{{{sourceTextContent.title}}}

Prova ibrida d'avanzamento del veicolo di Subaru con la simulazione del Fissaggi-in--Ciclo

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

? Adottando la simulazione FPGA-basata per mezzo delle piattaforme dei fissaggi e di software del Ni, abbiamo realizzato la fedeltà di velocità e del modello di simulazione richiesta per la verifica di un motore elettrico ECU.

{{{sourceTextContent.description}}}

Abbiamo ridotto il tempo della prova a 1/20 del momento valutato per la prova equivalente su un dinamometro.?? Sig. Tomohiro Morita, FUJI Heavy Industries, srl.

La sfida:

Usando la prova automatizzata per mettere a punto un nuovo sistema di verifica che soddisfa il livello di qualità di controllo ha richiesto per l'unità di controllo elettronica del motore (ECU) in Subaru? veicolo ibrido di modello di produzione di s prima, ibrido di Subaru XV Crosstrek e generare gli stati di prova gravosi che sono difficili da realizzare per mezzo delle macchine reali.

La soluzione:

Sviluppando un sistema di verifica con la piattaforma del Ni FlexRIO che permette l'esecuzione automatica di tutti modelli di prova e ripiega gli ambienti più severi di prova per assicurare il livello elevato della sicurezza all'utente, mentre ottenendo tasso richiesto di controllo ed incontrando le cronologie critiche.

Oggi, le automobili sono dotate di un numero enorme degli ECU per dirigere la funzionalità ed i comandi avanzati ampliati nel veicolo. In un veicolo ibrido, il motore ECU svolge un ruolo ancor più complicato mentre dirige l'interazione fra il motore convenzionale e la macchina motrice elettrica, con le relative centrali elettriche.

Fuji Heavy Industries, società madre di Subaru, precisata per sviluppare il relativo primo veicolo ibrido? l'ibrido di Subaru XV Crosstrek. Ciò era il nostro tentativo preliminare di trasportare un veicolo ibrido del modello di produzione che designa sia i mercati come bersaglio giapponesi che nordamericani domestici.

I nostri assistenti tecnici avévano sviluppato un motore ECU per un prototipo ibrido più in anticipo, ma la componente non ha fatto fronte alle richieste rigorose prendere un veicolo al mercato. Per il veicolo del modello di produzione, l'ECU ha avuto bisogno di varie funzionalità di controllo di prevenire danni to il corpo del veicolo e di assicurare la sicurezza del passeggero e del driver nelle varie condizioni di gestione, persino piani d'azione che sarebbero stati impossibli o poco pratici da provare su fissaggi fisici.

Per esempio, nelle circostanze ghiacciate di azionamento, una rotella può avvertire una perdita improvvisa di trazione. Durante l'accelerazione questo può causare un aumento drammatico nella velocità del motore e le necessità essere trattato sicuro. Tuttavia, questo comportamento di sicurezza non può essere riprodotto fisicamente su un dinamometro ed è che richiede tempo e difficile da riprodurrsi su una pista della prova.

Poiché le procedure di controllo complesse per la sicurezza specifica condiziona come questa necessità di essere diventato e di verificato, la prova ha dovuto rappresentare le condizioni di gestione periferiche per soddisfare il livello di qualità richiesto per un veicolo del modello di produzione.

Un nuovo metodo

I nostri assistenti tecnici hanno collegato l'ECU ad una simulazione in tempo reale del motore elettrico per verificare e verificare vari termini, compreso i valori erratici estremi che possono rompere al contrario il sistema in prova meccanica tradizionale. Hanno sviluppato un meccanismo sufficientemente per confermare questo metodo di simulazione di software con tre obiettivi primari per la riuscita prova:

? Verifichi la funzionalità dell'ECU in vari termini, compreso gli ambienti estremi generati o ripiegati non facilmente

? Tracci le cause ai requisiti accertare il riempimento completo della prova

? Effettui facilmente le prove di regressione per convalidare rapidamente le ripetizioni di disegno

Per realizzare questi obiettivi, la nostra squadra di ingegneria ha usato un metodo dello V-schema per lanciare il processo di verifica e di disegno. Lo schema descrive una metodologia messa per il disegno di software e la convalida inclusi di schieramento, compreso i punti di prova in ogni fase.

Ai punti multipli del processo di disegno, la squadra ha avuto bisogno del sistema del fissaggi-in--ciclo (HIL) di verificare il motore ECU contro una simulazione in tempo reale del motore che ha rappresentato esattamente il motore reale del veicolo. Ulteriormente, usando il sistema di HIL, i nostri assistenti tecnici potrebbero fare fronte alle richieste di traceability registrando i risultati della prova automaticamente ed automatizzando le prove di regressione quando un cambiamento dell'ECU è stato fatto.

Successo del sistema

Il nuovo sistema di verifica sviluppato consiste di un motore reale ECU e del sistema di HIL che simula i funzionamenti del motore. Il sistema di HIL può rappresentare tutta la condizione di gestione del motore fissando i parametri fisici quali le induttanze o le resistenze. Può anche fissare i parametri dell'elettronica di potere, compreso le condizioni difetto o i piani d'azione della prova quali le combinazioni di carico stringa e voluto la velocità girante.

Semplicemente cambiando un parametro nel mezzo della prova, il sistema di HIL può simulare facilmente i piani d'azione complessi della prova come la perdita precedente di esempio della trazione o persino un difetto di elettronica di potere nell'invertitore che distruggerebbe i fissaggi fisici. Quando l'operatore chiede un modello di prova, il sistema di HIL risponde il senso che un motore reale e la risposta di sistema generale può allora essere riferita con le aspettative per convalidare che il regolatore tratta sicuro il banco di prova.

Poiché la prestazione di calcolo richiesta per questo processo era così alta, abbiamo ritenuto che gli strumenti nazionali fossero l'unico fornitore che potrebbe fare fronte a queste richieste. Abbiamo scelto i fissaggi di sistema del centro basati sui moduli del Ni FlexRIO FPGA, che sono regolatori PXI-basati con i circuiti integrati di FPGA. I moduli hanno eseguito un modello che rappresenta il funzionamento simulato dei motori, con tutti i programmi schierati usando il software di progettazione di sistema del Ni LabVIEW.

Abbiamo generato il piano d'azione della prova per l'esecuzione sequenziale di ogni modello di prova come foglio elettronico di Excel. Abbiamo fissato il momento per il punto di esecuzione a 1 spettrografia di massa ed abbiamo descritto i termini di prova, compreso coppia di torsione e la velocità girante, cronologicamente nel foglio elettronico di Excel. Secondo queste circostanze, il motore ECU aziona e spedice i segnali, quale un segnale di modulazione di pulse-width, al sistema di HIL.

Il sistema di HIL riceve questi segnali quindi simula il funzionamento di un motore reale. Più specificamente, il processo di calcolo è eseguito ed il risultato è un'uscita alla stessa velocità del motore reale. I segnali risultanti che rappresentano la coppia di torsione e la corrente triphase sono restituiti al motore ECU.

Per ogni piano d'azione della prova, la squadra ha preparato in anticipo i risultati di Excel del foglio elettronico della prova di segnalazione, il risparmio coppia di torsione simulata ed i valori correnti triphase ai punti di 1 volta della spettrografia di massa. I valori ottenuti dalla prova di HIL sono stati scritti in sequenza nel foglio elettronico di Excel e sono stati paragonati ai valori previsti corrispondenti per determinare il risultato della prova.

Abbiamo automatizzato il processo di verifica usando LabVIEW per leggere ed eseguire i fogli elettronici di Excel per i piani d'azione della prova, con i risultati ottenuti scritti automaticamente al foglio elettronico di Excel per la relazione sull'esperimento. La squadra ha utilizzato Visual Basic per le applicazioni in Excel per questo processo.

Benefici di scelta della piattaforma del Ni

Nel sistema di HIL, il tasso del ciclo di simulazione, l'equivalente della risoluzione temporale nella simulazione, era un fattore critico. Per il motore ECU, il tasso del ciclo ha dovuto essere 1.2 µs o di meno affinchè il simulatore funzioni. La maggior parte delle piattaforme di simulazione da altri fornitori utilizzano i CPU per il calcolo, con conseguente tasso del ciclo nella gamma di 5 µs - 50 µs.

Il Ni FlexRIO ha usato il FPGA affinchè controllo e gli scopi di calcolo faccia fronte alle richieste d'elaborazione, che inoltre hanno fornito un vantaggio significativo in termini di prestazione d'elaborazione di calcolo. La capacità di raggiungere il tasso richiesto di simulazione a 1.2 µs era il fattore decisivo per l'adozione della piattaforma del Ni FlexRIO per questo sistema.

Ulteriormente, perché il Ni FlexRIO ha una RAM dinamica di grande capacità e incorporata, potremmo usare il modello di JMAG-RT fornito da JSOL Corp.? catena del software tool di s JMAG. Ciò ha permesso di rappresentare le caratteristiche altamente non lineari più vicino al motore reale.

Inoltre, i nostri assistenti tecnici potrebbero programmare graficamente il FPGA sul dispositivo del Ni FlexRIO con il modulo del Ni LabVIEW FPGA, che ha permesso di mettere a punto un sistema con la struttura di tecnologia di FPGA in poco tempo senza usando una lingua basata testo quale una lingua di descrizione dei fissaggi.

Tutti i modelli di prova sviluppati possono essere fatti funzionare automaticamente in soltanto 118 ore. L'effettuazione di tutte le prove richiederebbe manualmente lle 2.300 ore valutate. La prova automatizzata inoltre attenua il rischio ed il tempo supplementare connessi con gli errori umani che possono accadere con la prova manuale.

Il sistema di HIL ha trasportato i vantaggi risparmiatori di tempo supplementari che hanno compreso una riduzione significativa del numero delle procedure di messa a punto, come preparazione un banco del motore e del veicolo della prova ed ha rimosso la necessità per il personale di prova di essere qualificato per trattare l'apparecchiatura ad alta tensione.