Logging data that drives tomorrow.

Hardware-in-the-Loop

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Hardware-in-the-Loop

Datenlogging für reproduzierbare Steuergeräte- und Systemtests

Hardware-in-the-Loop (HiL) gehört zu den etablierten Testmethoden in der Fahrzeugentwicklung. Steuergeräte werden dabei unter reproduzierbaren Laborbedingungen getestet, während Fahrzeug, Sensoren oder Aktoren ganz oder teilweise simuliert werden.

Dadurch lassen sich Softwarefunktionen bereits vor der Erprobung im Fahrzeug validieren. Fehler können frühzeitig erkannt, reproduziert und analysiert werden.

Während eines HiL-Tests entstehen Kommunikationsdaten aus mehreren Fahrzeugnetzwerken sowie Messdaten aus der Prüfstandstechnik. Die synchrone Aufzeichnung dieser Daten bildet die Grundlage für die Analyse des Systemverhaltens und die Bewertung von Testergebnissen.

Typischer Versuchsaufbau

Wie werden Steuergeräte im Hardware-in-the-Loop validiert?

Bei einem HiL-Test wird das zu prüfende Steuergerät mit einer simulierten Fahrzeugumgebung verbunden. Während das Steuergerät mit realer Hardware arbeitet, werden Fahrzeug, Sensoren oder Aktoren vollständig oder teilweise durch Simulationsmodelle ersetzt. Dadurch lassen sich Entwicklungs- und Validierungstests unabhängig von einem realen Fahrzeug durchführen. Fehler können unter identischen Randbedingungen reproduziert und unterschiedliche Softwarestände objektiv miteinander verglichen werden.

Einsatz

Steuergeräte und Funktionen realitätsnah testen​

Herausforderung

Synchronisierte Datenerfassung in Echtzeit​

Schnittstellen

CAN / CAN-FD, LIN, FlexRay und weitere

Bandbreite

Datendurchsatz: 2-16 Gbit/s Speicherbedarf: 2-32 TB

Der Prüfaufbau eines Hardware-in-the-Loop-Systems verbindet das reale Steuergerät mit einer simulierten Fahrzeugumgebung. Sensoren, Aktoren und weitere Fahrzeugkomponenten werden durch Modelle nachgebildet und entsprechende Signale in Echtzeit erzeugt und verarbeitet.

Die Testumgebung ermöglicht es, unterschiedliche Betriebszustände und Fahrsituationen gezielt und reproduzierbar abzubilden. Auch Grenzfälle und Fehlerszenarien können simuliert werden, wodurch sich Steuergeräte und Fahrzeugfunktionen bereits während der Entwicklung systematisch testen und validieren lassen.

Der HiL-Test beginnt mit der Vorbereitung und Konfiguration der Testumgebung. Dazu werden die benötigten Fahrzeugmodelle, Kommunikationsschnittstellen und Testparameter festgelegt sowie das Steuergerät in den Prüfaufbau eingebunden.

Während der Durchführung werden definierte Testfälle automatisiert oder manuell ausgeführt. Dabei werden verschiedene Betriebszustände, Eingangssignale und Fehlerszenarien simuliert und die Reaktionen des Steuergeräts kontinuierlich erfasst.

Im HiL-Test werden unterschiedliche Datenquellen und Schnittstellen eingebunden, um das Verhalten des Steuergeräts und der simulierten Fahrzeugumgebung möglichst vollständig zu erfassen. Dabei entstehen sowohl Kommunikations- als auch Messdaten, die während des gesamten Testablaufs aufgezeichnet und synchronisiert werden.

Typische Datenquellen und Schnittstellen sind:

  • CAN und CAN FD
  • LIN
  • FlexRay

Je nach Testaufbau auch:

  • Automotive Ethernet
  • Analoge und digitale Signale
  • RS-232

Die Zusammenführung dieser unterschiedlichen Datenquellen ermöglicht eine ganzheitliche Betrachtung des Systemverhaltens. Eine zeitlich synchronisierte Erfassung erleichtert dabei die Zuordnung von Ereignissen und bildet die Grundlage für eine zuverlässige Analyse und Bewertung der Testergebnisse.

Ein HiL-System verbindet reale Steuergeräte mit einer simulierten Fahrzeugumgebung. Dabei entstehen Kommunikationsdaten aus mehreren Fahrzeugnetzwerken sowie Messdaten der Prüfstandstechnik.

Damit Testergebnisse reproduzierbar ausgewertet werden können, müssen sämtliche relevanten Daten synchron aufgezeichnet werden.

Der Betrieb von Hardware-in-the-Loop-Testsystemen stellt hohe Anforderungen an die Erfassung, Synchronisation und Analyse von Mess- und Kommunikationsdaten.

Typische Herausforderungen sind:

  • Gleichzeitige Aufzeichnung mehrerer Kommunikationsnetze
  • Synchronisation von Kommunikations- und Messdaten
  • Reproduzierbare Testbedingungen
  • Flexible Anpassung an unterschiedliche HiL-Systeme
  • Analyse komplexer Steuergerätekommunikation

Die im HiL-Test aufgezeichneten Mess- und Kommunikationsdaten bilden die Grundlage für eine detaillierte Analyse des Systemverhaltens. Durch die zeitlich synchronisierte Auswertung verschiedener Datenquellen können Zusammenhänge erkannt, Fehler gezielt untersucht und Testergebnisse bewertet werden. Anschließend lassen sich die Daten für weitere Analysen, automatisierte Auswertungen, Berichte oder die Dokumentation und Absicherung von Fahrzeugfunktionen weiterverwenden.

Produkt-Highlight

XORAYA N16000

Präzise Datenerfassung und Analyse für Hardware-in-the-Loop-Prüfungen

Der XORAYA N16000 ist eine Datensenke, die unter anderem in komplexen Hardware-in-the-Loop-Prüfsystemen (HiL) zum Einsatz kommt. Sie ermöglicht die zentrale Erfassung großer Datenmengen mit bis zu 15 Gbit/s. Durch die Kaskadierung mit weiteren XORAYA Datenloggern und Tastköpfen lässt sich das System flexibel um benötigte Schnittstellen und Fahrzeugbusse erweitern. Die präzise Zeitstempelauflösung von 100 ns sowie wechselbare Speichereinheiten (RSU) mit bis zu 32 TB ermöglichen eine zuverlässige Aufzeichnung umfangreicher Messdaten in anspruchsvollen Prüfstandsumgebungen.

Highlights

Systembeispiele

Welche Produkte empfehlen wir für HiL-Tests?

Die Auswahl der passenden XORAYA Produkte für HiL-Tests richtet sich nach den individuellen Anforderungen des Prüfstands. Entscheidend sind dabei unter anderem die benötigten Schnittstellen, Datenraten, die Anzahl der Messstellen, die Prüfdauer sowie die vorhandene Infrastruktur. Dank ihrer aufeinander abgestimmten Funktionen lassen sich die XORAYA Produkte nahtlos miteinander kombinieren und zu maßgeschneiderten Data-Logging-Lösungen zusammenstellen.

Beispiel 1

Einzelner Datenlogger

Einzelne Steuergeräte oder Komponenten

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  1. Datenlogger: z. B. N4000
  2. Speicher: z. B. ESU
  3. Software: z. B. Suite
Beispiel 2

Erweitertes System

Erweiterte Signalerfassung am Fahrzeug oder Prüfstand

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  1. Tastköpfe: z. B. MultiProbe X1
  2. Datenlogger: z. B. N4000
  3. Datensenke: z. B. ASU
  4. Software: z. B. Suite + App
Beispiel 3

Datenloggerverbund

Integriertes Messsystem für umfangreiche Testprozesse

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  1. Tastköpfe: z. B. MultiProbe X1 + Probe B12
  2. Datenlogger: z. B. 2x N4000+
  3. Datensenke: z. B. 1x N16000
  4. Software: z. B. Suite + App
  5. SDK 

Persönliche Beratung

Haben Sie Fragen zu diesem Produkt oder einer speziellen Anwendung? Unsere Experten beraten Sie gerne persönlich und unverbindlich.

Services & Engineering

Wir liefern die passende Messlösung für Ihren HiL-Prüfstand

Wir realisieren kundenindividuelle Systemlösungen auf Basis unseres modularen Produktportfolios – passgenau für Ihre Anforderungen. Durch die intelligente Kombination und Anpassung einzelner Komponenten entstehen leistungsstarke, skalierbare Gesamtsysteme aus einer Hand – von der Planung bis zur Umsetzung.

Auslegung des Messsystems

Für Ihre Messaufgabe legen wir skalierbare Loggersysteme mit passenden Schnittstellen, Datenraten und Speicherkapazitäten aus.

Fahrzeug- & Prüfstandsintegration

Mit passenden Einbaulösungen integrieren wir Ihre Messtechnik in Testfahrzeuge und Prüfstände und validieren ihre Funktion.

Kabel & Kabelbäume

Passgenaue Kabelsätze und Kabelbäume sichern Signalqualität, Stromversorgung und EMV-Sicherheit in Ihrer Einbausituation.

Performance & Funktionalität

Gezielte Hardware- und Software-Anpassungen erweitern unsere Datenlogger um zusätzliche Leistung, Schnittstellen und Funktionen.

Software-Anpassung

Kundenspezifische Softwarefunktionen erweitern unsere Anwendungen und unterstützen Ihre individuellen Messabläufe.

Konfiguration & Support

Von Inbetriebnahme und Anwenderschulung bis zu Wartung und Reparatur begleiten wir den gesamten Lebenszyklus Ihrer Messtechnik.

FAQ

Die folgenden Fragen beantworten zentrale Aspekte rund um die Datenerfassung und geeignete Logging-Systeme für Hardware-in-the-Loop für Fahrzeuge.

HiL ermöglicht reproduzierbare Tests von Steuergeräten und Systemfunktionen, bevor diese in einem Fahrzeug eingesetzt werden.

Typischerweise Kommunikationsdaten aus Fahrzeugnetzwerken sowie Messdaten der Prüfstandstechnik und Simulationssysteme.

Die synchrone Erfassung mehrerer Kommunikationsnetze sowie die Reproduzierbarkeit der Messdaten zählen zu den wichtigsten Anforderungen.

Als zentrale Systemkomponente für komplexe Messaufbauten kommt die XORAYA N16000 zum Einsatz. Je nach Prüfaufbau lässt sich die Datensenke durch Komponenten wie den XORAYA N4000+, die Probe B12 oder die MultiProbe X1 um die erforderlichen Schnittstellen erweitern.

Für kleinere Messsysteme bietet sich alternativ die XORAYA ASU an, die sich ebenfalls flexibel mit passenden Tastköpfen und Datenloggern kombinieren lässt.

Je nach Gerätekonfiguration unterstützen X2E-Systeme CAN, CAN FD, CAN FD SIC, LIN, FlexRay, Automotive Ethernet (100BASE-T1 und 1000BASE-T1), Gigabit-Ethernet sowie analoge und digitale Eingänge und RS-232. Weitere Schnittstellen auf Anfrage.

Ja. Die modularen Systeme können dazu je nach Prüfstandsarchitektur um zusätzliche Schnittstellen, Tastköpfe oder Speicherlösungen erweitert werden.

Je nach System stehen Funktionen wie Trigger, Filter, Live-Monitoring, Datenexport sowie Analyse- und Automatisierungsfunktionen zur Verfügung.

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Pascal Schell
Head of Support

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Josephin Zundel
Talent Management

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