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WO2013076087A1 - Testsystem und testverfahren für kabelbäume - Google Patents

Testsystem und testverfahren für kabelbäume Download PDF

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Publication number
WO2013076087A1
WO2013076087A1 PCT/EP2012/073122 EP2012073122W WO2013076087A1 WO 2013076087 A1 WO2013076087 A1 WO 2013076087A1 EP 2012073122 W EP2012073122 W EP 2012073122W WO 2013076087 A1 WO2013076087 A1 WO 2013076087A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
test
node
harness
nodes
wiring harness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/073122
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roman KÖNIG
Dietmar SCHEDLER
Hardi Engel
Martin Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIGALOG INDUSTRIE-MIKROELEKTRONIK GmbH
Original Assignee
DIGALOG INDUSTRIE-MIKROELEKTRONIK GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DIGALOG INDUSTRIE-MIKROELEKTRONIK GmbH filed Critical DIGALOG INDUSTRIE-MIKROELEKTRONIK GmbH
Publication of WO2013076087A1 publication Critical patent/WO2013076087A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66—Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
    • G01R31/68—Testing of releasable connections, e.g. of terminals mounted on a printed circuit board
    • G01R31/69—Testing of releasable connections, e.g. of terminals mounted on a printed circuit board of terminals at the end of a cable or a wire harness; of plugs; of sockets, e.g. wall sockets or power sockets in appliances
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58—Testing of lines, cables or conductors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • G01R31/007—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks using microprocessors or computers

Definitions

  • the invention relates to a test system for harnesses with the features of claim 1 and a test method for harnesses with the features of claim 9.
  • the cables are in a wiring harness
  • each wire harness must be subjected to intensive testing in practice, in the manufacturing equipment, e.g. in the
  • Wiring harnesses is made possible in an efficient manner.
  • the object is achieved by a test system according to claim 1.
  • At least two test nodes are used for the test
  • connection to a connector in a harness to be tested having at least two test nodes for testing at least one connection to a connector in a harness to be tested, wherein at least one
  • Test node is designed so that its operating power and / or test signals can be obtained and / or distributed over the harness to be tested and over the zu
  • testing harness are forwarded to other test nodes.
  • Test facility is increased. Thus, it is advantageously possible to carry out a test already during assembly of the wiring harness.
  • test node with a data transmission means for the transmission of a test order of one
  • test nodes is equipped with a microcontroller for controlling the test node, in particular for the latter
  • an embodiment may be advantageous in which at least one test node has a means for wireless data transmission from and to the host computer and / or for communication among test nodes. Furthermore, an advantageous embodiment is provided if the inputs and outputs of at least one test node are designed such that the power supply, the
  • a signal is output, in particular a visible signal at the test node.
  • connections are made between at least two test nodes for testing at least one connection with a plug in a harness to be tested.
  • each test node receives its operating energy and / or test signals via the test harness and the
  • Operating power and / or test signals are routed to other test nodes via the harness being tested.
  • Fig. 6 shows a representation of an embodiment of a test node.
  • a structure for the testing of wire harnesses 10 is shown, which is a central educanase.
  • a central test device 120 for the wiring harness 10 (highlighted in FIG. 1 by thick lines) is provided with an electrical power supply 100 and a
  • Host computer 110 e.g. a computer and / or a programmable logic controller (PLC) connected.
  • PLC programmable logic controller
  • the central test facility 120 has two functions
  • the wiring harness 10 itself - also referred to as a test object - is connected to the central test device 120 via a harness connection 122.
  • the wiring harness 10 has for this purpose a first connector 1, which is connected directly to the central test device 120.
  • a first connector 1 which is connected directly to the central test device 120.
  • plugs 2, 3, 4, 5 are arranged at all other ends of the wiring harness 10 at all other ends of the wiring harness 10 at all other ends of the wiring harness 10 more plugs 2, 3, 4, 5 are arranged.
  • the other plugs 2, 3, 4, 5 can also communicate with each other via lines
  • the plugs 1, 2, 3, 4, 5 are in the
  • Test device 120 are connected, each with a test plug 12, 13, 14, 15 coupled.
  • test plugs 12, 13, 14, 15 are each over
  • test line 121 is connected to individual lines.
  • Plugs 2, 3, 4, 5 with signals (and energy) via the test plugs 12, 13, 14, 15, which are connected via test leads 130 to the central test device.
  • the wiring harness 10 thus exists an extensive
  • Test plug, 12, 13, 14, 15 to the plugs 2, 3, 4, 5 extends.
  • complex measures for fault finding must be initiated.
  • Fig. 2 an embodiment for a test system according to the present invention is shown in Fig. 2, which can be used more efficiently.
  • Fig. 1 corresponds to the wiring harness shown in Fig. 1. Also in this structure, there is a power supply 100 and a host computer 110, which is responsible for the actual test. However, the central test device 120 with the test leads 130 connected thereto is not needed.
  • each plug 1, 2, 3, 4, 5 with a
  • Test node 21, 22, 23, 24, 25 is associated with a microcontroller 31, 32, 33, 34, 35.
  • the first connector 1 forms the level 0 with the first test node 21 and the first microcontroller 31. All the other connectors 2, 3, 4, 5 then form together with the associated test nodes 22, 23, 24, 25 and
  • Microcontrollers 32, 33, 34, 35 the other levels.
  • test nodes 22, 23, 24, 25 Data connection for the test nodes 22, 23, 24, 25 via the harness 10 itself and not over the separate test leads 130.
  • the test table for wiring harnesses is thus superfluous, since the test already on the production facility
  • Each plug 2, 3, 4, 5 must each only with a test node 22, 23, 24, 25th
  • test node 22, 23, 24, 25 receives its energy and its test signals on the wiring harness 10 and / or the energy and the test signals are distributed over the wiring harness 10.
  • FIG. 3 is a part of a test system analogous to FIG. 2 is shown in detail, in which case the
  • the first test node 21 supplies the second test node 22 via the harness to be tested 10 with electrical energy, here via the switch Sl.
  • the second test node 22 is connected via the cable harness 10 with the third test node 23, so that this is supplied via the harness 10 with electrical energy. A separate external power supply of the second and third test nodes 22, 23 is not
  • Test node 21 the second test node 22 is energized. It is shown that the energy can also be forwarded to a third test node 23.
  • the harness 10 (also referred to as educalings harness) serves to transfer energy from a power source 100 via the test nodes 21, 22, 23rd
  • Tree structure is called Basic Node (Level 0) and is by definition always the foremost one, since it is directly accessible via a CAN and / or the host computer 110. It is directly supplied with voltage (12V / 24V) and fed from the power supply 100.
  • Downstream test nodes 22, 23 are called sub-nodes (Level 1 to Level 3).
  • a SUB node may be front or following.
  • the tree structure is limited to four levels and the total number of all nodes is limited to 64. Basically, more or fewer levels with more or less nodes can also be used
  • the voltage giving test node 21 is referred to herein as the front one (level n in the tree structure), the one connected to it is called the following test node 22 (level n + 1 in the tree structure).
  • the system shuts off briefly and checks the charge to detect a short circuit more quickly. (And turned back on, if not).
  • Test node 22 (level n + 1) to fully charge and thus ensure a regular supply. The current flows through the not shown here
  • Test node 23 which are connected downstream in the tree structure (level n + 2, n + 3), are not loaded yet, since they have not been put through a GND potential.
  • FIG. 4 is another view of a test system for a wire harness 10 is shown, wherein now the
  • Signal transmission for testing the second test node 22 is shown.
  • the signal testing is generally carried out as described in connection with FIG.
  • the first test node 21 has a microcontroller 31, which has a data transmission means 311 for transmitting and receiving test data.
  • the microcontroller 31 in this case connects the data transmission means 311 for transmitting and receiving test data (e.g., test requests, test results) with the switches Sl, S2, with data on test data (e.g., test requests, test results) with the switches Sl, S2, with data on test data (e.g., test requests, test results) with the switches Sl, S2, with data on test data (e.g., test requests, test results) with the switches Sl, S2, with data on test data (e.g., test requests, test results) with the switches Sl, S2, with data on test data (e.g., test requests, test results) with the switches Sl, S2, with data on test data (e.g., test requests, test results) with the switches Sl, S2, with data on test data (e.g., test requests, test results) with the switches Sl, S2, with data on test data (e.g., test requests, test results) with the switches Sl, S2, with data on test data (e.g.,
  • the second microcontroller 32 is connected to the second plug 2, not shown here, of the wiring harness 10 and now checks whether this plug 2 as
  • the result is again transmitted via the cable harness 10 back via the first connector 1 to the host computer 110 and there, for example. evaluated and / or logged.
  • a power supply test is carried out via the switches S3, S4.
  • the switches S5, S6 are tested in this case.
  • any channels ie lines in the harness 10) between the switches Sl to S6 of the test node 1 and the switches Sl to S6 of the test node 2 are linked together.
  • Fig. 4 it is shown that there are only two connections between front test node 21 (level n) and the following test node 22 (level n + 1). Now about the
  • Test node 21 (level n) in short pulses off and on again and its transmit switch
  • the identifier of the front test node 21 (level n) is sent.
  • the power is disabled again and the now loaded following test node responds by switching a transmit MOSFET not shown here against GND.
  • the own identifier plus the understood identifier is sent.
  • the front test node 21 reboots and loads the connected branch.
  • Tl current source of the front test node 21
  • T2 transmitting MOSFET of the front test node 21
  • T3 current source of the following test node 22
  • T4 transmit MOSFET of the following test node 22
  • test nodes are activated.
  • the order is determined by the higher-level control system 110. This allows bidirectional switching in which each input can be an output and vice versa.
  • the transmitted data contain an identifier of the Transmitter and a number of the transmitting I / O (see eg Fig. 5A). As a result, misconnections or short circuits can be detected, because in this case the transmitted signal is received not only at the expected location but also elsewhere.
  • a further advantage results if, irrespective of the assignment in a cable harness 10 for the same types of plug 1, 2, 3, 4, 5 (see FIG. 1), the same test node structure can always be used. This leads to a reduction of the mechanical variants of the
  • Test nodes The assignment of the individual I / O points of the plug 1, 2, 3, 4, 5 can be freely selected by the embodiments described here, so that there must be only one test node structure for each physical plug type. This considerably increases the effort involved in the production and maintenance of the test devices
  • FIG. 5A shows an embodiment in which each test node 21, 22 has sixteen switches S1 to S6 at eight inputs and outputs (I / O).
  • a data transmission between the input and output E / Al of the first test node 21 and the input and output E / A2 of the second test node 22 via the input and output I / O 2 of the first test node 21 is a power supply of the on and output I / O 5 of the second test node 22.
  • the wiring harness 10A in FIG. 5A shows a slightly different structure than the wiring harness 10 in FIG. 5A
  • FIG. 5B shows a variant of the embodiment according to FIG. 5A, so that the corresponding description can be referred to.
  • I / O of the same test node 21, 22 via the harness 10B.
  • a CAN bus can be connected via the plug connections ST1, ST2.
  • the plugs are electrically parallel and have the same assignment. This allows multiple modules with
  • the test node 21 has a Drehkodierschalter Bl, with a unique addressing is possible.
  • a two-color LED Dl is used to display a
  • the test node 21 shown here has 16 freely programmable 24V I / O channels. These are located on a connector ST3. The pins 1 to 16 are assigned to the I / O channels 0 to 15. Reference sign list

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Testsystem und ein Testverfahren für einen Kabelbaum, gekennzeichnet durch mindestens zwei Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) für die Prüfung mindestens einer Verbindung mit einem Stecker (1, 2, 3, 4, 5) in einem zu testenden Kabelbaum (10), wobei mindestens ein Testknoten (21, 22, 23, 24, 25), so ausgebildet ist, dass seine Betriebsenergie und / oder Testsignale über den zu testenden Kabelbaum (10) beziehbar und / oder verteilbar sind und über den zu testenden Kabelbaum (10) an andere Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) weiterleitbar sind.

Description

Testsystem und Testverfahren für Kabelbäume
Die Erfindung betrifft ein Testsystem für Kabelbäume mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Testverfahren für Kabelbäume mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Die Versorgung von Systemen mit Strom und Signalen, z.B. in Kraftfahrzeugen, Schiffbau, Hausgeräten,
Medizintechnik, Flugzeugen oder
Telekommunikationsanlagen erfolgt häufig mit
Kabelbäumen. Diese bündeln einzelne Leitungen, die
Signale (Information) und Arbeitsenergie (Strom)
übertragen. Die Kabel werden in einem Kabelbaum
zusammengefasst . In heutigen Personenkraftfahrzeugen können bis zu 1000 Einzelleitungen mit einer Gesamtlänge von bis zu 3 km verbaut werden. Kraftfahrzeuge sind häufig mit 20 bis 80 elektronischen Steuergeräten ausgerüstet, die zur Umsetzung ihrer Funktionalität einen gegenseitigen Informations- und Datenaustausch benötigen. Auch sind moderne Sensoren bereits in das Informationsnetz integriert und stellen damit ihre
Stell- und Führungsgrößen einer breiten Anzahl von
Teilnehmern des Netzes zur Verfügung.
Die Kabelbäume werden auch heute noch manuell auf speziellen Werkbänken hergestellt. Ein Grund dafür ist, dass es in vielen Bereichen der Technik einen großen Variantenreichtum gibt, was nicht nur die Herstellung, sondern auch die Prüfung oder das Testen der
hergestellten Kabelbäume erschwert. Da jeder Kabelbaum in der Praxis einer intensiven Prüfung unterzogen werden muss, ist in den Fertigungsanlagen, z.B. in der
Autoindustrie, eine sehr große Anzahl von Prüftischen erforderlich, um die Kabelbäume auf korrekte Funktion zu testen . Es besteht daher die Aufgabe, Systeme und Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen die Prüfung der
Kabelbäume in effizienter Weise ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird durch ein Testsystem gemäß Anspruch 1 gelöst .
Dabei dienen mindestens zwei Testknoten der Prüfung
mindestens einer Verbindung mit einem Stecker in einem zu testenden Kabelbaum, mit mindestens zwei Testknoten für die Prüfung mindestens einer Verbindung mit einem Stecker in einem zu testenden Kabelbaum, wobei mindestens ein
Testknoten so ausgebildet ist, dass seine Betriebsenergie und / oder Testsignale über den zu testenden Kabelbaum beziehbar und / oder verteilbar sind und über den zu
testenden Kabelbaum an andere Testknoten weiterleitbar sind.
Damit ist es möglich, die Verkabelung der Testeinrichtung erheblich zu reduzieren. Damit kann nicht nur Material eingespart werden, sondern auch Arbeitszeit, um die
Verkabelung durchzuführen. Auch werden Reparatur und Service erleichtert und beschleunigt. Die Verfügbarkeit der
Testeinrichtung wird erhöht. Damit ist es vorteilhafterweise möglich, bereits während der Montage des Kabelbaums eine Prüfung durchzuführen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist
mindestens ein Testknoten mit einem Datenübertragungsmittel für die Übertragung eines Prüfaufträges von einem
Leitrechner zu den einzelnen Testknoten und / oder für die Übertragung des Prüfergebnisses an den Leitrechner
gekoppelt .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in einer Ausführungsform mindestens einer der Testknoten mit einem MikroController zur Steuerung des Testknotens, insbesondere für dessen
Energiemanagement, die Kommunikation mit anderen Testknoten, die Kommunikation mit dem Leitrechner, der Durchführung der vom Leitrechner übersandten Prüfaufträge und / oder die Protokollierung der Ergebnisse gekoppelt ist. Damit können die an den einzelnen Steckern erfassten Daten komprimiert werden, so dass die Datenkommunikation effizienter ist. Zusätzlich kann eine Ausführungsform vorteilhaft sein, bei der mindestens ein Testknoten über ein Mittel zur drahtlosen Datenübertragung vom und zum Leitrechner und / oder zur Kommunikation unter Testknoten verfügt. Ferner liegt eine vorteilhafte Ausführungsform vor, wenn die Eingänge und Ausgänge mindestens eines Testknotens, so ausgebildet sind, dass die Energieversorgung, die
Weiterleitung von Energie und / oder die Datenübertragung über jeden beliebigen Kanal der Eingänge oder Ausgänge erfolgen kann.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Erfassung und die
Signalisierung von Kontaktfehlern des Kabelbaums dezentral und / oder zentral erfolgt. So sind z.B. Signalisierungen gleichzeitig an einem Rechner und an einer zu prüfenden Einheit möglich.
Beim Testen des Kabelbaums kann es vorteilhaft sein, wenn bei einer Fehlfunktion eines Testknotens eine Signalabgabe, insbesondere eines sichtbaren Signals am Testknoten erfolgt.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Dabei werden zuerst Verbindungen zwischen mindestens zwei Testknoten für die Prüfung mindestens einer Verbindung mit einem Stecker in einem zu testenden Kabelbaum hergestellt.
Dabei bezieht jeder Testknoten seine Betriebsenergie und / oder Testsignale über den zu testenden Kabelbaum und die
Betriebsenergie und / oder die Testsignale werden über den zu testenden Kabelbaum an andere Testknoten weitergeleitet.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Verfahren für das Testen des Kabelbaums während der Fertigung des
Kabelbaums durchgeführt wird. Dies führt zu einer erheblichen Zeitersparnis . In den Figuren werden Ausführungsbeispiele beschrieben, dabei zeigt einen zentralen Prüfansatz für einen Kabelbaum gemäß dem Stand der Technik; eine Ausführungsform eines Testsystems für einen Kabelbaum gemäß der vorliegenden Erfindung ; eine Darstellung der Energieversorgung einer Ausführungsform des Testsystems für einen Kabelbaum gemäß der vorliegenden Erfindung; eine Darstellung der Datenverteilung einer Ausführungsform des Testsystems für einen Kabelbaum gemäß der vorliegenden Erfindung; eine Darstellung der Datenverteilung im System und der Test weiterer Verbindungen für einen Kabelbaum gemäß der vorliegenden Erfindung; eine Darstellung einer Variante der
Datenverteilung zur Ausführungsform gemäß Fig. 5;
eine Darstellung einer Variante der
Datenverteilung zur Ausführungsform gemäß Fig. 5;
Fig . 6 zeigt eine Darstellung einer Ausführungsform eines Testknotens . In Fig. 1 ist ein Aufbau für die Prüfung von Kabelbäumen 10 dargestellt, der einen zentralen Prüfansatz
darstellt, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Eine zentrale Testeinrichtung 120 für den Kabelbaum 10 (in Fig. 1 durch dicke Linien hervorgehoben) ist mit einer elektrischen Energieversorgung 100 und einem
Leitrechner 110, z.B. einem Computer und / oder einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), verbunden.
In dem Leitrechner 110 ist der zu prüfende Soll-Zustand des Kabelbaums 10 hinterlegt, der mit dem zu
ermittelnden Ist-Zustand zu vergleichen ist.
Dafür weist die zentrale Testeinrichtung 120 zwei
Anschlüsse 121, 122 auf.
Der Kabelbaum 10 selbst - auch als Prüfling bezeichnet - ist über einen Kabelbaumanschluss 122 an die zentrale Testeinrichtung 120 angeschlossen. Der Kabelbaum 10 weist dazu einen ersten Stecker 1 auf, der direkt an der zentralen Testeinrichtung 120 angeschlossen ist. An allen anderen Enden des Kabelbaums 10 sind weitere Stecker 2, 3, 4, 5 angeordnet. Die weiteren Stecker 2, 3, 4, 5 können auch untereinander über Leitungen
miteinander verbunden sein, wie es in Fig. 1 z.B.
zwischen dem vierten Stecker 4 und dem fünften Stecker 5 der Fall ist. Die Stecker 1, 2, 3, 4, 5 sind in der
Regel nicht identisch ausgebildet, da die Einsat z zwecke in dem hier nicht dargestellten technischen System unterschiedlich sind. Die Stecker 2, 3, 4, 5, die nicht an der zentralen
Testeinrichtung 120 angeschlossen sind, sind jeweils mit einem Teststecker 12, 13, 14, 15 gekoppelt.
Die Teststecker 12, 13, 14, 15 sind jeweils über
einzelne Leitungen mit einem Anschluss für Prüfleitungen 121 an der zentralen Testeinrichtung 120 verbunden.
Die eigentliche Prüfung des Kabelbaums erfolgt gemäß dem Stand der Technik nun durch die Beaufschlagung der
Stecker 2, 3, 4, 5 mit Signalen (und Energie) über die Teststecker 12, 13, 14, 15, die über Prüfleitungen 130 mit der zentralen Testeinrichtung verbunden sind. Neben dem Kabelbaum 10 existiert somit eine umfangreiche
Verkabelung durch die Prüfleitungen 130, die sich von der zentralen Testeinrichtung 120 jeweils über die
Teststecker, 12, 13, 14, 15 zu den Steckern 2, 3, 4, 5 erstreckt. Bei Fehlfunktionen der Teststecker 12, 13, 14, 15 müssen aufwändige Maßnahmen zur Fehlerfindung eingeleitet werden. Demgegenüber ist in Fig. 2 eine Ausführungsform für ein Testsystem gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, das effizienter einsetzbar ist.
Der Grundaufbau des zu prüfenden Kabelbaums 10
entspricht dem in Fig. 1 dargestellten Kabelbaum. Auch bei diesem Aufbau gibt es eine Energieversorgung 100 und einen Leitrechner 110, der für die eigentliche Prüfung verantwortlich ist. Allerdings wird die zentrale Testeinrichtung 120 mit den daran angeschlossenen Prüfleitungen 130 nicht benötigt.
Vielmehr ist jeder Stecker 1, 2, 3, 4, 5 mit einem
Testknoten 21, 22, 23, 24, 25 gekoppelt. Jedem der
Testknoten 21, 22, 23, 24, 25 ist ein MikroController 31, 32, 33, 34, 35 zugeordnet. Der erste Stecker 1 bildet mit dem ersten Testknoten 21 und dem ersten MikroController 31 den Level 0. Alle anderen Stecker 2, 3, 4, 5 bilden dann zusammen mit den zugeordneten Testknoten 22, 23, 24, 25 und
MikroControllern 32, 33, 34, 35 die weiteren Level.
In Ausführungsformen mit sehr großen Steckern 2, 3, 4, 5 (hohe Pinanzahl) kann es vorteilhaft sein, mehr als einen standardisierten Testknoten 21 untereinander zu koppeln. Damit ist es nicht erforderlich, für jede
Prüfaufgäbe einen eigenen Testknoten 21 zu entwickeln.
Somit erfolgt die Spannungsversorgung und die
Datenverbindung für die Testknoten 22, 23, 24, 25 über den Kabelbaum 10 selbst und nicht über die separaten Prüfleitungen 130. Die übliche PrüfVorrichtung, d.h. der Prüftisch für Kabelbäume wird damit überflüssig, da die Prüfung bereits auf der Produktionseinrichtung
durchgeführt werden kann. Jeder Stecker 2, 3, 4, 5 muss jeweils nur mit einem Testknoten 22, 23, 24, 25
gekoppelt werden, wobei der Testknoten 22, 23, 24, 25 seine Energie und seine Prüfsignale über den Kabelbaum 10 erhält und / oder die Energie und die Prüfsignale über den Kabelbaum 10 verteilt werden.
In alternativen Ausführungsformen erfolgt die
Signalisierung der Testknoten 22, 23, 24, 25 oder die Spannungsversorgung der Testknoten 22, 23, 24, 25 über separate Leitungen. Erfahrungsgemäß führt insbesondere die Einsparung der separaten Leitungen 130 für die
Spannungsversorgung zu einer Reduktion des
Verkabelungsaufwandes . In Fig. 3 ist ein Teil eines Testsystems analog zu Fig. 2 im Detail dargestellt, wobei hier die
Energieversorgung eines zweiten und dritten Testknotens 23, 23 über den ersten Testknoten 21 erfolgt. Die
zugeordneten Mikrocontroller 31, 32, 33 sind hier nicht dargestellt (siehe Fig. 4) . Schematisch ist hier
dargestellt, dass der erste Testknoten 21 den zweiten Testknoten 22 über den zu prüfenden Kabelbaum 10 mit elektrischer Energie versorgt, hier über den Schalter Sl .
Der zweite Testknoten 22 ist über den Kabelbaum 10 mit dem dritten Testknoten 23 verbunden, so dass auch dieser über den Kabelbaum 10 mit elektrischer Energie versorgt wird. Eine gesonderte, externe Spannungsversorgung des zweiten und dritten Testknotens 22, 23 ist nicht
notwendig .
In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird insbesondere ein Energierouting dargestellt, bei dem der erste
Testknoten 21 den zweiten Testknoten 22 mit Energie versorgt. Dabei ist dargestellt, dass die Energie auch an einen dritten Testknoten 23 weitergeleitet werden kann. Der Kabelbaum 10 (auch als Prüflingskabelbaum bezeichnet) dient dabei der Energieübertragung von einer Energieversorgungsquelle 100 über die Testknoten 21, 22, 23.
Der (logisch gesehen) unterste Testknoten 21 in der
Baumstruktur wird Basic-Node (Level 0) genannt und ist per Definition immer der vorderste, da er direkt über ein CAN und / oder den Leitrechner 110 ansprechbar ist. Er wird direkt mit Spannung versorgt (12V/ 24V) und aus der Energieversorgung 100 gespeist.
Nachgeschaltete Testknoten 22, 23 (in der logischen Baumstruktur weiter oben liegend) werden Sub-Nodes genannt (Level 1 bis Level 3) . Je nach Anschluss kann ein SUB-Node Vorderer oder Folgender sein. Insgesamt ist in der dargestellten Ausführungsform die Baumstruktur auf vier Ebenen und die Gesamtzahl aller Nodes auf 64 begrenzt. Grundsätzlich können auch mehr oder weniger Ebenen mit mehr oder weniger Nodes zum
Einsatz kommen.
Für eine Energieversorgung zwischen zwei Testknoten 21, 22, 23 muss es mindestens zwei direkte Verbindungen geben. In Fig. 3 sind diese mit „Versorgung" bezeichnet. Über eine Verbindung wird die positive Spannung, über die andere die GND-Verbindung geschaltet.
Der Spannung gebende Testknoten 21, wird hier als der vordere bezeichnet (Level n in der Baumstruktur), der daran angeschlossene wird der folgende Testknoten 22 genannt (Level n+1 in der Baumstruktur) .
Beim Einschalten der Spannung wird zunächst ein einfacher Kurzschlusstest vom vorderen (Level n) Testknoten 21 vorgenommen. Hierzu wird zuerst geprüft, ob alle
angeschlossenen Leitungen durch ihre Pullups 400 auf high liegen .
Anschließend wird die zu testende GND Verbindung auf GND geschaltet. Über den Pullup 400 wird nun ein hier nicht dargestellter Zwischenkreiskondensator des folgenden Testknotens 22 (Level n+1) langsam geladen.
Nach einer festgelegten Zeit wird kurz abgeschaltet und die Ladung geprüft, um einen Kurzschluss schneller zu erkennen. (Und wieder eingeschaltet, wenn kein
Kurzschluss vorliegt.)
Danach wird die Versorgungsstromquelle (Level n)
eingeschaltet, um den Kondensator des folgenden
Testknotens 22 (Level n+1) vollständig zu laden und damit eine regelmäßige Versorgung zu gewährleisten. Der Strom fließt hierbei durch die hier nicht dargestellten
Eingangsdioden des folgenden Testknotens 22. Testknoten 23, welche in der Baumstruktur nachgeschaltet sind (Level n+2, n+3), werden noch nicht geladen, da sie noch kein GND-Potential durchgeschaltet bekommen haben.
In Fig. 4 ist eine andere Ansicht eines Testsystems für einen Kabelbaum 10 dargestellt, wobei jetzt die
Signalübertragung zum Testen des zweiten Testknotens 22 dargestellt ist. Die Signalprüfung erfolgt in der Regel nach dem im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen
Energierouting .
Der erste Testknoten 21 weist einen MikroController 31 auf, der ein Datenübertragungsmittel 311 zum Senden und Empfangen von Prüfdaten aufweist.
Der MikroController 31 verbindet in diesem Fall das Datenübertragungsmittel 311 zum Senden und Empfangen von Prüfdaten (z.B. Prüfanforderungen, Prüfergebnisse ) mit den Schaltern Sl, S2, wobei Daten an ein
korrespondierendes Mittel zum Empfangen und Senden von Daten 321 des zweiten MikroControllers 32 übermittelt werden. Der zweite MikroController 32 ist mit dem hier nicht dargestellten zweiten Stecker 2 des Kabelbaums 10 verbunden und prüft nun, ob dieser Stecker 2 wie
gewünscht reagiert oder nicht . Das Ergebnis wird wieder über den Kabelbaum 10 zurück über den ersten Stecker 1 zum Leitrechner 110 übertragen und dort z.B. ausgewertet und / oder protokolliert.
Über die Schalter S3, S4 wird eine Spannungsversorgungs- prüfung durchgeführt. Die Schalter S5, S6 werden im vorliegenden Fall getestet. Mit der vorliegenden Ausführungsform können somit beliebige Kanäle (d.h. Leitungen im Kabelbaum 10) zwischen den Schaltern Sl bis S6 des Testknotens 1 und den Schaltern Sl bis S6 des Testknotens 2 miteinander verknüpft werden.
In Fig. 4 ist dargestellt, dass es nur zwei Verbindungen zwischen vorderem Testknoten 21 (Level n) und folgendem Testknoten 22 (Level n+1) gibt. Nun wird über die
Leitung auf der die Stromversorgung eingeschaltet wurde, der Datenverkehr (in Fig. 4 durch das symbolhafte
digitale Signal andeutet) begonnen. Sind mehr Leitungen vorhanden, kann die Kommunikation auch über eine
separate Leitung erfolgen (siehe z.B. Fig. 5) .
Zum Senden wird die Stromversorgung des vorderen
Testknotens 21 (Level n) in kurzen Impulsen ab- und wieder eingeschaltet und dessen Sende-Schalter
entsprechend der Daten ein- und ausgeschaltet. Gesendet wird die Kennung des vorderen Testknotens 21 (Level n) .
Daraufhin folgt eine festgelegte Zeit in der der (hier nicht dargestellte) Zwischenkreiskondensator als
Energiespeicher des/ der folgenden Testknoten 22, 23 nachgeladen wird (Level n+x) .
Nach Ablauf dieser Zeit wird die Stromversorgung wieder deaktiviert und der jetzt geladene folgende Testknoten antwortet durch Schalten eines hier nicht dargestellten Sende-MOSFET gegen GND . Gesendet wird die eigene Kennung plus die verstandene Kennung. Ist die Antwort gesendet, schaltet der vordere Testknoten 21 wieder auf Laden und lädt den angeschlossenen Zweig.
In der folgenden Tabelle ist der Ablauf einer Kommunikation, Zeit je 100 Millisekunden pro State darstellt. Transistor Laden Senden Laden Empfangen Laden
Tl ON OFF ON OFF ON
T2 OFF Send, low OFF OFF OFF aktiv
T3 OFF OFF OFF OFF OFF
T4 OFF OFF OFF Send, low OFF aktiv
Tl = Stromquelle des vorderen Testknotens 21
T2 = Sende-MOSFET des vorderen Testknotens 21
T3 = Stromquelle des folgenden Testknotens 22
T4 = Sende-MOSFET des folgenden Testknotens 22
Die Pausenzeiten müssen überprüft werden, da sie
ausreichend sein müssen, den Eigenbedarf der kaskadierten Schaltungen zu erbringen.
Bestehen mehrere Verbindungen zwischen den beiden
Testknoten werden diese jetzt durch die oben beschriebene Kommunikation (Senden ID, Zurücksenden eigene und
verstandene ID) getestet. Danach wird der nächste
folgende Testknoten aktiviert.
Die Reihenfolge legt das übergeordnete Leitsystem 110 fest . Damit wird eine bidirektionale Schaltung ermöglicht, bei der jeder Eingang ein Ausgang sein kann und umgekehrt.
Somit ist eine Prüfung von Verbindungen zwischen
Testknoten 21, 22 durch Datenübertragung möglich. Dies erfolgt nun in einem nächsten Schritt, der in Fig. 5 dargestellt ist. Grundsätzlich ist der gleiche Aufbau dargestellt. Nun aber sorgt der erste MikroController 31 dafür, dass die Datenverbindung über die Schalter S5 und S6 geprüft wird.
Die übertragenen Daten beinhalten eine Kennung des Senders und eine Nummer des sendenden E/A (siehe z.B. Fig. 5A) . Dadurch können Fehlverbindungen oder auch Kurzschlüsse erkannt werden, weil in diesem Fall das gesendete Signal nicht nur an der erwarteten Stelle, sondern auch an anderen Stellen empfangen wird.
Da die Spannungsversorgung und / oder die Signalleitung über den Kabelbaum 10 erfolgt, sind weniger oder keine externe Verkabelungen für die Übermittlung von
Prüfsignalen an den Kabelbaum 10, den Empfang der
Signale aus dem Kabelbaum 10 und an die
Spannungsversorgung notwendig.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn unabhängig von der Belegung in einem Kabelbaum 10 für gleiche Typen Stecker 1, 2, 3, 4, 5 (siehe Fig. 1) stets derselbe Testknotenaufbau verwendet werden kann. Dies führt zu einer Reduktion der mechanischen Varianten der
Testknoten. Die Belegung der einzelnen E/A Punkte der Stecker 1, 2, 3, 4, 5 ist durch die hier beschriebenen Ausführungsformen frei wählbar, so dass es für jeden physikalischen Steckertyp nur einen Testknotenaufbau geben muss. Damit wird der Aufwand in der Produktion und Instandhaltung der PrüfVorrichtungen erheblich
verringert .
In Fig. 5A ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der jeder Testknoten 21, 22 sechzehn Schalter Sl bis S6 aufweist an acht Ein- und Ausgängen (E/A) . Die
Flexibilität der vorliegenden Ausführungsform erlaubt eine besonders flexible Kombination der Schalter. So erfolgt eine Datenübertragung zwischen dem Ein- und Ausgang E/Al des ersten Testknotens 21 und dem Ein- und Ausgang E/A2 des zweiten Testknotens 22. Über den Ein- und Ausgang E/A 2 des ersten Testknotens 21 erfolgt eine Spannungsversorgung des Ein- und Ausgangs E/A 5 des zweiten Testknotens 22. Der Kabelbaum 10A in Fig. 5A zeigt einen etwas anderen Aufbau, als der Kabelbaum 10 in Fig. 5. Wegen der
Gleichheit aller E/A Anschlüsse kann trotzdem der gleiche physikalische Aufbau im zweiten Testknoten 22 verwendet werden. Das bringt erhebliche Vorteile bei der Verfügbarkeit und reduziert die notwendigen Varianten.
Fig. 5B zeigt eine Variante der Ausführungsform gemäß Fig. 5A, so dass auf die entsprechende Beschreibung Bezug genommen werden kann. Hier wird dargestellt, dass es auch möglich ist, E/A ein und desselben Testknotens 21, 22 über den Kabelbaum 10B zu prüfen.
Beispielhaft ist in Fig. 6 die Bestückung eines
Testknotens 21 dargestellt. Ein CAN-Bus kann über die Steckeranschlüsse ST1, ST2 angeschlossen werden. Die Stecker liegen elektrisch parallel und haben dieselbe Belegung. Damit können mehrere Baugruppen mit
standardisierten Kabeln einfach kaskadiert werden.
Der Testknoten 21 weist einen Drehkodierschalter Bl auf, mit dem eine eindeutige Adressierung möglich ist.
Eine zweifarbige LED Dl dient der Anzeige eines
Betriebszustandes.
Der hier dargestellte Testknoten 21 weist 16 frei programmierbare 24V E/A Kanäle auf. Diese befinden sich auf einem Steckeranschlüsse ST3. Dabei sind die Pins 1 bis 16 mit den E/A Kanälen 0 bis 15 belegt. Bezugs zeichenliste
1, 2, 3, 4, 5 Stecker des Kabelbaums
10, 10A, 10B Kabelbaum
12, 13, 14, 15 Teststecker für Stecker des Kabelbaums 21, 22, 23, 24, 25 Testknoten für Stecker des Kabelbaums
31, 32, 33, 34, 35 MikroController der Testknoten
100 Energieversorgung Testsystem
110 Leitrechner
120 Zentrale Testeinrichtung
121 Anschluss für Prüfleitungen zu Teststecker
122 Kabelbaumanschluss 130 Prüfleitungen
311, 321 Datenübertragungsmittel für Prüfdaten
Bl Drehkodierschalter
Dl LED
ST1, ST2, ST3 Steckeranschlüsse

Claims

Patentansprüche
1. Testsystem für einen Kabelbaum, gekennzeichnet durch mindestens zwei Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) für die Prüfung mindestens einer Verbindung mit einem Stecker (1, 2, 3, 4, 5) in einem zu testenden Kabelbaum (10), wobei
mindestens ein Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) so
ausgebildet ist, dass seine Betriebsenergie und / oder
Testsignale über den zu testenden Kabelbaum (10) beziehbar und / oder verteilbar sind und über den zu testenden
Kabelbaum (10) an andere Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) weiterleitbar sind.
2. Testsystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass alle Testknoten (21, 22, 23, 24, 25), ausgebildet sind, dass die Betriebsenergie und / oder Testsignale über den zu testenden Kabelbaum (10) beziehbar und / oder verteilbar sind und über den zu testenden
Kabelbaum (10) an andere Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) weiterleitbar sind.
3. Testsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens ein Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) mit einem Datenübertragungsmittel (311, 321) für die Übertragung eines Prüfaufträges von einem
Leitrechner (110) zu den einzelnen Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) und / oder für die Übertragung des Prüfergebnisses an den Leitrechner (110) gekoppelt ist.
4. Testsystem nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) mit einem
MikroController (31, 32, 33, 34, 35) zur Steuerung des
Testknotens (21, 22, 23, 24, 25), insbesondere für dessen Energiemanagement, die Kommunikation mit anderen Testknoten (21, 22, 23, 24, 25), die Kommunikation mit dem Leitrechner (110), der Durchführung der vom Leitrechner (110)
übersandten Prüfaufträge und / oder die Protokollierung der Ergebnisse gekoppelt ist.
5. Testsystem nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) ein Mittel zur
drahtlosen Datenübertragung vom und zum Leitrechner und / oder zur Kommunikation unter Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) aufweist .
6. Testsystem nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die
Eingänge und Ausgänge, mindestens eines Testknotens (21, 22, 23, 24, 25) so ausgebildet sind, dass die Energieversorgung, die Weiterleitung von Energie und / oder die
Datenübertragung über jeden beliebigen Kanal der Eingänge oder Ausgänge erfolgen kann.
7. Testsystem nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die
Erfassung und die Signalisierung von Kontaktfehlern des Kabelbaums dezentral und / oder zentral erfolgt.
8. Testsystem nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass bei einer Fehlfunktion eines Testknotens (21, 22, 23, 24, 25) eine Signalabgabe, insbesondere eines sichtbaren Signals, am Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) erfolgt.
9. Verfahren für das Testen eines Kabelbaums, bei dem a) Verbindungen zwischen mindestens zwei Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) für die Prüfung mindestens einer Verbindung mit einem Stecker (1, 2, 3, 4, 5) in einem zu testenden
Kabelbaum (10) hergestellt werden, wobei b) jeder Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) seine
Betriebsenergie und / oder Testsignale über den zu testenden Kabelbaum (10) bezieht und c) die Betriebsenergie und / oder die Testsignale über den zu testenden Kabelbaum (10) an andere Testknoten (21, 22, 23, 24, 25) weitergeleitet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet , dass es während der Fertigung des Kabelbaums durchgeführt wird.
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