车辆种类多种多样,动力传动系统也具有众多变体:车辆类型中会包含各种不同的马达和齿轮模型组合,可能支持电机或不支持电机。除了混合动力驱动外,越来越多的电池电气系统也正在开发中。因此,Renault 等汽车制造商在动力传动系统 ECU 开发和验证领域面临着越来越多的挑战,例如如何高效管理开发和测试数据。我们的目的是通过在软件中进行简单的更改来仿真不同的 ECU 变体。

根据车辆类型、发动机尺寸、变速器类型和发动机概念,ECU 软件必须符合相应应用的要求。因此,开发人员将面临着巨大的工作量,因为所有可能的组合都必须经过测试和验证。与此同时,验证过程变得越来越苛刻,因为车辆控制单元和新型车辆功能(例如高级驾驶辅助系统 ADAS)之间的互连性日益增加,导致测试变得越来越复杂。

dSPACE线上杂志

这是dSPACE杂志(2020 年第 01 期)中的一篇文章:您可以阅读线上版本。

高效开发

不久前,为了满足未来市场需求,Renault 决定优化动力传动系统开发和测试流程,并在短时间内向市场持续交付高质量的产品。这意味着,为了使高度复杂的测试变得简单高效,Renault 必须安装足够并且适用的测试系统,进行控制单元的验证。

使用自动化 HIL 测试

The HELIUM central management system collects a wide range of information for ECU testing, including signal lists, parameters, and plant models, which can be flexibly expanded with various model components. The software uses the information to create a test environment and transfers it to the simulators for the test execution.

由于变体种类众多,因此需要能够实现更大测试吞吐量的测试系统。Renault 认为只有通过重新设计其硬件在环 (HIL) 测试并达到高度自动化,才能最终实现这一目标。仅仅几个测试系统是远远不够的,所以公司决定在罗马尼亚建立一个新的测试厂。这样做的思路是:通过一系列 HIL 仿真器,测试系统可以进行灵活组合,以执行各种各样的测试任务。根据测试任务,开发人员只需在工厂预订所需的测试资源即可。这也对仿真器提出了新的要求。

多样化要求清晰的流程和结构

每个 ECU 变体都需要一个特定的测试环境,该环境基本上由 HIL 仿真器、参数化设备模型、软件工具和其它支持工具组成。目前,大部分验证动力传动系统的环境都设置在 Renault 罗马尼亚的测试厂,这些环境也用于 ECU 测试。对于开发人员来说,最困难的任务之一是为相应的测试任务及时准备各种 HIL 仿真器,因为每个变体都需要新的配置。此外,验证团队的每位成员都可以根据自己的测试要求预订测试系统。因此,为了保证平稳的运行,我们需要制定清晰的流程和结构,以准确地定义团队使用系统的方式以及执行测试的时间顺序。此外,大量的测试环境很难手动管理。因此,为了在创建测试环境期间为其团队提供有效支持,Renault 需要一个更高级的系统来管理所有必要的工作步骤和资源,并实现流程构建的自动化。

“dSPACE 产品拥有众多功能,并能轻松集成至我们的工具链中,因此可以灵活地适应特定项目的要求。”

Jean-Marie Quelin,Renault France

HELIUM 管理系统

HELIUM 是 Renault 设计的一款新工具,专用于动力传动系统的开发。它能够自动创建测试环境,用于 HIL 测试。开发人员可以使用该工具自动设置环境,并将其移到数据库或存储库。为此,该软件提供了直观的用户界面,只需点击一下按钮就能启动自动构建流程。当工具连接到仿真器时,验证工程师可以使用 ControlDesk 中的专用用户界面加载环境。由于工作流程简单而方便,因此大大减少了测试时间和潜在故障。

组合使用 SCALEXIO 和 PHS 系统的测试厂

罗马尼亚测试厂目前具有 34 个 dSPACE HIL 仿真器:13 个 SCALEXIO 系统和 21 个基于 PHS 的仿真器用于测试新的动力传动系统控制单元。正如最初规划的那样,现在各系统均可灵活用于多种不同的电子控制单元 (ECU) 测试。这主要归功于 dSPACE 工具的标准化 XIL API 兼容接口,它能够支持不同测试硬件和软件之间的交互。SCALEXIO 和 PHS 系统的用户界面相同:我们在 HELIUM 中执行全面的参数设定。此外,用于自动创建被测模型的工作流程和组件模型也是相同的。因此,我们可以在所有测试系统上执行相同的自动化测试。

For testing new powertrain control units, Renault set up a test factory in Romania that consists of 13 SCALEXIO systems and 21 PHS-based simulators. Each validation team member can book the test systems for their own testing purposes.

稳定可靠的测试系统提高了测试吞吐量

通过新工具和部分流程优化,Renault 成功实现了对动力传动系统领域各种产品的管理,并且满足了客户对验证流程的严格要求。如今,罗马尼亚的团队每年可创建一百多个不同的测试环境。dSPACE 系统在此过程中发挥了非常重要的作用。这些 dSPACE 系统拥有众多功能,并能轻松集成至 Renault 工具链,因此可以灵活地适应特定项目的要求。同时,dSPACE 工具已高度标准化,这意味着并非所有的 ECU 变体都需要单独的测试系统。总体来说,dSPACE 测试系统在整个优化过程中十分安全可靠,为实现 ECU 测试的高吞吐量奠定了基础。经验丰富的 dSPACE 工程师直接驻场,帮助 Renault 优化和执行测试流程。

总结与展望

通过使用新的工具链,即便人员发生变动,开发团队也能保持开发流程的效率和 HIL 测试环境的质量。Renault 已计划进一步优化自动化和验证流程,包括逐步实现全天候运行。工具链也将不断地引入 dSPACE 工具的新功能。我们的目标是在与 Nissan 的商业合作中尽快使用新的流程和工具链。

Jean-Marie Quelin, Renault

発行元: 2020年01月31日
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