Точные данные об уровне топлива — ключевой фактор, влияющий на безопасность, планирование маршрутов и эффективность эксплуатации автомобиля. При движении транспортного средства измерение становится особенно сложным: уровень топлива постоянно изменяется из-за крена, наклона дороги, ускорений и торможений. Для получения достоверных данных в этих условиях в современных автомобилях применяются сложные алгоритмы обработки сигналов от нескольких датчиков, установленных в топливном баке.
В рамках совместного проекта ЦИТМ «Экспонента» и ФГУП НАМИ была проведена проверка корректности математических моделей алгоритмов определения уровня топлива, реализованных в среде Engee.
Разработку и перенос модели из Simulink в Engee выполнили совместно с командой «Экспоненты», а специалисты НАМИ обеспечили независимую верификацию и анализ р��зультатов.
Как работают алгоритмы определения уровня топлива?
Цифровая обработка сигналов
Датчики уровня топлива передают сигналы, подверженные искажениям из-за вибраций и электромагнитных помех. Алгоритмы обработки данных устраняют этот «шум» с помощью цифровых фильтров, обеспечивая чистый и пригодный для анализа сигнал.
Проверка достоверности данных
Если один из датчиков начинает выдавать аномальные значения — например, резкий скачок или полное отсутствие сигнала — система автоматически сравнивает его данные с другими источниками. Это позволяет исключить ошибочные показания и сохранить точность измерений.
Расчет по калибровочным кривым
Из-за сложной формы бака и изменения его положения уровень топлива не всегда прямо пропорционален сигналу датчика. Алгоритмы используют калибровочные таблицы и формулы, позволяющие точно интерпретировать полученные данные и перевести их в литры или проценты заполнения.
Сигналы предупреждения водителя
Если уровень топлива критически низок или происходит сбой в работе датчиков, система информирует водителя с помощью соответствующих сообщений на приборной панели. Это помогает предотвратить внезапную остановку и своевременно диагностировать неисправности.
Благодаря этим механизмам алгоритмы обеспечивают стабильную и точную работу систем индикации топлива при любых условиях движения.
Проект: перенос и проверка модели в Engee
В рамках проекта специалисты ��ИТМ «Экспонента» перенесли модель алгоритмов определения уровня топлива из среды MATLAB/Simulink в Engee. При этом была полностью сохранена структура модели, включая иерархию, состав функциональных блоков, типы данных и параметры дискретизации.
Для сравнения результатов расчета моделей Engee и Simulink был подготовлен набор тестовых сценариев, представляющих собой сигналы режимов работы блока управления и показания датчиков уровня топлива. В тесты вошли как стандартные сценарии компонентного тестирования, так и варианты со случайными входными воздействиями.
Сравнение результатов выполнения моделей в Engee и Simulink проводилось по ключевым критериям: временные характеристики, переходные процессы, установившиеся значения уровня топлива и формируемые сигналы предупреждения. Результаты показали полное совпадение расчетов в обеих средах, что подтверждает корректность переноса модели и высокую точность реализации алгоритмов в Engee
Мнение специалистов ФГУП НАМИ
Выполненные тесты подтвердили сходимость результатов моделирования алгоритмов в Engee и Simulink.
Engee может быть использована для разработки математических моделей алгоритмов и переноса моделей из Simulink без изменения логики и структуры систем в существующих проектах.
В целях дальнейшего развития среды Engee, мы рекомендуем расширить поддержку типов данных с фиксированной точкой и обеспечить автоматическую генерацию кода под целевые контроллеры электронных блоков управления.