客户面临的挑战
日产® 始终致力于满足客户对高质量和高性能产品的需求。而要及时满足这些需求,高效的开发和验证缺一不可。其中任一环节出现问题,都会导致昂贵和耗时的迭代。在实现车辆动力学目标的背景下,工程师会在开发的初期阶段不断寻求更加深入了解车辆子系统性能的方法,工具和方法的持续改进在这其中起着非常关键的作用。
虽然计算机辅助工程 (CAE) 工具能够提供及时的性能预测,从而有效缩短开发时间并降低成本,但受限于某些特定因素,此类工具无法揭示开发过程中的意外或未知现象。无法在第一时间发现意外现象所造成的后果就是后期在轨道风险上投入更多的预算和时间。为避免延迟发现所造成的风险,在开发阶段的物理测试中辅以 CAE 是行之有效的办法之一。这样做可以改善性能评估并减少对原型的总体需求,进而减少成本投入。
日产汽车有限公司期望从设计冻结到开始生产能在一个日历年内完成。要实现这一目标,必须加强 CAE 和测试程序的互补优势,这包括全面了解车辆各个子系统的性能以及子系统彼此之间的影响。而想要在如此具有挑战性的时间进度内达到目标,这些工作必须在车辆原型可用之前全部做好。
当时,公司正在开发一款新的阻尼系统,并研究如何在开发早期阶段对该子系统进行精准测试。在简单的调研后,日产决定与 MTS 合作。后者在车辆测试技术和专业知识方面长达 40 年的全球领导地位是让日产迅速抉择的原因之一。
MTS 解决方案
MTS 和日产展开了紧密合作,共同部署了力学硬件在环™ (mHIL) 技术。利用该技术,日产可以在整车原型可用前对车辆性能进行评估。
MTS mHIL 技术通过在实时车辆模型的回路中放置力学系统或部件,对广泛用于验证电子控制器单元 (ECU) 的硬件在环 (HIL) 技术进行了拓展。由于 mHIL 技术使用的是真实备件,它比单独使用 CAE 更加灵敏,从而可以帮助公司作出更有效的开发决定。此外,工程师还可以利用 mHIL 技术在虚拟环境下驱动备件,这使他们有能力在车辆开发的最初阶段进行故障排除并避免问题的发生。而这可以帮助公司生产更高品质的原型,进而提升验证和轨道作业的效率。
MTS 携手日产,启动了一项通过 mHIL 技术进行的试点项目,用来验证日产正在开发的新阻尼系统的性能。该试点测试系统最终将会成为日产工程师目前正使用的 MTS 四角阻尼测试系统。试点结果表明,与实际轨道测试相比,使用该技术获得的测试数据在用以分析乘坐舒适性和操控性方面均具备更好的相关性。使用 MTS 四角阻尼测试系统后,日产在开发阶段的返工改造减少了 40%。
客户收益
具备 mHIL 技术的 MTS 四角阻尼测试系统确保日产能够在车辆开发早期阶段识别和解决由意外子系统行为导致的问题。通过暴露之前只有在原型轨道测试驱动才能发现的意外现象,该技术为日产节省了大量的时间和资金投入。
“MTS mHIL 技术让我们得以在准备阶段发现并解决质量功能展开 (QFD) 中的未知问题,车辆测试耗时至少减少了一个月。”日产的系统实验开发首席代表 Yoichi Sakai 表示。“出于种种原因,很多制造商都在减少试验车辆开发。在 mHIL 技术的帮助下,我们却仍然能够以快速、准确并且负担得起的方式继续推进我们的开发计划。
不仅如此,mHIL 技术所带来的效率还让我们能够以更优的价格为消费者提供更高品质的车辆。” Sakai 先生补充到。
2008 年,MTS 和日产利用 mHIL 技术开发的四角阻尼系统荣获《国际汽车动力》杂志的年度最佳开发工具奖项。
“mHIL 技术是汽车开发速度和成本效应方面的一次真正改革,” Sakai 先生说。“它无疑非常有利于日产的发展,供应商亦将从中受益。”