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基于PREEvision 的汽车电子电气架构(EEA) 设计与优化
1������ 1㊀ 车型定位
型的市场表现ꎬ 调研销售人群需求ꎬ 根据当前市场状况及对 未来市场的评估ꎬ 确定待开发车型的定位㊁ 外形㊁ 风格㊁ 预 销售地区㊁ 市场前景等内容ꎮ 此时的车型定位决定了电子电 气系统开发的复杂程度ꎮ
市场企划部或商品开发部通过市场调研ꎬ 分析待开发车
1㊀ 整车电子电气架构设计流程
1������ 4������ 2㊀ 功能网络层
括逻辑功能层和系统软件层ꎬ 系统软件层的设计主要是作为 AUTOSAR 的接口ꎮ 逻辑功能层定义 架构ꎬ 内容包括逻辑传感器㊁ 功能块㊁ 逻辑执行器等功能模 块ꎬ 以及各功能模块之间的信息交互接口ꎮ 当功能网络层各 模块之间的端口通过信息交互接口连接后ꎬ 相应模块就能进 行数据和控制信息的交换ꎮ 在功能网络里ꎬ 用户可以看到各 功能模块之间的逻辑关系ꎮ 逻辑域 和功能网络
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2014CG ̄ VE081
2014 中国汽车工程学会年会论文集㊀
基于 PREEvision 的汽车电子电气架构 ( EEA) 设计与优化
张佩ꎬ 杨洋ꎬ 李华
东风商用车有限公司技术中心
越来越高ꎬ 按原有的各系统系列开发方式满足不了各子系统间的交互影响所带来的质量与稳定性问题ꎮ 因此在系统系列开发 前ꎬ 整车电子电气架构的设计 ( Electrical / Electronic Architectureꎬ EEA) 与优化显得尤为重要ꎮ 做好电子电气架构的设计与优 化工作ꎬ 能够增加零件的通用性ꎬ 降低整车制造成本ꎮ 同时ꎬ 通过建立电子电气架构的开发平台ꎬ 建立自己的标准化设计流 程ꎬ 能够缩短汽车开发的整个周期ꎬ 降低设计开发成本ꎮ 本文依托 PREEvision 工具对整车电子电气架构设计与优化进行介绍ꎮ ʌ 关键词ɔ ㊀ 电子电气架构ꎬ 需求ꎬ PREEvisionꎬ 平台ꎬ 分层开发ꎬ 模型设计ꎬ 评估 ʌ 摘要ɔ ㊀ 随着中国汽车行业飞速发展ꎬ 用户对车辆的动力性㊁ 安全性㊁ 舒适性等需求不断增多ꎬ 电子电气系统的复杂度
1������ 2㊀ 对标分析
业内部的既有车型以及竞争对手的车型进行全面的对标分 析ꎬ 获取对标车型的相关功能与非功能特性ꎮ 对标分析包括 以下内容: 电子电气特性配置㊁ 功能需求规范㊁ CAN 总线 分析㊁ 供电系统分析㊁ 电子电气拓扑结构分析㊁ 电子电气成 本分析等方面ꎮ 对标数据可以保存到 PREEvision 所提供的 电子电气系统数据库ꎮ
在对新车型进行开发之前ꎬ 一般需要选择一款或几款企
㊀ 2014 中国汽车工程学会年会论文集
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图 1㊀ 整车电子电气架构设计流程
1������ 3㊀ 需求开发
结合以往车型的相关数据开展ꎬ 主要包括确定需求规范与制 定评判准则两方面内容ꎮ 确定需求规范首先需要收集客户的 需求以及法律法规的要求ꎬ 初步确定整体的功能需求ꎻ 然后 收集其他车型参考信息ꎻ 最后需要将客户需求和法律法规要 求具体化ꎬ 并用技术语言描述ꎬ 制定具体技术需求文档ꎬ 形 成 Excel 列表或 DOORS 文件ꎮ 评判准则由公司内部相关领 域的专家共同制定ꎬ 一方面要确定在对模型进行评估时需要 考虑的各方面影响因素ꎬ 另一方面要确定各影响因素所占的 权重ꎮ 当完成电子电气架构建模之后ꎬ 根据该评判标准进行 模型评估与变型比较ꎮ 需求开发的工作需要结合车型市场定位与对标结果ꎬ 并
需要提高开发效率㊁ 缩短开发时间ꎬ 基于模型的开发方法已 经被广泛接受ꎮ PREEvision 是整车厂中常用的系统架构设计 及优化工具ꎬ 其功能包括需求开发㊁ 逻辑功能设计㊁ 网络和 部件架构㊁ 电气系统和线束设计以及拓扑结构设计ꎬ 涵盖了 概念原型设计㊁ 具体详细设计以及系统规范制定工作ꎮ 设计 汽车电子电气架构设计中必须要考虑系统整体优化ꎬ 并
该层定义整个系统功能的逻辑实现方法ꎮ 功能网络层包
1������ 4������ 5㊀ 映射与信号路由
模型元素之间的映射代表了 E / E 架构跨越所有架构层的各 种功能㊁ 组件㊁ 连接等的一致实现ꎮ 比如ꎬ 客户特性层的客 户特性元到软件功能或硬件层的硬 件组件的映射代表逻辑功能通过软件或硬件的实现方式ꎮ 信 号路由是根据映射关系按照某些规则自动建立数据元素与信 号之间的映射关系ꎮ 逻辑架构层信号路由的目的是将逻辑架 构层中的信号流映射到硬件层中的连接线上ꎮ 硬件层信号路 由的目的是将硬件层中的连接线映射到拓扑层中的线槽中ꎮ 想ꎬ 电子电气架构的分层模型 型开发ꎮ 图 3 以远光灯控制为例来说明 PREEvision 分层开发的思 需求㊁ 功能网络㊁ 硬件架
映射用于连接不同的架构层的模型元素ꎮ 不同架构层的
1������ 4������ 3㊀ 硬件架构层
描述各部件间的逻辑连接关系ꎬ 如: 总线系统㊁ 传统连接㊁ 电源供应和地线连接ꎬ 这些连接将在原理层进一步的细化ꎻ 部件层描述各个部件内部构成及其对外接口的详细信息ꎬ 可 用于规划 ECU 内部结构ꎬ 参与架构评估ꎻ 原理层描述部件 间物理连接关系的原理ꎬ 如具体的导线数㊁ 设备间导线连接 关系等ꎻ 线束层是逻辑与原理性的连接关系的物理实现ꎬ 在 该层中每段电线 ( 或电缆 ) 相应的接插件都具有其物理属
该层主要包括网络和部件层㊁ 原理层和线束层ꎮ 网络层
构及拓扑可以实现映射及自动路由ꎬ 不同架构层模型元素之 间具备一定的关联性ꎬ 可以快速实现一致性检查及架构的变
图 3㊀ 远光灯控制
㊀ 2014 中国汽车工程学会年会论文集
2014CG ̄ VE081 时设计多个方案ꎬ 称为 模型ꎮ
力性㊁ 安全性㊁ 舒适性等需求不断增多ꎬ 电子电气系统的复 杂度越来越高ꎬ 同时引入了各种现代智能化的网络导航系 统ꎬ 很多更加先进的主动以及被动安全技术ꎬ 按原有的各系 统系列开发方式满足不了各子系统间的交互影响所带来的质 量与稳定性问题ꎮ 因此在系统系列开发前ꎬ 整车电子电气架 构的设计与优化显得尤为重要ꎮ 做好电子电气架构的设计与 优化工作ꎬ 能够增加零件的通用性ꎬ 从而降低零部件采购成 本ꎬ 进而降低整车制造成本ꎮ 通过建立电子电气架构的开发 平台ꎬ 建立自己的标准化设计流程ꎬ 能够研发出可以与新车 型相互匹配的电子电气系统ꎬ 缩短汽车开发的整个周期ꎬ 降 低设计开发成本ꎮ
1������ 4㊀ 电子电气架构模型设计
能设计㊁ 网络设计㊁ 功能分配㊁ 线束设计以及拓扑设计等多 方面内容ꎬ 由不同部门或工程团队共同开发ꎮ 为了实现多团 队并行开发过程中的合理分工协作ꎬ 整个电子电气架构设计 需按照分层设计的思路展开ꎮ PREEvision 是一种基于模型的 EEA 开发工具ꎬ 按照电子电气架构开发流程中开发阶段和 开发人员的不同ꎬ 采用分层开发模式进行电子电气架构开 发ꎮ 自上而下包括: 需求定义层㊁ 功能网络层㊁ 硬件架构层 以及线束拓扑层ꎬ 如图 2 所示ꎬ 各层面之间通过映射和路由 进行关联ꎮ 汽车电子电气系统设计过程中ꎬ 会涉及到需求开发㊁ 功
㊀ ㊀ Abstract: With the rapid development of Chinaᶄ s automobile industryꎬ the growing requirements of vehicle dynamicsꎬ safetyꎬ comfort and the other demand from customersꎬ complexity of electronic and electrical systems become more complexꎬ according to the original series of the systems development methods can������t meet the quality and stability of interaction between the various subsystems ticularly important������ Good electrical and electronic architecture ( abbr������ EEA) design and optimization can increase the versatility of com ̄ opment costs������ This article introduces the vehicle electrical and electronic architecture design and optimization based on PREEvision������ Key words: EEAꎬ requirementꎬ PREEvisionꎬ platformꎬ hierarchical developmentꎬ model designꎬ evaluation platform to build our own standardized development processes to shorten the entire vehicle development cycleꎬ reduce design and devel ̄ brought������ Thereforeꎬ before the system series developmentꎬ design and optimization of vehicle electrical and electronic architecture is par ̄ ponentsꎬ reduce vehicle manufacturing costs������ Meanwhileꎬ through the establishment of electrical and electronic architecture development
The Automotive Electrical / Electronic Architecture ( EEA) Design and Optimization Based on PREEvision
Zhang Peiꎬ Yang Yangꎬ Li Hua Dongfeng Commercial Vehicle Co������ꎬ Ltd������ Technical Center