用户故事

潍柴动力自主开发高压共轨柴油机ECU软件

挑战

建立生产引擎控制和嵌入式软件团队,建立内部开发能力,并在36个月内完成第一个生产项目

解决方案

使用基于模型的设计来设计、实施和测试共轨柴油发动机的控制策略和ECU软件,同时与MathWorks顾问合作,以培养团队的软件开发技能和专业知识

结果

  • 开发时间缩短40%
  • 集成测试时间减半
  • 60%的设计重复使用

“与我们过去手工编码的经验相比,基于模型的设计使我们降低了30%的人工成本,降低了20%的测试成本,并提高了30%以上的生产率。我们提前完成了ECU开发,同时成立了内部软件开发团队。”

李大明,潍柴动力
潍柴动力高压共轨柴油机。

潍柴动力是重型发动机领域的全球领导者。多年来,潍柴一直购买发动机控制单元(ECU)公司制定了一项战略计划,为高压共轨柴油发动机开发自己的控制策略和ECU软件。公司内部开发的原因是通过降低成本、重用核心功能、提高潍柴发电的竞争力和创新能力从而能够根据客户需求快速开发发动机控制策略。

潍柴动力组建了控制策略和嵌入式软件团队,采用基于模型的设计方法开发共轨柴油ECU软件。

“基于模型的设计——通过图形化设计和自动代码生成——减少了软件缺陷,提高了软件的可维护性和重用性,并降低了软件开发的难度,”潍彩电力电子控制部门的主管大明·李(Daming Li)说。基于模型的设计使我们能够在尽可能短的时间内组建一个由引擎和控制专家组成的开发团队,并显著降低开发成本。”

挑战

虽然潍柴动力定期进行发动机控制研究和原型设计,但该公司此前并未为大规模生产ECU开发嵌入式控制和软件。

潍柴动力寻求一种在汽车行业广泛使用的方法和开发工具。与此同时,他们希望减少与引入新工具相关的学习曲线。他们需要招聘工程师,并培训他们在中国国家排放标准IV发布之前开发和测试ECU软件好的效果。

解决方案

潍柴发电厂采用MATLAB进行基于模型的设计®和仿真软万博1manbetx件®共轨柴油机ECU软件的设计与实现。他们建立了一个生产控制和软件团队,并培训新工程师使用工具。该公司还与MathWorks咨询公司合作建立了目标快速成型能力,使潍柴集团的公司和客户能够合作。

根据系统要求,潍柴电力工程师在Simulink和Stateflow中开发了发动机控制器模型万博1manbetx®。他们使用statflow为发动机运行模式控制、轨道压力控制和诊断程序的状态转换逻辑建模。

在模型开发过程中,他们使用Simulink中的模型顾问检查是否符合MathWorks汽车咨询委员会(MAAB)指南万博1manbetx中的建模标准。

使用Simu万博1manbetxlink Requirements™,团队将文本需求链接到Simulink中实现需求的模型元素,以确保可跟踪性。

在Si万博1manbetxmulink中,团队创建了车辆、后处理系统和发动机的工厂模型,包括燃油、扭矩、进气和排气子系统。为了验证控制设计,他们对控制和工厂模型进行了闭环模拟。

他们使用Simulink Design Verifier™创建万博1manbetx了测试向量。与Simulink 万博1manbetxCoverage™和Simulink Check™一起使用,这些测试向量使团队能够在他们的模型中识别死逻辑并实现完整的模型覆盖。

使用fixed-point Designer™,工程师通过在模拟期间记录最小和最大数据值,并应用fixed-point Designer建议缩放定点数据类型,将浮点模型转换为固定点模型。

在比较浮点和定点模型的仿真结果以验证转换后,团队使用嵌入式编码器从控制模型生成C代码®

在Simulink中,万博1manbetx他们在PC上进行软件在环测试,在ETAS上进行硬件在环测试®PT-LABCAR模拟器。

该团队为带有嵌入式编码器的生产ECU生成了340000多行有效代码。生成的代码包含100%的应用软件;85%的CAN应用层和诊断例程也由模型生成。

在MATLAB中,该团队开发了车辆驱动循环软件,在初始生产ecu测试期间,他们使用该软件进行数据分析。

共轨柴油发动机ECU已在重型卡车、工程机械和发电设备上生产。潍柴动力计划将ECU设计用于轻型柴油机。

结果

  • 开发时间缩短40%。“我们从零开始在36个月内完成了ECU的开发和验证,比我们计划的快了40%,”Li说。“有了基于模型的设计和MathWorks顾问的支持,我们的万博1manbetx工程师培训时间大大缩短了。另外,使用嵌入式编码器生成MISRA®来自我们Simulink模型的兼容代码大大缩短了实万博1manbetx现高质量软件所需的时间。”

  • 集成测试时间减半“在整个开发阶段,通过Simulink仿真进行的连续万博1manbetx测试使我们能够在集成测试之前检测到60–70%的bug,”Li说,“因此,我们的集成测试时间减少了约50%。”

  • 60%的设计重复使用。“我们目前正在开发用于压缩天然气发动机的ECU,我们已经重复使用了最初项目中大约60%的模型,”李说。这种重复使用使得新型ECU的开发时间减少了50%。”