三菱加速开发倒车雨刷系统

挑战

设计和实现一个创新的可逆雨刷系统控制器

解决方案

使用MathWorks工具为控制系统建模、模拟、验证和生成生产代码

结果

  • 开发时间特定功能的16周缩短至3周
  • 设计审查时间和纸张文件,减少了90%
  • 尽早验证设计,尽量减少返工

“基于模型的开发立即好转我们的开发过程。设计审查是在揭露缺陷和问题与要求更快,更有效。我们发现前面的错误,消除返工,而在我们之前所需要的时间不超过20%交付高质量的控制器“。

荒井隆夫,工程师,电子工程系,三叶公司
换向雨刷系统控制器。

三叶创新的倒车雨刷系统有利于驾驶者和制造商。当不使用时,系统隐藏在引擎盖下面,改善了汽车驾驶员的视线的外观和减少空气阻力。该系统的嵌入式控制器可以动态修改操作的电机的角度,以补偿在风压和擦拭器速度变化。由于系统最大限度地减少机械部件的工作范围内,擦拭器是更紧凑,能够更容易地集成到车辆的设计。

利用MathWorks的工具,三菱的工程师开发了雨刷系统的控制器,并在短短三周内交付了一个完整的系统——包括生产代码。

“虽然我们是新来的方法和工具,我们看到了开发速度和产品质量有了明显提高,”荒井隆夫,在三叶电气工程系工程师说。“与MathWorks工具的基于模型的发展使我们能够识别和项目需求解决问题,并在最终的硬件进行测试时,早期的设计,而不是在开发的后期。”

挑战

用倒车雨刷系统更有挑战性比传统系统设计,因为控制是复杂得多。

三菱先前的开发过程依赖于基于纸张的需求规范和手写代码。调试和容差测试(参数调优)只能在实际的硬件上进行,因此大多数问题直到开发的后期才被发现,并导致严重的返工,影响了系统的质量。三菱的工程师需要加快开发该系统,以满足紧迫的最后期限。

因为该系统是三菱的第一个,他们需要尽早验证新的控制算法和设计想法。“在过去,我们的设计评审花了很长时间,因为仅使用书面文档很难理解设计细节,”Arai说。“我们行业的趋势是采用基于模型的方法。我们的许多客户——汽车oem——已经朝这个方向前进,很明显,我们也需要这样做。”

解决方案

三叶使用MathWorks工具进行建模,仿真,验证,并为雨刷系统控制倒车生产代码。在开始项目之前,三叶采取措施,以确保顺利过渡到基于模型的开发。工程师参加现场培训10天,组起草建模准则和设计方法。为了培养工程师的继续教育,三叶开发技能标准基础上JMAAB风格指南,由日本MATLAB建立®汽车咨询委员会和基于嵌入式技术的技能标准。与此同时,三菱汽车正在推广模型和仿真的使用,以加速开发,提高质量,并改善内部和客户之间的沟通。

根据规范,三菱的工程师使用Simulink万博1manbetx®到模型控制结构,控制功能,和测试管理。

使用Sim万博1manbetxulink和Simscape Multibody™,该小组创建了一个植物模型,其中包括挡风玻璃雨刷链接机制、雨刷臂和车身安装。

他们跑使用控制系统和工厂模型来验证控制器的功能,并确定如何雨刮器的物理规格会影响电机控制闭环仿真。基于这些模拟,团队执行可变比例创建详细的控制模型。

使用仿真软件万博1manbetx编码器他们从控制和工厂模型中生成C代码,用于进行软件在环和实时处理器在环的模拟。为了执行半实物仿真,他们使用了Simulink和Stateflow创建的测试工具万博1manbetx®来驱动的嵌入式处理器上的工厂模型的代码。

工程师们使用了嵌入式编码器®为一台NEC 78K系列8位微控制器生成生产代码,然后在生产硬件上进行最后的测试。

倒车雨刷系统是目前在生产,使用的20,000-30,000单位月出货量。

三叶工程师们目前的项目重新使用雨刮系统和设备模型的组成部分。公司拥有标准化的基于模型开发的所有新项目,包括电机控制产品,为混合动力车和电动车。s manbetx 845

结果

  • 开发时间特定功能的16周缩短至3周。Arai说:“在我们之前的设计过程中,将一个特定的功能项目从规范到在微处理器上运行的生产代码通常需要4个月的时间。”“通过基于模型的开发,我们只用了3周就完成了这个项目。通过模拟而不是仅在硬件上进行调试和测试的能力进一步加速了开发。”

  • 设计审查时间和纸张文件,减少了90%。“我们使用Simulink万博1manbetx和Stateflow模型作为可执行的规范,极大地简化了设计审查过程,”Arai说。“我们完成了一个彻底的审查,在过去的10%的时间,我们需要在每一个审查阶段淘汰90%的文件使用在过去。”

  • 尽早验证设计,尽量减少返工。“基于模型的开发使我们能够在硬件测试之前发现缺失或冲突的需求,从而最小化我们必须做的返工量,”Arai说。“另外,使用Simulin万博1manbetxk,我们可以使用输入模式进行模拟,而这些模式很难或不可能在硬件本身上进行测试。”