Test et validation

Les systèmes de test Hardware-in-the-Loop (HiL) apportent une contribution essentielle au respect des exigences qualité dès les premières phases de développement des calculateurs. En simulant des modèles de véhicules connus sous le nom de DVE (Environnement-Conducteur-Véhicule), ils simplifient le processus de test en laboratoire des fonctions, notamment de diagnostic, des calculateurs. Il devient ainsi possible d’exécuter des tests très complets et reproductibles de n’importe quelle situation de conduite, avec comme avantage supplémentaire la possibilité d’automatiser d’une très large gamme de tests, supprimant ainsi tout risque pour le conducteur et le véhicule.

Les systèmes de test Hardware-in-the-Loop (HiL) apportent une contribution essentielle au respect des exigences qualité dès les premières phases de développement des calculateurs. En simulant des modèles de véhicules connus sous le nom de DVE (Environnement-Conducteur-Véhicule), ils simplifient le processus de test en laboratoire des fonctions, notamment de diagnostic, des calculateurs. Il devient ainsi possible d’exécuter des tests très complets et reproductibles de n’importe quelle situation de conduite, avec comme avantage supplémentaire la possibilité d’automatiser d’une très large gamme de tests, supprimant ainsi tout risque pour le conducteur et le véhicule.

ETAS LABCAR fait partie de la gamme d’outils normalisée d’ETAS, qui couvre toutes les étapes du cycle en V. Les tests peuvent ainsi être exécutés sur un modèle fourni (Model-in-the-Loop, MiL), sur une fonction existante (Software-in-the-Loop, SiL), sur un calculateur réel (Hardware-in-the-Loop, HiL), ou peuvent inclure des étapes de mesures et calibrations (M&C) supplémentaires ayant un impact sur le jeu de données embarquées dans le calculateur.

Depuis des années, LABCAR a été utilisé avec succès pour intégrer et tester les fonctions de contrôle et de diagnostic dans de nombreux projets de production, tels que:

  • Contrôle moteur
  • Contrôle de boîte
  • Système de freinage antiblocage (ABS)
  • Dispositif électronique de stabilité (ESP)
  • Système de freinage électro-hydraulique (EHB)
  • Régulateur de vitesse et d’espacement (ACC)
  • Direction assistée
  • Lève-vitre et réglages d’assise.

Système de test HiL

Les composants LABCAR

Ce qui différencie essentiellement LABCAR des autres solutions, c’est son architecture ouverte et modulaire, qui permet de procéder facilement à des adaptations et à la poursuite du développement des fonctionnalités du système, afin de répondre aux exigences futures. La séparation très stricte entre le matériel propre au système et le noyau temps réel basé sur PC assure un haut niveau de protection d’investissement.

Ce concept permet de remplacer ou d’ajouter plus facilement des modules matériels individuels spécifiques, sans avoir à investir des fonds supplémentaires.

En savoir plus

    Histoire d’un succès : les systèmes de test HiL LABCAR

    • LABCAR-RTPC : une longueur d’avance depuis 10 ans
      Lorsque ETAS a présenté la version 1.0 de sa solution LABCAR-RTPC en janvier 2004, les observateurs du marché étaient nombreux à ne pas y croire. Un logiciel capable de transformer un PC standard en cible de simulation haute performance pour les tests HiL (hardware-in-the-loop) semblait tout simplement inconcevable. Cette solution qui brisait les tabous à l’époque est aujourd’hui parfaitement reconnue, et son architecture de PC ouverte offre la garantie que les systèmes de test et de simulation pourront bénéficier des avancées rapides de la technologie de processeur PC.
    • Assistant de test intelligent
      Les pilotes d’essai de Bosch Gasoline Systems reçoivent leurs instructions d’un assistant vocal virtuel et peuvent ainsi se concentrer pleinement sur la conduite. Cet assistant électronique enregistre également toutes les données essentielles ainsi que les écarts par rapport aux valeurs cibles. Des scénarios de test sont élaborés dans LABCAR-AUTOMATION et peuvent également être utilisés dans le système HiL. Cela permet de gagner un temps considérable dans la répartition des tâches de routine, et d’utiliser les véhicules d’essai plus efficacement.
    • Les systèmes LABCAR servent aussi d’outils de développement standard pour la calibration Bosch Diesel & Gasoline Systems (DGS) utilise LABCAR pour effectuer des tests logiciels et post-livraison dans le monde entier. De plus, le système a été paramétré et vérifié pour un véhicule particulier de référence à l’aide d’un modèle LABCAR fonctionnellement enrichi. Ce « véhicule d’essai virtuel » transfère une partie des mesures requises du banc d’essai au simulateur HiL. LABCAR est utilisé pour effectuer la calibration initiale, et des interconnexions fonctionnelles et des scénarios catastrophes sont mis au point très tôt dans le processus. Les mesures réelles relevées sur le véhicule d’essai ou le banc d’essai peuvent ainsi être restreintes ou employées plus utilement.
    • Comportement dynamique dans les tests HiL
      L’intégration de CarMaker® dans le système de test LABCAR d’ETAS vous permet d’insérer des fonctions hautement dynamiques et des manœuvres de conduite en temps réel dans la procédure de test – qu’il s’agisse de conduite sur route escarpée et verglacée ou de dépassement de limites.
    • L’ouverture est propice aux synergies
      Un véritable travail d’équipe produit davantage de résultats que la somme des performances individuelles – et cela vaut aussi très souvent pour les outils de développement. L’association des solutions ETAS PreScan, CarSim, MATLAB®/Simulink® et LABCAR-RTPC pour le compte d’un client japonais en est un parfait exemple. La solution LABCAR-RTPC d’ETAS étant ouverte, elle crée un puissant système de test en temps réel qui se distingue par des conseils avisés aux utilisateurs, une grande précision et une souplesse particulière.
    • Un moteur à combustion interne réel équipé de composants hybrides virtuels
      Beaucoup de constructeurs automobiles se tournent vers l’hybridation de la chaîne cinématique afin de réduire les émissions et la consommation de carburant. Le choix d’une stratégie opérationnelle adéquate est essentiel dans l’interaction entre le moteur à combustion interne et le moteur électrique. L’Université technologique de Vienne a choisi de combiner un moteur à combustion interne réel et des composants d’entraînement hybride virtuels sur le système LABCAR d’ETAS via de puissantes interfaces pour constituer une boucle de réaction en temps réel fermée. Cela permet de valider les effets de différents paramètres de la stratégie opérationnelle de manière particulièrement précise.
    • Simulation continue de tests à haute tension
      Avec des tensions de 675 volts minimum, les entraînements électriques posent des difficultés particulières aux équipements de test. La société AVL Software und Functions GmbH a développé ses propres modèles réalistes pour les moteurs à combustion interne, les transmissions, les calculateurs embarqués, les batteries et les moteurs électriques. Elle les a ensuite intégrés dans le système HiL LABCAR Multicore afin de tester les commandes de batterie à haute tension au niveau du signal sans utiliser de tension réelle. Les ingénieurs peuvent ainsi développer et tester en laboratoire quasiment toutes les fonctions du système de gestion de batterie, en toute sécurité et de manière entièrement automatisée, pour un fonctionnement 24h/24, 7j/7.
    • Des tests sur deux-roues sans risque de chute
      De plus en plus de deux-roues sont équipés au minimum d’un système d’antiblocage des roues (ABS). Les gains de sécurité pour les conducteurs de deux-roues sont considérables. Toutefois, effectuer des tests dans des conditions réelles peut s’avérer long, coûteux, voire impossible, la moindre fausse manœuvre ou la moindre erreur de calibration pouvant entraîner la chute du pilote d’essai, même le plus expérimenté. La solution HiL LABCAR d’ETAS teste le calculateur réel, dont les entrées sont stimulées par des signaux matériels. L’association avec l’environnement de simulation pour deux-roues IPG MotorcycleMaker® permet aux développeurs de vérifier presque tous les environnements et scénarios envisageables – comme la conduite sur verglas ou le freinage à grande vitesse – sans faire courir de risque au pilote d’essai.
    • Tests sur véhicules utilitaires lourds
      Navistar, un constructeur américain de véhicules utilitaires lourds, avait besoin de réduire les coûts élevés du test et de la validation des bancs d’essai et des véhicules d’essai. En association avec Navistar, ETAS a donc développé un cadre de test HiL pour concevoir et gérer des tests de régression automatisés basés sur LABCAR-AUTOMATION. Ce cadre servira également pour les simulations MIL (model-in-the-loop) et SIL (software-in-the-loop).
      Il offre plusieurs avantages, dont une couverture renforcée des tests logiciels et fonctionnels en laboratoire, et l’identification des problèmes préalablement au banc d’essai et aux essais véhicule. Les tests de régression automatisés permettent en outre de réduire le temps de cycle de certains tests logiciels d’un facteur 10.
    • Test d’une pelleteuse virtuelle
      Différents modèles de véhicules hors route sont utilisés dans les conditions d’environnement les plus variées. La taille du véhicule à elle seule peut rendre la réalisation de tests réels impossible, notamment de ceux qui nécessitent une chambre froide. Depuis plusieurs années, le concepteur de moteurs AVL déploie des applications HiL pour soutenir la calibration de véhicules série. Aujourd’hui, il est même possible d’effectuer une calibration des fonctions en laboratoire avec les données de production finales grâce à la méthode AVL d’optimisation des moteurs basée sur les modèles (MoBEO). Cette « calibration de série virtuelle » permet de gagner du temps et de l’argent, tandis que la simulation de toutes les conditions d’environnement possibles améliore la qualité de la calibration.
    • Des régulateurs de vitesse pour les moteurs diesel des navires
      Lors de la conception de moteurs diesel pour les navires, il est de plus en plus essentiel de trouver de nouveaux moyens de réduire la consommation de carburant et d’optimiser la composition des gaz d’échappement. L’équipe de chercheurs de l’Université technologique de Wuhan, en Chine, se sert des outils ETAS pour développer des régulateurs de vitesse pour les moteurs diesel des navires. La solution LABCAR d’ETAS entre en jeu au moment où l’équipe étudie des stratégies de commande pour les régulateurs de vitesse électroniques et teste les composants des actionneurs.
    • ETAS LABCAR peut voir
      Le test des calculateurs embarqués dernier cri avec affichages optiques est un processus long et difficile. Certaines confirmations visuelles, telles que la vitesse angulaire d’une aiguille de jauge, ne peuvent pas être mesurées objectivement à l’œil nu. D’autres fonctions, comme l’affichage du temps restant sur un lave-linge, durent trop longtemps pour être testées manuellement. ETAS propose donc un système de vision mécanique en temps réel compact qui associe un système de caméra pour capturer les confirmations visuelles avec le système de test HiL ETAS LABCAR et le logiciel ETAS LABCAR-AUTOMATION. Cela permet non seulement de synchroniser la capture des images sur les signaux d’E/S à la milliseconde près, mais aussi d’exécuter des scripts de test entièrement automatiques qui peuvent fonctionner la nuit ou le week-end.

      …et l’histoire continue!