ユーザー事例

日产,エンジン制御ソフトウェアの开発とテストを加速

课题

エンジン制御ソフトウェアの开発とテストを加速

ソリューション

金宝appSimulink的と动力总成模块组によるエンジンモデルの构筑,各エンジンバリアントに応じた自动リサイズ,およびMILとHILテストにおけるこれらの再利用

结果

  • エンジンバリアントのモデル作成を数日から数时间に短缩
  • コーディングコストを约1/3に削减
  • HILの准备期间を大幅に短缩

「金宝appSimulink的と动力总成模块库を使用して,动的なエンジンリファレンスモデルから开始し,复数のエンジンバリアントに応じた自动リサイズを行い,リサイズ结果のモデルをMILとHILの両方で再利用することが可能になり,作业期间が短缩され,エンジン制御ソフトウェア全体の品质を改善することができました」

日产自动车株式会社,加藤浩志氏

动力总成模块集による动的エンジンモデル


日产自动车株式会社(以下,「日产」)は,2022年までにニッサンインテリジェントモビリティを轴にした商品ラインナップの强化でコアモデル全ての刷新をし,20以上の新型车の投入を行う计画ですこの。目标の达成のため,日产のエンジニアはMATLAB®とS金宝appimulink的®のモデルベースデザインを使用して,エンジン制御ソフトウェアの开発および検证にかかる时间を削减しています。

日产はS金宝appimulink中のシミュレーションを用いて,アプリケーション层にある全て的Simulinkで记述されたソフトウェアコンポーネント(SW-C)をプラントモデルと组み合わせて评価しています。拡大する制品ラインにおける多数のエンジンバリアントに対応するため,日产のエンジニアは,金宝appSimulink的および动力总成模块库™を使用してエンジンモデルのバリアントを开発する标准化されたワークフローを确立し,モデルインザループ(MIL)テストとハードウェアインザループ(HIL)テストを実施しています。

日产のパワートレイン技术开発本部主管である加藤浩志氏は「动力总成模块库の动的エンジンモデルを出発点として用いることで,プラントモデルのバリアントを效率的に作成して调整することができました」と述べています。「MILとHILテストで同じモデルを使用できるため,必要となる労力を大幅に削减し,开発を加速することができました」

课题

日产のエンジン制御ソフトには,1500近いSW-Cが组み込まれています。日产のエンジニアは,排気量,気筒数,配置,最大トルクのバリエーションがある复数のエンジンについて,シミュレーションを用いてそれぞれのSW-Cを评価しています。以前は,エンジンモデルのバリアントのパラメーターをエンジニアが手动で调整していました。そのモデルを使用したシミュレーションでは,计算负荷が大きく,シミュレーション时间が非现実的に长くなってしまいました。一方,単纯なモデルは,高速でシミュレーションが行える反面,正确性が十分ではありませんでした。

MILとHILテストに异なるツールセットを使用していたため,日产のチームはリアルタイムのHILテストを実施するために,全く新しいプラントモデルを作成する必要がありました。作业の重复をなくし,テストスケジュールを短缩するため,MILとHILテストの両方に同じプラントモデルを使用したいと考えていました。

ソリューション

日产は的金宝appSimulinkと动力总成模块库によるモデルベースデザインを用いて,パワートレインを制御するアプリケーションソフトウェア(ASW)を开発し,テストしました。このASWには,サプライヤーからの个别のSW-Cも一部含まれています。

日产のエンジニアは,エンジンプラントモデルのベースとして,动力总成模块库のSI发动机测功机参考应用を使います。调整大小引擎机能と重新校准控制器机能を使って,気筒数やエンジン排気量の设定に基づいて,エンジンモデルのリサイズとキャリブレーションパラメータの调整を自动で行います。必要に応じ(たとえば排気ガス再循环(EGR)やターボチャージャーのサブシステムをモデル化する场合など),エンジニアがモデルに追加の调整を加えます。

エンジンモデルの検证のために,前出の参考应用に组み込まれたテストを実行し,シミュレーション结果のエンジントルクや他の性能指标を确认します。次に,検证済みのエンジンモデルをコントローラーモデル,トランスミッションモデル,および単纯な车両モデルと组み合わせて,金宝appSimulink中でシステムモデルを作成します。

エンジニアは,MATLABで开発した自动テストのフレームワークを用いてMILテストを実施し,コントローラーモデルが仕様を満たしているかどうかを确认します。このフレームワークは,テスト条件を设定し,シミュレーションを开始し,结果を可视化するためのグラフを作成します。

HILテストの准备では,S金宝appimulink的编码器™を使ってエンジンモデルからコードを生成し,dSPACE的®ハードウェアに展开します。リアルタイムHIL环境でも,MILで用いたものと同じテストケースを実行します。

日产は既にこのワークフローを量产车のエンジン制御ソフトウェアの评価に利用しており,今后の新型车でのHILやMILテスト用のプラントモデルの开発にも利用する予定です。

调整大小引擎机能のユーザーインターフェース

结果

  • エンジンバリアントのモデルの作成时间を数日から数时间に短缩。「以前は,エンジンモデルを新しいエンジンバリアントに変更するために数日かかっていました。しかし现在では,动力总成模块库を用いることにより数时间で调整を行うことができます」と加藤氏は述べています。「结果として,品质を落とすことなくASWの开発を加速することができました」
  • コーディングコストを约1/3に削减。「金宝appSimulink中で制御ASWをモデル化し,モデルを実行可能な仕様として用いることで,OEMとサプライヤーの间で起こりうる误解を解消しました」と加藤氏は述べています。「さらに,モデルからコードを生成することで,ハンドコーディングから起こるバグやヒューマンエラーをなくすことができました。このような改善によって,开発コストのうちコーディングに关しては约1/3に减少し,开発期间が短缩されました」
  • HILの准备期间を大幅に短缩。「金宝appSimulink的と动力总成模块库を用いることで,MILとHILテストで同じモデルを使用することができます」と加藤氏は述べています。「両方の环境で共通のテストケース,プラントモデル,およびツールを使用できるので,HILテストに必要なエンジニアリング时间を1周间から1日に短缩することができました」

使用制品

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