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通用汽车工程师打破了常规电子技术,因此我们不必了?

发布日期:2020-04-12

GRCC汽车电子电气架构创新发展论坛

2020-04-12 19:46:03

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位于沃伦技术中心的通用汽车电气集成实验室(General Motors electrical integration lab)正忙于测试现代汽车中的众多电子设备。




(* 2021年雪佛兰Tahoe RST是采用通用汽车全新数字车辆平台电气架构的车辆之一。图片来源:通用汽车公司 )


全球电气组件和子系统的执行董事加里·班杜尔斯基(Gary Bandurski)表示,那时通用汽车的工程和验证职能属于同一组织。


那是在灾难性的GM点火钥匙丑闻发生之前,当时汽车在驾驶时无意间关闭了电源。Bandurski观察到,检查自己的工作是保护鸡舍的狐狸,所以通用汽车现在拥有由执行董事克里斯汀·西门(Kristin Siemen)领导的独立的全球验证组织,以检验工程团队的创新成果。


(* 电气集成实验室将2021雪佛兰Suburban的信息娱乐系统置于严峻的缺陷考验中。图片来源:通用汽车公司。)


“我们是该组织的 “ 良知” ,是通往客户的最终大门,” Siemen说。


他们两个都是通用汽车的终身员工。西门自豪地指出,她实际上是在通用汽车沃伦技术中心的阴影下长大的,她长大后打算在那里工作。班杜斯基的父亲是一名通用汽车公司的气候控制工程师,他让这家人服务于报告驾驶过程中座舱周围的温度计读数。


他们负责沃伦技术中心(Warren technology Center)庞大的工程和验证业务,旨在让通用汽车(GM)在汽车行业发生惊人变化的时期保持**地位。据Siemen报道,新车中平均有70台电脑。


对工程团队来说,对它们进行编程和连接是一项艰巨的任务,而它们的成功则是由验证工程师来衡量的,他们把所有的设备都按自己的速度进行。


即使在物理上连接如此多的电子设备也可能是极其复杂的,特别是对于新的通用汽车数字汽车平台电气架构,它出现在新的和即将推出的车型中,如雪佛兰Corvette、Tahoe和Suburban以及凯迪拉克CT4和CT5。该公司在该系统的技术上拥有100多项专利,其特点是提高了网络安全性,同时增加了接受无线软件更新以添加或改进现有硬件功能的能力。


它包括双2兆位/秒控制器局域网总线和3个500千位/秒的CAN总线,以便在整个车辆中移动数据。光是线束就包括两英里长的电线,重125磅。研究小组将一辆20世纪50年代雪佛兰皮卡所需的少量电线放在显示屏上进行比较。一把灯泡、喇叭、煤气表和起动器是这种车上唯一的电器部件。


(*自从1955年雪佛兰皮卡(Chevrolet pickup)只需要这个就可以连接所有的电气设备以来,线束已经发生了一些变化。图片来源:通用汽车公司。)


对于今天的布线系统,通用汽车使用了一个线束验证框架,该框架近似于车辆的尺寸和比例,这样电子系统就可以连接起来进行测试,然后工厂就必须找出如何将其安装到实车上。这不是一个小细节,连接和检查整个系统电路可能需要两天时间。电气集成实验室的工程组经理迈克•麦克西奥梅(Mike Macciomei)报告说,有时他们会做出关键性的发现,例如,计划中的右舵驾驶车型的电线太短,无法到达重新定位的转向柱。


消除在验证框架上组装系统时的任何扭结,有助于制造工程师为工厂规划组装过程,此外,还可以避免因线束太短而无法组装组件的尴尬!“这对我们的原型车制造至关重要,”Macciomei说。


(* 通用汽车的验证框架除了线束外,还包括电动座椅和后视镜等部件。图片来源:通用汽车公司。)


所有这些连接的子系统都必须以有序的方式进行对话和通信,以确保一切按预期工作。这就是为什么验证团队有100000平方英尺的办公室和实验室空间来检查系统。


Siemen解释说,计算机的启动和关闭是特别敏感的时期,需要测试工程师特别关注。她说:“当坏事发生的时候,就要醒来,然后关机。这是当自动车辆状态排序过程正在运行,并应确保一切发生在正确的顺序,并正确完成。她说,很难让所有的电脑都排成一行,因为“那是每个人都在说话的时候”。


不仅如此,据Siemen称,当所有这些都发生时,大电流起动器正在消耗电力,导致微处理器讨厌的系统电压大幅下降,这加大了挑战。


关闭也是至关重要的。西门指的是十年前的凯迪拉克SRX,它有一个问题,就是当汽车停下来时,电池会没电。就像一个家庭在睡觉前忘记让狗回到家里一样,SRX的系统在汽车关机时忘记关闭众多计算机中的一台,如果汽车在任何时间内都不熄火,就会导致它耗尽电池。


防止这种失败需要对可能的组合和排列进行大量的测试,以确保这些组合和排列能够按预期工作。通用表示,它能够测试系统中所有可能事件组合的80%到90%。


对于那些不得不不断重复测试的工程师来说,这可能是令人难以置信的乏味。一项检查倒车摄像头功能的测试花了6周的时间反复测试,以确认无论驾驶员如何改变车辆启动和倒车的方式和时间,屏幕上都会出现法律规定的摄像头图像。所以工程师们做了工程师们做的事,他们发明了一种自动化的解决方案。


(* 图中所示的不起眼的米色盒子是通用汽车公司在家自制的Summarized Time to Rearview camera iMage 设备,用于自动进行备用摄像头测试。图片来源:通用汽车公司)


他们将其命名为“STORM”,代表 Summarized Time to Rearview camera iMage。这是一个金属电盒,零件成本150美元。工程师将 “STORM” 定位在后视摄像头显示屏前,当系统经过测试周期时,它自己的摄像头观察屏幕,当预期图像无法显示在显示屏上时,它会自动记录任何实例。在“STORM”监视下,实验室能够在12小时内完成6周的相同测试周期。当然,这也有利于工程师们的头脑清醒,使他们不再沉闷地观察显示器故障的实例。


另一项自动化技术是使用一个配备橡胶触控笔的day glo green机械臂来测试所有可能的变化,即按仪表板触摸屏来远程操作手机。机器人会改变虚拟按键的时间和位置,以确保屏幕和手机做出适当的反应。


(* 集成实验室使用这个机械臂来测试屏幕电话接口的操作。图片来源:通用汽车公司。)


根据工程师的说法,改变压力机的时间和开关门等动作是识别任何问题的关键。通用汽车每年购买55至60部新智能手机,在**发布时对其进行测试,并对它们进行组合测试。即使是像双座Corvette这样的车,通用汽车也认为四部同时配对的手机是该车电脑的正常工作负荷。他们假设许多人有独立的工作电话和家庭电话,所以有两个人在线,四个电话同时连接时Corvette也不会受到打扰。


在手机上使用机器人就像是倒车摄像头的风暴。“我们不需要找出问题所在。它为我们找到了它们,我们可以集中精力修复它们,”电话工程师说。


实验室的范围和任务的规模说明了新车开发的艰巨程度以及漏洞的疏散将变得多么容易。在这种情况下,通用汽车已经准备好使用其为新的电气架构所吹捧的新OTA更新功能。





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