はじめに
モデルベースのソフトウェア開発は、自動車業界で広く受け入れられているプラクティスです。これは、ソフトウェアのセーフティクリティカルな性質と、開発およびテストプロセスがISO 26262規格に準拠する必要があることが動機となっています。正確な物理プラントモデル（モータードライブなど）が利用できるため、ソフトウェアテストを開発プロセスの早い段階で開始することができ、問題が発生したらすぐに発見して修正することができます。
モデルベースのソフトウェア開発ワークフローは、通常3つの段階を経ます：Model in the Loop（MIL）、Software in the Loop（SIL）、Hardware in the Loop（HIL）またはController HIL（C-HIL）です。従来の内燃機関自動車では、物理サブシステムのモデル忠実度を開発段階を通じて維持することは容易である（リアルタイムシミュレーションを実現することは比較的容易である）。しかし、電気自動車（EV）では、リアルタイムのHILシミュレーションに必要なモデル忠実度を得ることは困難でした。
モーター・ドライブの設計にモデルベース・エンジニアリングを使う理由
Typhoon -TyphoonのHIL統合により、EVソフトウェア開発者はMIL/SILとHILで同じ忠実度レベルのプラントモデルを持つことができるようになりました。実際、有限要素モデルから生成された高忠実度のマシンモデルを使用することで、ソフトウェア開発ワークフロー全体でモデルの連続性が維持されます。これにより、テストの効率と効果が劇的に向上し、ハードウェアと制御の設計チーム間のコミュニケーションも改善されます。モデルベースの設計とテストは、製品開発プロセスを合理化し、プロジェクトのスケジュールを改善し、ソフトウェアの欠陥数を減らすことに成功しています。
Typhoon HILはモデルベースエンジニアリングのワークフローをどのようにサポートしますか？
高忠実度のFEAモータモデルは、実際の物理的なモータに限りなく近い表現です。モデルの集中回路パラメータのルックアップテーブルを、ワンクリックでTyphoon HIL Software Toolchainに直接抽出してインポートできます。その後、実際のECU（エンジン制御ユニット）とのループ内でモーターをリアルタイムにシミュレートします。モーターモデルには、非線形磁束飽和効果、空間高調波、損失データが含まれています。これにより、HILシミュレーションで物理システムの挙動を可能な限り忠実にエミュレートできるようになり、故障を含む幅広いシナリオや動作条件を通して、組込みソフトウェアのテストを再現可能な方法で自動化できます。
JMAG RT-Typhoon ソリューションのワークフローはどのようなものですか？
モータモデルデータの生成にはいくつかの方法があります（図 1 参照）。JMAG - Designerは、FEAモデルを設定するための最も広範なオプションを提供し、JMAG - Expressは、事前に作成されたテンプレートを支援します。また、測定値やライブラリからのデータを使用することもできます。
JMAG RTはルックアップテーブル形式のRTTファイルを生成します。このファイルを直接インポートし、Typhoon HIL回路図エディタで構築した残りの電気駆動システムに追加することができます。
超高忠実度はどのような違いを生むのか？
Typhoon HILハードウェアは、パワーエレクトロニクス・アプリケーション向けに構築され、4世代にわたるHIL設計を通じて最適化されています。主な特徴として、FPGAプロセッサ設計に由来する200 nsタイムステップの超高忠実度シミュレーションと超低レイテンシーが挙げられます。付属の垂直統合ソフトウェアは、ハードウェアがどのようにモデルを実行するかを定義するだけでなく、モーターモデルの広範なライブラリ、ネイティブの位置・速度フィードバック信号のサポート、さまざまなドライブ・アプリケーションをサポートするさまざまなエンコーダ通信規格も備えています。
C-HILは、機能テスト、性能テスト、故障テスト、回帰テストなど、ドライブ制御ソフトウェアの完全自動テストを可能にします。C-HILを使用すると、実際のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアを使用して、未変更のコントローラをテストできます。ラボ試験と比較して、機器を損傷する心配がなく、テストカバレッジが桁違いに高く、ソフトウェアの回帰テストを自動化できます。また、ソフトウェアのリグレッション・テストを自動化することも可能です。これにより、最高のテスト・カバレッジと非常に高いテスト忠実度が実現します（図2を参照）。
詳細はこちら：
統合ツールチェーン・ソリューションのデモについては、Better Way to Design and Test Motor Drives for EVのウェビナー録画をご覧ください。POWERSYS Solutionsと Typhoon HILが提供する製品の詳細については、各社のウェブサイトをご覧ください。
クレジット
著者 ｜セルジオ・コスタ、デボラ・サント
ビジュアル ｜カール・ミッケイ
編集 ｜デボラ・サント
