用户故事

三菱汽车加速研发倒车雨刷系统

挑战

设计并实现一种新颖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、仿真、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。设计评审在发现缺陷和需求问题方面更快、更有效。我们更早地发现了错误,消除了返工,并在不到20%的时间内交付了高质量的控制器。”

三菱公司电子工程部工程师新井高雄
换向刮水器系统控制器。

三菱创新的倒车雨刷系统对司机和制造商都有好处。当不使用时,该系统隐藏在引擎盖下,改善汽车的外观和司机的看法,并减少空气阻力。该系统的嵌入式控制器可以动态修改电机的操作角度,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,雨刷更紧凑,可以更容易地集成到汽车设计中。

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。

三菱电机工程部门工程师Takao Arai表示:“尽管我们对这种方法和工具都不熟悉,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,而不是在开发后期对最终硬件进行测试时。”

挑战

倒车雨刷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。

三菱之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(参数调整)只能在实际的硬件上进行,所以大多数问题直到开发的后期阶段才被发现,并导致大量的返工,降低了系统质量。三菱的工程师需要加快系统的开发,以满足紧迫的期限。

由于该系统是三菱公司的第一个系统,他们需要尽早验证新的控制算法和设计思路。Arai说道:“在过去,我们的设计评审需要花费很长时间,因为仅仅使用书面文件很难理解设计细节。“我们行业的趋势是基于模型的方法。我们的许多客户(汽车oem)已经朝着这个方向发展,很明显,我们也需要这样做。”

解决方案

三菱公司使用MathWorks工具对换向雨刷系统控制进行建模、仿真、验证和生成生产代码。在项目开始之前,三菱采取措施确保平稳过渡到基于模型的开发。工程师们参加了为期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,三菱根据日本MATLAB建立的JMAAB风格指南开发了技能标准®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仿真的使用,以加速开发,提高质量,并改善内部和与客户的沟通。

根据规格,三菱工程师使用Simulink金宝app®建模控制结构,控制功能,和测试工具。

通过Sim金宝appulink和Simscape Multibody™,该团队创建了一个植物模型,其中包括挡风玻璃雨刷连接机制,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,以创建一个详细的控制模型。

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。为了执行硬件在环模拟,他们使用了用Simulink和Stateflow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。

工程师使用嵌入式编码器®生成NEC 78K系列8位微控制器的生产代码,然后在生产硬件上进行最终测试。

倒车雨刷系统目前正在生产中,每月出货量为2万至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。该公司已将所有新项目的基于模型的开发标准化,包括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:“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。“在基于模型的开发中,我们只用了3周就完成了项目。通过模拟进行调试和测试的能力——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90%.Arai指出:“我们使用我金宝app们的Simulink和Stateflow模型作为可执行的规范,这极大地简化了设计审查过程。“我们在过去要求的10%的时间内完成了一次彻底的审查,同时消除了每个审查阶段使用的90%的纸质文档。”

  • 尽早验证设计,减少返工.Arai说:“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,这最小化了我们必须做的返工量。”“此外,使用Simulin金宝appk,我们可以使用输入模式运行模拟,这在硬件本身上很难或不可能进行测试。”