MBSim Model Based Simulation

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1 MBSim Model Based Simulation Component force Contour graph Tangential Force Fx Lateral force Fy Radial force Fz Real Vehicle Dynamics Testing

2 MBSim Model Based Simulation

3

4 車両モデル表記例 エンジン T1 N2 Cap-K Map 1/Js T0 ドライブ シャフト トランスミッション N1 Eng Map MBSimのコア技術 Tq-R Map N3 Gear-R Map 1/Js T2 K/s R C タイヤ (スリップ) タイヤ (回転) V3 Vertical Drag 1/Js + + T3 R F3 タイヤ (並進) Friction Map 車 V1 Slip-R Cal 1/Ms 体 走行抵抗 V2 K/s C Running Resistance 1/Ms F1 コンポーネント接続点の 正しい計測による同定 次世代試験ツール 制御技術 動的挙動を解析した モデル制御技術 DSP技術を駆使した高速 高精度制御 実車走行とシミュレーションとの比較 MBSimにおけるA&Dの強み② 正しい制御 車両モデルが演算した結果を忠実に供試体へ与える制御が行われることで 正しいSimulation運転 が実施できます A&Dでは得意とするDSP技術を駆使したツールを用いて モデルを高速リアルタイム処理します 従来は動的挙動再現Simulation運転に際し 必要な補正を設備側 モデルの外側 で実施せざるを 得なかった為 遅れを原因とする影響が大きかったと考えられます A&Dでは動的挙動再現に必要な補正をモデル内に組み込んで遅れを作らないことで 再現精度の レベルが向上しました また モデルだけではなく制御も高速化することで 再現可能な動的挙動の範囲も広がりました MBSimにおけるA&Dの強み③ 正しい試験 正しい計測 と 正しい制御 を行うことで 正しい試験 を実施することが可能です 正しい試験 を実施するために A&Dの基盤技術を駆使した次世代試験ツールをご提案いたします MBSim 次世代 試験機例 DSP技術 高速リアルタイム処理 高速 高精度 を実現する自社製ハードウェアプラッ トフォーム MBSimコンセプトに基づいた 車両開発各プロセスに対応したフルラインナップ試験機です VMSによる実走行データを真としてモデルを同定することで Simulationの信頼性が向上します DSP技術による統一されたプラットフォームにてシステム構築を行う為 HILSからCDまで 各試験機は基準となるMBSimモデルの環境継承が可能となり 評価に一貫性を持たせられます MBSimモデルはMATLABSimulinkにて構築され MILSとの連係が容易です VMS 車載統合計測システム WFS ホイール6分力センサ 次世代試験機の構成 WPS ホイール姿勢センサ 各種状態センサ 温度 回転 振動 インバータ電流 GPS その他) RR-Sim (RR-CD) 実車走行 VMS VMS:テストドライバーの感性を定量化 モデル同 定 リアルロードシミュレータ itest / ANDROMEDA エンジン テストベンチ itest/orion/andromeda T/M テストベンチ itest/andromeda 各種ユニットテスト ステアリング試験機 ブレーキ試験機 サスペンション試験機 その他 実車走行の再現 エンジン RR-Sim ミッション サスペンション ステアリング 各種部品テスト CVJ試験機 ドライブシャフト試験機 クランクシャフト試験機 タイヤ試験機 その他部品試験機 各種材料テスト 摩擦/摩耗試験機 引張試験機 その他材料試験機 5 回転 音 振動 電圧 電流 排ガス計測など F2 モデル技術 パラメータを同定した結果 計測技術 MBSimコンセプトに基づいた試験方法技術 + + 自社センサを用いた高速 高精度力計測 モデル化技術と計測技術を駆使した データによるモデル同定技術 クランクシャフト シリンダ コントロー ル エンジンマウント 6

5 MBSim From Concept to Realization World of HILS/SILS-Tool endyna Simulink AMESim DYMOLA GT-POWER carsim

6 MBSim Model Based Simulation

7

8 VMS-8 Vehicle Measurement System AD7893-WFS AD7893-WFS AD7893-WPS AD7893-WPS CAN CAN CAN CAN AD7893-VMS ECU #1 ECU #2 8CH-CAN CAN CAN CAN CAN CAN LAN

9 AD K 6 分力計 PFS Plate Force Sensor Drive Plate Torque Sensor AD K 3 分力計 FMS Force Matrix Sensor Bolt Sensor Z Y X 12.9 [kn] [mm] M M M M M M Cylinder Pressure Sensor MPa mv/v %RO %RO %RO %RO/

10 Tire Rolling Resistance Test Equipment Typical data for standard tires Excitation Type Moving Belt System

11 ±180km/h mm(O.D.) 10kN ±1mm ±20deg±0.03deg 20deg/sec -5~+30deg±0.03deg 5deg/sec Flat Belt Test Rig ±203.5km/h (600mm 2500Nm mm 800mm W2600 D2500 H kg Belt Type Suspension Test Rig WFSWheel Force Sensor

12 MBSim フラットベルト式シャシーダイナモのご提案 RR Sim リアルロードシミュレータ RR CD リアルロードシャシーダイナモ の技術 フラットベルトの技術が 再現性に優れた台上試験を可能にします Flat Belt Chassis Dynamo for WLTP MBSim WLTP に対応 VMSで計測した実走行データを基に車両挙動を解析し 車両基準パラメータ抽出と車両モデル同定を 行います この車両モデルをRR-Simの制御系に組込みます RR-Sim台上試験でVMS搭載車両を 走行シミュレーションすることで RR-Sim台上データと実走行再現評価データとの比較 確認および 調整を行い より高精度な車両モデルを構築することが可能になります リアルロードシミュレータの制御モデル エンジン 実験の見直し VMS トルクコンバータ N1 ギ xils Cap-K Map 1/Js 実走行データ Eng Map T0 T1 モデルの見直し Tq-R Map 1/Js モデルの基本構造 ア N2 車両統合計測 モデル同定 Gear-R Map K/s T2 RR-Sim 実走行再現システム + + ローラ ダイナモ 分力計 トルク測定値 評価データ 1/Ms 再現の評価 R 高精度化された 車両モデルを 他の試験システムに 反映させる K/s N + - 1/Js C T 制御器 N K/s R F2 タイヤ路面モデル 1/Js C Running Resistance 1/Ms F1 ダイナモ 軸 R 走行抵抗 V2 C + + T3 体 K/s T Dyna Map F P 1/s 風洞用移動床ベルトシステム 日産自動車殿ご提供 フィードバック RR-Simと制御器 PTT 実走行再現時の測定データ例 ローラ接線力 タイヤ加速度 ブレーキ圧 A&D事業展開 関連会社 RR-CD リアルロードシャシーダイナモ タイヤ速度 トルコン速度比 タイヤ平均速度 ホイルトルク 21 Friction Map PTT 制御系に組込み トルク指令 Vertical Drag 1/Js 車 V1 Slip-R Cal R C 車両実験 回転速度 車両モデル タイヤ(並進方向) タイヤ(回転方向) N3 ローラー 車両モデル 風洞用移動床に始まるフラットベルト技術は タイヤ用試験機 車両用シミュレータなどにおいて 数多くの実績を頂いてまいりました xils 車両モデルの同定フロー 2007年に開発を始めたRR-CD リアルロード シャシーダイナモ の技術は カーボンローラを用い た社内設備として これまでにない低慣性 高応答な シャシーダイナモ試験を実現しています 小型タイヤ用ベルト試験機 名古屋大学殿ご提供 4輪ベルト式シャシーダイナモ概略仕様 部位 項目 [単位] 仕様 全長 [mm] 4,900 トレッド [mm] 1,290 1,590 ホイルベース [mm] 1,900 車両条件 タイヤ幅 [mm] 最大車両重量 [kg] 3,500 駆動方式 FF FR 4WD ベルト速度 [km/h] Max 200 摺動機構 エアベアリング ベルト装置 ダイナモ 低慣性 132kw 装備数 4輪 ワイヤー モノポール 車両拘束 付帯装置 シャッター式調節付き ピット 250 吸収出力 [kw] 200 駆動出力 [kw] 制御性能 0.1%FS トルク検出精度 PFS センサー トラクション計測 3kN 0.1%FS レンジ 精度 2015年3月に WLTP 世界統一乗用車試験法 が発効され より実走に 近い計測方法として 4輪ベルト式シャシーダイナモの使用が示唆されています A&Dは これまでの技術蓄積をもとに 4輪ベルト式シャシーダイナモをご提案します 4輪ベルト式シャシーダイナモ概略 A&D事業展開 関連会社 VDT 技術蓄積と納品実績から生まれたシャシーダイナモ VMSとRR-Simによる車両モデルの同定 VDT 忠 実に実 走 行 挙 動を再現 22

13 (Model-Based Calibration)

14 MBSim MBSimで実現するHILS の例 ECUの機能検証のみに留まっていたHILSが 性能面での妥当性検証確認を可能にします 更に エンジンベンチ試験前の確認や 実験データをプラントモデルにリファインする事により 性能計画フェーズにおいても使用可能なツールとなります Hardware In the Loop Simulation for ECU Performance MBSim 高 速デジタル処 理 装 置 E C Uの 機 能 検 証 制 御 性 能 の 妥当性確認 VDT VDT 仮想環境での計算トルクと 実ベンチでの計測トルクを 1サイクル区間 角度ベースで比較 市販の物理モデル xils xils モデルで 失火による トルク減少 回転数変化の再現 実機と一致 A&D事業展開 関連会社 実ECU 実ECU RPT RPT 実負荷 実負荷 擬似負荷 擬似負荷 エンジンモデル エンジンモデル モデルで 遅角による トルクの変化の再現 A&DのHILSは 物理モデルを リアルタイム で 動作させるので 機能および 制御の検証が可能です エンジンベンチ A&D事業展開 関連会社 PTT PTT 物理モデル AD-PROCYONシリーズ 次世代リアルタイムシミュレーション用DSP Multi-core / Multi-CPUサポート 最大32コアシステム HyperTransportTMによるCPUへのI/Oの直接接続 A&DのHILSは 実際のベンチと同じDSPを動作させるので スムーズな検証ができます LMS Imagine.Lab AMESim は Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. の製品です 25 26

15 A&Dは MBSimを実現するため モデル処理を快適に処理する高いCPU能力と IOの遅れを最小に抑える低いレイテンシー 1のプラットホームをご提供してまいります 超低レイテンシーなシステムが実現可能 Digital Signal Processor VDT AD7005 Procyon SBC 大規模システムの計測 制御 リアルタイムシミュレーション 様々な分野で 活用される DSP 3rd Generation(NG3) VDT A&D s Digital Signal Processing platform line-up シミュレーションベンチ RPT HILS モデルベース & MBSim(モデルベースドシミュレーション) xils xils A&D DSPの最高峰 AD-PROCYONシリーズ AD7005 ( Xeon 搭載 SBC ) E3-1275v3 3.5GHz/4Core 2016 性 PTT モデルベース設計 AD5445 シリーズ 能 AD-PROCYON A&D事業展開 関連会社 Compact PCI StarFabric AD5440 シリーズ AD5436 AD5435 シリーズ 豊富なIOで様々な用途に対応 AD5436シリーズ 汎用性 拡張性に優れたミドルレンジのDSP CPUにはintel Core i7を採用 IOは7スロット カスタマイズ自由な操作タッチパネル スタンドアローン動作可能 シリーズ AD5410 シリーズ 小型DSPシリーズ AD5450 AD5430 シリーズ シリーズ 2000年 発表時期 1)レイテンシ(latency)とは デバイスに対してデータ転送などを 要求してから その結果が返送されるまでの遅延時間のこと レイテンシが低ければ低いほど高性能になります AD5421 シリーズ 現在 AD5421シリーズ DSPにIO組わせたLOWコスト小型装置 CPUは低消費電力なARMプロセッサ カスタマイズ自由な操作タッチパネル スタンドアローン動作可能 IOと組み合わせた装置を多数ランナップ MATLAB /Simulink/StateflowはThe MathWorks, Inc.の登録商標です AMD AMD Arrowロゴ AMD Opteron ならびにその組み合わせはAdvanced Micro Devices, Inc.の商標です Intel インテル Intelロゴ Intel Inside Intel Insideロゴ Intel Core Pentium Pentium Inside Xeon Xeon Insideは アメリカ合衆国およびその他の国におけるIntel Corporationまたはその子会社の商標 または登録商標です HyperTransportは HyperTransport Technology Consortiumの許諾商標です PCI Express PCI Express ロゴは PCI-SIG の登録商標です CompactPCI CompactPCIロゴは PCI Industrial Computers Manufacturers Groupの登録商標です ARM は ARM Limited の登録商標です PTT l/o bus MBSim AD-PROCYONシリーズ AD-PROCYONの計測 制御 シミュレーションは MATLAB/Simulink Stateflowによるモデルベース設計 コーディングレス環境をユーザにご提供 します モデルの作成は ブロック線図方式により構築するため開発工数の 削減を図ることが可能となります MATLAB/Simulinkを利用し 無駄が少な い快適なプログラムの環境をご提供します AD-PROCYONのシステム機能や各種I/O機能をSimulink Library Blowser 上に追加し S-Functionの形でユーザへご提供しています MATLAB/Simulink で作成したロジックとこれらを組み合わせることで自由度の高いモデルを容易に 設計することが可能です Simulink モデル GUI 作成ツール MATLAB/Simulink Stateflowにて作成したモデルとGUI作成 実行用 アプリケーションであるVirtualDSPConsoleとを組み合わせることで 容易に計測 制御用のアプリケーションを作成することができます モデルからI/O接続設定を分離し 汎用性に優れたモデルにすることができる IOConfiguratorや DSPシステムの自動テスト環境の為にVirtualDSPTesting DSPシステムに特化したマネージャVirtualDSPStudio等 ツール群充実を図っています I/Oブロックセット A&D事業展開 関連会社 MBSim A&DのDSPラインナップ 組み込み装置 27 次世代の高性能DSP FPGA モデル開発環境 FPGAデバイスメーカであるXilinxTM社が提供している開発ツールです FPGA上で動作するSimulink用ブロックセット(約90個のブロック)が含まれています ブロックセットには 信号処理 演算 メモリ デジタルロジックなどがあります Simulink上でのモデリング シミュレーションおよびVelilog VHDLコードの自動生成が可能です 28

16 Platform Software

17 HILS Battery HILS MATLAB/Simulink GUIVirtualDSPConsole VirtualDSPTesting AD5447-S VS1100IFBOX

18 RPTHILS Motor RPT/ Motor HILS RPTHILS ECU Engine RPT / Engine HILS ECURPT/HILS ECU

19

20 BEST Bench Test

21 itest-la Bench Test

22 BEST Bench Test Bench Test

23 MBSim MBSim HEV EV ベンチ Bench Test エンジンレスでの HEV EV システム及び駆動系テストや開発が可能 繰返し再現性に優れているため 定量的な評価を伴うテストが可能 HEV EVシステムを実車レス及びエンジンレスの環境でテスト可能 エンジンモデルからの爆発変動トルクが駆動系に印加可能なため 従来では難しかったテストをエンジンレスで可能 スプリット/パラレル/シリーズ方式のいずれにも対応可能 駆動系及び車両系テストも実車レス/エンジンレスでテスト可能 WCA(騒音振動解析装置)と組み合せ 騒音適合試験が可能 SOC演算を含むバッテリーシミュレータも提供可能なため 協調制御を行って より精度の高いコントローラ開発が可能 全ストール 成 M2,M3トルクとM2,M3回転 角度 ANDROMEDA xils 爆発変動トルク 車両共同 瞬時に印加しても回転変動 0.5度以内となります PTT PTT アクセル ブレーキ操作 M2 M3に800Nmのトルクを xils システムコントローラ M2,M3回転角度 deg 構 長 VDT 特 途 M2,M3トルク Nm VDT 用 大型ディーゼル用パラレル方式の HILS試験法の実績有り エンジンモデル 筒内圧からの爆発変動をリアルタイムシミュレーションしています A&D事業展開 関連会社 燃焼圧力ずれから 共振含めトルク振幅が大きい結果 評価1と同条件で 1気筒を1サイクルだけ失火 トルク減少による回転数の減少および復元が再現 ANDROMEDA バッテリシミュレ ータは 各機構 EG等 のエネルギー A&D事業展開 関連会社 失火再現 分配開発が可能 43 44

24 ORION ORION IAV EasyDoE Tools Model Based Calibration Testplan Modeling Evaluation Testplan Modeling Evaluation Testplan Modeling Evaluation Define Parameters Data Import Model Overview Define Speed/Load Range Data Quality Analyze Model Parameter Ranges Data Repeatability Optimization Parameter & Testplan Overview Modeling Calculate Values Configure/Export Testplan

25 Advanced System for Rotation Analysis WCA mini CompactWCA FFT WCA mini / CompactWCA

26 Multi Function Heat Exchanger System Model Based Control A&D Model Based Model Based IO Field bus I/O

27 Compact Configurable Combustion Phoenix C3 MEPCA50 OBD 28, deg, 12 ch MEP Web PCPC WebWeb 4060degC6V 1 AD3721-C3 (Phoenix C3) 4GB 130 (1.0 deg12 ch2000 rpm) AMKI AMKI Acoustically Measured Knock Indicator CNM CNM Combustion Noise Monitor

28 Hydraulic Variable Valve System Full Variable Engine

29 RTS Rotating Torque Sensor AD7832 / AD7833 / AD7834 AD7832 AD7833 AD7834 RTS F.S.1/5 F.S.

30 5 business fields and products A& D 5 busine ss fields and pr oducts

31 増幅装置 指示計 MBSim MBSim 工業計測 レコーダ 収録装置 オムニエースIII RA2800A VDT VDT オムニエースIII RA2300A センサ xils xils 主な種類 周波数50 60Hz PTT PTT AC V AC V 周波数50 60Hz A&D事業展開 関連会社 59 A&D事業展開 関連会社 オムニライト II RM

32

33 A&D

34 自動 車 設 計 開 発をサポートする Model Based Simulation技術により 自動車設計開発の効率化を促進 世界に勝てる 設計開発をサポートする サービスをご提供します Engineering Service Consulting Service / Facility Rental Service VDT 株式会社MBSは お客様にModel Based Engineering技術を効果的にご活用頂く為 ツールメーカーとしての視点に立ったコンサルティングと設備レンタルサービスを提供したします コンサルティング サービス xils 設備レンタル サービス 適合試験 エンジン T/Mの適合試験サービス及びコンサルティング 車輌の最適化コンサルティング(乗心地 振動 台上試験 等) 最適化試験手法の検討 開発(単体 組立部品 車輌評価手法) 精密測定 モデル作成 台上試験 標準化 等 モデル作成 モデルの作成(車輌/実車走行からのモデル同定) モデル活用のコンサルティング(HILS リアルタイム動作 等) 導入設備の事前検討 評価 改造 計測サービス 単体 組立部品 車輌等のデータ計測及び解析 ベンチマーク試験(単体 組立部品 車輌の性能比較) 設備レンタル 保有設備の貸出による受託試験 精密な計測 実車試験の数値化 一桁高い計測精度( 0.1%) 現象の可視化 制度の高いモデル化 再現性の良いシミュレーション 独自技術の設備への応用 計測の高速化 計測技術の展開とインターフェース フレキシブルな対応と設備構成 VMS RR-Sim 実車ベース 独自技術の改善 車両モデル 走行シミュレーション 実車試験の数値化 車両 実車走行 高精度計測技術 シミュレーション技術 ツール作製技術 A&D事業展開 関連会社 SBC/ハード 試験装置 高応答計測技術 単体部品別の台上試験 融合 モデルの作成 標準試験機 テストコースでの実車試験 試験方法の開発 確立 官能試験 計測 特徴の明確化 実車走行の再現 統一試験条件 ユニットベース 試験の標準化 環境条件の統一 開発の効率化 適合 最適化 エンジン 組立部品 車輛 個別最適の統合から 総合最適化への移行 T/M Bench フル可変 Operation room エンジン 従来技術の改善 車両モデルへの対応 高応答化 高精度化 システム : itest(システム管理) ORION(適合支援自動計測) ANDROMEDA(RT制御) etc, 各部品での最適化からモデルを活用した総合評価 モデルシミュレーションを活かした自動車の設計開発と効率化 世界に勝てる 設計開発 をサポート Engine Bench Engine ダイナモ : 265kW/5,000-8,000rpm 500Nm 245kW/4,500-8,000rpm 525Nm 220kW/4,000-8,000rpm 525Nm Bench 自動車開発における総合的な最適化 65 MILS/HILS 適合 最適化 部品 車両モデル化 HILS MILS 台上試験 タイヤ試験機 従来のモデル PTT PTT 精密計測 単体 組立部品 車両 実車走行 評価の標準化 プラットホームの共通化 主要設備概要 エンジニアリングモデル MBSのエンジニアリングモデル VDT 設備の特長 xils エンジニアリングサービスの概要 A&D事業展開 関連会社 MBSim エンジニアリングサービス A&Dグループ企業 MBSim PARTNER COMPANY 排ガス測定 : Bex-5100E Bex-8500EGR(ガソリンエンジン用) Bex-8500DE(ディーゼルエンジン用) 設計開発の 1 水平分業化 2 選択と集中の促進に寄与 システム : itest(システム管理) ANDROMEDA(RT制御) etc, T/M ダイナモ : M1 275kW/5,000-8,000rpm 525Nm M2/M3 355kW/200-2,400rpm 2,824Nm Bench ロータ慣性 : M kg/m2 M2/M3 1.48kg/m2 66

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MBSim カタログ

MBSim カタログ MBSim2018-2019 Model Based Simulation2018-2019 A&Dの8つの基盤技術 ご挨拶 創業以来 エー アンド デイは高精度 超高速の A/D(アナログ/デジタル)変換技術 を コアとして多種多彩な電子計測 計量機器をご提供し 産業と社会の発展を支えてまいりました これもひとえに皆様方のご支援の賜物と厚く御礼申し上げます 弊社は 以下の経営理念を掲げ 企業として次なるステージを目指しております

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