HIL（Hardware-in-the-Loop）シミュレーション

HILシミュレーションの利点
ECU機能の開発と量産ECUへの実装が完了したら、入念なテストを行う必要があります。HIL（Hardware-in-the-Loop）シミュレーションを使用すると、さまざまなモーターの種類とECUのテストに対応することが容易です。
ECUの周辺環境（相互に連携するコンポーネントやシステム全体など）がシミュレートされます。
これには次のような利点があります。

• 開発の早い段階（すべてのパーツが実際に揃う前）でも機能をテストすることができます。
  
• ラボテストにより時間とコストが削減されます。また、指定した条件でテストができます。
  
• 欠陥や通常は危険を伴う状況でのECUの動作を、ドライバーや制御対象機器を危険にさらすことなくテストできます。
  
• テストが再現可能で自動化できます。

モーターのECUのテストに関する課題
モーターは幅広い用途で使用され、次第に強力になっています。従来のブラシ付きDC（BDC）モーターは使用されなくなり、現在ではブラシレスDC（BLDC）モーターが使用されています。モーターを制御するECUは、作動電力を直接提供します。これは、燃焼や油圧装置などECUが弱電力で制御するような他の用途と異なる点です。
多くの場合、モーターを制御するECUは複雑な分散型の車両制御機能に組み込まれるため、他のECUとの相互作用のテストも不可欠です。

モーター用ECUを接続する際には、次のような特殊なソリューションが必要になります。

• 高いパワーレベル
  
• 優れた動特性
  
• エンコーダやリゾルバなどの特殊な入出力

HILインターフェース
モーターを制御するECUまたはその他のシステムには、HILシミュレータを使ってさまざまな段階で接続できます。どのインターフェースを使用するかは、テストの目的やプロジェクトの条件によって異なります。

• 信号レベル： パワーエレクトロニクス、モーター、および機械的車両環境のシミュレーション
  
  • 非常にスケーラブル（パワーレベルに関係なくパラメータを柔軟に設定できる）
    
  • モデルへのフルアクセス
    
  • 内部回路にアクセスできるECUが必要
  
  
• パワーレベル：モーターおよび実機環境のシミュレーション
  
  • 量産ECUを使用できる
    
  • モデルへのフルアクセス
    
  • 一定の電力範囲内でモーターパラメータを柔軟に設定できる
  
  
• 機械レベル：実機環境のシミュレーション
  
  • 機械的パーツのテスト

バッテリシミュレーション
dSPACEは、バッテリシミュレーション専用のハードウエアとソフトウエアを提供しています。

• 高電圧精度と絶縁性に優れたHILテスト用のリアルタイムハードウエア
  
• リチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリのシミュレーションモデルを使用し、バッテリマネージメントシステムのリアルなテストを実現

シミュレーションモデル
電装システムのリアルタイムシミュレーションを実現するために、dSPACEでは、ASM – Electric Componentsライブラリを提供しています。
このモデルは、電動装置、インバータを含む閉ループシミュレーションから、バッテリ、オルタネータ、および負荷を含む、完全な自動車用電装に、幅広く対応しております。代表的な使用事例は、スタータ始動時の実際のバッテリ動作のシミュレーションやハイブリッド車のパワートレインに組み込まれる電動装置などです。