自動車分野への適用

Simulink^® および他の MathWorks^® 製品を使用して、車載システムをモデル化してシミュレーションします。

Simulink を使用して、さまざまな車載システムをモデル化してシミュレーションできます。車両と環境をモデル化してシミュレーションし、車載アプリケーションの制御アルゴリズムを開発することができます。このモデル例では、車載アプリケーションについて説明します。

また、次の製品は車載アプリケーション向けの Simulink 環境を拡張します。

Powertrain Blocksetは、ガソリンシステム、ディーゼルシステム、ハイブリッドシステム、電気システムなど、自動車のパワートレインを網羅した完全に組み立て済みの参照アプリケーションモデルを提供します。
Vehicle Dynamics Blocksetは、3 次元環境での運転操縦をシミュレーションする完全に組み立て済みの参照アプリケーションモデルを提供します。
Automated Driving Toolboxは、ADAS および自動運転システムの設計、シミュレーションおよびテストのためのアルゴリズムとツールを提供します。
Model-Based Calibration Toolboxは、複雑なエンジンとパワートレインサブシステムを最適にキャリブレーションするためのアプリと設計ツールを提供します。

トピック

Getting Started with Powertrain Blockset (Powertrain Blockset)
Run the conventional vehicle reference application and examine the final drive gear ratio impact on fuel economy and tailpipe emissions.
さまざまな路面でのヨー安定性 (Vehicle Dynamics Blockset)
さまざまな路面でのヨー安定性の調査に車両運動のダブルレーンチェンジリファレンスアプリケーションを使用。
Simulate Simple Driving Scenario and Sensor in Unreal Engine Environment (Automated Driving Toolbox)
Learn the basics of configuring and simulating scenes, vehicles, and sensors in a virtual environment rendered using the Unreal Engine^® from Epic Games^®.
Predict Engine Torque Using Two-Stage Modeling (Model-Based Calibration Toolbox)
Create a statistical engine model that predicts engine brake torque as a function of spark angle.

注目の例

フォールトトレラント燃料制御システムのモデル化

この例では、Stateflow® を Simulink® と組み合わせてハイブリッドシステムを効率的にモデル化する方法を示します。このタイプのモデル化は、離散イベントに基づいて多数の可能な動作モードをもつシステムに対して特に便利です。従来の信号の流れが Simulink で処理されるのに対して、制御設定の変更は Stateflow で実装されます。以下で説明するモデルでは、ガソリンエンジンの燃料制御システムを表します。このシステムは、個々のセンサーの故障が検出され、制御システムが連続稼働用に動的に再設定されるという点で非常に堅牢です。

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データディクショナリを使用した燃料制御システムのデータの管理

この例では、Simulink® と Stateflow® を使用して設計された燃料比制御システムのデータをデータディクショナリで管理する方法を説明します。

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Triggered Subsystem を使ったエンジンタイミングのモデル化

この例では、4 気筒火花点火内燃エンジンのスロットルからクランクシャフト出力までをモデル化する方法を示します。不必要に複雑にすることなく、必要に応じて、システムの動的挙動を記述する経験的関係で補足される、明確に定義された物理的原理を使用しました。

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閉ループ制御を使ったエンジンタイミングモデル

この例では、Triggered Subsystem を使ったエンジンタイミングのモデル化で説明されている開ループエンジンモデルのバージョンを拡張する方法を示します。このモデル sldemo_enginewc は閉ループを含んでおり、Simulink® モデルの柔軟性と拡張性を示します。この拡張モデルでは、コントローラーの目的は、負荷トルクの変化の影響が最小限に抑えられるように、高速スロットルアクチュエータでエンジン速度を調節することです。これは、エンジンモデルに離散時間 PI コントローラーを追加することによって、Simulink で簡単に実装できます。

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クラッチロックアップモデルの作成

この例では、Simulink® を使用して回転クラッチシステムをモデル化およびシミュレーションする方法を示します。ロックアップ時にシステムダイナミクスにおいてトポロジーが変化するため、クラッチシステムのモデル化は困難ですが、この例題では、Enabled Subsystem がこのような問題をいかに簡単に処理できるかを示します。クラッチシミュレーションの作成において重要な Simulink モデル化概念を採用する方法を説明します。設計者は、動的に変化する可能性がある強い不連続性と制約を伴う多くのモデルにこうした概念を適用できます。

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If ブロックを使ったクラッチロックアップのモデル化

この例では、If/Else サブシステムを使用してクラッチモデルを作成する方法を示します。If サブシステムがクラッチダイナミクスをロック位置でモデル化するのに対して、Else サブシステムはロック解除位置でモデル化します。If ブロックを使用していずれかを有効にします。If ブロックからの一点鎖線は、制御信号を示しています。この信号は、If/Else (または他の条件付き) サブシステムを有効にするために使用されます。GUI 上のボックスのいずれかをチェックすると、(時間に対して) 選択された変数のいずれかのプロットが生成されます。

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アンチロックブレーキシステムのモデル化

この例では、単純なアンチロックブレーキシステム (ABS) をモデル化する方法を示します。このモデルでは急ブレーキの条件下で自動車の動的動作をシミュレートします。このモデルは、多輪自動車のモデルを作成するために何回でも複製できる単一の車輪を表しています。

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自動車のサスペンション

この例では、前後独立垂直サスペンションを含む単純化した 1/2 車両モデルのモデル化方法を示します。このモデルには、車体のピッチおよびバウンスの自由度も含まれています。この例では、乗り心地特性を調べるためにシミュレーションをどのように使用できるかを示すモデルについて説明します。このモデルをパワートレインシミュレーションと共に使用して、スロットル設定の変更によって生じる縦方向の移動を調べることができます。

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オートマチックトランスミッションコントローラーのモデル化

この例では、Simulink® を使用して自動車ドライブトレインをモデル化する方法を示します。Stateflow® は、トランスミッション制御ロジックの表現で Simulink モデルを拡張します。Simulink は、動的システムおよびプロセスのモデル化およびシミュレーションのための強力な環境を提供します。しかし、多くのシステムでは、モードを変更したり、新しいゲインスケジュールを呼び出すなどの監視機能は、発生する可能性があるイベントや、経時的に発生する条件に応答しなければなりません。そのため、環境では、こうした複数のモードや発生する条件を管理できる言語が必要となります。次の例では、Stateflow は、オートマチックトランスミッションでギア選択機能を実行することによって、こうした能力における強みを示します。この機能は、Simulink ブロック線図に Stateflow ブロックを組み込むことによって、自然で直観的な方法でドライブトレインダイナミクスと結合されます。

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