“Simscape让我们能够创建一个适合于我们的设计任务的全面的引擎模型，并且所有团队都很容易理解。在Simulink中执行的ECU和发动机的闭环仿真，尽早完成，对我们的前置开发过程至关重要。”金宝app
伊东久弘博士，丰田汽车公司
随着汽车制造商努力提供更高的燃油效率、更低的排放和更好的驾驶体验，发动机控制单元(ECU)软件正变得越来越复杂。特别是，更严格的排放法规要求对空气-燃料混合物和燃烧时间进行精确控制。
有了这样复杂的系统和严格的需求，在开发后期发现的缺陷或设计缺陷可能会导致重大的返工和成本超支。为了避免这些问题，在ECU的开发过程中，尽早建立一个准确的发动机仿真模型是至关重要的。丰田汽车公司的工程师开发了一个发动机模型，用于前置他们的开发过程，使模型在环(MIL)和软件在环(SIL)测试的量产汽车程序。
“基于模型设计的前置开发使我们能够缩短开发周期，减少返工，这使我们能够比竞争对手更早交付产品，”丰田助理经理Hisahiro Ito博士说。下载188bet金宝搏“使用MATLAB、Simu金宝applink和Simscape，我们在单个环境中创建控制软件、工厂模型和闭环模拟器，这大大简化了控制系统的开发。”
此前，丰田的工程师只在相对简单的工厂模型下测试了一小部分ECU功能，这妨碍了他们测试和优化控制软件。为了确保新发动机的最佳运行，他们需要一个覆盖整个发动机的发动机模型，包括燃料、燃烧和废气再循环(EGR)系统。工程师需要通过直接实现描述这些系统的方程来建模系统行为。
丰田工程师需要提高SIL和MIL技术的灵活性和可扩展性，以更有效地开发ECU。工程师需要SIL环境来支持ecu之间的模拟CAN总线通信，控制代码的源代码级调试金宝app，以及中断服务程序(ISR)和定时器任务的正确执行顺序。
丰田的工程师使用Simscape™开发了一个包含数千方程式的发动机模型。该模型实现了ECU软件基于模型设计的前置开发过程。
工程师使用Simscape语言创建了一个由多种气体类型(包括空气、燃料蒸汽和燃烧气体)组成的自定义物理域。他们创建了定制的组件模型来代表燃烧缸和风路(包括EGR)。通过将这些模型与Simscape中提供的组件模型相结合，他们能够对液力变矩器、自动变速器和其他传动系统组件进行建模。
他们使用物理网络方法在Simscape中组装这些组件，以创建因果模型。这些因果模型与使用Simulink开发的燃烧动力学数据驱动因果模型相结合金宝app®和基于模型的校准工具箱™。
在Simulink和statflow中开发ECU算法的可执行规范金宝app®，他们采用MIL仿真与Simulink来分析新的控制逻辑的设计，同时考虑金宝app到被连接对象的动态。
在使用Simulink Coder™从控制模型生成代码后，丰田工程师使用SIL测试来验证低级驾驶员、isr和金宝app计时器的精确执行顺序，以及其他无法通过MIL模拟测试的细节。对于SIL，工程师使用的是微软®Visual Studio®用于控制代码的源代码级调试。代码中设置的断点暂停了Simulink中的模拟，使工程师能够在恢复执行之前检查控制变量的状态。金宝app
利用模型和软件在环仿真(SIL+M)，工程师开发了一个新的控制模块作为模型，然后与控制软件集成。SIL+M预计将进一步开发前置ECU，使工程师能够将新的控制逻辑集成到整个控制系统中。
在MATLAB工作®，工程师在参数优化过程中自动模拟，并对模拟和测试结果进行数据分析。
丰田目前在发动机控制、变速器控制和混合动力电动控制系统的开发中采用了基于模型的前端开发。
开发综合发动机模型．Ito博士说:“与因果建模方法相比，Simscape支持的植物建模工作流程要快得多，也更健壮，我们用Simscape建立的植物模型以直观和直接的方式表示物理系统。”“Simscape让我们能够创建并模拟一个包含数千个方程式的综合引擎模型。使用因果关系的方法是不可能做到这一点的。”
在开发早期验证设计．“通过基于模型的设计和SIL仿真，我们可以更早地验证新的控制设计，”伊藤博士说。例如，我们已经通过闭环仿真验证了CAN配置的发动机控制和变速器控制软件，这使我们能够非常有信心地进行车内测试。”
难以测试条件模拟．Ito博士说:“我们用Simulink创建的SIL平台使工程师能够在金宝app各种操作条件下对控制软件进行细粒度的检查，这在真实车辆或原型测试环境中很难安排。”
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