利用全面的发动机型号和SIL + M丰田前负荷的发动机控制系统的发展

挑战

加快复杂的发动机控制系统软件的开发

制定一项全面的发动机模型和SIL + M测试,以frontload发展进程结合起来

结果

  • 综合发动机型号研制
  • 外观设计在开发早期验证
  • 难以测试条件模拟

“的Simscape使我们能够创建发动机相应的综合模型,很容易通过所有团队了解我们的设计任务。在ECU和发动机在Simulink进行,完成尽可能早地进行闭环仿真,对我们的前装载的发展过程中必不可少的。”金宝app

Hisahiro伊藤博士,丰田汽车公司
丰田引擎。的Simscape建模有助于丰田确保卓越的发动机部件,如涡轮增压器和后处理系统的更精确的控制。

作为汽车制造商努力提供更好的燃油效率,降低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,对排放量更严格的规定要求在空气 - 燃料混合物和燃烧定时的精确控制。

随着在开发后期发现这样复杂的系统和严格的要求,缺陷或设计缺陷可导致显著返工和成本超支。为了避免这些问题,它是在ECU开发过程中尽可能早地有发动机的精确的仿真模型至关重要。丰田汽车公司的工程师开发了用于前期投入其发展过程中的发动机模型,使模型在环(MIL)和软件在环(SIL)在生产汽车项目测试。

“前装与发展基于模型的设计使我们能够缩短开发周期,减少返工,这使我们能够更早提供的产品比我们的竞争对手,”丰田经理助理Hisahiro伊藤博士说。下载188bet金宝搏“有了MATLAB,Simu金宝applink和的Simscape,我们创造的控制软件,设备模型,并在单一环境,极大地简化了控制系统的开发闭环仿真器。”

挑战

此前,丰田的工程师使用相对简单的设备模型测试的ECU功能只有很小的子集,它防止了他们在测试和优化控制软件。为了保证一个新的引擎的最佳操作,他们需要一个覆盖了整个发动机,包括燃料,燃烧和废气再循环(EGR)系统的发动机模型。工程师通过描述这些系统直接实现方程需要模型系统的行为。

丰田的工程师需要提高自己的SIL和MIL技术的灵活性和可扩展性,以更有效地开发的ECU。工程师所需的SIL环境以支持ECU之间源码级的控制代码的调试中断服务例程(ISR金宝app)和计时器任务的正确执行顺序模拟CAN总线通信,和。

丰田的工程师们使用的Simscape™开发的发动机型号还包括数以千计方程。该模型启用基于基于模型的设计用于ECU软件前加载发展进程。

工程师使用的Simscape语言来创建由多个气体类型,包括空气,燃料蒸气的一个自定义的物理结构域,和燃烧气体。他们创建的自定义组件模型来表示燃烧气缸和空气路径(包括EGR)。通过这些模型与在提供的Simscape组件模型相结合,所以能够向液力变矩器,自动变速器,以及其他传动系部件进行建模。

他们使用物理网络的方法来创建非因果模型组装的Simscape这些组件。这些非因果模型与燃烧动态的数据驱动的因果模型相结合利用Simulink开发金宝app®和基于模型的标定工具箱™。

要制定在Simulink和Stateflow的ECU算法的可执行规范金宝app®,它们采用MIL仿真的Simulink考虑到所连接的设备的动力学而以分析金宝app新的控制逻辑的设计。

代码从利用Simulink编码器控制模型生成后™,丰田工程师使用SIL测试,以验证低级别的驱动器,ISR和定金宝app时器,以及其它细节的精确执行次序无法通过MIL仿真进行测试。随着SIL,工程师们使用微软®视觉工作室®为源代码级调试的控制代码。在代码中设置的断点在Simulink暂停仿真,使工程师们恢复执行前检查控制变量的状态。金宝app

使用模型和软件在环仿真(SIL + M),工程师开发了新的控制模块作为一个模型,然后将其与控制软件集成。SIL + M通过使工程师把新的控制逻辑到完整的控制系统有望进一步前载ECU发展。

在MATLAB工作®,工程师自动化仿真和测试结果参数的优化和执行数据分析过程中模拟。

丰田目前使用与基于模型的设计前装载发展在发动机控制中,传输控制,和混合电动控制系统的开发。

结果

  • 综合发动机型号研制。“有因果建模方法相比,使植物建模流程通过的Simscape是更快,更稳健,我们建立与的Simscape工厂模型代表的物理系统以直观和直接的方式,”伊藤博士说。“的Simscape使我们能够创建和模拟一个综合的发动机型号还包括数以千计方程。使用因果方法这是不可能。”

  • 外观设计在开发早期验证。“随着基于模型的设计和SIL仿真我们可以验证新的控制设计得更早,”伊藤博士说。“例如,我们已经验证的发动机控制,并通过闭环仿真CAN配置,这使我们能够继续在车内以极大的信心测试发射控制软件。”

  • 难以测试条件模拟。“我们使用Simulink创建的SIL平台使工程师能够开展各种工况的金宝app控制软件,将难以在实际车辆或在原型测试环境来安排的细粒度的考试,”伊藤博士说。