はじめに
電動モビリティの進歩に伴い、DeepDriveのような企業はe-Driveシステム設計の限界に挑戦している。同社のデュアルローター・ラジアルフラックス・モーターは、セントラルおよびインホイールアプリケーション用に設計されており、車両の航続距離を約20%伸ばし、材料の使用量を削減し、製造を合理化することを目的としている。しかし、要求の厳しいOEMのタイムラインを満たすために、DeepDriveはこれらの複雑なシステムを検証し、展開する方法を再考する必要がありました。
DeepDriveのe-Driveアーキテクチャの検証における課題
e-Driveテストでは、制御システムの検証がボトルネックとなっています。従来の開発ワークフローは、MIL（Model-in-the-Loop）シミュレーション、ラボベンチ、モーターエミュレータに依存していますが、忠実度が限られており、反復プロセスが遅くなる傾向があります。これらの方法は、ハードウェアの可用性に依存することが多く、早期または頻繁なテストが困難であるため、製品の市場投入時期を遅らせる可能性があります。半導体の故障やセンサーの不具合など、エッジケースのシナリオを再現することは、実際のパワーフローを伴うセットアップでは安全でなかったり、現実的でなかったりします。
DeepDriveのソフトウェアおよび制御エンジニアであるChristopher Römmelmayer氏によると、彼らは、パワーハードウェアが利用可能になる前に、早期にテストし、より速く反復し、徹底的に検証するためのより良い方法を必要としていた。これらの制約を打破するために、DeepDriveは、安全性や精度を損なうことなく、システムを忠実にテストし、開発段階を越えてファームウェアを再利用し、反復を加速する方法を必要としていた。
通常、制御システムの90％を開発するのに2年、走行テスト車両を完成させるのに3年かかる。私たちの業界では、これは長すぎる。
Christopher Römmelmayer
ソフトウェアおよび制御エンジニア
DeepDrive
Typhoon HILのリアルタイム・シミュレーションによる新しいアプローチ
このニーズに応えるため、DeepDriveは包括的なリアルタイム・シミュレーション・プラットフォームであるTyphoon HILのe-Drive Testbedを採用した。このシステムには以下が含まれる：
- HIL404シミュレータ - リアルタイムシミュレータ
- HIL Connect - 信号インターフェース用
- ブレイクアウト・ボックス - 物理的故障注入用
- DCおよび主電源ユニット
- 垂直統合ソフトウェアツールチェーン - 迅速なモデル開発とテスト自動化をサポート
これによって、Typhoon「HIL in a Day」アプローチが実行され、完全なHILテスト環境をいかに迅速かつ効果的にオンライン化できるかが実践的に実証された。
DeepDriveの48時間以内の結果を含む：
- HILテストベッドに接続された制御PCB。
- 非線形モーターモデルを構成し、運用制御システムと組み合わせることで、実モーターの±5%以内のトルク出力を示し、高いレベルのシミュレーション忠実度を実証した。
- HIL Connectの抵抗エミュレータカードでNTCセンサ入力をエミュレート。
- 最も重要なことは、HILシミュレーション環境で使用された同じファームウェアが、ベンチや車両のセットアップに変更されることなく導入されたことで、一貫性が保たれ、重複が避けられ、開発リスクが低減されたことである。
より迅速な検証とより広いカバレッジによるメリット
この新しいアプローチの効果はすぐに現れました。リアルタイムHILシミュレーションを採用することで、DeepDriveは制御検証のスケジュールを12ヶ月以上短縮することができました。負荷トルクダイナミクス、エンコーダの脱落、センサの故障などのシミュレーションシナリオを、安全で再現可能な条件下でリアルタイムにテストできるようになりました。PWMのデッドタイム継続時間測定などの高速信号解析は、ナノ秒分解能のツールで可能になり、詳細な波形検証と正確なタイミング診断が可能になりました。
DeepDriveは、単一のテストシステムにリソースを集中させるのではなく、並行して実行する複数のテストベッドを設置しました。これにより、制御、統合、システムテストに重点を置くチームが、ハードウェアの競合なしに同時に作業できるようになります。エンジニアは、現場でも遠隔地でも、シミュレーションに安全にアクセスし、テスト自動化のための統合ツールを利用することができます。さらに、Typhoon HILツールチェーンはAPIを完全にカバーしているため、キャリブレーションやデバッグ用の既存のツールとシームレスに統合でき、検証ステップをさらに効率化できます。
将来を見据えた開発ワークフロー
イノベーションとスピードが重要な今日の速いペースの市場において、Typhoon HILテストベッドの統合により、DeepDriveは画期的な設計と実世界での展開の橋渡しをすることができます。Typhoon HILプラットフォームは、エンジニアが物理的なプロトタイプを製作する前に制御性能を検証することを可能にし、開発時間を大幅に短縮して安全性を高めます。DeepDriveのビジネス開発スペシャリストであるVincent Berger氏は、この変革的なインパクトを強調している。
イノベーションは一人では拡張できません。Typhoon HILとのパートナーシップは、検証の迅速化、安全性の向上、次世代ドライブの生産準備への近道となりました。
Vincent Berger
ビジネス開発スペシャリスト
DeepDrive
ハードウェア、ソフトウェア、サービスを包括するTyphoon HILの垂直統合型ソリューションにより、DeepDriveは時間のかかるベンチテストから、最新のEV開発のペースにマッチした俊敏な自動ワークフローに移行することができ、手作業による不整合をなくし、各アップデートが体系的に検証されるようになった。
