数据回放系统—桌面小HiL 测试 ECU

垃圾猫

前言：当前的记录问题

汽车标定试验工程师，或者 OBD 排放测试工程师，在进行车辆数据记录时通常会遇到这样的问题：由于总线带宽的限制，通常采集 ECU 内部数据时，使用记录仪只能采集到部分数据，而无法将 ECU 内部所有的参量记录下来。这样的话，就会导致如下的潜在问题：

■  未采集到的数据区域，可能在发生问题时，由于没有数据，无法分析问题原因，导致开发成本增加；
■  车辆试验费用本身较高，但由于采集的数据不全面，采集的数据无法给所有标定工程师使用，导致车辆试验的效率不高，进一步推升开发成本；
■  即便是采集到的 ECU 内部数据，大多数情况下也仅是使用一些数据分析软件进行静态的参数和信号分析，缺乏动态、实时、有效地将试验数据利用起来的方法，特别是有些瞬态问题，很难在线下进行复现。

作为行业里的数据记录及分析专家，针对上述的一些典型数据记录问题，Influx 创新性地开发了一整套数据应用及分析解决方案：Influx Replay（数据回放）系统。它不仅可以完美地解决上述数据记录中遇到的问题，还可以在更广泛的层面上，解决车辆开发试验中的一系列问题，如执行器校准、试验问题复现、网络节点仿真、耐久性测试等等应用，具有非常优秀的和有想象力空间的极佳应用前景。




背景介绍

由于 ECU 内部“运算数据”区域极其庞大（下图灰色区域），但限于总线带宽和记录仪存储容量的限制，实际能够被直接记录下来的，只是很小一部分数据（下图蓝色和红色方框区域）。

对于现如今比较复杂的 ECU 模块来说，实际大概会有超过成千上万个测量数据量都没有被观测到。


由此引起的问题如下：

通常无法调研意外事件

问题事件发生后，若工程师想调研这个事件就需获得问题数据，但这些数据恰巧没有被列入 初始的数据采集计划中。此时除了再做试验外，几乎没有其他办法。

数据很少被共享或复用

既然只有很小一部分区域的数据被记录仪下来，那么对于需要ECU其他区域数据的工程师来说， 这些数据就没什么意义了。由于这些数据无法被共享，就导致了数据记录需求的增加，包括更 多的记录时间和更多的记录设备。




Influx Replay® 方案的特点

使用 Influx Replay® 后的试验数据可以被存储下来且重复使用！可以让工程师真正做到“理解 ECU 的一切，记录 ECU 的一切”。

我们都知道，典型的汽车电子控制单元（ECU）包含三部分数据（如下图所示）：ECU 输入数据，软件计算数据和 ECU 输出数据。

■  输入数据 —— 现代电子控制单元通过传感器信号和车辆网络总线报文信息来感知外部世界（传感器信号和总线通信数据）。这部分是输入数据。
■  运算数据 —— 电子控制单元使用传感器信号及网络报文来计算控制策略要求的数据（内部软件计算数据）。这部分是计算数据。
■  输出数据  —— 电子控制单元通过运算，对外输出信息，并驱动执行器完成整个控制过程（输出驱动信号和总线通信数据）。这部分是输出数据。



若想获取由电子控制单元（ECU）生成的每个运算结果，即大约多达1万个数据量，则大概会需要高达每秒1GB 的记录量* 。这将会是海量的数据，而且无法在 CAN 总线上实现（CAN 总线的带宽和存储容量限制）！
* 假设平均的采样率为10ms 。当前记录方法的限制

Influx Replay® 的不同之处在于，工程师只需记录 ECU 的输入数据和输出数据，即可让你理解 ECU 的一切！

“全部时刻，全部数据”，如下是 Influx Replay 的工作流程示意。



使用 Influx Replay®，你可以反复多次地提取数据。通过多次提取每个事件的这些数据，工程师就可以充分地理解 ECU 内部发生的所有事情。通常情况下工程师需要做的仅仅是获取记录的数据就可以了。Influx 公司的 Replay® 系统提供了一个完整的解决方案，可以记录车辆的真实数据，回放车辆的真实数据，然后基于 ECU 所有的控制功能——即便这些控制功能没有被直接记录，通过使用 Replay®，再提取出 ECU 内部的数据。

典型的应用包括：
■  执行器校准：在台架上使用真实的车辆数据来校准执行器
■  用户问题解决：使用 Replay，工程师可以复现及调研每个问题事件
■  网络节点仿真：Replay 还可以发送仿真信号到网络上，从而被用于网络节点仿真
■  耐久性测试：使用 Replay 可以将数据提供给多个标定团队，用于不同部件或整车的耐久性测试。






Influx Replay 方案介绍

Influx Replay®  最重要的特点 ——创建并共享车辆试验中未被记录下来的数据

Influx Replay® 提供了一个有效的桌面小 HiL 解决方案（如下图所示）。它使用完全真实的车辆试验数据来测试电子控制单元。

这些真实的数据是通过 Influx Rebel 数据记录仪采集的，再由 Rebel 记录仪，结合模拟出的传感器信号，回放给桌面小台架上的电子控制单元（ECU）。

传感器信号是由 Influx K-Volt （可叠加的信号模拟发生器）测试设备模拟的。桌面小 HiL 中的电子控制单元（ECU）能够同时“感知”并响应所回放的网络总线数据和模拟出的传感器信号，就仿如在实车上一致。

使用 Influx Replay，电子控制单元（ECU）会根据内部软件程序的控制策略，重新“计算”出实车发生的事件，并生成所有“计算”的数据。实际上是相当于将 ECU 的状态从实车上，再次搬移并复现到了桌面小 HiL 上。

因此，尽管前述我们提到有些试验数据可能在最开始没有被记录下来，但在Replay 系统中仍然可以被反复且多次地再次记录和分析到。

以上的过程可以简要地总结为4个步骤：记录（Record）,回放（Replay）,重构（Recreate）,回顾（Review）.

Influx Replay，将真实的数据带给工程师！


■  Record（记录）
使用 Influx Rebel 记录仪（记录功能）采集车辆的 CAN 网络信号和 ECU 连接的传感器输入信号。（传感器输入信号可通过 XCP 或 CCP 获得）

■  Replay（回放）
同样使用 Influx Rebel 记录仪作为回放设备（回放功能），回放出 CAN/ LIN 和 FlexRay 网络数据，同时使用 Replay 上位机软件来配置 K-Volt 以真实时序模拟出实际传感器信号并输入给桌面小台架上的 ECU。

■  Recreat（重构）
回放出的 CAN 网络输入和模拟的传感器输入，共同输入并驱动测试桌面小台架 ECU。台架 ECU 的响应会与实车上的一致， 并根据软件控制策略重新计算数据及实时输出，可驱动外部连接的执行器。

■  Review（回顾）
至此，上述回放过程就已经实现。在此阶段，即可再次使用 Influx Rebel 记录仪或其他工具再次记录和分析所需的数据（真实车辆试验中未采集到的数据）用于问题的回顾和验证。




Influx Replay 系统组成

■  Influx Replay 软件：将记录下来的数据转换成 Replay 数据
Influx Replay 软件将记录的数据文件转换至 Replay 的 IVR 文件。直观易用的界面可以让工程师很容易地识别出每个信号的意义。使用 Influx Replay  还能够对 Influx K-Volt 设备进行配置，从而很方便和精确地重新创建输入给控制单元的信号。


■  Influx Rebel 数据记录解决方案
Influx 公司提供了一系列市场领先、易于使用的车辆 CAN 总线数据记录仪，可以满足工程师多种数据记录需求。记录仪设计用于多个不同的场合，而且连接快速，数秒内即可开始记录数据。
Influx Rebel 数据记录仪还可以具备数据回放功能（不同功能选项），可按照真实时序回放 Influx Replay 的 IVR 文件。
* 更为详细的产品信息请查看 Rebel 数据记录仪产品手册或联系我们。


■  Influx K-Volt：CAN 应用下的可配置、可叠加、快速且精确的信号发生设备。
K-Volt 可将 CAN 信号生成可配置的输出信号，主要用于高速和高精度传感器信号模拟（如 HiL 和 Replay 系统）。K-Volt 能够通过 USB 与 PC 直接进行连接。可生成的信号包括：
■  电压信号
■  电流信号
■  频率信号/ PWM 波
■  数字信号
* 更为详细的产品信息请查看 K-Series 产品手册 K-Volt 介绍或联系我们。


■  Influx K-Bench （非必选项，根据客户需求定制）：用于电子控制单元测试的快速连接调理
传统 HiL 或硬件在环系统是造价较高、成本投入较大的解决方案，通常还需有具备多个技能的技术团队来安装和配置。Influx K-Bench 是专门设计用于为 Influx Replay 桌面小 HiL 系统提供测试连接的调理系统。Influx K-Bench 在电子控制单元与 Influx K-Volt 传感器 仿真设备之间提供了一个很方便的连接方式，帮助工程师快速地将系统连接起来。





Influx Replay 系统方案优势

  存储全部时刻下的全部数据

Replay 提供给所有工程师一个可重复利用的数据库。能够百分之百地覆盖ECU的功能区域，分析所有事件。

多个工程师共享相同的数据

使用 Influx Replay 系统多个不同的工程师可以共享相同的数据文件来分析和验证不同的控制策略。
这意味着未来仅需要更少的测试工作和更快的开发过程。

  减少试验车队的数量

Replay 系统可以将从同一辆车上记录下来的数据提供并共享给多个不同的工程师。这些工程师负责着电子控制单元和车辆开发不同的功能部分。从而降低了对多个测试车辆的需求。

  调研故障事件

以前消耗在调研一些意外事件的漫长时间也可以被降低了。数据在Replay台架上被重新地创建出来，因此这些意外事件也可以很容易地在台架上进行复现和测试。
对无法预见事件的调查可以在台架上重现，并且很容易测试到当时现场的问题。


Influx Replay - 大数据的革命，节省时间、节省金钱，改变已经开始

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