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バイパス処理 – 外部またはECU上で直接実行

既存のECUに新機能を組込む手法

ECUをプロトタイピングシステムに完全に置き換えるフルパスのアプローチとは異なり、バイパス処理は、単一の制御機能など、ECUソフトウェアの個々のパーツのみをゼロから開発する場合やそれらを修正する場合に使用されます。これらのパーツは、既存のECUと接続されたプロトタイピングシステム上(外部バイパス処理)または直接ECU上(オンターゲットバイパス処理)で実行されます。dSPACEは、バイパス処理用に既存のECUを準備する場合や、さまざまなバイパス手法をサポートする場合に役立つ総合的なハードウェアおよびソフトウェアを提供しています。

迅速かつ柔軟性の高いバイパス統合

外部バイパス処理やオンターゲットバイパス処理で使用するための既存のECUコードを準備する必要があります。dSPACEでサポートするサービスベースのバイパス処理では、バイパスフックとしても知られるサービスコールの統合により、ECUコードにあるほぼ無制限の制御ロジックをバイパス処理のために準備できます。これらのサービスコールは、MATLAB®/Simulink®モデリング環境でECU変数およびパラメータを同期計測、適合、ECUフラッシュプログラミング、およびバイパス処理する場合に柔軟に使用することができます。dSPACEでは、ECUのコード構造上で直感的かつグラフィカルなビューを適用できる使いやすいツールであるBinary Code Management Moduleを搭載したECU Interface Managerを提供しており、バイパス処理のためのECUコードの準備をサポートしています。この利便性と柔軟性に優れた方法により、バイパスサービスを直接的かつ自動的にECUのバイナリコード内に実装できます。ECUサプライヤによるソースコードの修正や、製品開発プロセスおよびツール全体のやり直しの必要はありません。この方法により、時間と費用の節約になるだけでなく、柔軟性も向上します。また、ECUソースコードにバイパス処理のサービスを手作業で組み込むこともできます。dSPACEでは、汎用的に設計されたバイパスサービスおよびサービスコールをCソースコードとして提供しているため、コンパイルして既存のECUコードにリンクすることができます。ConfigurationDeskやRTI Bypass Blocksetを使用すると、Simulinkで新しいモデルベースのバイパス機能を簡単に開発することができます。

外部バイパス処理

このバイパス手法が適しているのは、新しい制御ロジックを開発し、現行の制御システムを最適化する場合です。「外部」であるため、ECUには専用のRCPシステムを取り付けます。RCPシステムは、ターゲットECU上で実行する元のコードと同期して新しい制御ロジックf(x)’を実行します。RCPシステムには、使用可能なRAMやROM(フラッシュ)、さらにはプロセッサ性能に関するリソースの制約がほとんど存在せず、I/Oチャンネルの拡張も可能です。そのため、複雑なSimulink®モデルでも外部バイパス機能として実行することができます。リアルタイム動作は、ECUインターフェース固有の同期メカニズムによって保証されます。

dSPACEツールによる内燃エンジン向けの外部バイパス処理シナリオの例。

実車内でのECUのVIL(vehicle-in-the-loop)シミュレーションを(仮想トラフィックやカメラオブジェクトのリストを使用するなど)仮想環境の(一部の)条件下で行う場合、同じ方法を使用して、dSPACEのリアルタイムシステム上で仮想環境をシミュレートし、リアルタイムでECUに入力することができます(環境の外部バイパス処理)。

また、より複雑なハードウェアセットアップでは、複数のECUをRCPシステムに接続することもできます。バイパス手法を使用すると、あるECUに値を挿入し、別のECUで制御アルゴリズムを変更し、さらに別のECUの内部変数を取得するといった作業をすべて同時に行えます。また、ECUインターフェースの同期メカニズムにより、セットアップ全体でのリアルタイム動作が保証されます。同時にバイパスできるECUの数を制限するのは、RCPシステムで利用可能なデータ処理リソースのみです。

dSPACEは、プロトタイパーをECUに接続する数多くのインターフェースをサポートしています。ECUにCAN、CAN FD、またはEthernetの標準インターフェースがある場合、ハードウェアを追加することなくXCPプロトコルを介して直接ECUにアクセスすることが可能です。このようなバスインターフェースをバイパス処理に使用できず、広帯域幅の高いリアルタイム性能が要求される場合は、Generic Serial Interface(DCI-GSI2)を使用して、ECUのオンチップデバッグインターフェース(NEXUSやDAPなど)に接続することができます。そのようなインターフェースも利用できない場合には、ECU固有のプラグオンデバイス(POD)を利用することもできます。

オンターゲットバイパス処理

すべての関連するI/Oインターフェースと十分な空きリソースがECU上に存在する場合は、そのECU上で直接新しい機能を開発することもできます。これにより、追加のハードウェアおよびワイヤーハーネスが不要になるため、開発コストを削減することができます。新しい機能をターゲットハードウェア上で直接実行するので、外部の開発ハードウェアへの通信待ち時間がありません。そのため、新しい機能を非常に高速な制御ループに統合することができます。dSPACE TargetLinkを使用すると、量産コードへのシームレスな移行を実現したり、限られたECUリソースをさらに効率的に使用したりできるようになります。もう1つの利点は、開発の早期の段階でECUの追加のリソース消費を特定できることです。また、すでに量産が開始されているECUを実績のあるTargetLinkコード生成ツールで使用することにより、フリートテストなどのプロトタイピングフェーズにおいて総合的な運用安全性を向上させることができます。

dSPACEツールによるオンターゲットバイパス処理により、限られたECUリソースの使用効率を向上した例。

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