegebene Temperatur wird von der Steuereinheit 21 in einen Widerstandswert umgerechnet und als simulierter Widerstand, d.h. als eine elektrische Größe der Art Widerstand ausgegeben. Der Lambda-Wert wirkt sich auf den gebildeten Regelkreis zwischen Spannungsgenerierung in der Vorrichtung Il und Spannungsmessung in der Vorrichtung III aus.
Durch den Bus 1 1 sind die einzelnen Vorrichtungen I, Il und III miteinander gekoppelt. Erkennbar arbeiten hier also zur Bearbeitung einer bestimmten
Simulationsaufgabe sowohl Vorrichtungen zur Erzeugung als auch zur Messung von elektrischen Größen zusammen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Messen von elektrischen Größen, umfassend einen externen Messanschluß (1 ), der mit einer zu testenden elektronischen Vorrichtung verbindbar ist und die einen Wandler (3) aufweist, der eingerichtet ist, mehrere über den Messanschluß (1 ) messbare oder gemessene Messgrößen verschiedener zu messenden Größenarten zu wandeln in jeweilige elektrische Messgrößen einer einzigen vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart, wobei eine Steuereinrichtung (2) zur Ansteuerung des Wandlers (3) vorgesehen ist und mittels einer Ansteuerung wenigstens eine der mit dem Wandler (3) zu messenden Größenart auswählbar ist und ein Wandler (3) für mindestens zwei zu messende Größenarten jeweils wenigstens eine eigenständige Eingangsstufe (3a, 3b) aufweist, mittels der die Messgröße der zu messenden Größenart erfassbar und in eine vorgegebene oder vorgebbare Größenart wandelbar ist, wobei die gewandelte Messgröße der vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart an einem Signalausgang (5a, 5b) der
Eingangsstufe (3a, 3b) bereitsteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein an dem Messanschluß (1 ) bereitgestelltes elektrisches Signal hinsichtlich wenigstens zweier verschiedener Kriterien dadurch parallel untersucht ist, dass wenigstens zwei Eingangsstufen (3a, 3b) für verschiedene zu messende Größenarten zeitlich parallel betrieben sind und ihre jeweilige gewandelte Messgröße derselben vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart gleichzeitig an jeweils einem Signalausgang (5a, 5b) bereitstellen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandler (3) für wenigstens eine zu messende Größenart wenigstens zwei
eigenständige Eingangsstufen (3a1 , 3a2, 3b1 , 3b2) aufweist, von denen eine Eingangsstufe (3a2, 3b2) eingerichtet ist, die Messgröße digital zu erfassen und eine Eingangsstufe (3a1 , 3b1 ) eingerichtet ist, die Messgröße analog zu erfassen und mittels denen jeweils die Messgröße derselben zu messenden Größenart erfassbar und in eine Messgröße der vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart wandelbar ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei Signalauswerteeinheiten (6a, 6b) umfasst, mittels denen eine gewandelte Meßgröße der vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart hinsichtlich eines technischen Kriteriums auswertbar oder bearbeitbar ist, wobei jeder Signalauswerteeinheit (6a, 6b) ein anderes technisches Kriterium zugeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Signalauswerteeinheit (6a, 6b) wahlweise durch Ansteuerung mittels einer Steuereinheit (2) an einen von wenigstens zwei Signalausgängen (5a, 5b) verschiedener Eingangsstufen (3a, 3b) schaltbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Signalauswerteeinheiten (6a, 6b) gleichzeitig parallel betreibbar oder betrieben sind und ihr jeweiliges
Auswertungs- oder Bearbeitungsergebnis einer Steuereinheit (2) bereitstellen.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, die eine Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischen Größen mit einem externen Anschluß (T) umfasst, der mit einer zu testenden elektronischen Vorrichtung verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Wandler (3') aufweist, der eingerichtet ist, eine an dessen Eingang angelegte elektrische Größe einer einzigen
vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart zu wandeln in eine Größe einer Größenart, die aus mehreren verschiedenen erzeugbaren Größenarten auswählbar ist und über den Anschluß (1 ') auszugeben, wobei eine
Steuereinheit (2') zur Ansteuerung des Wandlers (3') vorgesehen ist und mittels einer Ansteuerung eine der mit dem Wandler (3') zu erzeugenden Größenart auswählbar ist und ein Wandler (3') für wenigstens zwei zu erzeugende Größenarten jeweils wenigstens eine eigenständige
Ausgangsstufe (3a', 3b', 3c', 3d') aufweist, mittels der aus einer elektrischen Größe der vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart die elektrische Größe der auszugebenden Größenart ausgebbar ist, die an einem Ausgang (5a', 5b', 5c', 5d') der Ausgangsstufe (3a', 3b', 3c', 3cT) bereitsteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandler (3') für wenigstens eine zu erzeugende Größenart wenigstens zwei eigenständige Ausgangsstufen (3a', 3b', 3c', 3cT) aufweist, wobei jede dieser Ausgangsstufen (3a', 3b', 3c', 3d') eingerichtet ist, dieselbe Größe mit unterschiedlichen elektrischen Kriterien und/oder Funktionen zu generieren.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Ausgangsstufe (3d') eingerichtet ist, die Größe digital auszugeben und eine Ausgangsstufe (3a', 3b', 3c') eingerichtet ist, die Größe analog auszugeben.
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei Generatoreinheiten (6a', 6b') umfasst, mittels denen eine elektrische Größe der vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart generierbar ist, wobei jeder Generatoreinheit (6a', 6b') eine andere technische Generierungsart zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer
Generatoreinheit die technische Generierungsart„analog" und einer anderen die Generierungsart„digital" zugeordnet ist.
1 1. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Generatoreinheit (6a', 6b') wahlweise durch Ansteuerung mittels einer Steuereinheit (2') an einen von wenigstens zwei Signaleingängen
verschiedener Ausgangsstufen (3a', 3b', 3c', 3d') schaltbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die vorgenannten Steuereinheiten (2, 2') eines Mess- und/oder Erzeugungskanals durch dieselbe gemeinsame Steuereinheit (2, 2') gebildet sind.
13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (2, 2') einen Mikroprozessor und/oder eine programmierbare Anordnung von Logik-Gattern und einen Programmspeicher und/oder Datenspeicher umfasst und auf der Steuereinheit (2, 2') ein Programm abläuft oder Gatterfunktionen ablaufen zur wahlweisen Verbindung der Signalauswerteeinheiten (6a, 6b) oder Generatoreinheiten (6a', 6b') mit einem der Signalausgänge (5a, 5b) oder Signaleingänge der Eingangsstufen (3a, 3b) oder Ausgangsstufen (3a', 3b', 3c', 3d') und/oder zur Parametrierung der Eingangsstufen (3a, 3b) oder Ausgangsstufen (3a', 3b', 3c', 3d') und/oder Signalauswerteeinheiten (6a, 6b) oder Generatoreinheiten (6a', 6b').
14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass sie zwischen der Funktion als Mess- oder
Erzeugungskanal umschaltbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass an die Steuereinheit (2, 2') bei einem Test eines Steuergerätes für Kraftfahrzeuge simulierte Informationen über einen
Motordrehwinkel und/oder die Zeit von einer übergeordneten
Datenverarbeitungsanlage bereitgestellt sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Steuereinheit (2, 2') eingerichtet ist, während der Laufzeit einer Messung und/oder Erzeugung eines Signals eine Parametrierung in Abhängigkeit von dem Motordrehwinkel und/oder der Zeit zu ändern.
17. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass sie eingerichtet ist, in Abhängigkeit von gemessenen und/oder erzeugten Ereignissen in einem gemessenen oder erzeugten Signal die bei diesen Ereignissen vorherrschenden Motordrehwinkel und/oder Zeiten zu speichern und/oder an eine Datenverarbeitungsanlage zu übermitteln.
18. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (2, 2') mit wenigstens einer weiteren Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche über einen Bus (1 1 , 11 ') in Kommunikationsverbindung steht.
19. Verfahren zum Messen von elektrischen Größen eines elektrischen Signals einer zu testenden elektronischen Vorrichtung, wobei das Signal an einen externen Messanschluß (1 ) einer Messvorrichtung angelegt wird, mittels eines Wandlers (3) der Messvorrichtung mehrere über denselben Messanschluß (1 ) messbare oder gemessene Messgrößen verschiedener zu messender Größenarten gewandelt werden in jeweilige elektrische Messgrößen einer einzigen vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart, wobei mit einer
Steuereinrichtung (2) eine Ansteuerung des Wandlers (3) vorgenommen wird und mittels der Ansteuerung wenigstens eine der mit dem Wandler (3) zu messenden Größenart ausgewählt wird und ein Wandler (3) für mindestens zwei zu messende Größenarten jeweils wenigstens eine eigenständige Eingangsstufe (3a, 3b) aufweist, mittels der die Messgröße der zu messenden Größenart erfasst und in eine vorgegebene oder vorgebbare Größenart gewandelt wird, wobei die gewandelte Messgröße der vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart an einem Signalausgang (5a, 5b) der Eingangsstufe (3a, 3b) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein an dem Messanschluß (1 ) bereitgestelltes elektrisches Signal parallel hinsichtlich zweier verschiedener Kriterien dadurch untersucht wird, dass wenigstens zwei Eingangsstufen (3a, 3b) für verschiedene zu messende Größenarten zeitlich parallel betrieben werden und ihre jeweilige gewandelte Messgröße derselben vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart gleichzeitig an jeweils einem Signalausgang (5a, 5b) bereitstellen.
20. Verfahren zum Messen von elektrischen Größen nach Anspruch 19 und zum Erzeugen einer elektrischen Größe mittels wenigstens einer
Erzeugungsvorrichtung, wobei die Erzeugungsvorrichtung einen externen Anschluß (1 ') aufweist, der mit einer zu testenden elektronischen Vorrichtung verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Wandlers (3') der Erzeugungsvorrichtung eine an den Eingang des Wandlers (3') angelegte elektrische Größe einer einzigen vorgegebenen / vorgebbaren Größenart wahlweise in eine Größe einer Größenart gewandelt wird, die aus mehreren verschiedenen erzeugbaren Größenarten auswählbar ist und die elektrische Größe der gewandelten Größenart über den Anschluß (1 ') ausgegeben wird, wobei mit einer Steuereinheit (2') der Wandler (3') angesteuert wird und mittels der Ansteuerung eine der mit dem Wandler (3') zu erzeugenden Größenart ausgewählt wird und ein Wandler für wenigstens zwei zu
erzeugende Größenarten jeweils wenigstens eine eigenständige
Ausgangsstufe (3a', 3b', 3c', 3d') aufweist, mittels der aus einer elektrischen Größe der vorgegebenen oder vorgebbaren Größenart die elektrische Größe der auszugebenden Größenart an einen Ausgang (5a', 5b', 5c', 5d') der Ausgangsstufe (3a', 3b', 3c', 3d') ausgegeben wird.
PCT/EP2010/059252 2009-07-13 2010-06-30 Vorrichtung und verfahren zum messen und/oder erzeugen von elektrischen grössen WO2011006757A1 (de)

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