特許 7560669 車両開発支援システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】車両開発支援システム

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/007 20060101AFI20240925BHJP

【ＦＩ】

G01M17/007 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023527184

(86)(22)【出願日】2021-06-07

(86)【国際出願番号】 JP2021021649

(87)【国際公開番号】W WO2022259341

(87)【国際公開日】2022-12-15

【審査請求日】2023-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】弁理士法人エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】樋渡 穣

(72)【発明者】

【氏名】谷崎 裕司

(72)【発明者】

【氏名】宇田川 篤司

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 常寛

(72)【発明者】

【氏名】成瀬 聡

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／０７５０８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００８／０４７５５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－１４５６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】佐々木茂，“先進運転支援システムの開発のために”，映像情報Industrial，日本，産業開発機構株式会社，2016年05月01日，第４８巻，第５号（通巻８６７号），pp.61-64

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １７／００７

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コックピットに搭乗している操作者が操作入力することで、評価対象となる車載機器である電子制御燃料噴射装置への操作信号を出力するアクセル操作機構と、
前記操作信号により、前記電子制御燃料噴射装置を制御する制御信号を出力するＥＣＵと、
前記制御信号により、前記電子制御燃料噴射装置を動作させる物理状態量を演算し、前記電子制御燃料噴射装置の動作をシミュレートすると共に、前記電子制御燃料噴射装置の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シミュレーション結果を前記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、
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前記操作者が視認できるように表示する映像表示装置とを備え、
前記シミュレーション結果を反映して前記操作者のアクセル操作入力に伴って前記ＥＣＵが出力する前記制御信号と前記映像表示装置の表示とを同期させることを特徴とする車両開発支援システム。

【請求項2】

コックピットに搭乗している操作者が操作入力することで、評価対象となる車載機器である電動ステアリング装置への操作信号を出力するステアリング操作機構と、
前記操作信号により、前記電動ステアリング装置を制御する制御信号を出力するＥＣＵと、
前記制御信号により、前記電動ステアリング装置を動作させる物理状態量を演算し、前記電動ステアリング装置の動作をシミュレートすると共に、前記電動ステアリング装置の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シミュレーション結果を前記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、
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前記操作者が視認できるように表示する映像表示装置とを備え、
前記シミュレーション結果を反映して前記操作者のステアリング操作入力に伴って前記ＥＣＵが出力する前記制御信号と前記映像表示装置の表示とを同期させることを特徴とする車両開発支援システム。

【請求項3】

コックピットに搭乗している操作者が操作入力することで、評価対象となる車載機器であるアンチロックブレーキングシステム又はトラクションコントロールシステムへの操作信号を出力するブレーキ操作機構と、
前記操作信号により、前記アンチロックブレーキングシステム又はトラクションコントロールシステムを制御する制御信号を出力するＥＣＵと、
前記制御信号により、前記アンチロックブレーキングシステム又はトラクションコントロールシステムを動作させる物理状態量を演算し、前記アンチロックブレーキングシステム又はトラクションコントロールシステムの動作をシミュレートすると共に、前記アンチロックブレーキングシステム又はトラクションコントロールシステムの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シミュレーション結果を前記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、
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前記操作者が視認できるように表示する映像表示装置とを備え、
前記シミュレーション結果を反映して前記操作者のブレーキ操作入力に伴って前記ＥＣＵが出力する前記制御信号と前記映像表示装置の表示とを同期させることを特徴とする車両開発支援システム。

【請求項4】

前記ＥＣＵは、他のＥＣＵと通信接続されており、
前記シミュレーション結果は、前記同期装置を介して前記他のＥＣＵに入力され、前記他のＥＣＵが出力する制御信号は、前記同期装置を介して前記リアルタイムシミュレータに入力されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の車両開発支援システム。

【請求項5】

前記リアルタイムシミュレータは、車両挙動に影響する車外環境を演算して前記シミュレーション結果に反映させることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の車両開発支援システム。

【請求項6】

前記リアルタイムシミュレータは、車外環境に対してイベントを発生させて前記シミュレーション結果に反映させることを特徴とする請求項５記載の車両開発支援システム。

【請求項7】

前記車載機器は、前記コックピットを備えた枠体に搭載されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の車両開発支援システム。

【請求項8】

前記ＥＣＵは、車両に搭載される予定のＥＣＵの電子制御的な振る舞いを模擬した仮想ＥＣＵを含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の車両開発支援システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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Ｅ
ＣＵ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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－１３７３３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

このような従来技術によると、オペレーションＰＣの条件設定で評価試験が行われるので、運転者が車両運転中に車載機器を操作する際の使用感や、運転者の操作によって作動するＥＣＵや車載機器の作動性能をリアルタイムで評価することができない。

【0006】

本発明は、このような従来技術の課題に鑑み、車両運転中に車載機器を操作する際の使用感、或いは運転者の操作によって作動するＥＣＵや車載機器の作動性能をリアルタイムで評価す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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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にあっては、コックピットに搭乗している操作者が操作入力することで、評価対象となる車載機器への操作信号を出力する操作装置と、前記操作信号により、前記車載機器を制御する制御信号を出力するＥＣＵと、前記制御信号により、前記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をシミュレートすると共に、前記車載機器の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シミュレーション結果を前記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、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前記操作者が視認できるように表示する映像表示装置とを備え、前記シミュレーション結果を反映して前記ＥＣＵが出力する前記制御信号と前記映像表示装置の表示とを同期させる。

【発明の効果】

【0008】

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っては、車両運転中に車載機器を操作する際の使用感、或いは運転者の操作によって作動するＥＣＵや車載機器の作動性能をリアルタイムで評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る車両開発支援システムのシステム構成を示した説明図。

【図2】車両開発支援システムの信号の流れを示し、ＥＣＵが制御する車載機器が枠体に配備されている構成を示したブロック図。

【図3】車両開発支援システムの信号の流れを示したブロック図。

【図4】車両開発支援システムにおける各部の１制御サイクルにおける信号処理を示したシーケンス図。

【図5】車両開発支援システムを用いた評価例を示す説明図（無操作状態）。

【図6】車両開発支援システムを用いた評価例を示す説明図（アクセルペタルとステアリングホイールの操作）。

【図7】車両開発支援システムを用いた評価例を示す説明図（イベント発生及びブレーキペタル操作）。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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。

【0011】

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、コックピットＣに搭乗する操作者(人)Ｍが介在する閉ループのシステムを構築することで、車載機器の使用感や操作者の操作で作動する車載機器の動作性能又は操作性能を評価できるようにしたものである。この際、評価を行う者（評価者）は、操作者Ｍ自身であってもよいし、操作者Ｍ以外の第三者であってよい。また、操作者Ｍの操作等を検出した検出結果から客観的な評価を行う評価装置（コンピュータ等）を別途設けてもよい。

【0012】

なお、後述する操作装置１０を操作することが前提になる車載機器の評価では、操作者Ｍによる操作装置１０の操作が必要になるが、操作装置１０の操作を伴わない車載機器を評価する場合には、操作者Ｍによる操作装置１０を必要としない。

【0013】

車両開発支援システム１は、車両に搭載されるＥＣＵ（Electronic Control Unit：電
子制御装置）２とＥＣＵ２によって制御される車載機器３を備えている。図１に示した例では、複数のＥＣＵ２と複数の車載機器３を備える例を示しているが、評価対象を特定して、単体のＥＣＵ２と単体の車載機器３を備えるようにしてもよい。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。車両開発支援システム１における複数のＥＣＵ２は、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。

【0014】

車両開発支援システム１は、操作装置１０を備える。操作装置１０は、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、車載機器３の操作のためのスイッチなど）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。

【0015】

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、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り、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。

【0016】

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。リアルタイムシミュレータ２０は、ＥＣＵ２或いは仮想ＥＣＵ２Ｖが出力する制御信号により、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。

【0017】

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。

【0018】

車両開発支援システム１は、映像表示装置３０を備える。映像表示装置３０は、映像情報を演算処理するコンピュータによって構成され、後述するディスプレイ３３に映像情報を送信することで映像を表示させる。リアルタイムシミュレータ２０によるシミュレーション結果は、映像表示装置３０に送信される。

【0019】

映像表示装置３０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操作者Ｍが視認できるように表示するものであり、映像表示装置３０のプロセッサを動作させて映像情報を生成するプログラムである映像情報生成部３１と、映像表示装置３０のプロセッサを動作させて生成された映像情報を出力するプログラムである映像表示出力部３２を備える。映像表示装置３０から出力された映像情報は、ディスプレイ３３によって動画または静止画で表示される。

【0020】

そして、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のシミュレーション結果をＥＣＵ２に入力する通信とＥＣＵ２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を備えている。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、この同期装置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送信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。

【0021】

このように構成される車両開発支援システム１は、操作者Ｍが搭乗するコックピットＣを枠体１Ｍに設置することができる。この際、枠体１Ｍには、車両に搭載させる車載機器３の一部が配備される。枠体１Ｍに配備される車載機器３は、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。

【0022】

車両開発支援システム１においては、枠体１Ｍから、例えば、パワートレイン系の車載機器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。

【0023】

このような車両開発支援システム１の信号の流れを説明する。図２は、評価対象のＥＣＵ２に対して、そのＥＣＵ２が制御する車載機器３が、枠体１Ｍに配備されている場合を示している。ここでの車載機器３は、機器を動作させるアクチュエータ３Ａとアクチュエータ３Ａの動作を検出するセンサ３Ｂを備える。

【0024】

図２において、操作者Ｍが人為的な操作入力ａを操作装置１０に対して行うと、操作装置１０は、操作信号ｂを評価対象のＥＣＵ２に入力する。また、車載機器３の種類によっては、操作信号ｂが車載機器３に入力され、これによってアクチュエータ３Ａが動作し、その動作を検出したセンサ３Ｂの検出信号ｃが入力信号としてＥＣＵ２に入力される。

【0025】

ＥＣＵ２は、入力された信号に応じた演算処理を行い、制御信号ｄを出力する。この際、ＥＣＵ２と車載機器３との間では、制御信号ｄによってアクチュエータ３Ａが動作し、その動作をセンサ３Ｂが検出して検出信号ｃをＥＣＵ２に送信し、ＥＣＵ２は検出信号ｃに基づく制御信号ｄを出力するという閉ループが構成される。

【0026】

また、ＥＣＵ２と他のＥＣＵ２’との間では、ＥＣＵ２が出力した制御信号ｄが他のＥＣＵ２’に送信され、他のＥＣＵ２’は、制御信号ｄに応じた演算処理を行い、制御信号ｅをＥＣＵ２に送信し、ＥＣＵ２は制御信号ｅに基づく制御信号ｄをＥＣＵ２’に送信するという閉ループが構成される。

【0027】

そして、ＥＣＵ２とリアルタイムシミュレータ２０との間では、制御信号ｄが同期装置４を介してリアルタイムシミュレータ２０に送信され、リアルタイムシミュレータ２０では、制御信号ｄに応じた演算処理（車両運動計算処理など）が行われ、シミュレーション結果ｆである車載機器３や車両を動作させる物理状態量が、同期装置４を介してＥＣＵ２に送信される。

【0028】

この際、評価対象のＥＣＵ２の制御信号ｄは、操作信号ｂと検出信号ｃと制御信号ｅとシミュレーション結果ｆに応じて演算処理されて出力され、リアルタイムシミュレータ２０のシミュレーション結果ｆは、操作装置１０に対する操作、ＥＣＵ２の動作、車載機器３の動作、他のＥＣＵ２’の動作が反映したものになる。

【0029】

なお、ここでの他のＥＣＵ２’は、他の操作信号ｂが入力されるＥＣＵ２として構成することができ、この際には、他のＥＣＵ２’にもＥＣＵ２と同様に、リアルタイムシミュレータ２０のシミュレーション結果ｆが送信され、他のＥＣＵ２’からリアルタイムシミュレータ２０に制御信号ｅが送信される。

【0030】

図３は、評価対象のＥＣＵ２が制御する車載機器が、枠体１Ｍに配備されていない場合を示している。この場合には、操作者Ｍの操作入力ａに伴う操作信号ｂが操作装置１０から評価対象のＥＣＵ２に入力されると、ＥＣＵ２は制御信号ｄを出力し、制御信号ｄは他のＥＣＵ２’に送信されると共に同期装置４を介してリアルタイムシミュレータ２０に送信される。そして、ＥＣＵ２と他のＥＣＵ２’との間では、前述したように、制御信号ｄの送信に対して制御信号ｅが帰還する閉ループが構成され、ＥＣＵ２とリアルタイムシミュレータ２０との間でも、前述したように、制御信号ｄの送信に対してシミュレーション結果ｆが帰還する閉ループが構成される。ここでの他のＥＣＵ２’も、前述したように、操作信号ｂとシミュレーション結果ｆが入力される構成にすることができる。

【0031】

図４は、車両開発支援システム１における各システム構成の１制御サイクルの信号処理を示している。ここでは、ＥＣＵ２とリアルタイムシミュレータ２０は、同期装置４を介して通信接続されることで、制御サイクル毎の処理が同期している。すなわち、ＥＣＵ２とリアルタイムシミュレータ２０は、ＥＣＵ２と車載ネットワーク（例えばＣＡＮ）を介して接続されている他のＥＣＵと同様に、同期した信号の送受信が可能な状態になっている。

【0032】

ＥＣＵ２は、各制御サイクルにおいて、前回の制御サイクルで操作信号ｂの入力があるか否かの判断を行い（ステップＳ１０）、前回の制御サイクルで操作信号ｂの入力が無い場合には、以下のステップをスキップして、今回の制御サイクルを終了する。

【0033】

またＥＣＵ２は、前回の制御サイクルでセンサ３Ｂからの検出信号ｃの入力があるか否かの判断を行い（ステップＳ１２）、検出信号ｃの入力がある場合には、検出信号ｃに基づく制御信号ｄを算出し（ステップＳ１３）、検出信号ｃの入力が無い場合には、ステップＳ１３をスキップする。

【0034】

またＥＣＵ２は、前回の制御サイクルでリアルタイムシミュレータ２０からのシミュレーション結果ｆの入力があるか否かの判断を行い（ステップＳ１４）、シミュレーション結果ｆの入力がある場合には、シミュレーション結果ｆに基づく制御信号ｄを算出し（ステップＳ１５）、シミュレーション結果ｆの入力が無い場合には、ステップＳ１５をスキップする。

【0035】

そして、ＥＣＵ２は、１制御サイクルでの制御信号ｄの算出がなされると、算出した制御信号ｄを車載機器３とリアルタイムシミュレータ２０に送信し、１制御サイクルの処理を終了する。

【0036】

これに対して、車載機器３は、制御信号ｄがＥＣＵ２から送信されると、制御信号ｄに応じてアクチュエータ３Ａを作動させ（ステップＳ０１）、アクチュエータ３Ａの作動状態をセンサ３Ｂで検出して検出信号ｃをＥＣＵ２に送信する（ステップＳ０２）。

【0037】

一方、リアルタイムシミュレータ２０は、前述したＥＣＵ２の処理と同期した制御サイクルにおいて、設定変更の有無を判断し（ステップＳ２０）、設定変更が有る場合には、車外環境演算部２２にて車外環境演算処理を行い（ステップＳ２１）、設定変更が無い場合には、初期設定或いは前回設定の維持がなされる（ステップＳ２４）。

【0038】

次に、リアルタイムシミュレータ２０は、イベント発生指示の有無が判断され（ステップＳ２２）、イベント発生指示がある場合には、イベント発生の演算処理がなされ（ステップＳ２３）、イベント発生指示が無い場合には、ステップＳ２３がスキップされる。

【0039】

また、リアルタイムシミュレータ２０は、制御信号ｄの受信の有無が判断され（ステップＳ２５）、受信している場合には、制御信号ｄに応じた車両運動計算を行い（ステップＳ２６）、受信していない場合には、ステップＳ２６がスキップされる。そして、リアルタイムシミュレータ２０は、１つの制御サイクルで演算処理したシミュレーション結果ｆをＥＣＵ２に送信して（ステップＳ２７）、今回の制御サイクルを終了する。

【0040】

このように、ＥＣＵ２とリアルタイムシミュレータ２０は、互いに同期した制御サイクルで処理が進められる。これに対して、映像表示装置３０は、必ずしもＥＣＵ２やリアルタイムシミュレータ２０の各制御サイクルに同期した処理はなされなくてもよいが、シミュレーション結果ｆを反映してＥＣＵ２が出力する制御信号ｄと、映像表示装置３０の映像表示出力とを、操作入力ａの入力タイミング対してリアル感が得られる程度の所定タイミングで同期させる。

【0041】

具体的には、映像表示装置３０は、リアルタイムシミュレータ２０から送信されたシミュレーション結果ｆを受信すると（ステップＳ３０）、映像情報生成部３１にて映像情報の生成を行い（ステップＳ３１）、映像表示出力部３２にてディスプレイ３３に映像の表示出力を行う（ステップＳ３２）。この際、映像表示出力（ステップＳ３２）をＥＣＵ２やリアルタイムシミュレータ２０の制御サイクルを複数回行う毎に実施することで、映像表示装置３０の映像表示出力を制御信号ｄの出力タイミングに同期させる。

【0042】

このような構成の車両開発支援システム１によると、同期装置４を介してＥＣＵ２とリアルタイムシミュレータ２０を接続することで、リアルタイムシミュレータ２０は、車載ネットワークに接続されるセンサやＥＣＵを模擬した状態になり、実際に車両を走行させないと得ることができないセンサやＥＣＵの出力情報を、リアルタイムシミュレータ２０のシミュレーション結果ｆで生成して車載ネットワークに乗せることができる。これによって、実際に車両が走行している状況を模擬して、操作装置１０の操作でＥＣＵ２や車載機器３を動作させ、その動作状態をリアルタイムで映像に反映させ、映像を観ながらＥＣＵ２や車載機器３の動作性能を評価することができる。

【0043】

図５～図７において、車両開発支援システム１を用いた評価例を説明する。ここでは、図示省略した操作者が、操作装置１０のアクセルペタル１１とステアリングホイール１２とブレーキペタル１３を操作する場合を例示する。

【0044】

先ず、操作装置１０が操作されない状態では、ＥＣＵ２の制御信号ｄがリアルタイムシミュレータ２０に送信されないので、リアルタイムシミュレータ２０は、予め設定された条件に基づいて車両運動計算部２１の計算を行い、設定された車外環境を反映したシミュレーション結果ｆを映像表示装置３０に送信する。この場合、図５に示すように、映像表示装置３０のディスプレイ３３には、初期設定の車外環境を反映したシミュレーション結果ｆに基づく映像（例えば、車両停車状態の映像など）が表示される。

【0045】

そして、図６に示すように、リアルタイムシミュレータ２０の設定が変更され、一例として、車外環境演算部２２によってカーブ路を走行するシチュエーションが設定され、それに応じて、操作者がアクセルペタル１１を踏み込み、ステアリングホイール１２を回動操作する場合を説明する。

【0046】

この場合には、アクセルペタル１１の踏み込み（操作入力ａ）によって、１つの車載機器３（例えば、ＥＧＩ：Electronic Gasoline Injection電子制御燃料噴射装置）に操作
信号ｂが入力され、車載機器３（ＥＧＩ）は、操作信号ｂに応じた入力信号としてアクセル開度をＥＣＵ２（ＥＧＩ・ＥＣＵ）に送信する。これにより、ＥＣＵ２（ＥＧＩ・ＥＣＵ）は、入力信号に応じた演算処理を行い、目標エンジントルクや目標変速比などを算出し、これを制御信号ｄとしてリアルタイムシミュレータ２０に送信する。

【0047】

また、ステアリングホイール１２の回動操作（操作入力ａ）がなされると、他の車載機器３（例えば、ＥＰＳ：Electronic Power Steering 電動ステアリング装置）に操作信号ｂが入力され、車載機器３（ＥＰＳ）は、操作信号ｂに応じた入力信号をＥＣＵ２（ＥＰＳ・ＥＣＵ）に送信する。これにより、ＥＣＵ２（ＥＰＳ・ＥＣＵ）は、入力信号に応じたアシストトルクなどを算出し、これを制御信号ｄとしてアクチュエータ３Ａ（アシストモータ）に送信する。この制御信号ｄは、操舵角としてリアルタイムシミュレータ２０に送信される。

【0048】

そして、リアルタイムシミュレータ２０は、１つのＥＣＵ２（ＥＧＩ・ＥＣＵ）の制御信号ｄ（目標エンジントルクや目標変速比など）と他のＥＣＵ２（ＥＰＳ・ＥＣＵ）の制御信号ｄ（操舵角）に応じて、車両運動計算部２１が車載機器３（ＥＧＩとＥＰＳ）及び車両の物理状態量を演算し、例えば、エンジントルク、エンジン回転数、車速、ステアリング特性といった状態量をシミュレーション結果ｆとして、ＥＣＵ２（ＥＧＩ・ＥＣＵとＥＰＳ・ＥＣＵ）に送信する。

【0049】

これによって、ＥＣＵ２（ＥＧＩ・ＥＣＵとＥＰＳ・ＥＣＵ）は、随時変化する操作信号ｂ（アクセルペタル１１の踏み込み量やステアリングホイール１２の回動量）に応じた入力信号とシミュレーション結果ｆ（エンジントルク、エンジン回転数、車速、ステアリング特性といった状態量）に基づく制御信号ｄを、リアルタイムシミュレータ２０に送信し、リアルタイムシミュレータ２０は、そのシミュレーション結果ｆを反映した制御信号ｄに基づいて、シミュレーション結果ｆを更新して出力する。

【0050】

このシミュレーション結果ｆは、映像表示装置３０に送信されて映像化され、操作者が視認できるディスプレイ３３に表示される。この際、ディスプレイ３３に表示される映像は、制御信号ｄの出力タイミングに同期して表示出力されることで、操作者は、操作装置１０（アクセルペタル１１とステアリングホイール１２）の操作に伴うＥＣＵ２と車載機器３の動作及びこの動作に伴う車両の挙動を反映した映像を、操作装置１０の操作タイミングに合わせて視認することができる。

【0051】

これによると、操作者は、ディスプレイ３３に表示させる車外環境の映像に合わせて、図６に示すように、操作装置１０（アクセルペタル１１とステアリングホイール１２）を操作し、その操作によって変化する車両挙動の映像をリアルタイムで視認することができる。これにより、開発途中の車両を実際に運転している状況を模擬体験しながら、操作装置１０の操作で動作するＥＣＵ２と車載機器３の動作性能をリアルタイムで評価することができ、また、操作装置１０によってＥＣＵ２や車載機器３を動作させる際の使用感を、車両の運転を模擬した状況で体感することができる。

【0052】

具体的には、ＥＰＳの操舵トルクは、車速などの車両挙動によって制御されるが、操作者は、アクセルペタル１１の踏み込みで変化する車速をディスプレイ３３の映像で体感しながら、操作するステアリングホイール１２の操舵反力で操舵トルクの使用感を体感することができる。これにより、車速変化に応じたＥＰＳの操舵トルク特性をリアルタイムで評価することができる。

【0053】

なお、この際にリアルタイムシミュレータ２０が設定する車外環境は、図６に示すようなカーブ路走行のシチュエーションだけでなく、車外環境演算部２２によって様々なシチュエーションの設定を行うことができる。リアルタイムシミュレータ２０の車両運動計算部２１は、車外環境演算部２２が設定する様々なシチュエーションを反映させて、評価対象の車載機器及び車両の物理状態量を演算し、シミュレーション結果ｆを出力する。

【0054】

また、リアルタイムシミュレータ２０は、イベント発生部２３の演算処理をシミュレーション結果ｆに反映させることで、図７に示すように、ディスプレイ３３に表示される映像に歩行者や対向車といったイベントを発生させることができる。このようなイベントの発生は、例えば、操作装置１０におけるブレーキペタル１３の操作性或いは使用感の評価に適している。

【0055】

ブレーキペタル１３が操作されるか、或いはそれに合わせてステアリングホイール１２などが操作させると、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）を制御するＥＣＵ２（ＡＢＳ・ＥＣＵ、ＴＣＳ・ＥＣＵ、ＥＳＣ・ＥＣＵなど）
に操作信号ｂが入力され、これらＥＣＵ２で演算処理された制御信号ｄがリアルタイムシミュレータ２０に送信される。

【0056】

リアルタイムシミュレータ２０では、このような制御信号ｄに応じて、車両運動計算部２１が車載機器３及び車両の物理状態量を演算し、車両を制動する状態量をシミュレーション結果ｆとしてＥＣＵ２と映像表示装置３０に送信する。これにより、シミュレーション結果ｆに伴うＥＣＵ２の動作が実行され、シミュレーション結果ｆを映像化した車両制動の映像がディスプレイ３３に表示される。

【0057】

この際、操作者は、ディスプレイ３３に表示された映像を観ながら、イベント発生に起因するブレーキペタル１３の操作で、ブレーキ制御に係る車載機器３の動作によって車両がどのような挙動を示すのかを確認することができる。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映像体験によって評価することができる。

【0058】

車両開発支援システム１は、前述したような、自身の動作で車両挙動を変化させるＥＣＵ２や車載機器３だけでなく、車載される全てのＥＣＵ２や車載機器３を評価対象にすることができる。例えば、ヘッドランプ可変装置（ＡＦＳ：Adaptive Front-Lighting System）のＥＣＵ２（ＡＦＳ・ＥＣＵ）は、操作装置１０の操作入力ａだけなく、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、リアルタイムシミュレータ２０の車両運動計算部２１と車外環境演算部２２で物理状態量を演算したシミュレーション結果ｆをＥＣＵ２（ＡＦＳ・ＥＣＵ）に入力して、制御信号ｄを得ることで、様々な状況での配光パターンを映像化して視認評価することができる。

【0059】

また、車両開発支援システム１は、操作者による操作入力を伴わないＥＣＵ２や車載機器３の評価も同様に行うことができる。例えば、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は、運転者に代わって車両を自動制御することで、運転者の運転支援を行う制御システムであり、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control System）、ＦＣＷ（Forward Collision Warning）、ＡＥＢＳ（Advanced Emergency Braking System）、ＮＶ／ＰＤ（Night Vision/Pedestrian Detection）
、ＴＲＳ（Traffic Sign Recognition）、ＬＫＡＳ（Lane Keeping Assist System）、ＢＳＭ（Blind Spot Monitoring）、ＡＰＡ（Advanced Parking Assist）などの各種の車載機器３とそれに応じたＥＣＵから構成される機能を備えているが、これらＥＣＵの動作は、必ずしも操作者の操作入力を伴うものではない。

【0060】

このような車載機器３（ＡＤＡＳ）においても、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車両運動計算部２１が演算した物理状態量を、リアルタイムシミュレータ２０のシミュレーション結果ｆとして、ＥＣＵ２（ＡＤＡＳ・ＥＣＵ）に入力し、制御信号ｄを得ることで、様々な状況でのＡＤＡＳ性能を映像化して評価することができる。

【0061】

以上説明したように、本発明の実施形態に係る車両開発支援システム１によると、車両が走行している状況を模擬して、車両運転中に車載機器３を操作する際の使用感、或いは運転者の操作によって作動するＥＣＵ２や車載機器３の作動性能をリアルタイムで把握して、ユーザーの使用感に沿った性能改善を行うことで、車両開発を効果的に支援することができる。

【0062】

その際、評価対象となるＥＣＵ２や車載機器３の動作を映像化して視認できるようにしているので、コックピットＣに搭乗している操作者Ｍだけでなく、複数の開発者間で開発状況を共有化することできる。

【0063】

また、操作入力に対して同期した映像でＥＣＵ２や車載機器３の動作を評価できるので、操作入力に対する応答性を含めた動作性能を実際の使用感に基づいて改善させることができる。

【0064】

また、車外環境やイベント発生の設定を変えて様々なシチュエーションでシミュレーション結果ｆを得ることができ、様々なシチュエーションにおいて、複数ある車載機器３を適宜選択して操作するユースケースを、容易に抽出することができる。これにより、多くのユースケースに対応して、ＥＣＵ２や車載機器３の性能改善を行うことができる。

【0065】

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。

【符号の説明】

【0066】

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，３Ａ：アクチュエータ，３Ｂ：センサ，４：同期装置，
１０：操作装置，１１：アクセルペタル，１２：ステアリングホイール，
１３：ブレーキペタル，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，
３０：映像表示装置，３１：映像情報生成部，３２：映像表示出力部，
Ｍ：操作者，Ｃ：コックピット，Ｌ１，Ｌ２：通信回線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】