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ハイブリッドおよび完全電動パワートレインに対応したRCPシステム

コンバータ制御方式の開発

適用分野


  • パワートレインシステム向けの制御方式および分散型のECU機能の開発および検証
  • 妥当性確認をすばやく便利に実行するための車載およびラボシステム

要点


  • さまざまなモーターに合わせて調整可能な柔軟なソリューション
  • Electric Driveアプリケーション向けの便利なSimulink®ブロックセットを搭載した専用のFPGAベースI/Oインターフェース
  • ユーザによるプログラミングが可能なFPGAに既製のライブラリを搭載することにより、極めて高速な制御ループにも対応
  • TWINsyncなどの専用コンバータプロトコルをサポート
  • すべての主要な自動車バスシステムをサポートすることにより、ECUネットワークへの統合が容易

dSPACEでは、LTi ServoOneなどのLTI社製コンバータを使用するアプリケーションに対応するため、専用のTWINsyncソリューションを提供しています。このソリューションは、Programmable Generic Interface(PGI)と呼ばれるFPGAベースのハードウェアとSimulinkブロックセットで構成されており、利便性の高い構成となっています。これにより、RCPプラットフォーム(MicroAutoBox IIまたはAutoBoxに搭載されたDS1007)ではTWINsyncを介してさまざまなコンバータを接続することができます。dSPACEでは、複数のコンバータの同期制御をサポートしており、プロトタイピングのセットアップを極めて柔軟に行えるようにしています。また、LTI社のコンバータの代わりにサードパーティ製コンバータを利用することもできます。この場合に備え、dSPACEではCANおよびEthernetを使用した通信をサポートしています。これにより、さまざまな通信ネットワークが利用できるようになっています。いずれのコンバータの場合でも、アルゴリズムの演算処理はプロセッサベースで行われるため、最大20 µsのサンプル時間に対応することが可能です。

ご使用のテストセットアップにECUが既に含まれている場合、RCPプラットフォーム(MicroAutoBox IIまたはAutoBoxに搭載されたDS1007)により、バイパス手法を通じてECUを拡張することができます。ECUをRCPシステムに完全に置き換えるフルパスのアプローチとは異なり、バイパス処理は、モーターの制御機能など、ECUソフトウェアの個々のパーツのみをゼロから開発する場合に使用します。この場合、新しい機能の計算は、低レイテンシのECUインターフェース(DCI-GSI2など)上、またはCAN、FlexRay、またはEthernetなどの車載バスシステム経由でECUに接続されたRCPシステム上で計算されます。この手法では、ECUやモーターへのケーブルハーネスに既に実装されているパワーステージを再利用することができます。


ControlDesk®ではランタイム中にすべての変数にアクセスできるため、計測および適合を簡単に行うことができます。また、ランタイム中にUSBデバイスにデータを記録したうえで後処理を行うことも可能です。

20 µs未満の非常に高速なサンプル時間が求められるテストセットアップでは、ユーザによるプログラミングが可能なFPGAを搭載したRCPプラットフォームが必要です。ユーザによるプログラミングが可能なFPGAモジュールを備えたバリアントにはMicroAutoBox IIを使用することができます。また、DS1007を搭載したAutoBoxなどのモジュール型ハードウェアの場合は、DS5203 FPGA Boardを簡単に追加することができます。


完全にモデルベースのツールチェーンを使用すると、FPGAプログラミングを便利に行うことができます。RTI FPGA Programming BlocksetおよびXilinx® System Generator for DSPを備えたMATLAB®/Simulinkを使用すると、FPGAコントローラモデルを開発することができます。dSPACEでは、XSG AC Motor Control Libraryも提供しています。このライブラリには、PWM生成、ホール、エンコーダ、レゾルバ、EnDatおよびSSIセンサ処理、および角度計算などのあらゆる主要なモーター機能に対応する事前設定済みのファンクションブロックが用意されています。


アプリケーションごとにプログラミング可能なFPGA


DS5203 FPGA BoardおよびDS1514 FPGA Boardを搭載したMicroAutoBoxバリアントはさまざまなタスクに対応できるため、シグナルコンディショニングや新しいインターフェースへの対応、モデルの高速な実行など、厳しい要件にも柔軟に対応することができます。FPGAは、ECU開発において信号のプリプロセス処理などのタスクからプロセッサボードを解放する場合に使用すると特に便利です。80/100 MHzで動作するdSPACE FPGAボードは、高速な電流制御ループ、PWMパターン生成のカスタマイズ、Electric Driveプロジェクトなどの適用分野での使用に最適です。DS5203およびDS1514は、XSGモデルライブラリと密接に連携して動作します。DS5203には、自由なプログラミングが可能でVivado®をサポートするXilinx Kintex®-7 FPGAが搭載されています。また、DS5203は6つのADC、6つのDAC、および16のデジタルI/Oチャンネルを備えており、PHSバス経由でプロセッサボードに接続することも可能です。DS1514は、モーター制御用のI/Oインターフェースを備えたDS1553など、特殊なケースに対応するさまざまな専用I/Oモジュールと併用することができます。

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