用基于模型的设计实现EMS软件的自主开发

当奇瑞开始转到自主EMS开发时，中国还没有任何一家国产汽车公司拥有自主开发的EMS软件。为了实现这一转变，奇瑞采用了基于模型的设计并且取得了成功。奇瑞采用基于模型的设计进行自主开发的EMS装置已于2009年投入量产。迄今为止，奇瑞已开发出两代EMS技术。

基于模型的设计让工程师能够快速上手MathWorks®面向基于模型设计的系列工具简单易用、易懂、而且易操作。这对于工程师来说非常重要，他们之前在EMS软件的产品级开发方面经验比较少，而该工具让我们能够对我们的系统进行建模，使用硬件在环进行建模验证，然后生成高效的代码。

挑战于需求

奇瑞力求能够实现自主开发的EMS软件的量产，这是降低成本并实现新功能快速开发以满足不断变化的市场需求的首要一步。

奇瑞的发动机工程师们虽然都是发动机系统方面的专家，但是对于用于产品级EMS系统的C语言编程方面却没有太多实际经验。为了满足企业的长期业务目标，奇瑞需要一套可以让工程团队快速掌握的开发流程和工具。确切来说，这种工具必须能够提供建模和仿真、全面的硬件在环(HIL)测试以及产品级代码生成支持。

解决方案

奇瑞采用了基于模型的设计，并请MathWorks®技术团队来协助其工程团队掌握MATLAB®和Simulink®的运用。

奇瑞团队使用Microsoft® Word定义系统需求，并基于这些需求使用Simulink®和Stateflow®开发了一个EMS控制模型。

使用Simulink® Verification and Validation®，奇瑞团队将Word格式的需求与 Simulink中实现该需求的模型元素双向关联。

在开发模型时，工程师们借助Simulink®的Model Advisor来检查是否符合奇瑞基于MathWorks Automotive Advisory Board (MAAB)指导原则的建模标准。

该团队使用Simulink®建立了一个发动机对象模型，并将该模型与控制模型相结合，建立了一个用于闭环仿真的系统模型。

奇瑞团队还使用Simulink Coder®根据对象模型生成代码，并将这些代码部署到dSPACE硬件，为HIL测试做准备。

工程师们使用Embedded Coder®和Fixed-Point Designer®将控制模型生成超过20万行的代码，下载到目标定点Power PC®微控制器，进行HIL测试。然后，团队对照需求验证HIL测试结果，并使用测试结果完善EMS模型。

开发成功之后，奇瑞共生产了60多万台第一代EMS，专门用于机械式节气门体。这一代的产品已安装到奇瑞QQ等几个轿车产品系列中。第二代EMS专为电子式节气门体、可变气门正时和可变进气系统而设计，现在也已投产。两代产品均如期研发完成。目前，奇瑞正在将其EMS软件出口给国外汽车和非道路机械制造商。

结论

利用基于模型的设计方法，奇瑞拥有了自主研发的EMS技术，不再依赖供应商，也因此，奇瑞将单机EMS成本降低了超过10%。从规模生产方面来看，这项成果为奇瑞每年节省了将近200万美元。在第二代产品中，奇瑞所使用的Simulink®设计有60%来自第一代EMS,模型重用使得第二代产品的开发周期减少了一半。

借助Embedded Coder®，奇瑞用Simulink®模型生成了20万行产品级代码，这些代码非常精确，没有在其中发现任何缺陷,进而提升了开发效率。