WO2022259342A1 - 車両開発支援システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a vehicle development support system that supports vehicle development.
- the vehicle control performance is evaluated by an electronic control unit (ECU) that controls the behavior of the actuators installed in the vehicle or by a control system consisting of multiple ECUs.
- ECU electronice control unit
- Systems are known that do. Instead of manufacturing a prototype vehicle, this evaluation system consists of a virtual vehicle consisting of an actual part consisting of an ECU mounted on the vehicle and a simulator that simulates the behavior of the vehicle based on a vehicle model set according to the actual part. , and by setting various test conditions and control parameters for controlling the virtual vehicle for the virtual vehicle, the control performance of the ECU in the virtual vehicle is evaluated (see Patent Document 1 below).
- the operation PC sets the condition values of the plurality of test conditions for the virtual vehicle described above in the simulator, and sets the values of the control parameters for controlling the operation of the virtual vehicle in the ECU of the actual unit. I am doing an evaluation test.
- a vehicle development support system includes a frame body in which a plurality of ECUs to be mounted on a vehicle are arranged, and a control signal of the ECU to control the ECU.
- a real-time simulator that calculates physical state quantities for operating an on-vehicle device and simulates the operation of the on-vehicle device and vehicle behavior accompanying the operation, and communication and the control signal for inputting the output of the real-time simulator to the plurality of ECUs. with the communication input to the real-time simulator, and the real-time simulator has an external information acquisition interface that acquires driving information obtained by driving the vehicle in real space as external information.
- the virtual space of the simulation result reflecting the external information reproduces the vehicle driving reflecting the control signal.
- the vehicle development support system in one embodiment of the present invention, it is possible to reflect the driving operation of the driver who is driving the vehicle in the real space and the accompanying vehicle behavior in the simulation results.
- FIG. 1 is an explanatory diagram showing the system configuration of a vehicle development support system according to an embodiment of the present invention
- FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the system configuration of a vehicle development support system according to another embodiment of the present invention
- FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the information flow of the vehicle development support system according to the embodiment of the present invention
- a vehicle development support system 1 has a frame 1M in which a plurality of ECUs (Electronic Control Units) 2 mounted on a vehicle are arranged. there is A plurality of ECUs 2 are objects to be evaluated in the vehicle, and the frame 1M is equipped with in-vehicle devices 3 controlled by the ECUs 2 .
- ECUs Electronic Control Units
- a plurality of ECUs 2 and a plurality of in-vehicle devices 3 in the vehicle development support system 1 are selected from among them or are subject to evaluation.
- the plurality of ECUs 2 are connected so as to be able to communicate with each other via a communication line L1 of an in-vehicle network (for example, CAN (Controller Area Network), etc.) like a vehicle that actually travels on public roads (hereinafter referred to as an actual vehicle). .
- an in-vehicle network for example, CAN (Controller Area Network), etc.
- the vehicle development support system 1 includes one or more virtual ECUs 2V as required.
- the virtual ECU 2V is one form of the ECU 2 described above, and simulates the electronic control behavior (electronic control function) of the real ECU when it is installed in the vehicle instead of the actual ECU (real ECU) installed in the vehicle. It is.
- This virtual ECU 2V can be configured using a general-purpose controller such as rapid control prototyping (RCP) or a PC.
- RCP rapid control prototyping
- PC personal computer
- the in-vehicle equipment 3 arranged in the frame 1M is part of the in-vehicle equipment to be mounted on the vehicle, and includes various sensors and actuators that operate the equipment.
- the power train system in-vehicle equipment can be omitted from the frame 1M.
- the vehicle development support system 1 can deploy ECUs that control all the on-vehicle devices to be mounted on the actual vehicle, including the on-vehicle devices omitted from the frame 1M, by the ECU 2 (real ECU) and the virtual ECU 2V. .
- the vehicle development support system 1 includes a real-time simulator 20.
- the real-time simulator 20 can be configured by a computer having a plurality of processors and a memory in which programs executed by the processors are stored.
- the real-time simulator 20 calculates physical state quantities for operating the onboard equipment 3 by control signals from the ECU 2 or the virtual ECU 2V, simulates the operation of the onboard equipment 3, and simulates the behavior of the vehicle accompanying the operation of the onboard equipment 3. to A state and/or a data area obtained from the simulation result of the real-time simulator 20 is called a virtual space.
- the software configuration of the real-time simulator 20 includes a vehicle motion calculation unit (vehicle motion calculation model) 21 that calculates physical state quantities of on-vehicle devices and vehicles to be controlled and outputs simulation results, and a vehicle motion calculation model that affects vehicle behavior. It has a vehicle exterior environment computation unit (vehicle environment computation model) 22 that computes the environment and reflects it in the simulation results, and an event generation unit (event generation model) 23 that generates an event in the vehicle exterior environment and reflects it in the simulation results.
- vehicle motion calculation model vehicle motion calculation model
- vehicle environment computation model vehicle environment computation model
- event generation unit event generation model
- the real-time simulator 20 has an external information acquisition interface 24 that acquires external information.
- the external information includes driving information obtained by actually driving the vehicle on roads in real space, or driving video information obtained by photographing images around the vehicle, photographing images of passengers, and photographing images of driving operations. It is input to the real-time simulator 20 via the external information acquisition interface 24 .
- the driving information here is time-series information corresponding to real time. Operation signals (operation amount) output from in-vehicle equipment (operation switches, etc.), detection signals (vehicle physical state quantity and position information) output from various sensors installed in the vehicle during actual vehicle driving, in-vehicle network (e.g., CAN) signal transmission/reception information.
- the driving image information described above is also time-series information corresponding to real time, and is a video signal output from an imaging device (including outside and inside the vehicle) provided in the vehicle when the vehicle is actually driven.
- the time axis (real time) of the external information input to the real-time simulator 20 is absolute time in the real space, and the time axis (real time) of the virtual space in the real-time simulator 20 is set by the synchronization device 4 described later. Synchronization time will be reached.
- the external information acquisition interface 24 can be composed of, for example, a wireless communication interface. According to this, it is possible to receive external information (the above-described driving information and driving video information) transmitted directly from the vehicle in motion or via the cloud. At this time, if communication via the cloud is adopted, external information can be received from a remote location.
- the external information acquisition interface 24 may receive information from an information recording device 40 (such as a data logger) in which external information (the above-described driving information and driving image information) is recorded as time-series information (Fig. 2).
- the vehicle development support system 1 includes a synchronization device 4.
- the synchronization device 4 synchronizes communication for inputting the output of the real-time simulator 20 including the external information described above to the plurality of ECUs 2 and communication for inputting control signals output by the plurality of ECUs 2 to the real-time simulator 20 .
- the synchronizer 4 is an interface that synchronously connects the communication line L1 on the ECU 2 side and the communication line L2 on the real-time simulator 20 side. The process of outputting simulation results can be synchronized.
- One ECU 2 and another ECU 2 included in the vehicle development support system 1 are communicatively connected to each other via a communication line L1 of an in-vehicle network (eg, CAN), so that synchronous communication can be performed with each other. It is possible.
- an in-vehicle network eg, CAN
- the vehicle development support system 1 also includes an evaluation device 30 .
- the evaluation device 30 evaluates the operations of the plurality of ECUs 2 and the in-vehicle devices 3 based on the simulation results of the real-time simulator 20 reflecting the control signals of the ECUs 2 .
- the evaluation device 30 is configured by a computer having one or more processors and a memory in which a program for operating them is stored.
- the information input to the evaluation device 30 is arithmetically processed by the processor according to the evaluation program, and the information of the processing result is displayed so as to be visually recognized by the evaluator as video information generated by the video display device 30A described later, or is used for evaluation. Print out or send to another computer for human evaluation.
- the evaluation device 30 analyzes the simulation result of the real-time simulator 20 to evaluate the operation of the ECU 2, and can be configured by a PC or the like connected to the real-time simulator 20.
- the evaluation device 30 evaluates the operating characteristics of individual ECUs 2 and the mutual influence of a plurality of ECUs 2 by, for example, adding various statistical processing to the simulation results, which are chronological information. Further, the evaluation device 30 may compare and evaluate the operational characteristics of the ECU of the running vehicle obtained as the external information and the operational characteristics of the ECU 2 of the vehicle arranged in the frame 1M.
- the evaluation device 30 can be composed of a PC or the like that performs information processing as described above, but it may also be a device that visualizes the simulation results of the real-time simulator 20 so that the evaluator can perform visual evaluation.
- the evaluation device 30 is equipped with a video display device 30A, as shown in FIG.
- the image display device 30A generates image information based on the simulation result of the real-time simulator 20 and displays the generated image information so that the evaluator can visually recognize it.
- a video display output unit 32 for outputting the output video information and a display 33 for displaying a moving image of the output video information are provided.
- the video information generated by the video display device 30A is displayed in synchronization with the control signal of the ECU 2 reflecting the simulation result of the real-time simulator 20, so that the operation of the ECU 2 can be evaluated in real time and the operation of the ECU 2 can be evaluated. responsiveness can be visually evaluated.
- the synchronization at this time does not necessarily have to be the same communication cycle as the synchronization by the synchronization device 4, and the display 33 and the operation device 10, which will be described later, are synchronized to the extent that the evaluator does not perceive a time lag. All you have to do is
- the vehicle development support system 1 also includes an operating device 10 as required, as shown in FIG.
- the operation device 10 outputs an operation signal when an operator M in the cockpit C of the frame 1M artificially inputs the operation signal, and transmits the operation signal to the ECU 2 and the in-vehicle device 3 to be evaluated.
- the operation device 10 is a vehicle operation mechanism (a steering operation mechanism, an accelerator operation mechanism, a brake operation mechanism, a shift operation mechanism, operation switches for various in-vehicle devices, etc.). is installed in Note that the operation device 10 in the vehicle development support system 1 may be a simulation of an operation device mounted on an actual vehicle (for example, a simplified one). Also, the operation device 10 may be provided on a real-time simulator 20, which will be described later, corresponding to the actual vehicle.
- the real-time simulator 20 When the external information a is input to the real-time simulator 20 via the external information acquisition interface 24 , the real-time simulator 20 outputs an output signal b including the external information a. It is selectively input to a plurality of ECUs 2 arranged on the body 1M. More specifically, the output signal b becomes a signal synchronized with the communication timing of the communication line L1 (for example, CAN) by the synchronizer 4, and is transmitted to the ECU 2 operated by the output signal b via the communication line L1. be.
- the communication line L1 for example, CAN
- the output signal b at this time is the output of the real-time simulator 20 containing driving information obtained by actually driving the vehicle, and the ECU 2 performs arithmetic processing based on the input of this output signal b. , and outputs a control signal c to the in-vehicle device 3 controlled by the ECU 2 .
- information that can only be obtained by actually running the vehicle is input to the ECU 2 to be evaluated as the output signal b. to output
- the control signal c output by the ECU 2 to be evaluated is transmitted to the vehicle-mounted device 3 when the vehicle-mounted device 3 mounted on the frame 1M is the control target.
- the actuator of the vehicle-mounted device 3 operates, and a closed loop is formed in which the detection signal d of the sensor that detects the operation is fed back to the ECU 2.
- the in-vehicle device 3 arranged on the frame 1M is controlled in a state simulating actual vehicle travel.
- control signal e output by the ECU 2 is transmitted to the real-time simulator 20 via the synchronizer 4 .
- the real-time simulator 20 to which the control signal e is input calculates a physical state quantity for operating an in-vehicle device to be controlled (for example, a power train system not installed in the frame 1M) by the control signal e. Simulate equipment operation and accompanying vehicle behavior.
- the simulation result of the real-time simulator 20 based on the control signal e is transmitted as the output signal f to the evaluation device 30 and reflected in the output of the output signal b.
- the output signal f to be transmitted to the evaluation device 30 becomes a simulation result reflecting the control signal e, which is the result of arithmetic processing performed by the ECU 2 based on the external information a, and the evaluation device 30 evaluates this simulation result.
- the detection signal d' that detects the operation of the in-vehicle device 3 is transmitted to the evaluation device 30, so that the evaluation device 30 can evaluate the operation of the in-vehicle device 3 according to the evaluation conditions.
- the output signal b reflecting the operating characteristics of the ECU of the running vehicle obtained as the external information a can be compared with the operating characteristics of the ECU 2 of the vehicle mounted on the frame 1M for evaluation.
- the vehicle driving in the real space is synchronized in the virtual space of the real-time simulator 20.
- the vehicle driving in the real space is synchronized in the virtual space of the real-time simulator 20.
- the vehicle operation reflecting the control signal of the ECDU2.
- the external information a taken into the real-time simulator 20 from the recording medium is transmitted to the ECU 2 at the synchronization time of the synchronization device 4 in virtual space. is reproduced as a vehicle operation that reflects the control signal of
- the evaluation device 30 may evaluate the signal c output from the real-time simulator 20 to the ECU 2 through the synchronization device 4 and output to the in-vehicle device 3 .
- the output signal b at this time is based on the output signal f transmitted to the evaluation device 30, and the evaluation device 30 evaluates and/or monitors the vehicle-mounted device 3 at a fixed point.
- Such a vehicle development support system 1 can reflect the driving operation of a driver who is driving a vehicle in real space and the accompanying vehicle behavior in the simulation results, and the mutual influence of multiple ECUs provided in the vehicle can be reflected in the simulation results. It is possible to correspond to the vehicle driving of
- vehicle driving includes the driving operation by the driver and the accompanying vehicle behavior.
- the vehicle development support system 1 can verify the mutual influence of a specific ECU 2 or a plurality of ECUs 2 within a predetermined allowable time. At that time, by using the actual driving information as the external information a, it is possible to verify the operation of the vehicle based on the actual driver's operation, and by obtaining the operation signal from the external information a, the operation device is developed. From the previous initial stage of development, it is possible to construct an evaluation environment capable of reproducing the mutual influence between a plurality of ECUs 2 or a plurality of in-vehicle devices controlled by the ECU 2 .
- the vehicle it is possible to verify the operation of the vehicle based on the driver's operation, corresponding to the individuality of the driver. For example, it is possible to evaluate vehicles according to the individuality of categorized drivers, such as age (young, middle-aged, elderly, etc.), gender, and years of driving experience (novice drivers, veteran drivers).
- the actual state of the vehicle can be monitored from the vehicle. It becomes possible to check from a remote location.
- a real-time simulator 20 simulates a situation in which a specific ECU 2 operates.
- the external information a is acquired by performing a brake operation or a steering operation in accordance with the driver's operation in actual driving.
- the output signal b of the real-time simulator 20 including operation signals for brake operation and steering operation is input to the ECU 2 (ABS/ECU, TCS/ECU, ESC/ECU, etc.).
- a processed control signal e is sent to the real-time simulator 20 .
- the real-time simulator 20 calculates the physical state quantities of the on-vehicle device 3 and the vehicle according to the control signal e, and transmits the braking situation of the vehicle to the evaluation device 30 as the simulation result f.
- the video display device 30A is employed as the evaluation device 30, the display 33 displays the video of the vehicle behavior obtained by visualizing the simulation result f.
- This ECU 2 (AFS ECU) automatically changes the light distribution pattern according to various driving environments (curve driving, urban driving, high speed driving, driving in rainy weather, etc.). is executed to acquire the external information a, and the real-time simulator 20 sets situations such as urban driving, high-speed driving, and driving in rainy weather. As a result, the real-time simulator 20 outputs an output signal b including the operating status of the ECU 2 (AFS-ECU).
- the external information a by the driver's operation is used by the external environment calculation unit 22 of the real-time simulator 20 and the event occurrence
- the output signal b of the real-time simulator 20 is obtained by reflecting the arithmetic processing of the unit 23 . Then, by inputting this output signal b to the ECU 2 (ADAS/ECU) to obtain the control signal e, and obtaining the simulation result f from the control signal e, the ADAS performance in various situations is evaluated by visualization or the like. be able to.
- the real-time simulator 20 virtual space is used to run the actual vehicle. While the driving is being reproduced, the operator M can perform an operation input, which can be reflected in the vehicle driving in the virtual space. According to this, conditions that are difficult to reproduce in actual vehicle driving and driving that is difficult to implement on general roads due to regulations or safety (for example, door opening and closing while the vehicle is running) are reproduced, and the ECU 2 and the in-vehicle equipment 3 are controlled. Action evaluation can be performed.
- 1 vehicle development support system
- 1M frame
- 2V virtual ECU
- 10 operation device
- 30A video display device
- M operator
- C cockpit
- L1, L2 communication line
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Abstract
実空間上で車両を運転しているドライバーの運転操作とそれに伴う車両挙動をシミュレーション結果に反映させることができる車両開発支援システムを提供する。 車両開発支援システム（１）は、車両に搭載させる複数のＥＣＵ（２）が配備された枠体（１Ｍ）と、ＥＣＵ（２）の制御信号により、ＥＣＵ（２）が制御する車載機器（３）を動作させる物理状態量を演算し、車載機器（３）の動作と該動作に伴う車両挙動をシミュレートするリアルタイムシミュレータ（２０）と、リアルタイムシミュレータ（２０）の出力を複数のＥＣＵ（２）に入力する通信とＥＣＵ（２）の制御信号をリアルタイムシミュレータ（２０）に入力する通信とを同期させる同期装置（４）とを備え、リアルタイムシミュレータ（２０）は、実空間上で車両を運転走行させることで得た運転走行情報を外部情報として取得する外部情報取得インターフェース（２４）を備え、外部情報を反映させたシミュレーション結果の仮想空間が、制御信号を反映させた車両運転を再現する。
Description
本発明は、車両の開発を支援する車両開発支援システムに関するものである。
従来、車両の開発に使用する評価システムとして、車両に搭載されているアクチュエータ等の挙動を制御する電子制御装置（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）又は複数のＥＣＵからなる制御システムによる車両の制御性能を評価するシステムが知られている。この評価システムは、試作車両を製造する代わりに、車両に搭載されるＥＣＵからなる実機部と、実機部に応じて設定された車両モデルに基づいて車両の挙動をシミュレートするシミュレータとにより仮想車両を構成し、仮想車両に対して種々の試験条件や仮想車両を制御する制御パラメータを設定することで、仮想車両におけるＥＣＵの制御性能を評価している（下記特許文献１参照）。
前述した従来技術は、オペレーションＰＣが、前述した仮想車両に対する複数の試験条件の条件値をシミュレータに設定し、仮想車両の動作を制御するための制御パラメータの値を実機部のＥＣＵに設定することで、評価試験を行っている。
しかしながら、この従来技術では、車両が実空間上で実際に道路を走行した場合の運転情報とそれに伴う車両の挙動を条件設定により正確に模擬することが難しいことから、実空間上で車両を運転しているドライバーの運転操作とそれに伴う車両挙動をシミュレーション結果に反映させて、車両が備える複数のＥＣＵの相互影響を再現することまでは想定されていない。
したがって、本発明は、実空間上で車両を運転しているドライバーの運転操作とそれに伴う車両挙動をシミュレーション結果に反映させることができる車両開発支援システムを提供することを目的とする。
このような課題を解決するために、本発明の一実施形態における車両開発支援システムは、車両に搭載させる複数のＥＣＵが配備された枠体と、前記ＥＣＵの制御信号により、前記ＥＣＵが制御する車載機器を動作させる物理状態量を演算し、前記車載機器の動作と該動作に伴う車両挙動をシミュレートするリアルタイムシミュレータと、前記リアルタイムシミュレータの出力を前記複数のＥＣＵに入力する通信と前記制御信号を前記リアルタイムシミュレータに入力する通信とを同期させる同期装置とを備え、前記リアルタイムシミュレータは、実空間上で車両を運転走行させることで得た運転走行情報を外部情報として取得する外部情報取得インターフェースを備え、前記外部情報を反映させたシミュレーション結果の仮想空間が、前記制御信号を反映させた車両運転を再現する。
本発明の一実施形態における車両開発支援システムにあたっては、実空間上で車両を運転しているドライバーの運転操作とそれに伴う車両挙動をシミュレーション結果に反映させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る車両開発支援システム１は、車両に搭載される複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）２が配備された枠体１Ｍを有している。複数のＥＣＵ２は、車両において評価対象となるものであり、枠体１Ｍには、ＥＣＵ２が制御する車載機器３が装備されている。
車両開発支援システム１における複数のＥＣＵ２と複数の車載機器３は、その中から選択されたもの或いは全てが評価対象になる。複数のＥＣＵ２は、実際に公道を走行する車両（以下、実車両）と同様に車載ネットワーク（例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）など）の通信回線Ｌ１を介して相互に通信可能に接続されている。
車両開発支援システム１は、必要に応じて、単数又は複数の仮想ＥＣＵ２Ｖを備える。仮想ＥＣＵ２Ｖは、前述したＥＣＵ２の一形態であり、実車両に搭載される実体物のＥＣＵ（実ＥＣＵ）に代わり、車両搭載時の実ＥＣＵの電子制御的な振る舞い（電子制御機能）を模擬するものである。この仮想ＥＣＵ２Ｖは、ラピッドコントロールプロトタイピング（rapid control prototyping：ＲＣＰ）などの汎用コントローラやＰＣを用いて構成することができる。開発途中のＥＣＵなどをこの仮想ＥＣＵ２Ｖで構成することにより、車両全体のＥＣＵの連携に関する評価を開発途中であっても行うことができる。
枠体１Ｍに配備される車載機器３は、車両に搭載させる車載機器の一部であり、各種センサ類と機器を動作させるアクチュエータを備えている。枠体１Ｍからは、例えば、パワートレイン系の車載機器などを省くことができる。しかしながら、車両開発支援システム１は、枠体１Ｍから省いた車載機器を含めて、実車両に搭載させる全ての車載機器を制御するＥＣＵを、ＥＣＵ２（実ＥＣＵ）と仮想ＥＣＵ２Ｖによって配備させることができる。
車両開発支援システム１は、リアルタイムシミュレータ２０を備える。リアルタイムシミュレータ２０は、複数のプロセッサとプロセッサによって実行されるプログラムが記憶されたメモリを備えるコンピュータによって構成することができる。このリアルタイムシミュレータ２０は、ＥＣＵ２或いは仮想ＥＣＵ２Ｖの制御信号により、車載機器３を動作させる物理状態量を演算し、車載機器３の動作をシミュレートすると共に、車載機器３の動作に伴う車両挙動をシミュレートする。なお、リアルタイムシミュレータ２０のシミュレーション結果で得られる状態及び又はデータ領域を仮想空間と呼ぶ。
リアルタイムシミュレータ２０のソフトウエア構成としては、制御対象となる車載機器及び車両の物理状態量を演算してシミュレーション結果を出力する車両運動計算部（車両運動計算モデル）２１と、車両挙動に影響する車外環境を演算してシミュレーション結果に反映させる車外環境演算部（車外環境演算モデル）２２と、車外環境に対してイベントを発生させてシミュレーション結果に反映させるイベント発生部（イベント発生モデル）２３を備える。
リアルタイムシミュレータ２０は、外部情報を取得する外部情報取得インターフェース２４を備えている。外部情報としては、実際に車両を実空間上の道路などで走行させることで得た運転走行情報、或いは、車両周辺の撮影画像や乗員の撮影画像や運転操作の撮影画像による運転映像情報が、外部情報取得インターフェース２４を介してリアルタイムシミュレータ２０に入力される。
ここでの運転走行情報は、実時刻に対応した時系列情報であり、実際に車両運転を行った際に車両の操作装置（ステアリング操作機構、アクセル操作機構、ブレーキ操作機構、シフト操作機構、各種車載機器の操作スイッチ類など）から出力される操作信号（操作量）、実際の車両走行で車両が備える各種センサが出力する検出信号（車両の物理状態量や位置情報）、車載ネットワーク（例えば、ＣＡＮ）の信号送受信情報などである。また、前述した運転映像情報も、実時刻に対応した時系列情報であり、実際に車両運転を行った際に、車両が備える撮像装置（車外、車内含む）から出力される映像信号である。
なお、リアルタイムシミュレータ２０に入力される外部情報の時間軸（実時刻）は、実空間上の絶対時刻であり、リアルタイムシミュレータ２０における仮想空間の時間軸（実時刻）は、後述する同期装置４によって同期がなされた同期時刻になる。
外部情報取得インターフェース２４は、例えば、無線通信インターフェースで構成することができる。これによると、走行中の車両から直接或いはクラウドを介して送信される外部情報（前述した運転走行情報や運転映像情報）を受信することができる。この際、クラウドを介した通信を採用すると、遠隔からの外部情報の受信が可能になる。外部情報取得インターフェース２４は、外部情報（前述した運転走行情報や運転映像情報）が時系列情報として記録された情報記録装置４０（データーロガーなど）から情報を受信するものであってもよい（図２参照）。
車両開発支援システム１は、同期装置４を備えている。同期装置４は、前述した外部情報を含めたリアルタイムシミュレータ２０の出力を複数のＥＣＵ２に入力する通信と、複数のＥＣＵ２が出力する制御信号をリアルタイムシミュレータ２０に入力する通信とを同期させる。
この同期装置４は、ＥＣＵ２側の通信回線Ｌ１とリアルタイムシミュレータ２０側の通信回線Ｌ２を同期接続するインターフェースであり、同期装置４を介することで、ＥＣＵ２が制御信号を送信する処理とリアルタイムシミュレータ２０がシミュレーション結果を出力する処理を同期させることができる。なお、車両開発支援システム１が備える１つのＥＣＵ２と他のＥＣＵ２とは、車載ネットワーク（例えば、ＣＡＮ）の通信回線Ｌ１で互いに通信可能に接続されていることで、互いに同期した通信を行うことができるようになっている。
また、車両開発支援システム１は、評価装置３０を備えている。評価装置３０は、ＥＣＵ２の制御信号を反映したリアルタイムシミュレータ２０のシミュレーション結果に基づいて、複数のＥＣＵ２や車載機器３の動作を評価するものである。評価装置３０は、単数又は複数のプロセッサとそれを動作させるプログラムが記憶されたメモリを備えるコンピュータによって構成される。評価装置３０に入力された情報は、評価プログラムに従ってプロセッサによって演算処理され、処理結果の情報は、後述する映像表示装置３０Ａにより生成された映像情報として評価者が視認できるように表示する、または評価者が評価するために印刷出力するか、或いは他のコンピュータに送信する。
評価装置３０は、一例として、リアルタイムシミュレータ２０のシミュレーション結果を分析してＥＣＵ２の動作を評価するものであり、リアルタイムシミュレータ２０に接続されるＰＣなどで構成することができる。評価装置３０は、例えば、時系列情報であるシミュレーション結果に各種の統計処理を加えるなどして、個々のＥＣＵ２の動作特性や複数のＥＣＵ２の相互影響を評価する。また、評価装置３０は、外部情報として得た走行中の車両のＥＣＵの動作特性と、枠体１Ｍに配備した車両のＥＣＵ２の動作特性を比較して評価するものであってもよい。
評価装置３０は、前述したように情報処理を行うＰＣなどで構成することができるが、リアルタイムシミュレータ２０のシミュレーション結果を映像化して評価者が視認評価できるものであってもよい。
映像化して評価するには、評価装置３０は、図２に示すように、映像表示装置３０Ａを備える。映像表示装置３０Ａは、リアルタイムシミュレータ２０のシミュレーション結果によって映像情報を生成し、生成した映像情報を評価者が視認できるように表示するものであり、映像情報を生成する映像情報生成部３１と、生成された映像情報を出力する映像表示出力部３２と、出力された映像情報を動画表示するディスプレイ３３を備える。ディスプレイ３３を設けることで、枠体１ＭのコックピットＣに搭乗する操作者Ｍだけでなく、複数の評価者にシミュレーション結果の映像を視認させ、評価のための情報を複数人で共有することができる。
映像表示装置３０Ａが生成した映像情報は、リアルタイムシミュレータ２０のシミュレーション結果を反映したＥＣＵ２の制御信号に同期させて表示することで、ＥＣＵ２の動作をリアルタイムで評価することができ、また、ＥＣＵ２の動作の応答性を視認評価することができる。この際の同期は、必ずしも同期装置４による同期と同じ通信サイクルにする必要は無く、評価者の視認した感覚においてディスプレイ３３と後述する操作装置１０とが、タイムラグが感じられない程度に同期していればよい。
また、車両開発支援システム１は、図２に示すように、必要に応じて、操作装置１０を備える。操作装置１０は、枠体１ＭのコックピットＣに搭乗する操作者Ｍが人為的に操作入力することで、操作信号を出力し、これを評価対象となるＥＣＵ２や車載機器３へ送信する。この操作装置１０は、車両の操作機構（ステアリング操作機構、アクセル操作機構、ブレーキ操作機構、シフト操作機構、各種車載機器の操作スイッチ類など）であり、開発を支援する実車両のそれに対応した位置に設置される。なお、車両開発支援システム１における操作装置１０は、実車両に搭載される操作装置を模擬したもの（例えば、簡易的に制作したもの）であってもよい。また、操作装置１０は、実車両に対応して後述するリアルタイムシミュレータ２０上に設けてもよい。
図３によって、車両開発支援システム１における情報の流れを説明する。リアルタイムシミュレータ２０に外部情報取得インターフェース２４を介して外部情報ａが入力されると、リアルタイムシミュレータ２０は、外部情報ａを含む出力信号ｂを出力し、この出力信号ｂが同期装置４を介して枠体１Ｍに配備された複数のＥＣＵ２に選択的に入力される。より具体的には、出力信号ｂは、同期装置４によって通信回線Ｌ１（例えば、ＣＡＮ）の通信タイミングに同期した信号となり、通信回線Ｌ１を経由して、出力信号ｂによって動作するＥＣＵ２に送信される。
この際の出力信号ｂは、実際に車両を運転走行することで得られた運転走行情報を含んだリアルタイムシミュレータ２０の出力であり、ＥＣＵ２は、この出力信号ｂの入力に基づいて演算処理を行い、ＥＣＵ２が制御する車載機器３に対する制御信号ｃを出力する。この際、評価対象のＥＣＵ２には、実際に車両を走行させることでしか得られない情報が出力信号ｂとして入力されることになり、ＥＣＵ２は、実際の車両走行を模擬した状態で制御信号ｃを出力する。
評価対象のＥＣＵ２が出力した制御信号ｃは、枠体１Ｍに搭載されている車載機器３を制御対象とする場合には、その車載機器３に送信される。車載機器３に制御信号ｃが入力されると、車載機器３のアクチュエータが動作し、その動作を検出するセンサの検出信号ｄがＥＣＵ２に帰還する閉ループが構成される。これによって、枠体１Ｍに配備されている車載機器３は、実際の車両走行を模擬した状態で制御されることになる。
また、ＥＣＵ２が出力した制御信号ｅは、同期装置４を介してリアルタイムシミュレータ２０に送信される。制御信号ｅが入力されたリアルタイムシミュレータ２０は、制御信号ｅにより、制御対象の車載機器（例えば、枠体１Ｍに配備されていないパワートレイン系システム）を動作させる物理状態量を演算し、その車載機器の動作とそれに伴う車両挙動をシミュレートする。
そして、制御信号ｅによるリアルタイムシミュレータ２０のシミュレーション結果は、出力信号ｆとして、評価装置３０に送信されると共に、出力信号ｂの出力に反映される。これによって、評価装置３０に送信させる出力信号ｆは、外部情報ａに基づいてＥＣＵ２が演算処理した結果の制御信号ｅが反映されたシミュレーション結果になり、評価装置３０は、このシミュレーション結果を評価することで、実際の車両走行に見合う状態で動作したＥＣＵ２の制御性能、そのＥＣＵ２の制御による車載機器の動作性能、その車載機器の動作による車両の挙動性能を適宜評価することができる。
この際、車載機器３の動作を検出した検出信号ｄ’が評価装置３０に送信されることで、評価装置３０は、車載機器３の動作を評価条件に従って評価することができる。また、外部情報ａとして得た走行中の車両のＥＣＵの動作特性が反映した出力信号ｂと、枠体１Ｍに配備した車両のＥＣＵ２の動作特性を比較して評価することができる。
ここで、走行している車両から得た外部情報ａを実空間上の絶対時刻に合わせてリアルタイムシミュレータ２０に送信する場合には、実空間上の車両運転が、リアルタイムシミュレータ２０の仮想空間では同期装置４の同期時刻でＥＣＤＵ２の制御信号を反映した車両運転として再現される。また、記録媒体に記録した過去の外部情報ａをリアルタイムシミュレータ２０に送信する場合には、記録媒体からリアルタイムシミュレータ２０に取り込まれた外部情報ａは、仮想空間にて同期装置４の同期時刻でＥＣＵ２の制御信号を反映した車両運転として再現される。
なお、評価装置３０は、リアルタイムシミュレータ２０から同期装置４を通してＥＣＵ２へ出力し、車載装置３へ出力される信号ｃを評価してもよい。この際の出力信号ｂは、評価装置３０に送信させる出力信号ｆに基づいており、評価装置３０が車載機器３を定点的に評価及びまたは監視している。
このような車両開発支援システム１は、実空間上で車両を運転しているドライバーの運転操作とそれに伴う車両挙動をシミュレーション結果に反映させることができ、車両が備える複数のＥＣＵの相互影響を実際の車両運転に対応させることができる。なお、ここでいう車両運転とは、ドライバーによる運転操作とそれに伴う車両挙動を含んでいる。
具体的には、車両開発支援システム１は、所定の許容時間内で特定のＥＣＵ２或いは複数のＥＣＵ２の相互影響を検証することができる。その際、外部情報ａとして、実際の運転走行情報を用いることで、実際のドライバー操作に基づく車両の動作検証が可能になると共に、外部情報ａから操作信号を得ることで、操作装置を開発する前の開発初期段階から、複数のＥＣＵ２或いはＥＣＵ２に制御される複数の車載機器間の相互影響を再現可能な評価環境を構築することができる。
また、実際の車両走行に対応して評価を行うことで、ドライバー操作を様々に変更した場合の検証をその都度行うことができ、また、ドライバー操作の変更に対する応答性も正しく検証することができる。
また、ドライバー操作に基づく車両の動作検証を、ドライバーの個性に対応して検証することができる。例えば、年齢別（若年層、中年層、高齢層など）、男女別、運転経験年数別（初心者ドライバー、ベテランドライバー）など、カテゴライズされたドライバーの個性に対応した車両の評価が可能になる。
更には、外部情報ａとして、クラウド通信によるビックデータを用いることで、車両の検証・評価だけでなく、市場課題に対する分析や対策立案にも活用することが可能になる。
その上、クラウド通信を介して、走行中の前方撮影映像、ドライバーの表情や運転操作の映像などの運転映像情報を取得することで、実際に走行している車両の状態を走行中の車両から離れた遠隔地で確認することが可能になる。
なお、車両開発支援システム１において、特定のＥＣＵ２や車載機器の動作評価を行う場合には、それに対応する運転状況をドライバーの運転で実行して、必要な情報を外部情報ａから取得すると共に、リアルタイムシミュレータ２０によって特定のＥＣＵ２が作動する状況をシミュレートする。
具体的には、ブレーキ制御に係る車載機器３（例えば、ＡＢＳ：Anti-lock Braking System、ＴＣＳ：Traction Control System、ＥＳＣ：Electronic Stability Controlなど）とそれを制御するＥＣＵ２（ＡＢＳ・ＥＣＵ、ＴＣＳ・ＥＣＵ、ＥＳＣ・ＥＣＵなど）を評価する場合、実際の運転走行におけるドライバー操作でブレーキ操作或いはそれに合わせたステアリング操作を行って外部情報ａを取得する。
この外部情報ａの取得により、ブレーキ操作やステアリング操作の操作信号を含むリアルタイムシミュレータ２０の出力信号ｂが、ＥＣＵ２（ＡＢＳ・ＥＣＵ、ＴＣＳ・ＥＣＵ、ＥＳＣ・ＥＣＵなど）に入力され、これらＥＣＵ２で演算処理された制御信号ｅがリアルタイムシミュレータ２０に送信される。リアルタイムシミュレータ２０は、この制御信号ｅに応じて車載機器３及び車両の物理状態量を演算し、車両を制動する状況をシミュレーション結果ｆとして評価装置３０に送信する。この際、評価装置３０として映像表示装置３０Ａを採用すると、シミュレーション結果ｆを映像化した車両挙動の映像がディスプレイ３３に表示される。
この外部情報ａの取得により、例えば、ブレーキ制御による車両の挙動は、路面状態などで大きく変わることになるが、リアルタイムシミュレータ２０は、車外環境演算部２２によって路面状態等を様々に設定してシミュレーション結果ｆを演算処理することができるので、設定する路面状態などを適宜変更して、様々な状況におけるブレーキ制御の性能を評価することができる。
他の例として、ヘッドランプ可変装置（ＡＦＳ：Adaptive Front-Lighting System）のＥＣＵ２（ＡＦＳ・ＥＣＵ）を評価する場合を説明する。このＥＣＵ２（ＡＦＳ・ＥＣＵ）は、様々な走行環境（カーブ走行、市街地走行、高速走行、雨天時走行など）に応じて自動で配光パターンを変化させるものであるが、カーブ走行などのドライバー操作を実行して外部情報ａを取得し、リアルタイムシミュレータ２０では、市街地走行、高速走行、雨天時走行などのシチュエーションを設定する。これにより、ＥＣＵ２（ＡＦＳ・ＥＣＵ）が動作する状況を含む出力信号ｂがリアルタイムシミュレータ２０から出力される。
そして、この出力信号ｂをＥＣＵ２（ＡＦＳ・ＥＣＵ）に入力して、車載機器３を動作させることにより、車載機器３の動作状態を確認することができる。また、ＥＣＵ２（ＡＦＳ・ＥＣＵ）の演算処理による制御信号ｅを、リアルタイムシミュレータ２０に送信し、シミュレーション結果ｆを得る。このシミュレーション結果ｆを映像表示装置３０Ａにて映像化することで、様々な状況におけるＡＦＳの配光パターンを映像により評価することができる。
この他に、ＡＤＡＳ（Advanced Driver-Assistance Systems；先進運転支援システム）と称される運転支援システムを評価する際には、ドライバー操作による外部情報ａにリアルタイムシミュレータ２０の車外環境演算部２２とイベント発生部２３の演算処理を反映させて、リアルタイムシミュレータ２０の出力信号ｂを得る。そして、この出力信号ｂをＥＣＵ２（ＡＤＡＳ・ＥＣＵ）に入力して制御信号ｅを得て、制御信号ｅからシミュレーション結果ｆを得ることで、様々な状況でのＡＤＡＳ性能を映像化等で評価することができる。
また、図２に示すように、コックピットＣに操作者Ｍを搭乗させ、操作者Ｍの操作信号をＥＣＵ２や車載機器３に入力する場合には、リアルタイムシミュレータ２０の仮想空間上で実車走行による車両運転を再現している最中に、操作者Ｍによる操作入力を行って、仮想空間上の車両運転に反映させることができる。これによると、実際の車両運転では再現が困難な条件や、一般道では法規上或いは安全上実施困難な運転（例えば、車両走行中のドア開閉など）を再現して、ＥＣＵ２や車載機器３の動作評価を行うことができる。
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
１：車両開発支援システム，１Ｍ：枠体，
２：ＥＣＵ，２Ｖ：仮想ＥＣＵ，３：車載機器，４：同期装置，
１０：操作装置，２０：リアルタイムシミュレータ，
２１：車両運動計算部，２２：車外環境演算部，２３：イベント発生部，
２４：外部情報取得インターフェース，３０：評価装置，
３０Ａ：映像表示装置，３１：映像情報生成部，３２：映像表示出力部，
４０：情報記録装置，Ｍ：操作者，Ｃ：コックピット，Ｌ１，Ｌ２：通信回線
２：ＥＣＵ，２Ｖ：仮想ＥＣＵ，３：車載機器，４：同期装置，
１０：操作装置，２０：リアルタイムシミュレータ，
２１：車両運動計算部，２２：車外環境演算部，２３：イベント発生部，
２４：外部情報取得インターフェース，３０：評価装置，
３０Ａ：映像表示装置，３１：映像情報生成部，３２：映像表示出力部，
４０：情報記録装置，Ｍ：操作者，Ｃ：コックピット，Ｌ１，Ｌ２：通信回線
Claims (6)
- 車両に搭載させる複数のＥＣＵが配備された枠体と、
前記ＥＣＵの制御信号により、前記ＥＣＵが制御する車載機器を動作させる物理状態量を演算し、前記車載機器の動作と該動作に伴う車両挙動をシミュレートするリアルタイムシミュレータと、
前記リアルタイムシミュレータの出力を前記複数のＥＣＵに入力する通信と前記制御信号を前記リアルタイムシミュレータに入力する通信とを同期させる同期装置とを備え、
前記リアルタイムシミュレータは、
実空間上で車両を運転走行させることで得た運転走行情報を外部情報として取得する外部情報取得インターフェースを備え、
前記外部情報を反映させたシミュレーション結果の仮想空間が、前記制御信号を反映させた車両運転を再現することを特徴とする車両開発支援システム。 - 前記シミュレーション結果により、前記ＥＣＵの動作又は前記ＥＣＵが制御する車載機器の動作を評価する評価装置を備えることを特徴とする請求項１記載の車両開発支援システム。
- 前記外部情報取得インターフェースは、
走行中の車両から送信される前記運転走行情報を受信することを特徴とする請求項１又は２記載の車両開発支援システム。 - 前記外部情報取得インターフェースは、
前記運転走行情報が記録された情報記録装置からの情報を受信することを特徴とする請求項１又は２記載の車両開発支援システム。 - 操作者による人為的な操作で前記ＥＣＵに入力される操作信号を出力する操作装置を備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項記載の車両開発支援システム。
- 前記リアルタイムシミュレータのシミュレーション結果によって映像情報を生成し、当該映像情報を表示する映像表示装置を備えることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項記載の車両開発支援システム。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/021650 WO2022259342A1 (ja) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 車両開発支援システム |
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/021650 WO2022259342A1 (ja) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 車両開発支援システム |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/021650 WO2022259342A1 (ja) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 車両開発支援システム |
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Family Cites Families (1)
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-
2021
- 2021-06-07 JP JP2023527185A patent/JPWO2022259342A1/ja active Pending
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