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、实现和测试共轨柴油发动机的控制策略和ECU软件,同时与MathWorks顾问一起开发团队的软件开发技能和专业知识

结果

  • 开发时间减少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。

潍柴动力是全球重型发动机的领导者。多年来,潍柴一直向供应商采购柴油发动机的发动机控制单元(ecu)和燃油系统。公司制定了开发高压共轨柴油机控制策略和ECU软件的战略计划。内部开发的原因是为了提高潍柴动力的竞争力和创新能力,通过降低成本,重用核心功能,并根据客户要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,但该公司此前从未为大规模生产的ECU开发嵌入式控制和软件。

潍柴动力寻求一种广泛应用于汽车行业的方法论和开发工具。同时,他们希望减少与引入新工具相关的学习曲线。在中国国家排放标准IV生效之前,他们需要招募工程师并培训他们开发和测试用于生产的ECU软件。

解决方案

潍柴电源采用基于MATLAB的模型设计®和仿真软金宝app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。

从系统需求出发,潍柴动力工程师在Simulink和statflow中开发了发动机控制器模型金宝app®.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。

在模型开发期间,他们使用Simulink中的model Advisor来检查是否符合由MathWorks汽车咨询委金宝app员会(MAAB)指南改编的建模标准。

使用Simu金宝applink 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金宝appmulink中,该团队创建了汽车、后处理系统和发动机的工厂模型,包括燃料、扭矩、进气和排气子系统。为了验证控制设计,他们运行了控制和工厂模型的闭环仿真。

他们使用Simulink Design Verifier™创建金宝app了测试向量。与Simulink 金宝appCoverage™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。

在比较浮点模型和定点模型仿真结果验证转换后,团队使用Embedded Coder从控制模型生成C代码®

在Simulink中,金宝app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。

该团队使用Embedded Coder为产品ECU生成了34万多行有效代码。生成的代码包含应用软件的100%;85%的CAN应用层和诊断例程也是由模型生成的。

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

  • 开发时间减少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,我们的金宝app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金宝app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模拟的持续金宝app测试使我们能够在集成测试之前检测出60-70%的错误,”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%。”