L'avenir de l'industrie automobile

Par Constantin Brueckner, Hardware-in-the-Loop Functional Test, AUDI AG

Votre voiture est probablement la chose la plus gourmande en calcul que vous possédez. Il comportera au moins 40 à 50 unités de commande électronique (ECU) pour un véhicule économique récent et bien plus de 100 pour une voiture haut de gamme. Dans le passé, chacun de ces ECU avait une fonction dédiée à exécuter. Cela a évolué au fil du temps et la plupart des calculateurs exécutent désormais plus d'une seule fonction ou groupe de fonctions. Malgré cette évolution de l'utilisation des calculateurs, il existe toujours un besoin croissant de réduire le nombre de calculateurs et le câblage entre eux dans le but ultime d'augmenter l'économie de carburant et de réduire les émissions de CO₂ d'émissions, tout en offrant au client une fonctionnalité encore plus grande dans la voiture. Ces exigences supplémentaires sont satisfaites par une évolution vers l'intégration fonctionnelle et la communication entre les calculateurs et entre la voiture et son environnement. C'est l'une des nombreuses autres raisons pour lesquelles l'avenir du test automobile devient distribué et interconnecté. De plus, nos systèmes de test doivent évoluer aussi vite que la fonctionnalité de la voiture pour intégrer ce changement. Pour relever ces défis, Audi a fondé un département de pré-développement pour les systèmes de test, qui développe actuellement un système de bus capable en temps réel basé sur RTI DDS pour les futurs systèmes de test.

Mais d'abord, examinons plus en détail le virage vers « l'intégration fonctionnelle » et expliquons-le avec les exemples suivants :

• Un simple ancien « ordinateur d'airbag » a déclenché les airbags au moment d'un accident. Cela devient maintenant un élément intégral du système de sécurité complexe avec plus de fonctions de sécurité pour éviter de graves blessures aux passagers en cas d'accident. Le nouvel « ordinateur de sécurité » a une capacité de détection automatique de collision (« Audi pre-sense ») et doit effectuer, par exemple, une assistance au freinage entièrement automatisée, déployer les coussins gonflables, pré-tendre les ceintures de sécurité, fermez les fenêtres et le toit et mettez les sièges en position verticale.
• Les calculateurs dédiés à la radio, à la navigation et au divertissement aux places arrière évoluent vers une « unité de divertissement principale ».
• Les ECU dédiés pour l'électronique du corps comme les phares, l'éclairage intérieur et la climatisation, sont combinés en un seul « module de commande du corps » et enrichis de nouvelles fonctionnalités telles que les feux de virage, les phares à LED, l'aide au stationnement, la climatisation et la pluie. essuie-glaces de détection.

En outre, il existe une nouvelle norme d'assurance de la sécurité automobile à respecter qui reflète ce changement vers une vue système centrée sur les fonctions, ISO26262. La sécurité fonctionnelle est intrinsèquement une communication de bout en bout. Il doit traiter la fonction d'un sous-système comme faisant partie de la fonction de l'ensemble du système. Cela signifie que, bien que les normes de sécurité fonctionnelle se concentrent sur les systèmes électroniques et programmables (E&PS), les objectifs de bout en bout du processus d'approbation signifient que, dans la pratique, l'examen de la sécurité fonctionnelle doit s'étendre aux parties non E&PS du système que l'E&PS actionne, contrôle ou surveille.

L'intégration fonctionnelle et ce changement réglementaire sont les enjeux qui conduisent à un changement fondamental dans la façon dont la chaîne d'outils HIL (Hardware-in-the-Loop) des départements d'essais automobiles doit être développée.

Auparavant, nous devions déterminer un fournisseur HIL avant de mettre en place un nouveau banc de test HIL pour garantir que chaque sous-système particulier puisse fonctionner de manière transparente les uns avec les autres. Aujourd'hui, nous passons de cette solution tout-en-un avec des bancs de test HIL monolithiques fournis par un seul fournisseur à des bancs de test hétérogènes et distribués, qui se composent de plusieurs modules matériels de différents fournisseurs HIL, connectés via le HIL-Bus en temps réel. .

Pourquoi ? Parce qu'aucun fournisseur HIL n'a cette solution tout-en-un mentionnée précédemment, qui répond à toutes nos exigences de test concernant les fonctions distribuées et les calculateurs hautement intégrés. En conséquence, nous devons choisir la meilleure solution pour chaque sous-système et les utiliser pour développer une nouvelle plate-forme de test dans laquelle nous avons un degré élevé de confiance. Le défi réside dans la manière dont nous allons intégrer cet ensemble de plates-formes HIL de tous ces différents fournisseurs afin de produire un banc d'essai de nouvelle génération pour les voitures et les fonctions de la prochaine génération.

La communication dans les voitures est déjà passée d'une communication filaire dédiée à une communication par bus orientée données utilisant par exemple le bus CAN ou FlexRay. Nous avons maintenant transféré cette approche basée sur le bus de nos voitures à notre architecture HIL de nouvelle génération. Nous appelons cette nouvelle approche « HIL-Bus based ».

Pour réaliser cette approche basée sur le bus pour les bancs de test HIL, nous avons besoin d'un mécanisme de représentation de bus centré sur les données pour être le conduit des informations d'état.

Pour la réalisation technique, Audi a décidé d'utiliser RTI Connext DDS avec des points d'intégration pour les systèmes des fournisseurs HIL.

RTI nous a non seulement fourni une implémentation de DDS leader sur le marché avec son produit Connext DDS, mais son modèle de licence OCS (Open Community Source) nous a donné le cadre commercial idéal pour travailler au sein de développer un écosystème de marché ouvert pour le concept HIL-Bus. OCS permet à nos partenaires HIL-Bus d'avoir un accès gratuit à RTI Connext DDS pour leur développement et leur déploiement. Il supprime ainsi un obstacle majeur à l'adoption dans l'ensemble de l'industrie. Il permet aux partenaires de concentrer leurs ressources sur l'intégration et la qualité.

En outre, nous nous concentrons sur des normes internationales ouvertes telles que ASAM XIL-API pour intégrer de manière transparente un logiciel d'automatisation de test pour des tests automatisés et déterministes 24h/24 et 7j/7 et des outils logiciels expérimentaux pour les tests manuels.

Aujourd'hui, nous travaillons avec plusieurs fournisseurs de systèmes HIL pour faire évoluer cet écosystème et pour instancier le HIL-Bus comme la méthode idéale pour le test de système fonctionnel de bout en bout.

Pour plus d'informations sur les tests HIL-Bus, nous vous suggérons cet article conjoint Audi/RTI par Bettina Swynnerton de RTI et moi-même qui a été publié dans ATZ Elektronic en juillet 2014.

Pour en savoir plus sur ASAM XIL-API, visitez le site Web de l'ASAM www.asam.net.

En savoir plus :

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