Keďže emisné predpisy pre osobné a nákladné automobily sú čoraz prísnejšie, stáva sa aj riadenie dieselových motorov čoraz zložitejšie. Okrem otáčok a krútiaceho momentu motora treba monitorovať a riadiť rastúci počet faktorov súvisiacich s emisiami, ako je objem vstrekovania, oxidov dusíka a emisií tuhých častíc. V súlade s ustanoveniami Euro VI zavádza čínsky výrobca motorov Weichai čoraz viac technologických inovácií pre svoje motory Euro IV/V (obr. 1). Presné simulovanie týchto inovácií z prostredia HIL (Hardware-in-the-loop) vyžaduje simulátory pripravené na validáciu elektronických riadiacich jednotiek (ECU) tak, aby zodpovedali novým funkciám.
„S programom dSPACE SYNECT sa nám podarilo výrazne zjednodušiť správu modelov a testov.“
Yupeng Wang, riaditeľ testovacieho oddelenia Weichai Technology Research Institute
Modely a parametrizácia
Spoločnosť Weichai využíva okrem vlastných modelov dSPACE ASM (Automotive Simulation Models) na modelovanie motorov, napr. modely ASM InCylinder ako reálny model. Tie možno použiť nielen na simuláciu tlaku vo valci a teploty v naftových motoroch. Okrem toho dokážu vykonávať špecifické výpočty vstrekovania paliva, ako je okamžitý výpočet tlaku (obr. 2).
Keďže ASM slúži ako otvorená modelová knižnica, dSPACE Engineering Services ju dokázala špeciálne prispôsobiť technologickým požiadavkám najnovšej generácie motorov Weichai. Model ASM InCylinder môže byť parametrizovaný tak, aby simuloval rôzne varianty dieselových motorov (obr. 3). Napríklad inline motory s palivovým systémom, jednou nasávacou cestou a jednou výfukovou cestou alebo V motory s dvoma nasávacími cestami a jednou výfukovou cestou. Weichai už preto nemusí zmeniť celú modelovú štruktúru, ak chce testovať iný typ motora – stačí upraviť len niekoľko parametrov.
„S platformou dSPACE HIL a ASM sme boli schopní vykonať množstvo náročných testov ECU pre motory Euro VI z našej flotily.“
Hengfeng Yu, inžinier na oddelení validácie testov vo Weichai Technology Research Institute
Flexibilita
Weichai okrem skúšok HIL elektronických riadiacich jednotiek ECU dieselových motorov modifikoval simulátory HIL tak, aby slúžili aj na vývoj a testovanie alternatívnych pohonov ECU. Ide hlavne o hybridné pohony a motory so stlačeným zemným plynom (CNG), ktoré spĺňajú čínske emisné predpisy China IV a China V a vyrábajú sa v menších počtoch. Simulačný model používaný pre CNG motory je založený na modeli ASM InCylinder Gasoline, v ktorom sú palivové a zápalné systémy a vzduchové cesty prispôsobené skutočným vlastnostiam motorov Weichai. Použitie modelov na testovanie HIL sa zaslúžilo o to, že uvedenie do prevádzky a parametrizácia boli veľmi jednoduché. Vývoj platformy HIL na testovanie hybridných pohonov ECU bol podobný (obr. 4). Knižnice ASM a dSPACE RTI (rozhranie v skutočnom čase) tiež pomohlo zvýšiť efektivitu vývoja, čo videlo ku kratšiemu času uvedenia nových produktov na trh.
Správa testov
V minulosti mali vo Weichai množstvo modelov, skúšobných postupov či testovacích plánov a bolo komplikované spracúvať údaje pre skúšobnú platformu HIL. S centralizovanou správou údajov v systéme dSPACE SYNECT získavajú vývojári podporu pri svojej každodennej práci (obr. 5).
V systéme SYNECT Weichai spravuje v HIL všetky dieselové a CNG motory, paralelné a hybridné pohony s rozdeleným výkonom, ako aj pohony pre ťažké stavebné stroje. Dokonca aj testy pre rovnaké ECU sa môžu líšiť pri jednotlivých vývojových fázach v závislosti od testovacích požiadaviek, plánov a jednotlivých prípadov. Preto Weichai pripravila špecializované testovacie postupy pre každú funkciu a vytvorila vlastné testovacie plány na implementáciu efektívneho testovacieho procesu. V dedikovaných testovacích procesoch použili technici systém SYNECT na zber všetkých údajov, požadovaný pre každé ECU – od základných testovacích plánov až po záverečné správy o výsledkoch rôznych testov. Výsledky sú obzvlášť užitočné pri posudzovaní kvality, progresu testu a stavu testu. Weichai definovala špecifické roly pre vedúcich zamestnancov a všetkých technikov zapojených do vývoja a takto regulovala prístup k testovacím údajom HIL. V systéme SYNECT má každá rola individuálne privilégiá na čítanie a zápis pre HIL, testovací prípad a implementáciu testu.
Záver
Weichai dokázal s platformou dSPACE HIL splniť všetky požiadavky na testovanie ECU pre motory Euro VI. Podpora od dSPACE Engineering Services umožnila implementovať rôznorodé požiadavky do modelu špeciálne vytvoreného pre zákazníka. Modely dSPACE ASM, ktoré môžu byť prispôsobené rôznym variantom modelov, sa ľahko integrovali do modelov vyvinutých spoločnosťou Weichai. Používanie nástroja dSPACE SYNECT navyše zjednodušilo správu modelov a testov. Aj preto dokázali technici používať nástroj dSPACE na vytvorenie vlastných procesov pre vývoj modelov a parametrizáciu. Platforma dSPACE HIL umežňuje v konečnom dôsledku Weichai väčšiu flexibilitu, ktorá nielen znižuje čas uvedenia nových konvenčných spaľovacích motorov na trh, ale je tiež vhodná pre alternatívne pohony, ako sú CNG a hybridné pohony.
Zdroj
Časopis dSPACE 2/2017 © dSPACE GmbH, Paderborn, Nemecko.
Yupeng Wang
Hengfeng Yu
Technologický výskumný ústav Weichai Technology Research Institute
Weifang, Čína
www.dspace.com
