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使用事例:HILシミュレーションのためのFunctional Mockup Unitの統合

この使用例では、各種ベンダー製のFunctional Mockup Unit(FMU)を統合して、HIL(Hardware-in-the-Loop)シミュレーション向けの単一のリアルタイム対応アプリケーションを作成する方法を示します。このデモは、Dassault SystèmesとITIにより共同で実施されました。

使用例

デモシステムは、dSPACE SCALEXIO HILシステムに接続された車両安定化プログラム(ESP)ECU、シミュレーション運転を制御してビジュアル表示するdSPACE ControlDesk®とMotionDesk、および各モデルを統合して単一のアプリケーションを作成するdSPACE ConfigurationDesk®で構成されています。
デモの目的は、既存のESP ECU向けHILテストシステムのバーチャルビークルシミュレーションモデルの部品の一部に代わって、物理的モデリング(非因果的)手法で開発された新しい部品を使用することでした。
ビークルダイナミクスと環境モデルは、dSPACE Automotive Simulation Modelsでモデリングされました。元のエンジンとドライブトレインモデルに代わって、Functional Mockup Interface for Co-Simulation 2.0、リリース候補1に基づく、リアルタイム対応CコードFMUが使用されました。統合されたすべてのモデル部品のサンプル時間は1ミリ秒です。

ワークフロー

このスクリーンショットは、ITI製ドライブトレインFMUのインターフェースの例です。モデルポートブロックを使用して、SimulinkモデルのFMUインターフェースを表すポートが作成されています。このインターフェースは、ConfigurationDeskを介して分析および接続できます。

ConfigurationDeskは、SCALEXIOハードウエア用のグラフィカルな設定および実装ソフトウエアです。2個のFMUがConfigurationDeskにインポートされ、既存のSimulinkモデルと統合されます。Simulink上に作成されたモデルポートブロックにFMUインターフェースが接続され、単一のリアルタイム対応アプリケーションが作成されることにより、2個のFMUがConfigurationDeskにインポートされ、既存のシミュレーションモデルと統合されます。そして、このシミュレーションモデル全体がSCALEXIO HILシミュレータにダウンロードされます。この使用例では、FMUはSimulinkとのモデル通信により既存のシミュレーションモデルに統合されます。FMUを直接ConfigurationDeskのI/Oファンクションやその他のFMUに接続したり、V-ECUに接続したりすることもできます。

ControlDeskは、シミュレーション運転の開始や制御を行う際に使用します。本物のようなエクスペリメントレイアウトで、実際の自動車のダッシュボードの様子が再現されます。

ヨーレート、ブレーキ圧、速度など、すべてのモデル変数およびモデルパラメータがシミュレーション運転中にリアルタイムで表示され、最新の運転状況を確認できます。
このデモシステムでは、ESP ECUの機能をテストします。例えば、滑りやすい路面で自動車がブレーキをかけるというシナリオを比較できるように、シミュレーション運転は2回(つまり、1回はESP ECUをオフに、もう1回はオンにして)実行されます。

このシミュレーションは、MotionDeskによりビジュアル表示されるため、自動車の動作を目視で確認できます。ESP ECUをオフにした1回目のシミュレーション運転では、ブレーキ中に自動車が横滑りを始め、スピンします。

ESP ECUをオンにした場合は、ブレーキ操作によって自動車が制御され、無事に停止します。

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