차량용 전자제어장치의 제조 공정에서 하드웨어 포함 시뮬레이션 검사
Hardware-in-the-loop Simulation Testing for Automotive Electronic Control Units in the Manufacturing Process
- 주제(키워드) HILS , ECU , Virtual Operation Environment
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 박상철
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2017. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 산업공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000024778
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구는 제조 공정에서 하드웨어 포함 시뮬레이션(Hardware-in-the-loop Simulation; HILS) 기술을 사용하여 차량용 전자제어장치(Electronic Control Unit; ECU)를 시험하기 위한 프레임워크를 제안한다. 개발 단계에서 ECU 검증을 위한 다양한 방법론들이 개발되었지만, 제조 공정에서 ECU 검증에 초점을 맞춘 방법론의 연구 및 적용 사례가 매우 부족한 실정이다. ECU 제조 공정에서 ECU를 구성하는 소프트웨어와 하드웨어의 통합된 검증 프로세스가 필요하며, 이를 통해 대표적으로 1) ECU 소프트웨어 개정, 2) 소프트웨어의 불완전한 설치, 및 3) 하드웨어의 품질변동의 3가지 불량 요인에 대해 대응해야 한다. 본 연구는 HILS 기반 검사 방법을 제안하여, 이와 같은 제조 공정의 불량 요인에 대해 효율적으로 ECU 검증한다. HILS 기술의 적용을 위해, 본 연구에서는 시뮬레이션 시나리오에 대해서 모든 ECU 기능들의 동작 상태 변화를 정의한 “가상 차량 동작 환경(Virtual Operation Environment; VOE) 모델”을 설계하였다. 또한 VOE 모델을 생성하기 위한 역공학 프로세스를 제안하여, 차량 실험 데이터로부터 기준 차량 상태의 변화에 따른 ECU 기능들의 동작 상태 전이를 식별하는 방법론을 개발하였다. 제안된 프레임워크는 VOE 모델을 사용하여 가상 차량 환경을 구축하고, 실제 차량과 동일한 동작 조건에서 ECU를 시뮬레이션 한다. 본 연구에서 제안된 프레임워크에 의해, 실제 차량에 장착하기 전 ECU의 정상 동작을 확인할 수 있다. 본 연구의 주요 목적은 VOE 모델을 기반으로 한 검사 시스템을 설계하여, ECU 내부의 소프트웨어를 수정하지 않고 사이클 타임 내 셋업 및 실행이 가능한 ECU 시뮬레이션 시스템을 구축하는 것이다. 제안된 프레임워크는 구현되어 실제 제조 공정에 성공적으로 적용되었다.
more목차
Chapter 1. Introduction
Section 1. Automotive Electronic Control Units
Section 2. Importance of ECU Testing
Section 3. Related Research
Subsection 1. Hardware Verification Process
Subsection 2. Software Verification Process
Subsection 3. Integrated-System Verification Process
Chapter 2. Research Objectives
Section 1. Problem Definition
Section 2. Solution Requirements
Subsection 1. Key Enablers for the ECU HILS
Subsection 2. Key Enablers for Inspection in Manufacturing
Subsection 3. Powertrain Management System
Section 3. Main Objectives
Chapter 3. Virtual Operation Environment Model
Section 1. Overall Model Structure
Section 2. Detail Model Structure
Section 3. Reverse Engineering for ECU Function
Chapter 4. Operation Command Definition
Section 1. Power-Supply Operation
Section 2. Sensor Operation
Subsection 1. General Sensors
Subsection 2. Sensors for Engine Operation
Subsection 3. Sensors for Transmission Operation
Section 3. Actuator Operation
Section 4. Communication Operation
Chapter 5. Model-Driven HILS System
Section 1. Model-driven Inspection System
Section 2. Module-Function Relation Structure
Section 3. Testing Procedure in Manufacturing
Chapter 6. VOE Model Construction
Section 1. Modeling Techniques for Reverse Engineering
Section 2. Scenario Generation
Subsection 1. Engine Control Unit Simulation
Subsection 2. Transmission Control Unit Simulation
Section 3. Function Models Construction
Chapter 7. Implementation
Section 1. Model Generation System
Section 2. HILS Inspection System
Chapter 8. Concluding Remarks
Bibliography
Abstract in English
