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エンジニアリング・サービスによるバーチャル・プロトタイプの作成

製品カタログ

CarMakerを活用したVirtual Test Drivingの実現へ向けて

車両に搭載される電子制御ユニットは複雑になり、数が増加し、相互に作用しています。このため、システムの評価には多くの労力が必要となります。実際のテスト走行にはコストがかかる上に、大抵の場合、試験に適したプロトタイプは出来ていません。一方、開発のサイクルは短くなり、試験されるべきエラーの種類は増えています。バーチャル・テスト・ドライビングは、再現可能でリスクの無いテストを実現し、開発時間とコストを減らします。

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このカタログについて

ドキュメント名 エンジニアリング・サービスによるバーチャル・プロトタイプの作成
ドキュメント種別 製品カタログ
ファイルサイズ 1.2Mb
登録カテゴリ
取り扱い企業 IPG AUTOMOTIVE株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

このカタログの内容

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エンジニアリング・サービスによるバーチャル・プロトタイプの作成 CarMakerを活用したVirtual Test Drivingの実現へ向けて
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目次 開発の目的: 開発プロセスをより簡潔に .............................................................................. 3 バーチャル・プロトタイプ ................................................................................................. 4 サービス: バーチャル・プロトタイプの作成 ............................................................................ 6 データフュージョン プロセス ................................................................................. 6 コンポーネンツ、車両の測定に基づく パラメータ化と評価 ......................................................................................... 7 サービス: バーチャ・プロトタイプの開発................................................................................ 8 モデル・イン・ザ・ループ: モデル開発と統合 ............................................................... 9 ハードウェア・イン・ザ・ループ: システム統合とターンキー・ソリューション ................................ 10 2
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開発の目的: 開発プロセスをより簡潔に 車両に搭載される電子制御ユニットは複雑になり、数が増加 例えば、先進運転支援システムの開発では、ビークル・ダイナミク し、相互に作用しています。このため、システムの評価には多くの ス(ピッチ、ロールなど)が、鍵となります。そのため、開発に関わる 労力が必要となります。実際のテスト走行にはコストがかかる上 エンジニアにとって、車両全体としてのプロトタイプを扱うことが非 に、大抵の場合、試験に適したプロトタイプは出来ていません。 常に重要となります。 一方、開発のサイクルは短くなり、試験されるべきエラーの種類 は増えています。バーチャル・テスト・ドライビングは、再現可能で 実プロトタイプは入手困難で、コストもかかるため、ここでは、バー リスクの無いテストを実現し、開発時間とコストを減らします。 チャル・プロトタイプが理想的な選択肢と言えます。 バーチャル車両全体を使うことで、全ての開発プロセスにおいて、 オートモティブ・システムエンジニアリングによれば、車両、システム システムの開発、テスト、時にはリリースも可能となります。このよ 開発においては、車両全体が重要な役割を担っています。つま うなエンジニアリング・サービスで、私たちは、お客様の開発プロセ り、複雑なシステムとそれらの相互作用は、車両全体のテクスト スを最適化します。 においてのみ認識、分析することができるのです。 現実に近い車両モデル  車両のピッチング  カメラの撮影範囲、センサにおける影響 運転支援システムのテストにてビークル・ダイナミクスが及ぼす影響 3
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バーチャル・プロトタイプ バーチャル・プロトタイプはC a r M a k e r、Tr u c k M a k e r つまり、バーチャル・プロトタイプのシステムおよびコンポーネンツ MotorcycleMakerの車両モデル内で、パラメータを適合し、参 は、実際の車両と一致し、交換可能なので、一度パラメータ化 照する車両のプロパティと機能に一致させます。 が完了すれば、実車と同じ挙動ができるようになります。 空気力学 車体 サスペンション ステアリング エンジン ボディ センサ ブレーキ パワートレイン 車両モデルのコンポーネンツ 実車両の開発プロセスにおいて、実プロトタイプと同じようにバー から、ハードウェア・イン・ザ・ループ・テストベンチ(機能試作)での チャル・プロトタイプも補完され、更新され続けます。 システムリリース試験まで、開発のすべての段階を通じて使用い ただけます。 バーチャル・プロトタイプは開発の早い段階における、モデル・イ ン・ザ・ループ手法を用いた制御アルゴリズムのテスト(原理証明) 4
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 Measurement  Offline Simulation Time [s] ビークル・ダイナミクス評価 さらに、バーチャル・プロトタイプは、動的なパワートレインテストベ CarMaker製品群は、乗用車、バン、商用車、オフハイウェイ ンチを使ったハイブリッド・ストラテジの試験や、自動運転に使用 車、特殊車両、トレイラー、バイクなど、あらゆる車両タイプのバ される機能の開発といった、異なるアプリケーション領域において ーチャル・プロトタイプを形成し、シミュレーションできます。 もクロスドメインで使用できます。横滑り防止装置の認証テスト も、バーチャル・プロトタイプで実行できます。 バーチャル・プロトタイプを作成するには2つの方法があります。デ バーチャル・プロタイプをパラメータ化した後は、暗号化して社内 ザインデータを用いる、または、車両とコンポーネンツを計測して やサプライヤと共有し、バーチャル車両全体におけるシステムとコ 作成します。加えて、バーチャル・プロトタイプはソフトウェアを拡 ンポーネンツの開発を続けることが可能です。 張することで適合でき、試験対象のシステムを統合できます。私 たちのエンジニアリング・サービスでは、様々な方法でお客様をサ ポートします。お客様のバーチャル・プロトタイプ作成、開発に関 するサービスについては、以下をご覧ください。 5 Lateral Acceleration [m/s^2]
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サービス:バーチャル・プロトタイプの作成 データフュージョン プロセス お客様のデザインデータに基づいてバーチャル・プロトタイプを作 このプロセスでは、シャーシ開発部門、空気力学など異なる部署 成すると、詳細で現実に近いモデルが完成します。車両開発プ から入手したデータや既存のデータベース内にあるデータを編集 ロセスからこのデータを使用することで、低コストでバーチャル・プロ し、段階的にバーチャル・プロトタイプへと統合していきます。デー トタイプを作成でき、開発の初期段階から使用することができま タの統合には私たちのツール(KnCデータ・コンバータなど)を使った す。 方法が幾つかあり、ご希望のフォーマットへデータを変換すること もできます。お客様がバーチャル・プロトタイプを成功裡に作成で 私たちは、お客様が必要とするデータを入手し、それらを使って、 きるプロセスを導入することが、私たちの目標です。 車両モデルをパラメータ化する際にサポートをご提供します。 開発プロセスにおけるオートモーティブ・システムエンジニアリング 社内各部署およびサプライヤへのバーチャル・プロトタイプの提供 社内部署1 社内部署2 社内部署3 社内部署N またはサプライヤ1 またはサプライヤ2 またはサプライヤ3 またはサプライヤN コンポーネントA コンポーネントB コンポーネントC コンポーネントZ バーチャル・プロトタイプ 社内開発部署またはサプライヤ 実走行試験部署  シナリオベースにおける車両全体の開発とシステム全体の  適合 (バーチャル、実環境) 試験  リリース (バーチャル)  システムの仮適合 車両全体におけるシステムのテストとリリースが実施可能: オートモーティブ・システムエンジニアリング 6
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コンポーネンツと車両の測定に基づく パラメータ化と評価 デザインデータは不完全でも、車両または個々のコンポーネンツが使用できる場合は、実車両を計測して、バーチャル・プロトタイプを作 成することができます。私たちは、以下3つの項目において入手できないデータを設定するプロセスを開発しました。  静的な車両全体の計測  ビークル・ダイナミクスの計測  コンポーネンツの計測 これらの計測を、お客様サイトにて実施します。また、私たちのパートナー企業が協力して行うことも可能です。 車両モデルのパラメータ化と評価プロセス 必要なデータの入手 コンポーネンツ 車両モデルの 車両モデルの および車両全体 パラメータ化 評価 入手可能なデータ 車体 サスペンション ビークル・ダイナミクス ステアリング シミュレーションタイヤ 追加計測 ブレーキ パワートレイン 評価環境 モデル統合 空気力学 センサ ビークル・ダイナミクスの計測 テストコース上の実車両 マヌーバカタログ コンセプトから車両評価まで、プロジェクト全体を通してサポートします 7
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ベースとなる車両仕様を入手するために、静止状態の車両が計 私たちは、緻密な計測プランで、サスペンションの形状計測と、そ 測されます。ビークル・ダイナミクスの計測には、参照される車両 の後のCarMakerへのデータ変換をサポートします。また、車両 に計測技術が適用され、標準化された運転操作から事前に定 と道路の接地面のみのタイヤ計測も可能で、そのデータを最適 義したマヌーバカタログが実行されます。私たちのエンジニアによる なタイヤモデルとしてお客様のシミュレーション環境に統合します。 サポートと計測されたデータの素早い評価により、後にシミュレー ションの参照として使用される結果を瞬時に分析し、リリースしま 一度すべてのデータが集められたら、車両モデルをパラメータ化し す。コンポーネンツの計測には、ビークル・ダイナミクスの中心とな ます。バーチャル・プロトタイプの挙動は実世界でのテスト走行で るバネ、ショック・アブソーバ、バッファ(緩衝装置)、スタビライザな 入手した比較計測に基づいて評価されます。目標達成へ向け どの特性値や曲線値を得るための計測が含まれています。個々 て、テストおよび特性値、評価基準が決定され、シミュレーション のコンポーネンツに加え、車軸のキネマティクスとコンプライアンスが と実世界の双方で分析されます。 車両全体にとって重要な役割を果たします。 サービス:バーチャル・プロトタイプの開発 CarMaker製品群のオープン統合テストプラットフォームは、試験対象のデバイスを搭載したバーチャル・プロトタイプを完成させるための 様々なソリューションを提供します。 CarMaker – オープン統合およびテストプラットフォーム 8
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モデル・イン・ザ・ループ: モデル開発と統合 開発の初期段階から、モデルは簡単に統合できます。モデルソ 私たちは、お客様のモデル開発およびCarMakerのシミュレーシ ースやインターフェースに関わらず、FMI、Cコード、Simulink®を ョン環境への統合をサポートします。お客様のアイデアをモデルへ 使った統合や、サードパーティツールとのコシミュレーションが可能 置き換えたり、必要に応じて既存のモデルを拡張したりします。 です。バーチャル・プロトタイプは、特定のコンポーネンツとシステム オープン統合テストプラットフォームのエキスパートとして、理想的 モデル(アクティブ・アンチロールバー、後輪操舵など)、または、ス なインターフェースを探し出し、お客様のモデルを車両全体ですぐ タビリティ・コントロール、レーン・キープ・アシストの制御モデル、ハ に使えるようにします。複数のモデルを統合し、必要であれば、そ イブリッド制御ストラテジなどによって補完されます。すべての階層 れらをリンクさせます。モデルのパラメータ化と、計測データに基づく から、モデルを変換することができるため、モデル・イン・ザ・ループ 評価も承ります。 におけるアルゴリズムの安全な試験が可能となります。さらに、モ デル統合はCarMakerオフィスだけでなくCarMaker/HILでも可 能です。 モデル開発から CarMakerへの統合までお任せください 9
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ハードウェア・イン・ザ・ループ: システム統合とターンキー・ソリューション レーダ カメラ ECU エンジン ステアリング ブレーキ 異なるシステムの統合が可能 車両のシステム全体とECUをバーチャル・プロトタイプに統合し ECUやコンポーネンツを試験するテストベンチをお持ちであれば、 て、ECUを再現可能な実際の条件下で試験しましょう。私たち それらをバーチャル・プロトタイプと組合せて、CarMakerでお使い は、お客様固有のハードウェア・イン・ザ・ループ・テストシステムの いただけるオプションをご提供します。 構築や既存のテストベンチの拡張も行います。 私たちのリアルタイム・ハードウェアであるXpack4とCarMaker/ テストシステムの構築は、私たちが日頃提供しているサービスの HILを既存のテストベンチに接続するのもひとつの方法で ひとつです:ESC HILテストシステムやステアリング・イン・ザ・ル す。また、CarMaker/HILを、ナショナル・インスツルメンツや ープテストベンチ(ステアリング・システムにおける、ステアリングフィー dSPACE、ETASなどのお手持ちの既存のシステムに統合する ルの最適化のため)をご希望の場合、コンセプトとプランを練り、 ことができます。さらに、既存のテストベンチと、Xpack4で走る お客様サイトにて、テストベンチを作成し、動作させ、単体、複 CarMaker/HILによるコシミュレーションにより、CarMaker製品 数のECUから車両システム全体までのテストを実現します。機 群を動的なエンジン・テストベンチやパワートレインテストベンチと 械的、電気的な統合が完成したら、Rest Bus シミュレーション 組合わせて簡単にお使いいただけます。 例えば、実際の燃費や を行い、私たちのソフトウェア環境でECUを実行します。最終段 ハイブリッド車両制御ストラテジの適合を分析できるダイナモメー 階では、静的、動的なオペレーションにおけるECUのエラーをテス タとのインターフェースも可能です。 トし、機能的で、すぐにお使いいただけるテストベンチであることを 確認します。 10
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バーチャル・プロトタイプの主な特徴:  実プロトタイプの仮想イメージ  クロスドメインでの使用に最適  CarMaker製品群が対応する全ての車両クラスに対応  ビークル・ダイナミクスの限界値まで現実に近い挙動  車両サブシステムに応じた明確な設定:  非線形、拡張可能、リアルタイム演算可能なマルチボディシステムを効率的に導入  EPS、HPS、EHPSステアリングをサポートした詳細なPfefferステアリングモデル  異なるタイヤモデルをサポート  先進運転支援、ビークル・ダイナミクスアプリケーション向けの柔軟で設定可能なセンサモデル  モデルチェック機能による簡単な検証  試験対象デバイスの統合に再利用可能 サービス概要:  お客様の既存車両データと必要となるデータの調査  必要となるコンポーネンツおよび車両計測を決定し調整、必要であれば IPG Automotiveパートナー企業への委託  車両モデルをパラメータ化し、バーチャル・プロトタイプを作成  実際のテスト走行で得られた計測値をもとに、車両モデルを評価  モデル開発と統合により、既存の車両モデルを拡張  ターンキーとなるテストシステムの計画と構築  HILテストベンチにおけるECUとシステムの統合  CarMaker をエンジン、パワートレインテストベンチへ連成 ビークル・ダイナミクス 運転支援 パワートレイン 11
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