PSA Peugeot Citroën s'appuie sur LabWindows/CVI et le PXI pour valider ses conceptions électroniques

Author(s):
Hakim Ben Salah - PSA PEUGEOT CITROËN
Stéphane Legrand - PSA PEUGEOT CITROËN

Industry:
Automotive, Transportation, Electronics, Electromechanics/ Electrotechnics

Products:
Data Acquisition, LabWindows/CVI, Multifunction DAQ, CAN, PXI/CompactPCI, Signal Conditioning

The Challenge:
Pour tester efficacement l’électronique sous capot, PSA a développé un système permettant de simuler les E/S des calculateurs GMP et LAS et d’éviter d’utiliser de coûteux prototypes.

The Solution:
Élaborer un système économique, performant, simple et modulaire, basé sur l’instrumentation PXI et une application développée en C dans l’environnement LabWindows/CVI.

Dans le cadre du développement de nouveaux véhicules, les ingénieurs de PSA sont amenés à effectuer un grand nombre de tests au plus près de la phase de conception. La quantité et la complexité de ces tests ont sensiblement augmenté au fur et à mesure de l’expansion de l’électronique dans l’automobile, et imposent une charge de travail croissante. L’idéal serait d’effectuer ces tests sur des véhicules prototypes, mais ceux-ci sont coûteux. Il est donc devenu incontournable de travailler davantage en amont, au niveau du laboratoire, en simulant les environnements des calculateurs.

Dans l’optique particulière de valider mieux et plus rapidement les fonctions électroniques implantées dans différents calculateurs, PSA a dû réfléchir à une solution de simulation. Il fallait disposer d’un système économique, pérenne, facile à maintenir et surtout modulable, en faisant table rase de l’instrumentation existante (générateurs de fonctions, résistances variables, boîtes à décades, etc.), pas toujours facile à manipuler de façon synchrone et offrant un niveau de performance insuffisant pour notre métier. Par ailleurs, compte tenu du temps – très court – accordé au développement des nouveaux véhicules, l’automatisation des validations apparaissait incontournable. Enfin, il était important que le système s’appuie sur une plate-forme logicielle "populaire".

Il nous fallait pouvoir mettre très rapidement en oeuvre les outils de validation, avec un logiciel de programmation standard, simple à maintenir ainsi qu’à modifier dans sa configuration. L’une des difficultés était de trouver des outils à la fois simples, économiques et performants.

Un système modulaire, économique et facile à maintenir

Les matériels de National Instruments, associés à son environnement LabWindows/CVI, nous sont apparus comme les mieux adaptés à notre attente avec leur coût modéré, leur simplicité et leur pérennité face aux technologies alors utilisées dans le groupe PSA.

Nous avons opté pour une instrumentation modulaire PXI, basée sur un châssis à huit emplacements connecté à un châssis de protection pour les cartes NI et le conditionnement des signaux. Ce châssis, qui peut être piloté par un PC externe via un module d’interface MXI-3 (PXI-8330) ou embarquer un contrôleur PXI-8187, intègre un module d’acquisition de données multifonction PXI-6040, des modules de sorties analogiques (PXI-6713 et PXI-6704), des modules d’E/S numériques (PXI-6602, PXI-6624 et PXI-6527/28) et, bien sûr, des modules d’interface CAN (PXI-8461). Dans certaines configurations, l’application exploite jusqu’à 18 entrées analogiques, 32 sorties analogiques, 24 entrées numériques, 24 sorties numériques, 10 entrées compteurs et quatre sorties compteurs.

Le système que nous avons conçu au sein des équipes MPVI des centres techniques de Belchamp et Vélizy a été reproduit en plusieurs exemplaires, pour être exploité de façon multiple sur plusieurs projets véhicule comme ce fut le cas pour les modèles Jumpy, Berlingo, C2, C3, C4, C5 C6 et C8 de la marque Citroën et des Expert, Partner, 1007, 207, 307, 407, 607 et 807 de la marque Peugeot. La solution choisie nous permet d’obtenir un fonctionnement le plus proche possible de celui du véhicule et de gagner en temps de validation ainsi qu’en performances. Le test et la validation d’une fonction, par exemple, s’effectuent au minimum deux fois plus rapidement qu’auparavant, lorsqu’il fallait utiliser une instrumentation classique. D’ailleurs, le nouveau système permet d’aller beaucoup plus en profondeur dans la simulation de l’environnement des calculateurs. Enfin, nous avons fait un bond considérable en matière d’ergonomie du poste de travail.

LabVIEW Real-Time et FPGA pour l’avenir

Nous envisageons de faire évoluer le système avec, en particulier, une orientation temps réel des moyens, en utilisant des modèles simplifiés en MATLAB® Simulink®. Pour ce faire, nous allons intégrer des contrôleurs PXI embarqués temps réel et utiliser LabVIEW Real-Time comme logiciel de programmation. Il est même probable que nous exploitions le module LabVIEW FPGA pour gagner encore en performances et en personnalisation. Le but est de fiabiliser davantage les tests avec un déterminisme suffisant pour valider les calculateurs avec une efficacité maximale. L’utilisation de contrôleurs embarqués permettra d’ailleurs de scinder les parties interface opérateur (sur un PC de bureau) et acquisition/traitement (au sein des châssis PXI), au travers d’une liaison TCP/IP. Le recours à LabVIEWet à l’intégration des modèles MATLAB Simulink devrait aussi nous permettre d’accélérer sensiblement les phases de développement nécessaires à l’adaptation aux nouveaux moteurs.Aujourd’hui, l’arrivée d’un nouveau moteur nécessite 25 jours de développement pour intégrer les nouveaux paramètres dans le système. Avec l’utilisation des modèles de simulation, deux semaines devraient suffire. C’est un point très important dans l’optique de la réduction des temps de mise sur le marché des véhicules.

Mai 2007

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Hakim Ben Salah
PSA PEUGEOT CITROËN
Direction Technique Industrielle Centre Technique de Belchamp
BelchampFR
hakim.bensalah@mpsa.com

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