ASMは、内燃エンジン、ビークルダイナミクス、エレクトリックコンポーネント、および交通環境のシミュレーション向けツールスイートです。オープンなSimulinkモデルはモデルベースの機能開発およびHIL(Hardware-in-the-Loop)シミュレータでのECUテストに使用されます。
バッテリシステム/燃料電池の新機能とRoadRunnerサポートの向上
詳細
詳細な車両モデルを提供するdSPACE ASMと現実的な交通を再現するPTV Vissimを用いて協調シミュレーションを行うと、詳細な交通環境を連携させた形で高精度な走行シミュレーションを実現し、驚くほど詳細なデータを得ることができます。
自動運転車両の開発では、テストと妥当性確認に膨大な労力が掛かります。SERES社では、これらの複雑さやコストに対応するため、開発プロセスの早期の段階で柔軟に使用できるdSPACEのテストシステムを導入し、制御ループに実際のセンサを組み込むことにしました。
これまで運転したことのないコースにおいて、テストドライバーはどのように車両をテストすればよいでしょうか。ZFテクノロジグループでは、開発段階での車両機能のテストの際に、マップデータと車両計測に基づく仮想的なプロセスを採用しています。仮想世界を生成した後は、ASMツールスイートにより現実に即したシミュレーションが可能です。
運転支援システムの妥当性確認用の強力なツールチェーン
最新の運転支援システムの妥当性確認には、シミュレーション、テスト、およびビジュアル表示を行うための統合ツールが不可欠です。開発者には、テストする車両の属性、道路網、交通、および電子制御ユニット(ECU)のモデル化を短時間で簡単に行うことができ、運転操作を現実的にビジュアル表示できるツールが必要です。このような場合に完全に統合されたツールチェーンとして活用できるのが、dSPACEのAutomotive Simulation Models(ASMs)、ModelDesk、およびMotionDeskの組み合わせです。
今日、自動車は数多くの徹底的なテストを経て初めて製品化されます。テスト車両だけでは、複雑な電子制御ユニット(ECU)の検証を行うには十分とは言えません。こうした作業はシミュレーションモデルを使用して実施され、それによりECU開発はバーチャルビークルを使用した仮想環境におけるテスト段階へと移行します。dSPACEシミュレーションモデルがこの課題にどのように対処しているかを、dSPACEのモデリンググループを統括しているDr. Hagen Hauptが説明します。
本稿では、ビークルダイナミクスシミュレーションを使用して、サスペンションを目的に合わせて短期間で設計およびチューニングする方法を紹介します。この方法は、dSPACEのAutomotive Simulation Models(ASMs)に基づいており、ASMはこの適用事例のために拡張されています。ASMは、仮想プロトタイプの作成からテストフェーズにおける量産段階での詳細なチューニングまで、すべてのフェーズを通して設計エンジニアをサポートします。本稿では、共通のハンドリングモデルの機能範囲を超えるビークルダイナミクスで必要となる特性について説明します。Daimler AGでは、車両の純粋なビークルダイナミクスを設計する場合と、ビークルダイナミクス制御システムをHIL(Hardware-in-the-Loop)システムに結合する場合の両方において、ASMをテストドライブで使用しています。
ASMは、自動車アプリケーション用のシミュレーションモデルを必要に応じて結合できるよう構成されたツールスイートです。これらのモデルは、内燃エンジンやモーターなどの個々のコンポーネントからビークルダイナミクスシステム、複雑な仮想トラフィックシナリオに至るまで、シミュレーションのあらゆる領域をサポートしています。ModelDeskのグラフィカルユーザインターフェースを使用し、容易かつ直感的にモデルを操作することができます。
各モデルの実装はオープンであり、Simulinkベーシックブロックのレベルまでトレース可能であるため、容易にコンポーネントを追加したり、ユーザ固有のモデルに置き換えたりすることができます。つまり、各モデルの特性を最適な形で個々のプロジェクトに適合させることができます。ASMの標準化されたインターフェースにより、モデルの拡張や、仮想車両全体の作成までも容易に行うことができます。さらに、プレビュー機能とわかりやすいビジュアル表示機能を備えたグラフィカルなパラメータ設定ツールを使用して、道路ネットワークとトラフィックシナリオを簡単かつ直感的に作成できます。
主な機能 |
説明 |
主な利用効果 |
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オープンなSimulinkモデル | すべてのモデルブロックがユーザに対して表示されます。 | アプリケーション固有のモデルの追加やモデルコンポーネントの置き換えも容易に行えます。 |
オンラインシミュレーション | リアルタイムハードウェア(例: DS1006)上でリアルタイムシミュレーションを実行できます。 | 量産ECUを使ってHIL(hardware-in-the-loop)シミュレーションを実行できます。 |
オフラインシミュレーション | 制御アルゴリズム設計フェーズで早期にシミュレーションできます。 | 初期の設計フェーズで制御ソフトウェアの妥当性検証を実行できます。 |
オンラインパラメータ調整 | リアルタイムシミュレーションの実行中にパラメータ値を直接変更できます。 | パラメータ最適化作業とモデルの挙動の調査をオンラインで実行できます。 |
ASMSignalBus | シミュレーション信号は、構造化Simulink信号バスの一要素です。 | 標準化された方法でモデル変数にすばやくアクセスできます。 |
モデルの相互結合性 | ASMモデルを組み合わせることにより、仮想車両を簡単に作成できます。 | 仮想車両全体をシミュレーションできます。 |
ASMエンジンモデルは、エンジンおよび排気ガス後処理用ECUの開発およびテストに最適です。これらのモデルは、ECU制御システムなど必要なすべてのコンポーネントを含む、内燃エンジンをシミュレートします。各種インジェクションシステムおよび排気ガス後処理システムを備えたディーゼルエンジンおよびガソリンエンジン用モデルがあります。平均有効圧モデルまたは物理モデルを使用してリアルタイムシミュレーションを実行することができます。
ASM Vehicle Dynamics Modelは、ESP、ステアリングおよびアクティブ減衰ECUなどのビークルダイナミクスECUの開発およびテストを行う際の優れた基盤となります。これらのモデルは、初期の開発フェーズでのビークルダイナミクスの検討に最適です。乗用車、トラックおよびトレーラ用のモデルが用意されています。グラフィカルなユーザインターフェースにより、車両の設定や運転操作、道路の定義を直感的に行うことができます。
車両電装システム、Electric Drive、インバータ、スタータバッテリ、高電圧バッテリなどのエレクトリックコンポーネントは、高精度のシミュレーションモデルにより仮想的に表現されています。これらのモデルは、ハイブリッドECU、バッテリマネージメントシステム、インジケータライトの制御の開発および実験などのタスクをサポートします。ユーザは、モデリングされたコンポーネントのパラメータをグラフィカルに設定し、実際の制御システムに正確に適合させることができます。
運転支援システムの開発およびテストに、道路利用者や環境オブジェクトを備えた総合的な道路交通モデルが用意されています。シミュレートされるテスト車両の各種センサモデルが、仮想環境内の他の道路利用者や静的および動的オブジェクトを検出します。トラフィックシナリオと環境を、グラフィカルユーザインターフェースを使用して直感的に定義することができます。
dSPACEでは、可能な限りお客様の特別なニーズをサポートするため、「オープンなモデル」というコンセプトを採用しています。これらのモデルの表示は、標準のSimulinkブロックレベルで行うことができます。ASMは柔軟性に優れているため、専用のシミュレーションモデルを必要とするプロジェクトでも利用できます。オープンモデルアプローチにより、個々のプロジェクトおよび要件に合わせて完全に適合させることができます。このためには、モデルを修正したり、モデル化されたコンポーネントの置換や追加を行います。
dSPACE Automotive Simulation Modelsは、仮想車両全体にいたるまであらゆるモデルを容易に組み合わせて構築できる、柔軟なモデルのコレクションです。ガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンの他に、ビークルダイナミクスとブレーキ油圧、電気システム、および交通用のモデルがあります。モデルを組み合わせて、1つのシミュレーション内で同時に動作させることも可能です。
ツールスイートであるASMは、HIL(Hardware-in-the-Loop)環境(HILまたはオンラインモード)で実際のコントローラに接続して使用したり、MIL(Model-in-the-Loop)シミュレーション(PCまたはオフラインモード)で使用することができます。同じモデルの設定とパラメータを、機能開発からECUテストまでのすべてのステップでシームレスに使用できます。
ASMは、The MathWork社のReal-Time Workshop
®
やdSPACEのRTIを使用して、dSPACEリアルタイムシステム上でのオンラインシミュレーションに対応したリアルタイムコードの生成をサポートします。
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