DEVELOPMENT SOLUTIONS ETAS Dr.ゲァド・ウィットラー LABCAR-VDYM V5.0 ― 高精度なリアルタイムシミュレーションを可能にする車両ダイナミクスモデル INTECとの共同開発による成果 ETASはLABCAR-VDYM V5.0のリリースを通じて、オープンスタンダードに基づくモジュール式の車両ダイナミクスシミュレーションモデルを提供します。当製品は、車両ダイナミクスの分野で使われているメカトロニックシステムの開発工程全般を支援するためのモデルとして活用いただけます。MATLAB®/Simulink®シミュレーションプラットフォーム上でモデリングを行い、リアルタイムシミュレーションを可能にするこの車両ダイナミクスモデルは、 INTEC GmbHとETASの共同開発によるものです。図1: LABCAR-VDYM V5.0アニメーションコンポーネント 18 RT J1.2005 Simulink®によるLABCAR-VDYM V5.0 モデルは、ユーザーが作成したSimulink® モデルを容易に統合することが可能です。また、オフライン/オンラインいずれのアプリケーションにおいてもオープンで拡張性があります。当モデルはINTEC製の SIMPACKやMSC.Software Corporation 製のADAMS/Carといったマルチボディシミュレーション（MBS）ツールとのインターフェースを備えており、LABCAR アプリケーションの車両ダイナミクスモデルのパラメータ設定を、お客様の開発プロセスに沿った形で容易に行うことができます。モデル精度の向上 LABCAR-VDYM V5.0モデルは、旧バージョンのVDYM V1.2.0に比べてモデリングの精度が向上し、LABCARの活用範囲を広げました。例えばハードウェアインザループ（HiL）環境でのECU適合や、ビークルダイナミクスコンセプトの検討、開発早期のメカトロニクスシステム解析などに対応します。ユーザーの開発プロセスに即して、容易にデータへアクセス可能自動車メーカでは自社の車両ダイナミクスコンポーネントのモデリングデータの管理に、データベースやCADシステム、あるいはMBSツール（SIMPACK、 ADAMS/Car等）を用いています。従って開発工程の後半でこれらのデータにアクセスできれば、非常に効率的でコスト削減につながります。例えばHiLテストベンチでECUのリアルタイムシミュレーションを行う場合、すでに記録されているモデルのテストデータを再利用できれば非常に便利です。この情報には車両ダイナミクスや走行/快適特性、車軸や車両コンポーネントの耐用年数なども含まれます。またSIMPACKシミュレーションツール用のパラメータ設定インターフェースがあれば、LABCAR-VDYM V5.0モデルに車両ダイナミクスのパラメータを直接ダウンロードすることができます。この方法により、LABCARモデルの車両ダイナミクスモデルコンポーネントへデータをダウンロードする作業の大半を確実に自動化することが可能になり、ファンクション開発ツールとHiLツール間等のデータ交換を手作業で行うことによるエラーも回避できます。プロセスの自動化により、モデルのデータを常に最新の状態に維持できる点も重要です。モジュールコンセプトの導入この製品はモジュール構造を採用しており、要件に応じて多種多様なプロジェクトに対応させることが可能です。右ページの図３をご覧ください。個々のプロジェクト用に作成した車軸を含む車両ダイナミクスのコンポーネントなど、既存のコンポーネントモデルやセグメントは、それぞれのSimulink®データのブロックを単純に交換するだけでL A B C A R VDYM V5.0モデル構造に組込むことができます。 LABCAR-VDYM V5.0の基本モデルは、 Simulink®によるドライバー・車両・走行環境のシミュレーションを行うコンポーネントを含む車両ダイナミクスシミュレーションモデルです。車両モデルにはパワートレインや車軸、ホイール、ブレーキ等が含まれており、サスペンションはセミトレーリングアームです。この基本モデルに加えて、モデルの精度を段階的に高めていくオプションとして、２種類の拡張モデルLABCAR-VDME1 図2: LABCAR-VDYM V5.0 拡張モデル各種のサスペンションに対応（ Vehicle Dynamics Model Extension）、 LABCAR-VDME2（Vehicle Dynamics Model Extension 2）が用意されています。拡張モデルLABCAR-VDME1は、特性マップを用いてサスペンションの運動特性を表すもので、基本モデルに比べてはるかに高精度なモデルを提供します。またLABCAR-VDME2は、コンポーネントをモデリングして運動特性を表すもので、細部に渡るシミュレーションの要求があるといった分野に最適です。サスペンションアームやスプリング、ショックアブソーバ等の軸受けの抗力や形状を物理的な値でパラメータとして与えるため、パラメータを１つ変えるだけで、図2のように、５リンク、マクファーソン、ダブルウィッシュボーンといった一般的な乗用車のサスペンションへと簡単に変更することができます。 5リンクマクファーソン変形マクファーソンダブルウィッシュボーンスイングアクスルクワドラリンクインテグラルアクスル変形ダブルウィッシュボーン LABCAR-OPERATOR LABCAR-VCS LABCAR-RTC LABCAR-RIS ETASではECUテストを行うためのリアルタイムモデルとして、この車両ダイナミクスモデルの他に、ガソリン/ディーゼルエンジン用モデルなども提供しています。これらのモデルはすべて同じ構造であるため、お客様のニーズに応じて Simulink®のシミュレーション環境にて異なるモデルのコンポーネントを組み合せることも可能です。 LABCAR-OPERATORはテストのリファレンス等として使用するために、ハードウェアインザループ環境のテストをサポートするデフォルトのデータとグラフィカルユーザインターフェースを備えています。車両モデルの３Dアニメーションを表示したい場合は、リアルタイムで実行可能なLABCARモデル用アドオンコネクタ LABCAR-ACM（Animation Connector for LABCAR Models）が用意されています。また車軸特性マップのデータを、 ADAMS/Carの Conceptual Suspension Designで使用するフォーマットから LABCAR-VDYM V5.0用のデータフォーマットへ直接変換することが、ADAM/ Car 用アドオンコネクタLABCAR-SPCA （ Suspension Parameter Connector to ADAM/Car）で可能になります。さらに全モデルのパラメータの設定・管理を容易に行うためのツールとして、パラメータ設定アシスタントLABCAR-PA （Parameterization Assistant）が用意されています。 MATLAB® / Simulink® LABCAR-PA Real-Time Workshop® LABCAR-ACM Animation Connector for LABCAR Models LABCAR-VDYM V5.0 LABCAR-VDME1 Vehicle Dynamics Model Extension 1 – Look-up table susp. ■■ ■■ ■■ ■■ ■■ LABCAR-VDME2 LABCAR-SPCA Vehicle Dynamics Model Extension 2 – Macro joint susp. ETAS LABCAR-VDYM基本製品 Suspension Parameter Connector to ADAMS/Car Parameter connector Code generation connector ETAS LABCAR-VDYMアドオン INTEC製品その他のLABCAR製品 SIMPACK ADAMS / Car 他社製品 LABCAR-VDYM V1.2.0から LABCAR-VDYM V5.0へ LABCARの汎用性を高めるため、既存のVDYMプロジェクトのモデルのパラメータを、新しい車両ダイナミクスモデルLABCAR-VDYM V5.0へ移すことがオプションとして可能で、MATLAB®のm コードファイルとLABCAR-PAツールとしてサポートしています。成功のカギは共同開発 LABCAR-VDYM V5.0車両ダイナミクスモデルは、ソリューションおよびツールプロバイダのINTEC GmbHと、エンジニアリングツールのスペシャリスト ETASの2社による共同開発の成果です。ダイナミックマルチボディシステムのモデリング、解析、最適化に関する高度なソリューションおよびツール（SIMPACK）に特化しているINTECに対し、ETASは自動車用ECUの開発工程全般に対応する統合ツール環境を手がけています。両社は互いの専門性とお客様との協力関係を通じて蓄積された経験やノウハウを共有し、共通の車両ダイナミクスシミュレーションモデルの開発に取り組んでいます。 INTEC GmbH関係の記事は、リアルタイムス2002-1号（30∼31ページ）にも掲載されています。図3: モジュール構造の LABCAR-VDYM V5.0 19 J2005.1 RT