Was sind HIL-Tests?

Unter Hardware-in-the-Loop-Tests versteht man den Test realer Steuergeräte (ECUs) in einer realistischen, simulierten Umgebung. Diese Tests sind reproduzierbar und können automatisiert werden, was zu umfassenden Tests im Labor rund um die Uhr führt, die Validierungszeiten verkürzt und die Bandbreite der Testszenarien erhöht. Außerdem können kritische Grenzfälle getestet werden, ohne dass Sicherheitsprobleme für den Prüfling oder die Umgebung entstehen.

Vorteile von HIL-Tests
  • Testsysteme skalierbar von klein bis groß
  • Simulation des Gesamtfahrzeugs oder Integration von realen Komponenten
  • Kommunikationstests
  • Bus- und Restbussimulation

Typisches HIL-Testsystem

Ein HIL-System besteht aus der Simulationshardware und der dazugehörigen Software. Mit dem System verbunden ist die Unit Under Test, bei der es sich üblicherweise um ein oder mehrere Steuergeräte handelt, auf denen neue Funktionen oder zu testende Steuergeräte-Software untergebracht sind. Je nach Anwendungsfall können dem Testsystem weitere reale Hardware-Komponenten hinzugefügt werden, z. B. die Lenkung oder das Bremssystem.

Schematischer Überblick über ein typisches HIL-System und seine Komponenten.

Testmanagement

  • SYNECT
    SYNECT

    Datenmanagement- und Collaboration-Software mit Schwerpunkt auf der modellbasierten Entwicklung und Steuergeräten

Plattform und I/O-Konfiguration

  • ConfigurationDesk
    ConfigurationDesk

    Konfigurations- und Implementierungssoftware für dSPACE Echtzeit-Hardware

  • Bus Manager
    Bus Manager

    Konfigurationswerkzeug für LIN-, CAN- und CAN-FD-Bussimulation

  • dSPACE Ethernet Configuration Package
    dSPACE Ethernet Configuration Package

    Mit dem dSPACE Ethernet Configuration Package kann der Anwender ein dSPACE System als Simulationsknoten in einem serviceorientierten Ethernet-Netzwerk konfigurieren.

  • dSPACE FlexRay Configuration Package
    dSPACE FlexRay Configuration Package

    Das dSPACE FlexRay Configuration Package wird für die Integration von dSPACE Hardware als Simulations- oder Monitoring-Knoten in einem FlexRay-Netzwerk eingesetzt.

Experimentieren und Visualisierung

  • ControlDesk
    ControlDesk

    Universelle modulare Experiment- und Instrumentiersoftware für die Entwicklung elektronischer Steuergeräte

  • ModelDesk
    ModelDesk

    Grafische Benutzeroberfläche für Parametrierung, Verwaltung und Simulation

Testautomatisierung

  • AutomationDesk
    AutomationDesk

    Leistungsstarkes Test-Authoring- und Testautomatisierungswerkzeug für den HIL-Test von Steuergeräten

SCALEXIO-Echtzeit- und -I/O-Hardware

  • SCALEXIO LabBox
    SCALEXIO LabBox

    Die SCALEXIO LabBox ist ein kompaktes, modulares Echtzeitsystem für den Einsatz am Schreibtisch oder den Einbau im Simulator.

  • SCALEXIO Rack-System
    SCALEXIO Rack-System

    Das SCALEXIO Rack-System ist durch die umfassenden I/O-Funktionalitäten hochgradig flexibel. Sämtliche Hardware ist per Software konfigurierbar, wodurch sich das System leicht an sich ändernde Projektanforderungen anpassen lässt.

  • SCALEXIO Customized System
    SCALEXIO Customized System

    Das dSPACE SCALEXIO Customized System ist ein äußerst vielseitig einsetzbarer Hardware-in-the-Loop-Simulator. Durch die zahlreichen Anpassungs- und Konfigurationsmöglichkeiten ist er sehr flexibel und lässt sich hervorragend an kundenspezifische Anforderungen adaptieren.

  • Power-HIL-Systeme
    Power-HIL-Systeme

    Testen elektrischer Motorsteuerungen, einschließlich Leistungselektronik mit emulierten Motoren und realen Strömen.

  • Mechatronische Prüfstände
    Mechatronische Prüfstände

    dSPACE bietet hochdynamische schlüsselfertige Prüfstände für mechatronische Komponenten und Systeme.

Simulationsmodell

  • Automotive Simulation Models (ASM)
    Automotive Simulation Models (ASM)

    Tool Suite für die Simulation von Motoren, Fahrdynamiken, elektrischen Systemen und der Verkehrsumgebung

  • AURELION
    AURELION

    Die dSPACE Lösung für sensorrealistische Simulation, bietet leistungsstarke Visualisierungs- und physikalische Berechnungsfunktionen zur Generierung synthetischer Sensordaten in virtuellen Testfahrten.

Deep Dive – Testphasen und Testsysteme in HIL-Simulationen

Funktionstests

Funktionstests zielen darauf ab, einzelne oder wenige Funktionen zu testen, einschließlich ihrer Interaktion mit der Steuergeräte-Basissoftware. Da diese Art des Testens typischerweise eher ein integraler Bestandteil der Funktionsentwicklung als ein abschließender Freigabetest ist, liegt der Schwerpunkt auf der experimentellen Nutzung ohne systematische Testautomatisierung. Hardware-in-the-Loop (HIL)-Testsysteme für Funktionstests erfordern daher vielseitige Bus- und Netzwerkschnittstellen, Restbussimulation auf Verhaltens- und Protokollebene oder Design-for-Test-Schnittstellen, zum Beispiel XCP. Diese Tests werden häufig von den Funktionsentwicklern selbst durchgeführt und müssen auf einen Schreibtisch passen.

Test von Steuergeräte-Komponenten

Typische Anwendungen für Steuergeräte-Tests reichen von Software-Integrationstests über ausfallsichere und ausfallbedingte Tests bis hin zu Steuergeräte-Release-Tests. Die Tests sind daher hochgradig automatisiert und basieren auf den Anforderungen der Steuergeräte, um die hohe Zahl an Varianten abzudecken.

Testsysteme für Steuergerätetests erfordern skalierbare I/O- und Bus-/Netzwerkschnittstellen einschließlich der Simulation elektrischer Fehler. Darüber hinaus erfordert das Testen von Bussen und Netzwerken eine Restbussimulation auf der Verhaltens- und Protokollebene sowie eine umfangreiche Manipulation.

Der Test realer Komponenten erfordert umfassende Streckenmodelle und anpassbare Simulationsleistungen. Idealerweise lassen sich die Funktionalitäten des Testsystems an sich ändernde Projektanforderungen anpassen.

Steuergeräte-Domänen- und Netzwerktests

Das Testen von Steuergeräte-Domänen und -Netzwerken ist charakterisiert durch das End-to-End-Testen von verteilten Funktionen. Dazu gehören Sleep- oder Wake-up-Tests sowie Fail-Safe- und Fail-Operational-Tests des Steuergeräte-Netzwerks des Fahrzeugs. Charakteristisch für diese Testsysteme ist, dass sie eine Vielzahl an I/O-Kanälen sowie Bus- und Netzwerkschnittstellen benötigen.

Eine Vielzahl von Streckenmodellen muss zeitsynchron auf mehreren geclusterten Echtzeitsystemen verarbeitet werden. Um komplexe Modelle und Szenarien zu bewältigen, sind eine hohe Simulationsleistung und Multiprozessorfähigkeit erforderlich.

Systeme für den Test von Steuergeräte-Verbunden führen rund um die Uhr hochautomatisierte Testprogramme aus, was durch umfassende Testmanagementsysteme möglich wird.

Anwendungsbereiche

Die dSPACE HIL-Systeme eignen sich für ein breites Spektrum von Anwendungsbereichen, von automotiven Themen über Luft- und Raumfahrt bis hin zu Schienenverkehr und Marine.

E-Mobilität

  • Ladetechnologien

    Entwickeln und testen Sie intelligente Ladetechnologien in verschiedenen Entwicklungsphasen, von Software-in-the-Loop (SIL)-Tests bis zu Hardware-in-the-Loop (HIL)-Tests auf Signal- und Leistungsebene.

  • Batteriemanagementsysteme

    Entwicklung und Test von Batteriemanagementsystemen für Elektrofahrzeuge

  • Wasserstoff-Brennstoffzellen

    Entwicklung und Test von Brennstoffzellentechnologien für Elektrofahrzeuge

  • Energiemanagement

    Entwicklung und Test von Gleichspannungswandlern und anderen Leistungselektronikkomponenten für Elektrofahrzeuge

  • Traktionsmotoren

    Die dSPACE Entwicklungsumgebung bietet eine sehr flexible Unterstützung für die Entwicklung und den Test von Antrieben für die Haupttraktionseinheit von der Signalebene bis zur vollen Leistung.

Autonomes Fahren

  • dSPACE HIL für autonomes Fahren

    dSPACE bietet ein umfassendes Portfolio für Closed-Loop- und Open-Loop-Tests von Hochleistungsrechnern (HPCs) für autonomes Fahren.

Automotiver Kern

  • Powertrain

    dSPACE offers hardware and software solutions for prototyping, developing, and testing all kind of powertrain systems.

  • Fahrzeug-Konnektivität

    Ganz gleich, welche Kommunikationstechnologie Sie bevorzugen – dSPACE Lösungen helfen Ihnen, vernetzte Autos schneller auf den Markt zu bringen.

  • Automotive Kommunikationssysteme

    dSPACE bietet ein breites Spektrum an Software- und Hardware-Lösungen, um Aspekte wie Restbussimulation, virtuelle Bussimulation oder Buskommunikationstests abzudecken.

  • Karosserie- und Komfortelektronik

    dSPACE bietet die passenden Werkzeuge für die Entwicklung und den Test von Karosserie- und Komfortelektronik in Fahrzeugen.

  • Chassis

    Bei der Entwicklung und dem Test neuer Chassis-Regelungsstrategien müssen mehrere Komponenten wie Lenkung, Bremsen und Radaufhängung berücksichtigt werden, um mehr Fahrsicherheit, Komfort und Agilität zu erreichen.

On- und Offroad-Nutzfahrzeuge

  • Nutzfahrzeugindustrie

    Hoch flexible und skalierbare Entwicklungs- und Testlösungen für Nutzfahrzeuge wie Lkws, Busse und Off-Highway-Fahrzeuge

Luft- und Raumfahrt

  • Elektrisches Fliegen

    Die Zukunft des Luftverkehrs ermöglichen

  • Flugzeugsysteme

    Flugzeugsysteme erfüllen eine Vielzahl von sicherheitskritischen Funktionen in allen denkbaren Flugsituationen. Hardware- und Software-Produkte von dSPACE spielen eine Schlüsselrolle für den sicheren Betrieb dieser Systeme.

  • Luft-/Raumfahrt

    Die Zukunft der Raumfahrt nach höchsten Standards gestalten

Industrielle Automatisierung und Transport

  • Energieindustrie

    Entwicklung und Test von Technologien für die Energieinfrastruktur

  • Bahnindustrie

    Entwicklung und Test alternativer Antriebssysteme und autonomes Fahren für Züge

  • Marine

    Entwicklung und Test alternativer Antriebssysteme und autonomes Fahren für Schiffe

  • Maschinen und Elektrowerkzeuge

    Comprehensive solutions for machinery and power tools to bring ideas to life, ranging from control prototyping, model-based production software development, digital twins to test benches for full-power testing.

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Anwendungsfälle

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