虚拟化有哪些应用?
2021-11-29
当今测试遇到的挑战,虚拟化的概念
随着车辆智能化,电气化,互联化的逐步到来,车辆控制器里面的功能越来越多,控制器之间的关联和耦合越来越复杂,车辆在测试阶段遇到的挑战越来越多,需要测试的内容也越来越多。
具体来说从测试的角度
从开发的角度
测试内容方面,对于自动驾驶的车辆,在完成验证之前需要进行长达2亿公里的行驶测试;对于RDE(Real driving emissions)测试来说,需要进行大量的实车循环测试。
测试计划和时间方面,之前大量的测试基于硬件在环设备,或者实车测试,无法缩短开发周期,复用之前的测试数据和流程。
现在越来越多的车企开始采用敏捷思维的开发模式,即由之前的单一的线下开发模式转变为迭代模式,通过软硬件的不停迭代来缩短产品发布时间,延长产品生命周期。
基于上述车辆在开发和测试过程中遇到的问题和挑战,ETAS提出了虚拟化的概念。
虚拟化,概括来说就是对组成车辆的相关部件,用模型的方式呈现出车辆的一部分或者整体,开发和测试过程中本该用到的实际车辆部件可以被这些虚拟的部件来代替。
二
虚拟化系统组成
组成虚拟化的部件主要包含三大类,虚拟控制器(主要测试对象),跟虚拟控制器相对应的部件模型或者车辆模型,虚拟网络。其中,虚拟控制器和与之对应的模型组成闭环的子系统,系统之间通过虚拟网络和数据网络组成虚拟车辆。
为了能够达到尽可能精细的模拟,或者为了一些跟信号有比较强相关性的测试要求,虚拟化的车辆还可以加上虚拟线束这一模型,模拟车辆控制器和被控对象直接的电气连接。
有了虚拟化的各个部件,就需要有可以把所有部件都组合成一个整体的平台,这个平台需要兼容各家的模型开发商的各种模型,并且能个把它们无缝连接起来进行联合仿真。
ETAS的COSYM可以承担联合仿真平台的任务,它不仅可以把各家的模型软件进行集成,本身还提供了虚拟网络功能,数据连接和交互功能,保证了虚拟整车里面的各个部件可以进行联合同步和仿真。
同时COSYM还提供了外部的API接口,支持Python等通用编程工具,用户可以对运行在COSYM上的虚拟车辆进行自动化测试,模型参数优化,虚拟控制器的标定等工作。
三
应用案例简述(一)
ETAS的虚拟化方案,第一个应用案例是对欧洲的某车型进行虚拟RDE测试,并对控制器排放功能和参数进行优化。
虚拟车辆组成如下图所示
测试目的为发动机控制器的排放模块,组成系统的模型着重在发动机和排放方面进行了精细化的处理,其他部分略作简化。
控制器为客户的虚拟控制器,此控制器由真实控制器虚拟化得来,包括了真实控制器里面全部的应用层软件和大部分底层软件。
车辆模型为测试动力系统常用的一维车辆动力学模型,包括动力系统上的各个部件,驾驶员模型和道路环境模型。
后处理方面,包含后处理相关的各个组件,车辆的排放raw data作为输入。
在做RDE测试时,虚拟整车的输入数据为真实RDE测试时从驾驶员侧采集到的车辆油门,制动,挡位等信息,输出信息为发动机的排放信息。
测试结果,模型完成参数化之后,测试结果和实车测试(基于相同的RDE工况输入)的对比如下: