用户故事

大陆航空开发重型卡车电控空气悬架

挑战

设计一个电子控制空气悬架(ECAS)重型,40吨卡车

解决方案

使用MathWorks工具跟踪需求以设计规范、建模和模拟ECAS,并自动生成产品代码

结果

  • 省去了六个月的硬件开发工作
  • 验证时间减少了50%
  • 90%的应用程序是自动编码的

“有了用于基于模型的设计的MathWorks工具,我们从开发开始到结束都有了一个集成的工具链。我们有清晰的需求可跟踪性,我们的软件更易于维护,因为它是作为一个模型实现的,我们可以自动生成代码。”

托马斯•Ehl大陆
一辆重型卡车的电子控制空气悬架的突出说明。

大型卡车的空气悬架有两项重要的功能:一是提升和降低底盘以连接拖车,二是帮助稳定重心较高的车辆。当一家领先的卡车制造商要求大陆汽车为其下一代重型卡车开发一款电子控制空气悬架(ECAS)时,大陆汽车的工程师提出了一套1360项严格的系统要求。此外,ECAS还必须确保驾驶40吨车辆的司机的安全性和舒适性。

大陆工程师使用基于模型设计的MathWorks工具创建ECAS模型,并将其与客户需求联系起来,维护ECAS的可执行规范,运行闭环模拟,开发实时原型,并自动生成16位微控制器的产品代码。

大陆集团商用车控制部门软件开发高级经理Thomas Ehl指出:“从开发过程的开始到结束,我们现在拥有一个共同的工具链。”“我们在需求和模型之间有清晰的可追溯性。从这个模型中,我们生成快速原型和生产目标的代码,使我们能够在过程的早期测试设计。”

挑战

在过去,大陆使用手工流程跟踪客户需求,手工流程既繁琐又容易出错。需求是在文本文件中维护的,并没有直接链接到详细的设计或C代码,这使得向客户说明为什么需求可能需要更改或更详细地定义变得困难。证明设计满足所有要求也是一个挑战。

编写代码是一个耗时的过程:大陆的工程师手写C代码,然后必须找到并消除代码错误。为了缩短开发周期并尽可能早地识别潜在的问题,他们需要自动化这些过程。

解决方案

在他们使用基于模型的设计的第一个主要项目中,大陆的工程师使用MathWorks工具来开发符合客户规范的ECAS。

使用MATLAB®,仿万博1manbetx真软件®, Stateflow®该团队开发了一个ECAS模型,根据轴位、空气弹簧压力、卡车速度和加速度以及发动机扭矩等几个输入参数,生成输出信号来控制空气弹簧和减振阀。

他们使用S万博1manbetximulink Requirements™跟踪IBM中的客户需求®理性的®®符合大陆航空的性能规范和ECAS模型的相关组件。

然后,该团队在Simulink中运行开环模拟,将刺激应用于输入,并将模型输出与性能规范万博1manbetx的预期结果进行比较。

为了进行闭环测试,他们在Simulink中开发了卡车的工厂模型,并一起对控制器和工厂模型进行了仿真。万博1manbetx

该小组使用Simulink Coder™自动生成控制器模型的C代码。万博1manbetx他们将此代码部署到Simulink real-time万博1manbetx™中,以创建控制器的实时原型,用于在真实卡车上进行道路测试。

使用Fixed-Point Designer™,他们将浮点设计转换为初始的定点设计,并将其重新部署到Simulink real中。万博1manbetx定点代码满足了第一次迭代的性能需求。

在验证了原型机上的实时操作后,大陆公司使用了Embedded Coder®为生产目标处理器自动生成代码。代码是用Cosmic Software编译器编译的,用于运行MicriumµC/OS-II实时操作系统的Freescale™S12XE处理器。

该小组验证了代码符合MISRA的要求®根据客户要求的标准,然后进行最终的道路测试以微调硬件。

ECAS已经向客户进行了演示,并计划投入生产。大陆的所有新控制器设计都将采用基于模型的设计。

结果

  • 省去了六个月的硬件开发工作.Ehl说:“过去,我们花了大约6个月的时间来生产A样品,这是我们的第一个硬件原型。“使用Simu万博1manbetxlink Real-Time作为我们的A样本,使我们能够更早地验证我们的设计,省去了6个月的硬件开发工作。”

  • 验证时间减少了50%.Ehl说:“万博1manbetx在Simulink中,我们向客户演示了设计,并在模型层面验证了它,比以前更快。”“这一改进,以及使用Simulink Check™、Simulink Coverage™和Simulink requirements将需求与我们的性能规范链接起来的能力,将我们用于验证的时间减少了40%到50万博1manbetx%。”

  • 90%的应用程序是自动编码的.“MathWorks工具缩短了我们的开发周期,使我们能够为几乎90%的应用程序自动生成有效的代码,通过早期测试最小化集成问题,并自动化手动的需求验证过程,”Ehl说。