关于使用基于模型的设计自主开发发动机管理系统的作用分析和应用

奇瑞汽车股份有限公司是中国最大的汽车生产厂家之一，同时也是中国最大的乘用车出口商。鉴于公司产量和多样化的客户群，奇瑞管理层意识到发动机管理系统 (EMS) 软件对于满足特色功能需求和发动机交期非常重要。为了降低维护成本并控制交期，奇瑞采用基于模型的设计自主开发了 EMS软件。

        装备自主开发EMS软件的奇瑞发动机

“基于模型的设计让我们能够快速上手，”奇瑞的项目经理祁克光说到。“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。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

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。

作为发动机系统方面的专家，奇瑞的工程师们对于用于产品级EMS系统的C语言编程方面没有太多实际经验。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，他们要寻找的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工程师来协助其工程团队掌握MATLAB和 Simulink的运用。

奇瑞团队基于系统需求使用Simulink和Stateflow开发了一个 EMS控制模型。使用Simulink Verification and Validation，该团队将Word格式的需求与Simulink中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。

他们还使用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PowerPC微控制器，进行HIL测试，并使用测试结果完善EMS模型。

EMS装置已于2009年投入量产。迄今为止，该公司已开发出两代EMS技术。两代产品均如期研发完成。奇瑞目前正在将其EMS软件出口给国外汽车和非道路机械制造商。

“跟第三方供应商合作时，难于变动交期、增加新功能，售后问题也不好解决。使用基于模型的设计进行自主开发就高效多了。我们降低了成本，灵活分配了资源，并尽快完成了开发。”

——奇瑞汽车公司 祁克光

结果

每年节约成本近两百万美元。“借助基于模型的设计，我们拥有了自主研发的 EMS技术，不再依赖供应商，”祁经理说到。“我们因此将单机 EMS成本降低超过 10%。”

60%的控制设计得以重复使用。二代产品重用了第一代 EMS 60%的 Simulink设计，模型重用使得二代的开发时间减少了一半。

生成 20万行零缺陷代码。“借助 Embedded Coder，我们从 Simulink模型生成了 20万行没有任何缺陷的产品级代码，非常高效，节省了开发时间，”祁经理说。