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Comment les ingénieurs de GM testent l'électronique

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Le laboratoire d'intégration électrique de General Motors au Warren Tech Center a du mal à tester régulièrement de nombreux appareils électroniques dans des voitures modernes.

Selon Gary Bandursky, directeur exécutif des composants et sous-systèmes électriques mondiaux chez General Motors, il fut un temps où la conception et la validation faisaient partie de la même organisation.

C'était avant le scandale catastrophique avec les clés de contact GM, lorsque des voitures s'étaient accidentellement éteintes en conduisant. Vérifier son travail est comme un renard gardant un poulailler, a noté Bandurski, donc maintenant GM a une organisation de validation mondiale distincte dirigée par la directrice générale Christine Simen, qui vérifie les innovations de l'équipe d'ingénierie.

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Ils ont tous deux consacré leur vie à GM. Simen note avec fierté qu'elle a pratiquement grandi au Warren Tech Center de GM avec l'intention d'y travailler lorsqu'elle sera assez grande. Le père de Bandursky était un ingénieur en climatisation de GM qui a fait travailler sa famille, forçant tout le monde à signaler les thermomètres de l'autre côté de la cabine pendant la conduite.

Ils supervisent des travaux d'ingénierie et d'inspection approfondis au Warren Tech Center, visant à garder GM à la pointe lors de changements marquants dans l'industrie automobile. Selon Simen, dans les voitures neuves, en moyenne 70 ordinateurs.

Leur programmation et leur connexion est une tâche difficile pour une équipe d'ingénieurs, et leur succès est ensuite évalué par des ingénieurs de validation qui testent tous les équipements sur leur chemin.

Même la connexion physique de tant d'appareils électroniques peut être extrêmement difficile, en particulier pour la nouvelle plate-forme de véhicule numérique GM, qui apparaît dans les modèles nouveaux et futurs tels que la Chevrolet Corvette, Tahoe et Suburban, ainsi que la Cadillac CT4 et CT5. La société détient plus de 100 brevets pour la technologie de ce système, qui a amélioré la cybersécurité. Entre autres choses, cette sécurité est assurée par la possibilité de recevoir des mises à jour logicielles par voie hertzienne pour ajouter ou améliorer les fonctionnalités des équipements existants.

Il comprend deux bus réseau à 2 Mb / s et trois autres bus CAN à 500 Kbps pour la transmission de données dans tout le véhicule. Le câblage à lui seul comprend deux miles de fils et pèse 125 livres.

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À titre de comparaison, l'équipe stocke un petit tas de fils nécessaires pour une camionnette Chevy des années 1950. Une poignée d'ampoules, une sirène, une jauge de carburant et un démarreur étaient les seuls composants électriques d'une telle voiture.

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Pour un système de câblage moderne, GM utilise un banc d'essai qui correspond à peu près à la taille et aux proportions de la voiture, de sorte que le système électronique peut être connecté pour les tests avant que le fabricant ne doive déterminer comment l'installer dans de vraies voitures. Il s'agit d'un détail non trivial, et la connexion et la vérification de tous les circuits du système peuvent prendre deux jours. Parfois, ils font des découvertes importantes, par exemple, une fois, ils ont trouvé que le câblage de la version prévue de la voiture à conduite à droite était trop court et qu'il ne suffisait pas de connecter la colonne de direction déplacée, a déclaré Mike Maxiomei, directeur du groupe d'ingénierie du laboratoire d'intégration électrique.

L'élimination de tout problème lors de l'assemblage du système au niveau du rack de contrôle aide les ingénieurs de fabrication à planifier le processus d'assemblage dans l'usine et évite également les inconvénients d'avoir des composants qui ne peuvent pas être assemblés si le câblage est trop court. "Ceci est d'une importance capitale pour la fabrication de nos prototypes de voitures", a déclaré Maxiomei.

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Le banc d'essai GM comprend des composants tels que des sièges électriques et des rétroviseurs en plus du câblage.

Tous les sous-systèmes connectés doivent échanger des informations et interagir les uns avec les autres de manière ordonnée afin que tout fonctionne comme il se doit. Par conséquent, l'équipe d'inspection dispose de 100 000 pieds carrés d'installations de tests de bureaux et de laboratoires.

Le démarrage et l'arrêt des ordinateurs sont des moments particulièrement sensibles qui nécessitent une attention particulière de la part des ingénieurs de test, a expliqué Simen. "Tous les problèmes se produisent lorsque vous l'allumez et l'éteignez", a-t-elle déclaré. C'est à ces moments que le processus de détermination automatique de l'état de la voiture démarre, ce qui devrait garantir que tout se passe dans le bon ordre et se termine correctement. Dans le même temps, il est difficile de garder tous les ordinateurs en service, car "c'est à ce moment qu'ils signalent tous quelque chose", a-t-elle déclaré.

De plus, une grande quantité d'électricité va à un démarreur à courant élevé fonctionnant simultanément avec les processus décrits ci-dessus, ce qui conduit à des baisses que les microprocesseurs détestent. Selon Simen, cela aggrave le problème.

La désactivation est également cruciale. Simen pointe un Cadillac SRX de dix ans qui avait un problème de décharge de batterie lorsque la voiture était garée. En tant que famille qui a oublié de laisser le chien entrer dans la maison avant d'aller se coucher, le système SRX a oublié d'éteindre l'un des nombreux ordinateurs lorsque la machine s'est éteinte, ce qui épuiserait la batterie si la voiture restait un moment.

La prévention de ces défaillances nécessite un grand nombre de tests de toutes sortes de combinaisons et permutations pour s'assurer que tous les systèmes fonctionnent comme prévu. GM dit qu'ils sont en mesure de tester entre 80 et 90 pour cent de toutes les options d'événements possibles pour le système.

Cela peut être extrêmement fatigant pour les ingénieurs qui doivent constamment répéter les tests. Un test qui teste le fonctionnement de la caméra de recul a pris six semaines de nouveau test. Ce test devait confirmer que l'image de la caméra (requise par la loi) apparaissait à l'écran quelles que soient les actions du conducteur lors du démarrage de la voiture et de la marche arrière. En conséquence, les ingénieurs ont fait ce qu'ils font habituellement et ont mis en œuvre une solution automatisée innovante.

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La modeste boîte beige présentée ici est le propre développement de GM, un appareil appelé STORM, conçu pour automatiser les tests d'une caméra de recul.

Ils ont appelé l'appareil résultant "STORM", qui signifie "Temps moyen d'apparition de l'image de la caméra arrière". Il s'agit d'une boîte électrique amateur en métal avec des composants internes faits maison, dont certaines pièces coûtent 150 $ au total. Les ingénieurs mettent STORM devant l'écran de la caméra de recul, et sa propre caméra regarde l'écran pendant que le système passe par des cycles de test. STORM enregistre automatiquement tous les cas où l'image attendue n'apparaît pas à l'écran. Avec des problèmes de surveillance STORM, le laboratoire a pu exécuter le même cycle de test, qui a pris six semaines en seulement 12 heures. Et, bien sûr, pour les ingénieurs, il était utile de se débarrasser de l'affichage fastidieux des cas de dysfonctionnements à l'écran.

Une autre partie de l'automatisation est un manipulateur robotique équipé d'une sonde en caoutchouc, capable de vérifier toutes les options possibles pour appuyer sur l'écran tactile du tableau de bord pour le contrôle à distance des téléphones mobiles. Le robot modifie les emplacements des clics et le temps entre les clics sur les boutons virtuels, ce qui vous permet de vous assurer que l'écran et les téléphones réagissent comme ils le devraient.

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Integration Lab utilise ce bras robotique pour tester l'interface à l'écran du téléphone.

Selon les ingénieurs, changer le temps entre les robinets et les actions comme l'ouverture et la fermeture des portes est la clé pour identifier les problèmes. Chaque année, GM achète de 55 à 60 nouveaux smartphones pour tester les derniers modèles au fur et à mesure de leur sortie et en tester différentes combinaisons. Même pour une voiture comme la double Corvette, GM estime que quatre téléphones connectés simultanément représentent un fardeau normal pour les ordinateurs de voiture. Ils supposent que de nombreuses personnes ont des téléphones professionnels et personnels séparés, donc s'il y a deux personnes à bord, la Corvette doit prendre en charge la connexion simultanée de quatre téléphones.

L'utilisation d'un robot pour les téléphones est similaire à l'utilisation de STORM pour la caméra arrière. «Nous n'avons pas besoin de rechercher des problèmes. Il les trouve pour nous et nous pouvons nous concentrer sur leur élimination », a déclaré l'ingénieur.

Le volume de travail en laboratoire et l'ampleur de leurs tâches montrent à quel point le développement d'une nouvelle machine est devenu difficile et avec quelle facilité un bug peut s'y glisser. Si cela se produit, GM sera prêt pour cela - avec une nouvelle option de mise à niveau aérienne avec laquelle l'architecture électronique peut être mise à jour.


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