ブックタイトルマツダ技報　2012 No.30

概要

マツダ技報　2012 No.30

マツダ技報No.30(2012)これらを踏まえて燃費効果・重量・コストのバランスから最も効率的なエネルギフローを検討し,最適な回路構成および過不足ないデバイス容量を決定し,最小限のサイズおよびコストで最大限の燃費効果を実現する仕様を決定できた。3.3システム検証段階での仮想開発環境システム検証とは,設計した機能が実現できているかを確認し,実用上の品質確認を行いロバスト性を検証する段階である。「i-ELOOP」においてはエネルギフローを確認し,各デバイスの動作およびロバスト性について検証する必要がある。特に設計段階とのギャップが出やすい領域,例えば極高温や劣化によるデバイス性能の急激な変化については,十分な動作確認が必要である。しかし,この領域は関わる因子が多く,再現のための技術的な難易度が高い。そこで,精度よく再現しつつ品質検証を短期間で行うために,キャパシタやバッテリといったデバイスの実部品を活用し,「電気デバイスHILS」と呼ぶHILS環境を構築した(Fig.5,6)。Fig.5 Operation Room for HILSBatteryCapacitorThermostatic ChamberPower Supply& Electric LoadFig.6 Experimental Equipment of HILSSimulatorEngine& Vehicle・・・SoftwareComunicationPower SupplyCapacitor・・・HardwarePCMDC-DCConvertorPower LineFig.7 Framework of HILSElectric LoadBattery・・・Laboratory Equipmentオルタネータの発電量の演算はシミュレータ上で行い,この情報が電源装置に伝えられて狙いの電流が発生する。電源装置から発生したオルタネータ発電相当の電流はキャパシタに蓄電され,一部はDC-DCコンバータを介して,変圧後にバッテリ系統とへ供給される。ここでの変圧は,DC-DCコンバータに内蔵されたコントローラが制御する。また,お客様の操作によって変化するオーディオなどの電気負荷は,消費電流としてシミュレータ上で演算し,この情報を電気負荷装置へと伝え,演算量と同じになるように電流が消費される。このように,電流・電圧を伴った実回路としての状態を動作させることで,「i-ELOOP」における回生・蓄電・活用を再現させた。従来,デバイスを組み合わせたトータルシステムとしての動作は,実車に搭載して確認を行っていたが,今回電気デバイスHILSを用いることで,温度や劣化による性能の急変やフェイルといった領域についても,机上で検証することができた。テストでは,まず設計段階に想定したエネルギフローを実際の電圧・電流として再現させ,時系列での動作確認を行った。次に,劣化状態にあるデバイスと交換することで長期使用を模擬したり,物理的な断線・短絡によるフェイル処理などを発生させたりして,想定した異常状態におけるシステムの動作確認を行った。更にロバスト検証として,様々な条件を想定した意地悪テストを行い,極端な温度条件での挙動や,異常な高電圧下における破損に至るまでの推移などを確認し,試作車への搭載までに対策を打つことができた。以上のようなステップを踏んで検証を実施していくことで,机上においてシステムのロバスト性までも十分に確認することができた。電気デバイスHILSでは,キャパシタ・バッテリ・DC-DCコンバータ・PCMについて実部品を使用し,その他の要素はモデルや装置で置き換えて演算する(Fig.7)。―58―