Scania 社が、受賞に輝いた長距離トラック向け低燃費ドライバー支援システムを開発

コストを低く抑えるために、Scania では車両にすでに搭載されているセンサーから入力を得て、運転のシナリオを解析したいと考えました。このため、いくつかの鍵となるメトリクスを数学的に導き出す必要がありました。システムでは、ほとんどの場合 CAN バスを通じて、個々の車輪の速度、エンジンのトルク、エンジン速度、車両速度、使用中のギアといった、100 以上の入力にアクセスできました。このプロジェクトでは、これらの入力をドライバーの運転パフォーマンス評価に変換するアルゴリズムの開発が主な課題となりました。

また Scania では、開発期間を短縮し、実際の ECU で早期に設計の検証を行いたいと考えていました。さらに、さまざまなドライバー表示パネル設計を開発および評価する必要がありました。

Scania は、エンジニアが開発早期にアイデアを試作でき、さらにシミュレーションとコード生成によって実施テストとプロトタイプの数を削減できるシミュレーション環境を必要としていました。

Scania では MathWorks のモデルベースデザイン ツールを使用して、ドライバー支援システムのモデリングとシミュレーション、ユーザー インターフェイスのプロトタイプ開発、プロトタイプおよび生産ターゲットのための組込みコードの生成を行いました。

設計は、ドライバーの坂道での運転、ブレーキの使用、ギアの選択、予測を評価するために、サブシステムに分割されました。次にこれらのサブシステムが、ディスプレイを制御するコンポーネントとともに、Simulink^® でモデリングされました。また、Stateflow^® を使用して、ドライバーに更新情報を提供するために、どのような状態での運転が安全かを判定する制御ロジックがモデリングされました。Scania のエンジニアは実施テストを行って、CAN バスからさまざまな地形や交通状況でのトラック センサー データを収集し、このセンサー データを入力として Simulink でシステムのシミュレーションを行いました。また、障害が発生した状況や、実際の運転テストでは再現が困難または不可能なその他の状況についてもシミュレーションが行われました。

一方、MATLAB^® を使用して、Scania ドライバー支援システムの出力を表示するユー ザー インターフェイスのプロトタイプが開発されました。次に MATLAB Compiler™ で、トラックで使用されていたインターフェイスのスタンドアロンの実行可能ファイルが作成されました。

さらに Embedded Coder^® でコードが生成され、プロトタイプの ECU に実装されて、リアルタイムの実施テストが可能になりました。

この開発期間全体を通じて、モデルが Scania のモデリング基準を確実に満たすように、Simulink ではモデル アドバイザー ツールが利用されました。これらの基準は、Simulink を利用した同様のプロジェクトから学んだ教訓と、MAAB ガイドラインに基づくものです。これらの多くは簡単に遵守できるように、 モデル アドバイザーにカスタム チェックとして取り入れられています。

また、シミュレーション中には Simulink Coverage™ を利用してモデルのカバレッジが解析され、設計内でテストが実施されていない要素が特定されました。

シミュレーションと実施テストでシステムを徹底的にテストした後に、Embedded Coder でターゲット ECU の量産コードが生成されました。この ECU は現在、Scania の R シリーズ トラックに搭載されています。初期のテストでは、このシス