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オートバイ縦断面ブレーキ テスト

このリファレンス アプリケーションは、ブレーキ テストにおけるオートバイの縦断面を表現します。独自のバージョンを作成して、オートバイが通常および極端な運転条件下で設計要件を満たすことをテストするフレームワークを確立できます。このリファレンス アプリケーションは、走行およびハンドリングの調査やシャシー制御の開発で、ブレーキ テストにおけるオートバイの車両運動を特徴付けるために使用します。

先進運転支援システム (ADAS) および自動運転 (AD) の知覚、計画、および制御ソフトウェアをテストするために、3D 環境で操縦を実行できます。3D 可視化エンジンのプラットフォームの要件やハードウェアの推奨事項については、Unreal Engine シミュレーション環境の要件と制限を参照してください。

オートバイ縦断面ブレーキ テスト リファレンス アプリケーションの作業コピーを作成して開くには、次のように入力します。

vdynblksMotoLongBrakingStart 

次の表は、リファレンス アプリケーションのブロックとサブシステムをまとめています。一部のサブシステムにはバリアントがあります。

リファレンス アプリケーションの要素	説明	バリアント
Straight Maneuver Reference Generator	直線操縦を実行するための加速指令と制動指令を生成します。オートバイが縦方向速度の設定点に到達するまで、指定されたレートでの加速が開始されます。オートバイのコントローラーは、指定された時間または距離にわたって縦方向速度の設定点を維持します。その後、コントローラーはオートバイを減速します。 必要に応じて、テストにおけるブレーキ前の故障条件を指定します。オートバイの速度、ステアリング角度、またはヨー レートがブレーキ前の許容範囲内にない場合は、ブロックが故障条件を設定します。	NA
Longitudinal Rider	加速、制動、ギア、およびステアリングの各指令を生成するためにリファレンス アプリケーションで使用するライダー モデルを実装します。 既定では、Longitudinal Rider サブシステムは、[コントロール タイプ、cntrlType] が [予測] に設定された Longitudinal Driver ブロックを使用します。	NA
Environment	一定または分割の摩擦係数のスケーリング係数など、風や道路による力を実装します。	✓
Controllers	エンジン制御ユニット (ECU)、トランスミッション、アンチロック ブレーキ システム (ABS)、およびアクティブ デファレンシャルのコントローラーを実装します。	✓
Motorcycle Vehicle	以下を実装します。 車体、サスペンション、車輪 エンジン ステアリング、トランスミッション、動力伝達装置、ブレーキ	✓
Visualization	オートバイの軌跡、ライダーの応答、および 3D 可視化を提供します。 3D 可視化を有効にするには、3D Engine ブロックの [3D エンジン] パラメーターを [有効] に設定します。 3D 可視化環境の最小ハードウェア要件については、Unreal Engine シミュレーション環境の要件と制限を参照してください。	✓

既定のバリアントをオーバーライドするには、[モデル化] タブの [設計] セクションでドロップダウンをクリックします。[一般] セクションで [バリアント マネージャー] を選択します。バリアント マネージャーで、使用するバリアントに移動します。右クリックして [ラベル モードのアクティブな選択肢として設定] を選択します。

Straight Maneuver Reference Generator

Straight Maneuver Reference Generator ブロックは、直線操縦を実行するための加速指令と制動指令を生成します。オートバイが縦方向速度の設定点に到達するまで、指定されたレートでの加速が開始されます。オートバイのコントローラーは、指定された時間または距離にわたって縦方向速度の設定点を維持します。その後、コントローラーはオートバイを減速します。

[操縦パラメーター] を使用して、操縦開始時間、速度の設定点、加速度、および減速度を指定します。

必要に応じて、[追跡パラメーター] タブで、[ブレーキ前の逸脱追跡を有効にする] を選択します。このパラメーターを使用して、ブレーキ前の故障条件を指定します。オートバイの速度、ステアリング角度、またはヨー レートがブレーキ前の許容範囲内にない場合は、ブロックが故障条件を設定します。

詳細については、Straight Maneuver Reference Generator を参照してください。

Longitudinal Rider

Longitudinal Rider サブシステムは、加速、制動、ギア、およびステアリングの各指令を生成するためにリファレンス アプリケーションで使用するライダー モデルを実装します。既定では、Longitudinal Rider サブシステムは、[コントロール タイプ、cntrlType] が [予測] に設定された Longitudinal Driver ブロックを使用します。

環境

Environment サブシステムは、風や道路による力を実装します。このリファレンス アプリケーションには次の Ground Feedback バリアントがあります。

環境	バリアント	説明
Ground Feedback	3D Engine	Simulation 3D Terrain Sensor ブロックを使用して 3D 環境にレイ トレーシングを実装します。
	Constant (既定)	摩擦係数のスケーリング係数 (定数) を実装します。

Controllers

Controllers サブシステムは、エンジン トルク、トランスミッション ギア、ブレーキ圧力、および差圧の各指令を生成します。

ECU

ECU コントローラーは、エンジン トルク コマンドを生成します。このコントローラーでは、エンジン トルク コマンドをモデル ワークスペース変数 EngRevLim で指定された値に制限することで過度の空ぶかしを防止します。既定では、この値は 7000 rpm です。差分トルク指令がエンジン トルク コマンドの制限を超えると、ECU はエンジン トルク コマンドを指令差分トルクに設定します。

Transmission Control

Transmission Controller サブシステムは、トランスミッション ギア指令を生成します。このコントローラーには次のバリアントがあります。

バリアント	説明
Transmission Controller	Stateflow® のロジックを使用して、オートバイの加速度、車輪回転数、およびエンジン回転数に基づいてギア指令を生成する、トランスミッション制御モジュール (TCM) を実装します。
Driver - No Clutch (既定)	開ループ トランスミッション制御。コントローラーはギア指令をギア要求に設定します。
PRNDL Controller	Stateflow のロジックを使用して、オートバイの加速度、制動指令、車輪回転数、エンジン回転数、およびギア要求に基づいてギア指令を生成する、トランスミッション制御モジュール (TCM) を実装します。
Paddles	オートバイの加速度とエンジン回転数を使用してギア指令を生成する、パドル コントローラーを実装します。

Brake Pressure Control

Brake Controller サブシステムは、ブレーキ圧力指令を生成するための Brake Pressure Control サブシステムを実装します。Brake Pressure Control サブシステムには次のバリアントがあります。

バリアント	説明
Bang Bang ABS	2 つの状態を切り替えて車輪滑りを調整する ABS フィードバック コントローラーを実装します。バンバン制御により、実際の滑りと望ましい滑りの間の誤差が最小限に抑えられます。望ましい滑りとして、コントローラーは mu スリップ曲線がピーク値に到達する滑り値を使用します。この望ましい滑り値は、制動距離が最小になる最適値です。
Open Loop	開ループ ブレーキ制御。コントローラーはブレーキ圧力指令を制動指令に基づく基準ブレーキ圧力に設定します。
Five-State ABS for Motorcycle (既定)	ブレーキ テストのシミュレーション時の 5 状態の ABS 制御。5 状態の ABS コントローラーは車輪の減速度とオートバイの加速度に基づく論理スイッチを使用して、各車輪のブレーキ圧力を制御します。 操縦時の車輪のロックアップを防止したり、制動距離を短縮したり、ヨー安定性を維持したりするには、5 状態の ABS 制御の使用を検討してください。 既定の ABS のパラメーターは、摩擦係数のスケーリング係数が定数 1 である路面を想定して設定されています。

Active Differential Control

Active Differential Control サブシステムは、差圧指令を生成します。指令を計算するために、このサブシステムには次のバリアントがあります。

バリアント	説明
Rear Diff Controller	以下に基づいて差圧指令を生成するコントローラーを実装します。 ステアリング角度 車両のピッチ 制動指令 車輪回転数 ギア 車両加速度
No Control (既定)	コントローラーを実装しません。差圧指令は 0 に設定されます。

オートバイ車両

Motorcycle Vehicle サブシステムには、エンジン、コントローラー、および二輪の車体が含まれます。具体的には、オートバイには次のサブシステムがあります。

サブシステム	バリアント	説明
Body, Suspension, Wheels	Longitudinal (既定)	二輪のオートバイ: オートバイ — Motorcycle Body Longitudinal In-Plane ブロックで実装 車輪 — Combined Slip Wheel CPI ブロックで実装
Simscape Multibody	Simscape Multibody	Simscape™ Multibody™ で実装される二輪のオートバイ

Engine サブシステム	バリアント	説明
エンジン	Mapped (既定)	Simple Engine ブロックで実装

Steering, Transmission, Driveline, and Brakes サブシステム		説明
Two Wheels Chain Driven	Transmission	理想的な固定ギア トランスミッションを実装します。
	Motorcycle Chain	オートバイ チェーンが Motorcycle Body Longitudinal In-Plane ブロックに及ぼす動的な影響 (動的張力、モーメント駆動カップリングなど) を実装します。

Visualization

シミュレーションを実行すると、Visualization サブシステムにより、ライダーとオートバイの応答情報が提供されます。操縦中に、ステアリング、オートバイの速度、エンジン回転数、横方向加速度などのオートバイの信号が、リファレンス アプリケーションでログに記録されます。既定では、Yaw Rate, Brake Pressure, Velocity, Accel Scope ブロックにシミュレーションの信号が表示されます。ログに記録された信号をシミュレーション データ インスペクターを使用してインポートし、そのデータを調べることができます。

要素	説明
Driver Commands	ドライバーの指令: ハンドホイール角度 加速指令 制動指令
Vehicle Response	オートバイの応答: エンジン回転数 オートバイの速度 縦方向の加速度 ABS インジケーター
Yaw Rate, Brake Pressure, Velocity, Accel Scope ブロック	<q> — 時間に対するヨー レート BrkPrs — 時間に対するブレーキ圧力 BrkPrs:1 — 前輪 BrkPrs:2 — 後輪 信号 <xdot> — 時間に対する縦方向の車両速度 VehWhlSpd:1 — 時間に対する前輪速度 VehWhlSpd:2 — 時間に対する後輪速度 LngRef — 縦方向の基準速度 <ax> — 時間に対する縦方向加速度

Reference Generator ブロックの [3D エンジン] タブで [有効] を選択して 3D 可視化を有効にすると、車両の応答を Simulation 3D Viewer で表示できます。

カメラ ビューを滑らかに切り替えるには、次のキー コマンドを使用します。

キー	カメラ ビュー
1	左後方
2	後方
3	右後方
4	左
5	内部
6	右
7	左前方
8	前方
9	右前方
0	上

その他のカメラ コントロールには、次のキー コマンドを使用します。

キー	カメラ コントロール
Tab	シーン内のすべての車両間でビューを切り替えます。
マウスのスクロール ホイール	車両からのカメラの距離を制御します。
L	カメラのラグ効果のオンとオフを切り替えます。ラグ効果を有効にすると、カメラ ビューに以下が含まれます。 車両の並進加速度に基づく位置のラグ 車両の回転速度に基づく回転のラグ このラグにより、車両の加速と回転の全体的な可視化が改善されます。
F	フリー カメラ モードのオンとオフを切り替えます。フリー カメラ モードを有効にすると、マウスを使用してカメラのピッチとヨーを変更できます。このモードを使用すると、カメラで車両の周りを旋回移動できます。

参考

3D Engine | Straight Maneuver Reference Generator | Motorcycle Body Longitudinal In-Plane | Motorcycle Chain | Simulation 3D Terrain Sensor

関連するトピック

• Unreal Engine シミュレーション環境の要件と制限
• Vehicle Dynamics Blockset の座標系
• シミュレーション データ インスペクター