CANape と VX1000 を活用した ブレーキシステムの開発とテストの効率化 四輪車および二輪車用のブレーキシステムの開発と製造を手掛ける日信工業株式会社（以下、日信工業）は、四輪車用の横滑り防止装置 （ESC）の開発とテストにベクターの「CANape」と「VX1000」を導入しました。従来は CAN バスや ECU の RAM 値を測定するた めに別々のツールを使い非効率だった開発環境を CANape で統合。また VX1000 によって実車テストの効率をおよそ 3 割向上して います。 ◆横滑り防止装置の装備が国内でも義務化 最近は車高の高いクルマの横転（ロールオーバー）を防いだりト クルマの安全性を高める「横滑り防止装置」 （以下 ESC：Electronic レーラーの安定化にも使われているほか、スポーツ志向のクルマに Stability Control）の義務化が進んでいます。日本では、一般の乗 おいては一輪ずつブレーキをコントロールして旋回性能を高めるよう 用車は 2012 年 10 月 1 日以降に発表される新型車から、軽自動車は な使い方もされています。なお、ESC は自動車メーカーごとに呼び 2014 年 10 月 1 日以降に発表される新型車から、それぞれ装備が義 方が異なっていますが、基本的な仕組みは同じです。 務付けられました。既存モデル（継続生産車）についても、乗用車は 2014 年 10 月 1 日から、軽自動車は 2018 年 2 月 24 日から、それ ぞれ装備が義務化されています。 ◆四輪車用 ESC の開発とテストに CANape と VX1000 を導入 長野県上田市に本社を置く日信工業は日本を代表するブレーキサ プライヤーです。 四輪車用ブレーキだけではなく二輪車用ブレーキ ここで ESC の機能の一部を簡単に説明しておきましょう。まず、 クルマの旋回を検知するヨーレート・センサーや前後方向 / 横方向の も手掛けており、国内外の自動車メーカーおよびバイクメーカーに広 く採用されています。 加減速を検出する加速度センサーから把握されるクルマの実際の動 きと、ステアリングの舵角センサーや車輪速センサーから導き出され 日信工業は、ESC の前身ともいうべき、急ブレーキ時に車輪のロッ る本来あるべき挙動とを比較します。そして、ステアリング操作が効 クを防ぐ四輪車用 ABS（Anti-lock Brake System）を 1982 年に製 かずカーブを膨らんでしまったとき（アンダーステア）はカーブ内側の 品化。1997 年には四輪車用 ESC も製品化し、自動車メーカーのニー 車輪にわずかにブレーキをかけ、逆にステアリング操作が効きすぎて ズに応えてきました（図 1）。また、2000 年には自社で実車テストが スピンしそうなとき（オーバーステア）はカーブ外側の車輪にわずか 行えるように栃木県那須烏山市に「栃木センター・プルービング」 （テス にブレーキをかけて、クルマの動きをドライバーが意図している方向 トコース）を新設。 2003 年には同施設に隣接する形で「栃木開発セ へと制御します。このように事故の発生を未然に防ぐ役割を担うのが ンター」を開設し、ESC を含むメカトロ製品の開発業務および評価 ESC です。 業務の集約化を図っています（図 2）。 01 Technical Article / December 2015 図 1. 日信工業の ESC ユニット 図 3. ECU の測定 / キャリブレーションツール「CANape」 来のツールからスムーズに切り替えられるように工夫していきました」 と、同部署の胡建保氏は説明します。その後、2013 年にライセンス 数を増やし本格的な移行を行っています。 日信工業における CANape の主な用途は、CAN バスの測定、 ECU 内部の RAM 値の測定、圧力センサーなどの AD 値の測定（※2）、 キャリブレーション（オフライン）、およびリフラッシュで、いずれの機 能も ESC 用 ECU のソフトウェアの開発および実車テストの両方の フェーズで使用しています。 （※2）日信工業では、CANape と他社の製品を連携して AD 値の測定を行っています。 図 2. 日信工業の栃木開発センター 「従来は CAN バスと ECU の RAM 値を測定するツールが別々だっ たため、相互のデータの照合や CAN バス信号の分析が大変でした。 CANape はひとつのツールで両方を測定できますから、CCP（CAN 日信工業は ESC の開発および評価用にさまざまなツールを導入し ていますが、CAN バスの測定、ECU 内部の RAM 値の測定、圧力 Calibration Protocol）と CAN 信号との同期が非常に簡単で便利 に感じています」 と胡氏は CANape を使用するメリットを説明します。 センサーなどの AD 値の測定（※１）、ECU のリフラッシング用に使用し ているのが、ECU の測定 / キャリブレーションツールであるベクター 田沼氏も「慣れた担当者でないと従来は測定が難しかった CAN バ の CANape です。また、ECU 内部の RAM 値をより高速に測定す スが CANape では簡単に取れるところなどはとても助かっています。 るために、同じくベクターの測定 / キャリブレーションハードウェアであ たとえば ESC の ECU に搭載されているヨーレート・センサーなどの る VX1000 も導入しています。 情報は他の ECU でも使えるように CAN バスに送出しているのです （※1）日信工業では、CANape と他社の製品を連携して AD 値の測定を行っています。 が、従来のツールでは CAN バスの測定が難しかったため、わざわざ CCP を介して測定していました。一方、CANape なら CAN バスを ◆ CAN と ECU 内部値の同期測定で開発とテストを効率化 日信工業では、CANape（図 3）を導入する以前は内製の ECU 測 定ツールを使っていましたが、2008 年に、機能、将来性、操作性、 簡単に測定できるので、センサーデータを CCP で送出する必要がな く、そのぶん、CCP を他のデータの測定に割り当てることができる ようになりました」と述べています。 サポートなどを評価軸として、既存ツールの置き換えとなる市販の ECU 測定ツールの導入を検討しました。数社のツールを比較した結 果、技術サポート力を筆頭にいずれの評価軸においても優れていた ◆ VX1000 によって実車テストを 30％効率化 日信工業は実車テストの効率を高めるために、CANape に続いて、 ベクターの CANape を選定しました。 「従来のツールに比べて機能も ベクターの測定 / キャリブレーションハードウェア VX1000（図 4）を 豊富でしたので、開発効率やテスト効率の向上が期待できました」と、 2012 年に導入しました。 「実車テストでは、さまざまな ECU パラメー 同部署の田沼克則氏は説明します。 ターを設定する必要があるため、一回の走行でより多くのパラメー ター設定をテストすることで実車テストの効率を向上させたいという 翌 2009 年に CANape を試験的に導入。 「CANape は機能がと ニーズがありました。また、最近は CAN バスのトラフィックが厳しく ても多いので、ベクターにサポートしてもらいながら使い方を覚える なっていることもあり、高速な測定が可能な VX1000 を導入するこ とともに、社内ユーザー向けに画面をカスタマイズして簡略化し、従 とにしました」と田沼氏は導入の経緯を説明します。 02 Technical Article / December 2015 VX1000 は最大 30MB/s というスループットで測定が可能であり、 CAN バスを経由して RAM 値を取得する CANape に比べて大幅な 効率アップが期待されました。実際に活用を進めてみると、 「VX1000 の導入によって従来の 40 倍から 50 倍のデータ量を取得できるよう になりました」など、大きな効果が得られていると胡氏は説明します。 また田沼氏も「実車テストの効率を 30％程度は上げられていると考 えています」と評価します。 図 5. モデルベース開発の初期段階に有効な「CANape オプションバイパス」 さて、クルマ業界は自律運転あるいは自動運転へと大きく舵を切っ ていて、その端緒としてさまざまな ADAS（高度運転支援システム） 図 4. ECU の測定 / キャリブレーションハードウェア「VX1000」 機能の開発と実用化が急ピッチで進められています。ベクターのツー ルを使って開発およびテストの効率化を進めている日信工業の今後に 注目です（※3）。 ◆バイパス機能を使ったモデル検証の効率化も検討 日信工業では CANape および VX1000 の導入効果を高く評価し ています。測定やキャリブレーションなどが簡単になっただけではな く、これまで別れていた複数のツールの機能が CANape に集約さ （※3） ：日信工業は、四輪車用のブレーキ・コントロール（メカトロ）およびブレーキ・アプライ （バネ上）システムと関連部品の開発、設計、製造及び販売に関して、世界有数の自動車用 安全システムサプライヤーであるスウェーデン Autoliv 社との合弁を 2015 年 9 月に発表し、 2016 年 2 月 1 日から新たな会社で事業をスタートさせる予定です。本記事は合併前の情報 に基づいて作成されています。 れたため、データの管理や閲覧の効率化も図られたことも理由のひ とつです。また、ベクターのサポートについても、 「こちらのレベルに 合わせて丁寧に教えてくれました」 （田沼氏）と評価しています。 ■画像提供元 日信工業ではツールの活用範囲の拡大を検討しています。そのひ とつが、VX1000、CANape、およびベクターのネットワークインター フェイス「VN8900」を組み合わせたバイパス機能による ECU 開発 です。 ECU 上のマイコンをセンサーやアクチュエーターの単なるイ ンターフェイスとして用い、Mathworks 社の MATLAB/Simulink で記述した ECU の機能モデルを VN8900 上で実行させて、両者 を VX1000 でつなぐ開発手法です（図 5）。 「仕様構築などの開発初 期段階の効率を高められるのではないかと期待しています」と田沼氏 図 1、2：日信工業株式会社 表紙画像、図 3、4、5：ベクター・ジャパン株式会社 ■本件に関するお問い合わせ先 ベクター・ジャパン株式会社 営業部 （東京） TEL: 03-5769-6980 FAX: 03-5769-6975 （名古屋） TEL: 052-238-5020 FAX: 052-238-5077 E-Mail: [email protected] は説明します。 このほか、実車テスト時のデータ測定をスタンドアローンで実行で きる「GL ロガー」や、リフラッシュ専用ツール「vFlash」などの導入 を検討しているとのことです。 03
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