HILS（Hardware In the Loop Simulation）

HILSとは

HILS（Hardware In the Loop Simulation）は、制御システム開発における検証手法の一つで、実際の制御ハードウェア（ECU等）をリアルタイムシミュレータ上で実行されるプラントモデルと接続して動作を確認する手法です。ソフトウェアが搭載された制御機器を用いるため、リアルタイム性やI/O信号のやり取りを実機同様に再現できます。実機試験に比べて安全かつ効率的にテストが可能であり、自動車や航空機など安全性が重視される分野で広く利用されています。

なぜ HILS が必要なのか？

1. 実機に近い環境での最終検証
MILSやSILSではソフトウェア面の動作確認が中心ですが、HILSでは実際の制御ハードウェアを用いるため、I/O信号やリアルタイム性を伴った挙動を再現できます。これにより、制御ソフトが実機環境で正しく動作するかを事前に確認できます。

2. 安全性の確保
実機そのものを使ったテストは、誤作動による装置破損や事故のリスクが高まります。HILSでは制御対象をプラントモデルで代替できるため、危険を伴うシナリオ（急加速・急停止、センサー異常など）も安全に試験できます。

3. 開発効率とコスト削減
試作機を用いた検証は時間もコストもかかりますが、HILSなら実機を製作する前に多数のシナリオを短時間でテストできます。ハードウェアの完成を待たずにソフト開発を並行でき、開発期間の短縮にもつながります。

HILSが求められる背景には、制御システムの複雑化と安全要求の高まりがあります。自動車であれば、エンジン制御やブレーキ制御、さらにはADAS（先進運転支援システム）のように高度な制御が増えています。これらは実機での不具合が重大事故につながるため、事前に幅広いシナリオを安全に検証する必要があります。HILSは、実際のECUとリアルタイムシミュレーション環境を接続することで、実機さながらの条件下で動作確認を行い、不具合を早期に発見できる有効な手段として活用されています。