尽早分析
虚拟原型制作可最大限度缩短开发时间,因此重要性日趋明显。可采用 ETAS INTECRIO-VP 附件来分析系统模型,而不必使用复杂的原型制作硬件。这样就可在开发的早期阶段使用基于现有测试数据的开环验证或者模型在环(MiL) 技术来验证和预校准新功能。
INTECRIO-VP 将虚拟原型制作引入到 PC 工作站。尤其是可通过虚拟实时操作系统和软件组件之间信号的 ECU 兼容性传输来获取有用的结果。除了功能模型,可对车辆或环境模型进行整合,以便使用模型在环应用。这样,不仅可以使用验证功能,还可以对功能进行预校准。
可在 INTECRIO-VP 中对模拟时间进行测量。在使用“快动作计时”时,可更快地进行虚拟试验,从而为自动化工艺带来明显的便利。相比之下,当使用“慢动作计时”进行虚拟试验时,单独的模拟步骤变得更容易理解。
通过ETAS试验环境的信号发生器来产生激源。
INTECRIO-VP具有广泛的兼容性,可作为虚拟原型制作的理想工具。
优点
- 与不同开发构件进行虚拟原型制作
- 不必使用复杂的原型制作硬件就可以对系统模型进行分析
- 在开发的早期阶段使用模型在环(MiL) 技术来验证和预校准新功能
- 可将车辆和环境模型与功能模型整合
- 可在工艺中使用慢动作/快动作功能在 INTECRIO-VP 中测量模拟时间
使用案例:GM的燃料电池开发
GM燃料电池活动区(FCA)的ECU软件开发和被控对象建模团队采用Simulink®和Mathworks的Stateflow来呈现ECU燃料电池系统控件模型和料电池系统被控对象模型。因为没有现存的燃料电池算法,控件软件开发环境只能完全基于模型。可使用在之前借助快速原型制作硬件进行的研究中验证的模型,从而实现对ECU的控制。使用修改的发动机控件ECU集成环境将自动生成的控制算法代码嵌入到现有的ECU软件系统。
挑战
需采用整体燃料电池系统中的综合性、高保真被控对象模型来替换物理系统,以便在在环模型(MiL)和在环硬件(HiL)环境中进行控制算法测试。
解决方案
使用INTECRIO-VP插件,INTECRIO-IP使用高效的MiL仿真代替了ECU。控制算法和被控对象模型的开发者可以使用MiL环境,软件测试人员也可以将其作为一个联合的平台。单独的团队可借助配置管理系统对MiL环境单独进行变更。
GM-FCA使用INTECRIO-IP来整合单独的控制和被控对象模型。开始评估INTECRIO时,控件模型基于MATLAB® R14SP2版,而被控对象模型基于2006b版。简单的MATLAB®脚本让控制和被控对象模型的输入和输出与INTECRIO-IP保持一致,以便生成INTECRIO-IP模型进行连接。如果输入和输出组合的名称一样,被控对象和控制可在INTECRIO-IP中自动进行连接。
INTECRIO-IP可基于几种不同MATLAB®/Simulink®版本的子模型,对采用实时码产生器(RTW)或嵌入式编码器(EC)生成的代码进行集成。然后,可以在PC上对集成模型的性能进行模拟测试。
优势
可在开发的早期阶段进行开发和测试,并再次使用所产生的结果。
因为可依据INTECRIO-IP对强大的INCA和LABCAR工具进行分类,可使用相同的工具在多个开发阶段进行测量、校准、测试及测试自动化。
另外,INTECRIO-IP加快了模拟,并减少了与模型的变更和后续测试相关的周转时间。
使用案例:通过EDC模型和GT协同模拟的在环软件,以D2676LF 25系列的MAN内嵌式6汽缸发动机作为示例
如今的发动机控件(如Bosch EDC柴油机电子控制系统)拥有数百项功能,其目的也是为了确保符合法定排放限制。因其具有高复杂性,D2676LF 25系列的MAN内嵌式6汽缸发动机(活塞位移:12.4 l, 功率:1900 min-1时353 kW)用作理想的在环软件应用测试工具。该类型的发动机用于TGS和TGX重型卡车系列。该发动机具有两级涡轮增压功能、配备充气冷却和中间冷却器、高压共轨喷射系统、氧传感器控制的冷却废气再循环(EGR)、由氧化催化剂、黑烟过滤器(DPF)和SCR催化剂(选择性催化还原)进行的尾气净化,其废气排放低于欧6废气排放限值。
挑战
进行高复杂性和耗时的程序时,要在物理ECU上进行功能开发和参数化,有时需要在真实试验台上对软件和驱动组件进行进一步整合。
解决方案
采用虚拟测试台来连接现有的组件和多余的硬件。这种灵活性可用于进行更有效的开发。
借助ETAS INTECRIO-IP整合和配置平台以及INTECRIO-VP插件来创建针对校准、功能开发和优化应用场景的虚拟开发环境(也称为虚拟测试平台)。这样,不仅将被控对象模型(如GT-Suite、Matlab®/Simulink®)连接到软件模型(Bosch EDC柴油机电子控制),同时产生可执行的代码,并最终由INCA进行控制。
虚拟测试平台由可模拟的发动机和与可进行PC模拟的软件相连接的废气处理模型组成。
优势
该解决方案在新功能开发和新功能或现有功能应用过程中呈现了大量的应用,同时维持了测试的高重复性和适应性。因为测试周期可在虚拟环境中的部分实时时间内进行计算,可大大减少需要在耗时程序(如加载黑烟过滤器(DPF))进行参数化的工作。
在虚拟测试台上采用或不采用适当被控对象模型来对软件进行模拟,可在开发的不同阶段进行真实的前端加载。可在较早期不使用特殊硬件和真实目标的情况下对功能进行离线参数化及/或测试。使用INCA应用工具在普通环境中操作虚拟测试台;这样可大量提高用户友好性和用户满意度。
由于所使用的PC兼容的软件模块与真实目标软件组件相同且在实时操作系统上执行,保证了软件模块的真实性能。可在虚拟测试台上获取的结果关键取决于所使用的受控对象模型的质量。在这种情况下,在发动机开发阶段使用受控对象模型确保了模型的良好可用性及合适的高模型质量。
针对虚拟开发环境有很多其它的应用场景。除了传统的功能校准,该工具还可与优化工具结合使用来进行自动化优化。另外,得益于虚拟环境的模块化结构,可随时对单独的功能进行交换。这就意味说开发环境也可用于功能开发。