Существует ли программное обеспечение для создания моделей произвольных систем с использованием функционального и объектно-ориентированного подходов?

Да, существует программное обеспечение, которое позволяет создавать модели произвольных систем с использованием функционального и объектно-ориентированного подходов. Например, такие инструменты как MATLAB/Simulink, AnyLogic, SystemModeler, и другие, предоставляют возможности для создания и анализа моделей систем с различными методами и подходами.

Также существуют инструменты для абстрактного моделирования объектов с заданными атрибутами и выходными параметрами. Например, инструменты для моделирования и симуляции систем, такие как Sparx Systems Enterprise Architect, IBM Rational Rhapsody, MagicDraw, позволяют создавать абстрактные модели объектов с заданными свойствами для дальнейшего анализа и диагностики системы. 

Таким образом, существует широкий выбор программного обеспечения для создания и анализа моделей систем с использованием различных подходов и методов.

Только по факту параметров больше и сложность взаимосвязей между ними выше. 
 
 Вроде simulink в матлабе как раз про это. 
 
 Ещё можно digital twin загуглить. 
 
 PS: что именно имелось в виду под "функционально-объектно-ориентированное моделирование" я не понял. Звучит как выдуманный термин

- Simscape (симулинк тоже можно, но вообще говоря, он для другого) 
 - AMESIM 
 - OpenModelica 
 - SimInTech 
 
 И т.д., и т.п. 
 
 Но для моделирования конкретно ДВС на автомобиле - это будет больно. Поэтому профильные организации используют более специализированный софт типа GT-SUITE, AVL BOOST/CRUISE/etc