Validação de centrais automotivas utilizando Hardware in the loop : estudo de caso do BCM e iluminação
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Braz de Jesus Cardoso Filho
Igor Amariz Pires
Cristiano Leite de Castro
Alexandre Wagner Chagas Faria
Adelino Pinheiro Silva
Igor Amariz Pires
Cristiano Leite de Castro
Alexandre Wagner Chagas Faria
Adelino Pinheiro Silva
Resumo
Este trabalho tem a missão de compartilhar e incentivar as boas práticas de validação
e verificação utilizando plataformas xIL, partindo de uma tecnologia já reconhecida e
implantada porém não explorada totalmente. Esta tecnologia é a parte da utilização de
ferramentas de testes automáticos, Model in the loop - Software in the Loop e Hardware
in the loop ambas comentadas neste trabalho, para testar centrais automotivas, na qual
será citada neste trabalho a unidade de controle eletrônica body computer module, a
qual, basicamente, realiza testes componentes individuais ou sistêmicos com a integração
de uma ou mais centrais. O desenvolvimento tecnológico em utilizar novos materiais faz
com que o hardware sofra mudanças constantemente, com isso surgem novas criticidades
para os projetistas em entregar o componente com qualidade e segurança. A eletrificação
alterou a premissa do desenvolvimento de veículos, trazendo design e desempenho, mas
acima de tudo, retornou a sociedade o alerta sobre os impactos causados à terra pelo
excessivo consumo de combustíveis fósseis. A corrida industrial pela eficiência e segurança
vem alterando a disponibilidade de veículos com menor emissão de carbono comparado aos
veículos a propulsão já renomados, trazendo automatização de diversos componentes dos
carros. A autonomia energética é cada vez mais requisitada pelo consumidor, impulsionando
o desenvolvimento de centrais automotivas com velocidade de comunicação, baixo consumo
de energia e confiabilidade. A evolução dos sistemas de iluminação veicular, onde faróis e
lanternas de bulbo agora são leds, modificou o desenvolvimento que antigamente era um
simples circuito de eletrônica, para drives de controle de comando rápido, mudança de
intensidade e comunicação em alta velocidade entre as redes do veículo. Estas mudanças
tecnológicas fizeram com que as fabricantes de veículos mudassem a forma de testar seus
veículos e encontrasse soluções econômicas para evitar possíveis problemas de projeto. A
validação de centrais automotivas e seus componentes é fundamental para o desenvolvimento
do veículo, devido a diversas mudanças durante a fase do projeto e a integração de
componentes de diferentes fornecedores, a complexibilidade de desenvolvimento de novos
sistemas de luzes requer atenção e cuidado. Sendo um dos componentes mais críticos
durante a prototipagem devido a sua fase de desenvolvimento e dependências de softwares
compatíveis. Utilizando a ferramenta de simulação HIL, possibilita novas estratégias de
testes e verificação de diagnóstico dos componentes, a integração com outras centrais para
análise e desempenho, analisar a comunicação entre as redes (CAN) podem ser testadas em
tempo real. Os testes em HIL tem a capacidade de reduzir problemas de desenvolvimento
e evitar prejuízo de projeto, sendo a ferramenta inicial na fase de testes. Nos dias de
hoje os veículos possuem diversos controladores, e troca de informação entre as (ECUs) e
sensores/atuadores, o compartilhamento de mensagens entres elas requerem velocidade e
segurança. A fim de atender à crescente demanda e necessidade do consumidor, atentando
às legislações de emissões e criando estratégias de baixo impacto, mantendo qualidade e conforto. A caixa de carga desenvolvida neste documento demonstra suas funcionalidades, e importância dos testes realizados na fase de desenvolvimento.
Abstract
The technological development in using new materials constantly changes the hardware, and with this comes new criticality for designers in delivering the component with quality and safety. This work has the mission to share and encourage good validation and verification practices using xIL platforms, starting from a technology already recognized and deployed but not fully explored, where its flexibility and standardization have no limits to growth in the automotive industry, so it was thought and represented here regarding the topic of testing automotive electronic switches. This technology is part of the use of xIL tools, MIL, SIL, and HIL being applied in this work, to test automotive electronic control units, in which the ECU BCM will be cited in this work, which performs individual component or systemic tests with the integration of one or more electronic control units. Electrification changed the premise of vehicle development, bringing design and performance. Above all, it returned to society the warning about the impacts caused to the earth by excessive consumption of fossil fuels. The industrial race for efficiency and safety is changing the availability of vehicles with lower carbon emissions compared to the already renowned propulsion vehicles, bringing automation to several car components. The consumer increasingly demands energy autonomy, driving the development of automotive power plants with communication speed, low power consumption, and reliability. The evolution of vehicle bulbs, from bulb headlights and lanterns to led, has changed the simple electronics circuit to fast control drives, intensity change, and high-speed communication between vehicle networks. These technological changes have caused vehicle manufacturers to change how they test their vehicles and find cost-effective solutions to avoid potential design problems. The validation of automotive central units and their components is fundamental to vehicle development; because of the many changes during the design phase and the integration of components from different suppliers, the work is complex, e.g., the development of the headlight and tail lamp and the BCM central unit. It was one of the most critical components of the development due to its development phase and dependencies on compatible software. The hardware-in-the-loop (HIL) simulation tool enables new testing strategies, verification of component diagnostics, integration with other control panels for analysis and performance, and analysis of CAN communication can be tested in real-time. HIL testing can reduce development problems and avoid design losses, being the initial tool in the testing phase. Today's vehicles have many controllers, and exchanging information between the ECUs and sensors/actuators and sharing messages require speed and security. In order to meet the growing demand and consumer needs, paying attention to the emission legislation and creating low-impact strategies while maintaining quality and comfort. The Load Box developed in this paper demonstrates its functionalities and the importance of the tests performed in the development phase.
Assunto
Engenharia elétrica, Veículos a motor, Eletrônica, Dispositivos eletrônicos
Palavras-chave
Veículos a motor, Eletrônica, Dispositivos eletrônicos