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テストベンチ

メカトロニクスシステムの開発およびテスト

複雑なメカニカルシステムおよびメカトロニクスシステムの開発や最適化には、さまざまなコンポーネントの相互作用や正確なシミュレーションモデルの欠如に起因する総合的な複雑性にも対応できる実践的なテスト環境の構築が必要です。テストベンチを使用すると、24時間、365日いつでも複雑なシステムの評価をリアルタイムで行うことができます。

メカニカルテストベンチでは、テストセットアップに物理的に組み込まれた実際のシステムの部品に対し、機械的な負荷トルクまたは力をかけることができます。これが実際のモーターである場合は、単純な回転負荷をかければ十分です。ブレーキブースタ、ギアボックス、ラックピニオン型ステアリングシステムなどの機械装置の部品を組み込む場合、設定はより複雑になり、複数の負荷ドライブまたはリニアドライブが必要となる場合があります。

 

適用分野

  • ステアリングコントローラなどのパワーエレクトロニクスが組み込まれた制御ユニットのテストなど、分離することが不可能なドライブシステムのテスト
  • 内蔵加速度センサを搭載したESPコントローラなどの内蔵センサを搭載したメカトロニクスコンポーネントのテスト
  • ヒューマンマシンインターフェース(HMI)のテスト
  • 以下のテストベンチ:
    • ステアリングシステム
    • ブレーキシステム
    • エンジン
    • モーター
    • パワートレイン


要点

  • 卓越したリアルタイム動作(レイテンシ、ジッタ、マルチプロセッサシステムの場合でも同期可能)
  • EtherCAT、PROFIBUS、CANopenなどの自動車用インターフェース、航空宇宙用インターフェース、および工業用インターフェースなど、すべての適用分野に対応する通信インターフェースのサポート
  • LTi ServoOneシステム用のTWINsyncやサードパーティ製コンポーネント用のゲートドライバおよび位置センサインターフェースなど、高性能テストベンチの専用インターフェース
  • オープンで柔軟な実装および計測環境
  • 閉ループの相互作用に対応するオープンな自動車用プラントモデル
  • テストの自動実行により、リリーステストや開発中のテストに24時間365日常時対応
  • あらゆる種類の電気機械式パワーステアリングおよびブレーキアプリケーションに対応するターンキーテストベンチコンセプト
  • 環境シミュレーション時にエンジニアリングによって統合した人工気候室を使用するなど、ユーザごとに個別の拡張が可能

dSPACEのハードウェアは、Simulink®からテストベンチ全体を制御するために必要な拡張性、リアルタイム性能、I/Oインターフェース、および強力なツールチェーンを提供します。dSPACEは、CAN、CAN FD、LIN、FlexRay、K-/L-Lineなどのあらゆる自動車用バスとのインターフェースを提供しています。また、EtherCATやPROFIBUSなどの自動化インターフェース、およびモーター制御用のLTi TWINsyncなどの専有インターフェースおよびプロトコルも利用することができます。

dSPACEのTWINsync Solutionでは、dSPACE HILシミュレータからElectric Driveを完全に同期して制御できるため、LTI MotionからTWINsyncプロトコルを使用することができます。このプロトコルを使用すると、2つ以上のLTi ServoOneモーターコントローラとdSPACEハードウェアとの間の同期通信が可能になります。


このソリューションの主な特徴は、以下のとおりです。


  • 複雑なHILシミュレーションでもテストベンチと完全に同期
  • 最大100 mの範囲で高性能かつ低レイテンシな接続を実現
  • 分散して使用できるため、プロセッサユニットが不要

代表的なコンポーネントは以下のとおりです。


  • SCALEXIO®:強力かつフレキシブルなdSPACE HIL(Hardware-in-the-Loop)シミュレータ
  • SCALEXIO TWINsyncハードウェア:DS2656 FPGA Base Board、およびTWINsyncコンポーネントへのインターフェースとしてDS5451カスタムI/Oモジュールを搭載した外部筐体。IOCNETでの接続により、SCALEXIOシミュレータから最大100 m離れた場所でTWINsyncハードウェアを使用することができます。
  • LTi ServoOne:2~450 Aの多数のリニアおよびロータリー負荷モーターシステムに対応するLTI Motionを使用したコンパクトな高性能モーター制御

dSPACE ASM Vehicle Dynamics Libraryは、テストベンチを使用してESP、ステアリング、およびアクティブ減衰ECUなど、ビークルダイナミクスECUをテストする場合に合わせて調整されたオープンなシミュレーションモデルを提供します。ASM内のSimulinkブロックはすべてユーザに対して表示されるので、ASMにモデルコンポーネントを追加することや、ASM内の既存のモデル要素をカスタムモデルで置き換えることが容易です。これにより、特性を個々のプロジェクトに正確に合わせることができます。また、ASMのインターフェースは標準化されているため、ビークルダイナミクスモデルを簡単に拡張できます。これにより、モデルを特定の要件に合わせるだけでなく、バーチャルカーを作成することもできます。

テストベンチに関して、dSPACEは初期の計画からターンキーシステムの納品、現地サポートまでの総合的なサポートを提供しています。


現在まで、幅広いテストベンチプロジェクトが遂行されています。以下に例を示します。


内蔵センサおよびアクチュエータを搭載し、ECUを移動させることで実車で発生するのと同様の力を生み出す3Dモーションプラットフォームを使用したECU向けテストシステム

ステアリングコラムおよび補助モーターを含む電動パワーステアリング(EPS)システム用、または多重ステアリングシステムのテスト用のロータリーステアリングテストベンチ

車両全体の統合テストを行う場合に閉ループモードでステアリングシステムを駆動することで負荷を抑制するステアリングテストベンチ

ブレーキラインおよびペダルなどの実際の油圧システム全体を搭載し、制動時のエネルギー回復テストなどに適したブレーキ用テストベンチ

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