Revolutionen inom fordonselektronik har givit oss bilar som är fylla till brädden med imponerande funktioner – och detta är bara en början. En aspekt som inte skall glömmas bort vid denna omställning är servicen av fordonen, som ju är något som har avgörande betydelse för ägarnas totalupplevelse.
Kan en ”Google Maps”-ansats revolutionera serviceeffektiviteten inom modern fordonselektronik? Det här diskuterar Gerhard Angst, CEO Concept Engineering.

Snabb och effektiv service är en ytterst viktig kommersiell faktor för hela fordonsindustrin. Men för att kunna serva en modern bil idag krävs tillgång till diagnos med komplexa, sammankopplade datorsystem, med tanke på den allomfattande elektronik som finns i de nya fordonen. Så hur skall vi få mekanikerna att under enorm tidspress kunna hitta och reparera problem och fel på ett snabbare och säkrare sätt?
Ett modernt fordon, oavsett hur mycket det kostar, innehåller en enorm mängd elektroniska system, som framgår av Fig 1. En del av dessa är lätta att upptäcka, som radar-, underhållnings- och navigationssystem. Men de flesta av dem är inte synliga för föraren, och ändå har de avgörande betydelse för fordonets grundläggande användning.

Fig 1. Elektroniska komponenter i en modern bil (klicka för större bild)
(Bild: Vehicular Electronics Laboratory, Clemson University)

Ett fordon av årgång 2018 innehåller 100-300 MCU-kretsar eller processorer, mer än 50 komplexa elektroniska styrenheter, mellan 5 och 20 miljoner rader mjukvarukod samt kilometervis med kablar som sammanbinder alla system. Dessa system samarbetar ofta. Styrningen har t ex kontakt med fjädringen för att kunna garantera en komfortabel färd.

Ett fel i en komponent i bilen kan orsakas av ett helt annat system. Dessa problem kan visa sig i form av intermittenta, svårupptäckta elektroniska signaler, istället för mer uppenbara, utslitna mekaniska delar. Detta gör diagnostiken till en mycket komplex uppgift.

För att ytterligare försvåra denna utmaning kommer nästa generations bilar att innehålla funktioner som förarlös körning och andra kraftfulla system som utgör det alla senaste inom avancerad datorvetenskap. Därtill kommer att dessa system måste uppfylla rigorösa säkerhetskrav i standarder som ISO 26262. Fordonselektroniken kommer av nödvändighet att bli alltmer komplex och sofistikerad.

Konsekvenser
Vad får då detta för följder för fordonsunderhållet? Användarens upplevelse av fordonet startar med inköpet och fortsätter sedan under fordonets hela livslängd när kunderna återvänder till sina serviceverkstäder för underhåll och reparationer. Under de senaste två till tre decennierna har elektroniken tagit över som den viktigaste teknologin i bilarna. Detta har förvandlat serviceteknikerna till experter på elektronisk diagnostik, och de måste utföra elektronisk service snabbare än någonsin.

Att se till att mekanikerna kan hitta och tillförlitligt reparera fel är ett nyckelelement för uppnå framgång inom fordonsområdet. Men en med olja nedkladdad mekaniker som jobbar under bilens motorhuv är något som tillhör det förgångna. Dagens servicecentra är fyllda med högt kvalificerade ingenjörer, tillsammans med grupper av elektroniktekniker med datorerfarenhet som kör diagnostikprogrammen.

Moderna bilar har diagnostiksystem som ansluts till servicedatorer för att hitta befintliga och potentiella framtida problem. Men även om dessa är till hjälp vid en inledande diagnostik krävs det ofta en mer ingående felsökning, och för detta behöver teknikerna tillgång till servicemanualer, antingen online eller i form av en stor mängd tryckta dokument.

Dessa manualer skapats av stora dokumentationsteam, och de är specifika för varje biltyp och alla dess varianter. Att ta fram alla dessa dokument är en långsam och felbehäftad procedur. Ibland blir resultatet tungrodda servicemanualer som serviceteknikerna grundligt måste genomsöka för att hitta möjliga problem. Nya online-manualer har hjälpt upp situationen något, men de är fortfarande statiska till sin natur och kan inte hänga med den snabba utvecklingen inom avancerad fordonsteknologi.

Online-baserad
En ny teknologi, hämtad från halvledarindustrins automatiserade metoder för elektronikkonstruktion, utlovar en bättre alternativ till traditionella servicemanualer. Det enklaste sättet att tänka sig detta på är att jämföra med hur vi använder online-baserade och mobila GPS-kartprogram för att navigera.

När vi försöker att välja en rutt till ett specifikt mål kommer vi alla ihåg när vi använde papperskartor, och sökte genom dem för att först hitta själva målet och sedan den ideala rutten för att komma dit. Det finns en annan metod som är både snabbare och noggrannare, och det är den moderna ”Google Maps”-ansatsen. Här matar vi in startpunkten och slutmålet. Sedan skapas en karta över det aktuella området som visar den ideala rutten, med hänsyn tagen till ändrade vägsträckningar och rådande trafikförhållanden. Kartans databas kan uppdateras vid behov, och displaybilden är lätt att använda och förstå.

Denna modell är exakt vad serviceverkstäderna behöver när de ska försöka att hitta rätt kurs genom labyrinten av komplexa elektroniska komponenter och sammankopplingar. Halvledare innehåller miljontals transistorer och förbindningar, vilket har drivit på utvecklandet av reaktiva visualiseringsteknologier för avbuggning, i detta fall av Concept Engineering. Denna teknologi (E-engine) används nu för kopplingsscheman vid service med följande resultat:

1. En lättavläst virtuell display som dynamiskt fokuserar på den exakta problemarean, baserat på diagnostiska koder (Diagnostic Trouble Codes, DTC) eller manuell inmatning.
2. Ett kopplingsschema som är föränderligt för att kunna skildra den exakta versionen och varianten av det specifika fordon som undersöks, vilket tar bort onödig och störande information.
3. En online-display (på PC eller surfplatta) som skalar om och anpassar sig, och som gör det möjligt att interaktivt ta fram ytterligare information om komponenter, kablage o dyl.
4. En direkt länk från utvecklarens CAD-ritningar till schemadatabasen för att undvika översättningsfel och snabba upp framställningen.

Lösningen fungerar så här: De ursprungliga CAD-ritningarna över de elektriska och elektroniska systemen i ett visst bilmärke konverteras automatiskt från industriella standardformat som KBL, eller från företagsspecifika format, till E-engines eget databasformat kallat EDB. Denna databas kan också innehålla detaljerad komponentinformation och annan information som kan var av nytta för serviceverkstaden. Det finns också möjligheter att specificera alternativa data, och det är enkelt att uppdatera databasen utan att behöva göra om den helt och hållet när det sker revideringar av fordonets specifikationer.

Denna databas finns åtkomlig på biltillverkarens molnbaserade server för alla tillverkarens servicecentraler. Dessa kan komma åt informationen via en webbläsare, vilket gör att de inte behöver installera några lokala applikationer i sina datorer. Vid mobil användning ute på vägen kan systemet också arbeta off-line med hjälp av tidigare nedladdade data.

En tekniker kan få fram ett specifikt servicediagram baserat på fordonets identifieringsnummer (Vehicle Identification Number – VIN), och sedan använda antingen relevanta diagnostiska felkoder (Diagnostic Trouble Codes – DTC) eller komponent- och platsinformation för att fokusera displayen på ett specifikt område. Detaljerad information om komponenter, kabeldragning o dyl kan tas fram för att möjliggöra en exakt analys av olika problemscenarier, se Fig 2.

Fig 2. Kopplingsschema med ledningsdata, visad i en webbläsare på en surfplatta

Fig 3. Kopplingsschema med ledningsdata (klicka för större bild)

Tillverkare som behöver spara in tid på fordonsservice kommer att se drastiska fördelar med denna metod. En attraktiv faktor är möjligheten att anpassa denna teknologi till individuella tillverkningsprocesser och principer, liksom att kunna underhålla och uppdatera fordonsdata till alla serviceverkstäder omedelbart. Det automatiserade framtagandet av noggrann, informativ och tillförlitlig dokumentation snabbt och enkelt kan också förenkla deras utvecklingsprocesser.

Lösningen är ny på marknaden, men den har redan väckt intresse hos stora fordonstillverkare. Den har börjat användas av en stor lastbilstillverkare, men också av företag inom andra områden som aerospace. Detta är ett tidstypiskt tecken för fordonsservicecentra, och metoden kommer inom kort att finna sin väg in på många andra serviceområden.
Gerhard Angst, CEO Concept Engineering

Filed under: Fordonselektronik