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Haldex 社、MathWorks Consulting Services と連携して、ブレーキと安定システムの開発期間を 50% 短縮
「MathWorks のツールが提供する統合環境を使用して、設計プロセスを簡素化し、顧客が求める革新的な技術的機能の開発を実現することができました。」
課題
ソリューション
結果
- 設計プロセスの改善
- 開発期間が半分に短縮
- コスト削減
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連結車両の横転は毎年何百件もの交通事故を引き起こしていますが、横転防止を支援する安全性重視のシステムを開発するには多大なコストと困難が伴います。法規制の要件は急速に変化しており、商用車向けの複雑な新しい安全機能を開発して組み込むために使える時間は短くなり続けています。
Haldex は、車両の荷重移動を検知してスピードを減速させることで横方向の安定性を保つ安定性制御アルゴリズムを、自社のブレーキシステム制御ソフトウェア向けに開発しました。Haldex は MathWorks の技術コンサルティングと連携し、プロジェクトの後半までテスト車両を使用せずに制御戦略を開発および評価するためにMathWorks製品とモデルベース デザインを使用しました。
「MathWorks ツールにより、対象車両の制御戦略開発への依存度が軽減され、タスクの完了に必要な時間、コスト、リソースが削減されました」と Haldex のシニア エンジニアである Laurence Lane 氏は述べています。
課題
Haldex は、危険な操作が行われた際に車両の横転を回避できるようにするために、ブレーキシステムで車両を減速させる安定性制御アルゴリズムを開発する必要がありました。このアルゴリズムは、車輪速度センサーと加速度計からの信号を使用して危険な操作を識別し、車両を横転限界値以下に保つために徐々にブレーキをかけます。
連結車両の安定性は Haldex にとって新しい分野であったため、制御戦略を一から開発する必要がありました。さらに、非常に厳しい生産期限により、開発時間が大幅に短縮されました。
改造車両や試験場での安全システムのテストには危険が伴います。通常の開発テスト中にもテスト車両が高速で横転する可能性があります。さらに、Haldex の製品はさまざまな車両に使用されており、適切なテスト施設が限られているため、同社のコントローラーを完全にテストすることは困難でコストがかかります。
これらの課題に対処するために、Haldex は、開発プロセス全体を通じてシミュレーションを使用して制御戦略をテストできるソフトウェアを必要としていました。また、複数のチームが共同作業を行い、プロジェクトで作業を共有できる単一の開発環境も必要になります。
ソリューション
Haldex 社は、Simulink®、Stateflow®、Simulink Control Design™ を使用して、ブレーキ制御アルゴリズムを開発しました。彼らは、車両運動およびブレーキアクチュエータのモデルを使用して、さまざまな車両と操縦に対するこれらのアルゴリズムのパフォーマンスを最適化しました。
Haldex は MathWorks の技術コンサルティングと連携し、 Simulink と Simscape Multibody™ を使用して、単体ユニットと連結式大型車両の加速、ブレーキ、コーナリングの動きをシミュレーションするための車両モデリング ブロックのライブラリを開発しました。これらのブロックを使用することで、Haldex のエンジニアは車両モデルを簡単に組み立てて、自社製品が使用されるさまざまな車両をシミュレーションできるようになりました。
「当社の『仮想車両』と Simulink の安全な環境での制御戦略の評価により、実際の車両の役割をシステム検証に限定することができました」と Lane 氏は語ります。「また、Simscape Multibody により、車両モデルを迅速に作成し、手作業で車両方程式を導き出すという時間がかかり、エラーが発生しやすいプロセスを回避できました。」
Haldex のエンジニアが設計を完成させるためにさまざまなモデル構成や結果を確認する必要があること考慮し、MathWorks の技術コンサルティングを採用しました。コンサルタントは MATLAB® を使用して、エンジニアが単一のユーザー インターフェイスで車両パラメーターを変更し、シミュレーション結果を視覚化して分析できるようにするユーザー インターフェイスを作成しました。
モデルテストとトラック評価に続いて、安定性システムは車両群でテストされ、車両群管理者から肯定的なフィードバックを得ました。この製品は現在生産中で、売れ行きも好調で、顧客にも好評を博しています。Haldex は、リアルタイム モデルを組み込んだハードウェアインザループ テスト機能の確立に取り組んでいます。これにより、テスト トラックに行く前に、ソフトウェアとハードウェアの検証の多くを実行できるようになります。
このプロジェクトの直接的な結果として、 MathWorks製品は現在、第 2 世代の EB+ Stability システムを含む、Haldex の新世代 EBS、ABS、安定性プロジェクトの開発における中核ツールとなっています。
「このプロジェクトは、モデルベースデザインと MathWorks ツールの重要性を確固たるものにしました。 Haldex にとって、これは素晴らしいことだ」と Lane 氏は指摘します。「Simulink は、当社の将来の製品開発における中核ツールとなりました。」
結果
設計プロセスの改善。Haldex は、モデルベース デザイン用のMathWorksツールを使用して、複数の設計アクティビティを 1 つのプロセスに統合し、複数のチームがプロジェクトのさまざまな場面で同時に作業できるようにしました。
開発期間が半分に短縮。「MathWorks ツールがなければ、コンカレント エンジニアリングによくある問題のすべてに直面していたでしょう」と Lane 氏は言います。「ハードウェア開発や車両試験から切り離して制御手法を開発することで、必要なリソースが減り、開発期間を約 50% 短縮して 2 年にすることができます。」
コスト削減。「従来の方法に比べて半分の時間で作業を完了し、コストを大幅に削減できました」と Lane 氏は指摘します。「これは、Haldex の開発プロジェクトの多くで MathWorks 製品を活用するようになってきているためです。」