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三菱汽车加速发展倒车雨刷系统

挑战

设计并实现一种创新的换向雨刷系统控制器

解决方案

使用MathWorks工具为控制系统建模、模拟、验证和生成产品代码

结果

  • 特定功能的开发时间从16周减少到3周
  • 设计评审时间和纸质文档减少了90%
  • 尽早验证设计,减少返工

“基于模型的开发立即改善了我们的开发流程。设计评审在发现需求的缺陷和问题方面更快、更有效。我们更早地发现了错误,消除了返工,并在不到20%的时间内交付了一个高质量的控制器。”

新井隆雄,工程师,三菱公司电子工程部
换向刮水器系统控制器。

三菱的创新倒车雨刷系统对司机和制造商都有利。当不使用时,该系统隐藏在引擎盖下,改善了汽车的外观和司机的视野,并减少空气动力阻力。该系统的嵌入式控制器可以动态修改电机的运行角度,以补偿风压和雨刷速度的变化。由于该系统最大限度地减少了机械部件的操作范围,雨刷更加紧凑,可以更容易地集成到车辆设计中。

三菱工程师利用MathWorks工具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。

三菱电气工程部工程师喜井隆雄(Takao Arai)表示:“尽管我们对这种方法和工具还很陌生,但我们看到了开发速度和产品质量的明显改善。”“使用MathWorks工具进行基于模型的开发,使我们能够识别和修复项目需求和早期设计中的问题,而不是在最终硬件上进行测试时的开发后期。”

挑战

反向刮水器系统的设计比传统系统更具挑战性,因为其控制要复杂得多。

三菱此前的开发过程依赖于基于纸张的需求规范和手写代码。调试和公差测试(参数调优)只可能在实际硬件上进行,所以大多数问题直到开发的后期阶段才被发现,并导致重大的返工,从而降低了系统质量。三菱的工程师需要加快该系统的开发,以满足紧迫的最后期限。

因为这是三菱的第一个系统,他们需要尽早验证新的控制算法和设计思想。Arai说道:“在过去,我们的设计评估需要花费很长时间,因为仅使用书面文件很难理解设计细节。“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——已经朝这个方向发展,显然我们也需要这么做。”

解决方案

三菱使用MathWorks工具建模、模拟、验证和生成换向刮水器系统控制的生产代码。在项目开始之前,三菱采取了一些措施,以确保平稳过渡到基于模型的开发。工程师们参加了10天的现场培训,并起草了建模指南和设计程序。为了培养工程师的继续教育,三菱制定了基于日本MATLAB建立的JMAAB风格指南的技能标准®汽车咨询委员会和基于嵌入式技术技能标准。与此同时,三菱正在推广模型和模拟的使用,以加速开发、提高质量,并改善内部和与客户的沟通。

根据规范,三菱工程师使用了Simulink金宝app®对控制结构、控制功能和测试工具进行建模。

利用Sim金宝appulink和Simscape Multibody™,该小组创建了一个工厂模型,其中包括挡风玻璃雨刷链接机制、雨刷臂和车身安装。

他们使用控制系统和工厂模型进行了闭环模拟,以验证控制器的功能,并确定雨刷的物理规格将如何影响电机控制。基于这些模拟,该团队执行可变缩放来创建详细的控制模型。

使用仿真软件金宝app编码器,他们从控制和工厂模型中生成C代码,用来进行软件在环和实时处理器在环模拟。为了执行硬件在环模拟,他们使用了用Simulink和statflow创建的测试工具金宝app®在嵌入式处理器上驱动工厂模型代码。

工程师们使用了嵌入式编码器®为NEC 78K系列8位微控制器生成产品代码,然后在产品硬件上进行最终测试。

反向刮水器系统目前正在生产中,每月出货量为2 - 3万台。

三菱的工程师正在当前的项目中重复使用雨刷系统和工厂模式的组件。该公司已经为所有新项目制定了基于模型的开发标准,包括用于混合动力和电动汽车的电机控制产品。下载188bet金宝搏

结果

  • 特定功能的开发时间从16周减少到3周.Arai说道:“在我们之前的设计过程中,将一个特定的功能项目从规格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,我们只花了3周时间就完成了项目。通过模拟调试和测试的能力——而不仅仅是在硬件上——进一步加速了开发。”

  • 设计评审时间和纸质文档减少了90%.“我们使用Simulink金宝app和statflow模型作为可执行的规范,这大大简化了设计评审过程,”Arai说。“我们只花了过去所需时间的10%就完成了一次彻底的审查,同时在每个审查阶段删除了90%的书面文件。”

  • 尽早验证设计,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,这将我们必须做的返工数量降到了最低,”Arai说。“此外,使用Simulin金宝appk,我们可以使用在硬件本身很难或不可能测试的输入模式运行模拟。”

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