導入
モデルベース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手法です。これは、ソフトウェアの安全性が極めて重要であること、そして開発・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理由です。正確な物理プラントモデル（モータードライブなど）を利用できるため、ソフトウェアテストを開発プロセスの早い段階から開始でき、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。
モデルベースソフトウェア開発ワークフローは通常、モデル・イン・ザ・ループ（MIL）、ソフトウェア・イン・ザ・ループ（SIL）、ハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）またはコントローラーHIL（C-HIL）の3段階を経ます。従来の内燃機関車両では、物理サブシステムのモデル忠実度は開発段階全体を通して維持しやすく（リアルタイムシミュレーションの実現は比較的容易）、しかし電気自動車（EV）では、リアルタイムHILシミュレーションに必要なモデル忠実度を確保することが困難でした。
モータードライブを設計するときにモデルベースエンジニアリングを使用するのはなぜですか?
JMAGとTyphoonのHIL統合により、EVソフトウェア開発者はMIL/SILとHILで同一レベルのプラントモデルを使用できるようになりました。有限要素モデルから生成された高忠実度の機械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にわたって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、そしてハードウェア設計チームと制御設計チーム間のコミュニケーションが劇的に向上します。モデルベースの設計とテストは、製品開発プロセスの合理化、プロジェクトスケジュールのパフォーマンス向上、そしてソフトウェアの不具合数の削減に大きく貢献します。
JMAG-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FEAモーターモデルは、実際の物理モーターに限りなく近い表現を実現します。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抽出し、ワンクリックでTyphoon HILソフトウェアツールチェーンに直接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）を使用して、モーターをループ内でリアルタイムにシミュレーションします。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、幅広いシナリオや動作条件（故障を含む）を通じて、組み込みソフトウェアのテストを自動化し、繰り返し実行できるようになります。
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?
モーターモデルデータを生成する方法はいくつかあります（図1参照）。JMAG DesignerはFEAモデルの設定に最も幅広いオプションを提供し、 JMAG Expressは既製のテンプレートを利用できます。測定値やライブラリ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（1Dモデルまたは集中回路モータモデルとも呼ばれる）を生成します。このファイルは、Typhoon HIL Schematic Editorで構築された残りの電動駆動システムに直接インポートして追加できます。
超高忠実度によってどのような違いが生まれるのでしょうか?
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。主な特徴は、FPGAプロセッサ設計による200ns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です。付属の垂直統合ソフトウェアは、ハードウェアによるモデルの実行方法を定義できるだけでなく、広範なモーターモデルライブラリ、ネイティブの位置および速度フィードバック信号のサポート、そして様々な駆動アプリケーションをサポートする様々なエンコーダ通信規格も備えています。
C-HILは、駆動制御ソフトウェアの機能テスト、性能テスト、故障テスト、回帰テストなど、あらゆるテストを完全自動化します。C-HILを使用すれば、実際のコントローラを、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テストできます。ラボでのテストと比較して、機器の損傷を心配する必要がなく、テストカバレッジは桁違いに高くなり、ソフトウェア回帰テストも自動化できます。C-HILは、最高のテストカバレッジと非常に高いテスト忠実度を実現します（図2参照）。
詳細については、以下をご覧ください。
統合ツールチェーンソリューションのデモについては、「EV向けモータードライブの設計とテストのより良い方法」ウェビナーの録画をご覧ください。POWERSYS SolutionsとTyphoon HILの製品ラインナップについては、各社のウェブサイトをご覧ください。
クレジット
著者|セルヒオ・コスタ、デボラ・サント
ビジュアル| カール・ミッケイ
編集者| デボラ・サント
