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ABS油圧回路圧力脈動最小化Modelica/Dymola + modeFRONTIER CD-adapco JAPAN CO.,LTD. (info@cdaj.co.jp) Modelica/Dymola Modelica オブジェクト指向、マルチドメイン?シミュレーションに適したモデリング言語 Modelica Associationが開発、利用促進 Dymola スウェーデン: Dynasim社製 計算ロジックを構築、シミュレーション実行するGUI環境 メカ?ダイナミクス、油圧系システム等のシミュレーションに利用 自動車用ABS Anti-lock Braking System 制動時に車輪のロックを防止し、操舵性と制動能力を確保する 車輪の回転が安定限界を超えた時、ブレーキ圧を緩め、その回転を安定領域に復帰させる その後、安定限界を越えるまで再びブレーキ圧を高め、安定限界域の回転状態をできる限り長く保つ 理想的なブレーキ制御 ABSの構成例(循環方式) ABSの問題点 ペダル?リアクションと作動音 ホイール?シリンダの油圧制御回路はマスタ?シリンダに繋がっているため、油量変化がブレーキ?ペダルのストローク変化を引き起こす ABS作動中の作動音 油圧の動的変化に伴う振動 油圧ユニットの振動の車体伝播 油圧ユニット本体が発生 対策 油圧ユニットの固定部にソフト?マウント使用 管路中にダンピング?チャンバを装着 脈動低減と応答遅れとのトレードオフ Dymolaモデル(ABS油圧回路簡易モデル) シミュレーション結果 最適化問題設定 入力変数 ダンピング?チャンバ容積とパイプ径: 2個 目的関数 脈動圧のピーク値　(最大化) 遅れ時間　(最小化) Dymolaを使用した最適化時の注意点(1) 出力の指定 “Modelica Text”で最適化対象(目的関数)値を書き出す 変数形式:”output”のみを出力するように指定 バッチ実行用ファイル構成 実行形式ファイル: dymosim.exe (名前固定)を自動生成 入力ファイル: dsin.txt (名前固定)を自動生成 シミュレーション時間、出力形態等再設定必要 出力ファイル: dsres.txt (名前固定) 出力は全て時系列データ tailコマンドで最後尾の切り出し処理等が必要 Dymolaを使用した最適化時の注意点(2) 入力ファイル: dsin.txt Process Flow 最適化手順 Step1 Scheduler: FMOGA 第一世代の個体: DOE (SOBOL) 30個体 世代数: 30 並列実行ジョブ数: 4 Step2 MCDMにより多目的意思決定 Scheduler: SIMPLEX CPU: Pentium 3 (1.0GHz) Dual 最適化履歴 最適化結果 結論 最適化対象のアプリケーションとしてDymolaを使用し、ABSの簡易モデルの最適化を実施 最適化の際の設定方法を明確化した SchedulerにFMOGAを使用し、最適化を完了 総計算数: 390、総計算時間: 130分 並列実行ジョブ数: 4 CPU: Pentium 3 (1.0GHz) Dual 今後 今回は評価関数をDymolaで構築したが、MATLAB/Simulink,　EXCEL等を利用した手法を検討したい Simulinkとの多重連成最適化 λ: スリップ率 VV: 車体速度 VT: 車輪速度 VVi: ブレーキかけ初め時の車体速度 μB: 制動摩擦係数 g: 重力加速度 μBmax 安定領域 不安定領域 摩擦係数μB ，μS スリップ率(λ) 0 100% λopt 制動摩擦係数: μB 横滑り摩擦係数: μS 安定限界 時間→ スリップ率 車体速度 車輪速度 速度 λopt 時間→ スリップ率 車体速度 車輪速度 速度 λopt ABSによって制御された ブレーキ圧力の例 運転者が かけようとした ブレーキ圧力 理想的なブレーキ制御 ABSによる理想的なブレーキ制御 M ▲ ECU 車輪 センサ マスタ?シリンダ リザーバ ダンピング チャンバ ホイール シリンダ ソレノイド バルブ モータ ポンプ 通常時動作 保持動作 減圧時動作 ダンピング チャンバ リザーバ マスタ?シリンダ ホイール シリンダ サンプルモデルご提供 ㈱トヨタテクノサービス様 ホイール?シリンダ油圧 ダンピング?チャンバ油圧 脈動 遅れ 脈動を最小化しつつ、 遅れを最小化する必要がある td 油圧 [pa] Ppeak Pth 脈動時のピーク値(最小値)を ピーク?ホールド t (sec) ピーク?ホールド 実行時間を指定 インターバルを 指定