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计划

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

后果

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

“与我们过去手工编码的经验相比,基于模型的设计使我们减少了30%的人工成本,减少了20%的测试成本,提高了30%以上的生产率。我们在建立内部软件开发团队的同时提前完成了ECU的开发。”

潍柴电力李大明
潍柴动力的高压共轨柴油发动机。

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。

潍柴动力建立了控制策略和嵌入式软件团队,采用基于模型的设计开发了共轨柴油机ECU软件。

潍柴电力电子控制部主任李大明(Daming Li)表示:“基于模型的设计及其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可重用性,并降低了软件开发的难度。”。“基于模型的设计使我们能够在尽可能短的时间内建立由发动机和控制专家组成的开发团队,并大幅降低开发成本。”

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Sim万博1manbetxulink®设计并实现共轨柴油机ECU软件。他们建立了一个生产控制和软件团队,并在工具方面培训了新的工程师。该公司还与MathWorks Consulting合作,建立目标快速原型能力,使潍柴集团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Stateflow为发动机工作模式控制、油轨压力控制和诊断例行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需求™ 该团队将文本需求与Simulink中实现需求的模型元素相关联,以确保可追溯性。

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。

他们用Simulink设计验证器创建了测试向量™. 与Simu万博1manbetxlink覆盖一起使用™ 和Simulink检查™ 这些测试向量使团队能够识别其模型中的死逻辑,并实现完整的模型覆盖。

使用定点设计器™, 工程师们通过在模拟过程中记录最小和最大数据值,并应用定点设计器的建议来缩放定点数据类型,从而将浮点模型转换为定点模型。

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上执行软件在环测试,在ETAS上执行硬件在环测试®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环境下,该团队开发了车辆行驶循环软件,用于测试初始生产ECU期间的数据分析。

共轨柴油发动机ECU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设计重新用于轻型柴油发动机。

后果

  • 开发时间缩短40%. “我们在36个月内从头开始完成了ECU的开发和验证,比原计划快了40%,”李说。“通过基于模型的设计和MathWorks顾问的支持,我们工程师的培训时间大大缩短。此外,使用嵌入式编码器生成MISRA万博1manbetx®-Simulink模型的兼容代码大大缩短了实施高质万博1manbetx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%的设计重用“我们目前正在为压缩天然气发动机开发一个ECU,我们已经重用了我们最初项目中约60%的模型,”李说。“这种重用使新ECU的开发时间缩短了50%。”