三菱加速研发倒车雨刷系统
挑战
解决方案
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件减少90%
- 尽早验证设计，尽量减少返工
“基于模型的开发立即改进了我们的开发过程。设计评审在发现需求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，在不到20%的时间内交付了高质量的控制器。”
Takao Arai，三菱公司电子工程部工程师
三菱的创新换向雨刷系统对司机和制造商都有好处。当不使用时，该系统被隐藏在引擎盖下，改善汽车的外观和司机的视野，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运行角度，以补偿风压和雨刷速度的变化。由于该系统最小化了机械部件的工作范围，雨刷更紧凑，更容易集成到车辆设计中。
三菱的工程师使用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Takao Arai表示:“尽管我们对这种方法和工具还不熟悉，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的问题，而不是在最终硬件上测试的开发后期。”
挑战
换向雨刷系统的设计比传统系统更具挑战性，因为控制相当复杂。
三菱之前的开发过程依赖于基于纸张的需求说明和手写代码。调试和公差测试(参数调优)只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，并导致严重的返工，从而损害了系统质量。三菱的工程师需要加快系统的开发，以满足紧迫的最后期限。
由于该系统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，我们的设计审查需要花费很长时间，因为仅凭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——汽车整车厂——已经朝着这个方向发展了，很明显，我们也需要这样做。”
解决方案
三菱公司使用MathWorks工具对倒车雨刷系统控制进行建模、模拟、验证和生成生产代码。在项目开始之前，三菱采取措施确保顺利过渡到基于模型的开发。工程师参加了10天的现场培训，小组起草了建模指南和设计程序。为了培养工程师的继续教育，三菱开发了基于JMAAB风格指南的技能标准，由日本MATLAB建立®汽车咨询委员会和基于嵌入式技术技能标准。与此同时，三菱正在推广使用模型和模拟技术，以加快开发速度，提高质量，并改善内部和与客户的沟通。
根据该规范，三菱的工程师使用了Simulink®建模控制结构，控制功能和测试工具。
通过Simulink和Simscape多体™，该团队创建了一个植物模型，其中包括挡风玻璃雨刷链接机构、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，该团队进行了变量缩放，以创建一个详细的控制模型。
使用仿真软件编码器™，他们从控制模型和植物模型生成C代码，用于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Stateflow创建的测试工具®在嵌入式处理器上驱动植物模型代码。
工程师们使用嵌入式编码器®为NEC 78K系列8位微控制器生成生产代码，然后对生产硬件进行最终测试。
倒车雨刷系统目前正在生产中，每月出货量为2 - 3万台。
三菱的工程师正在现有项目中重用雨刷系统的部件和工厂模型。该公司已经对所有新项目的基于模型的开发进行了标准化，包括混合动力和电动汽车的电机控制产品。2022世界杯八强谁会赢？
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，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。”“通过基于模型的开发，我们在3周内就完成了项目。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件减少90%．“我们使用我们的Simulink和Stateflow模型作为可执行的规范，这大大简化了设计评审过程，”Arai指出。“我们只花了过去10%的时间就完成了一次彻底的审核，同时省去了每个审核阶段90%的纸质文档。”
尽早验证设计，尽量减少返工．“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最小化，”Arai说。“此外，使用Simulink我们可以使用输入模式进行模拟，这很难或不可能在硬件本身上进行测试。”
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