完成車試験における統合評価に対応する計測ソリューションのご提案

背景

EVやHEVの開発が進む中、完成車をシャーシ台に載せて模擬走行させる試験は、車両全体のエネルギーフローや制御挙動を統合的に評価するうえで、極めて重要な試験です。車両には、バッテリ、インバータ、モーター、OBC、DCDCコンバータなどの電動ユニットが分散して配置されており、走行条件に応じて複雑に連携して動作します。さらに、CANやLINなどの通信ネットワークを介して制御が行われており、電力系・制御系・機械系の物理信号が相互に影響し合うため、個別ユニットの性能評価だけでなく、実車両全体としての統合的な挙動の把握が求められます。
特に、加減速による力行・回生・外部給電などの動的試験においては、瞬時のエネルギー変化や制御応答を正確に捉えるために、高い時間分解能と多くの信号を同時に確認することが不可欠です。近年では、NVH*、熱マネージメント、信頼性評価など、評価対象が多様化しており、電圧・電流・温度・振動・ひずみ・通信信号など、異なる物理量を同時に測定するニーズが高まっています。したがって、こうした多くの異なる信号を柔軟に統合できるモジュール構成と高精度な同期機能を備えた計測器が求められており、完成車試験における統合評価の実現を可能にします。
* NVH：Noise（騒音）、Vibration（振動）、Harshness（不快感）の頭文字をとった言葉

課題

完成車試験では、車両全体の挙動を正確に把握するため、多チャネルかつ高精度な同期計測が不可欠です。特に、電動ユニット間のエネルギーフローや制御応答を定量的に評価するには、信頼性の高い電力測定と、他の物理信号との相関解析が重要な要素となります。
高速データアクイジションユニットSL2000は、電圧・電流・温度・振動・ひずみ・通信など、多様な信号の測定に対応しており、完成車試験における統合計測に適しています。さらに、プレシジョンパワーアナライザWT5000と同期することで、確度保証された電力値とSL2000で取得した他の信号を同一時間軸上で統合的に解析することが可能です。
従来の計測器では、チャネル数や同期精度に限界があり、複数機器の接続・運用が煩雑になるという課題がありました。また、長時間試験では膨大なデータの中から異常や変動を効率的に抽出する必要があり、機器間での高精度な同期も課題となっていました。SL2000は、IEEE1588や光ファイバーによる同期技術を活用することで、これらの課題に対応し、柔軟かつ高精度なシステム計測を実現します。

SL2000による課題解決

• 多彩なプラグインモジュール
• システム計測に適した筐体設計
• IEEE1588、光ファイバーによる同期計測
• 直観的につかえるアクイジションソフトウェア

SL2000による提案

多彩なプラグインモジュール

高速・高精度の電圧測定から温度、加速度、ひずみ、周波数、ロジック、およびCAN/CAN FD/LIN/SENTといった車載シリアル通信データの計測など、多彩なプラグインモジュールをご用意しています。SL2000本体の8つのスロットに装着し、お客様の測定ニーズにあわせて柔軟に構成を組むことができます。
また、メインユニット1 台に対し、最大4台のサブユニットを光ファイバーコードで接続すると、最大160チャネルまで拡張が可能です。測定スタート/ストップ、トリガタイミング、サンプルクロックを同期できます。

図1 高速データアクイジションユニット SL2000

図2 多彩なプラグインモジュール

システム計測に適した筐体設計

SL2000は、システムラックに搭載可能な高さ4Uの筐体で、完成車試験をはじめとする複雑な評価環境に適した高性能DAQ（データ収集）装置です。最大200 MS/sの高速サンプリングと多チャネル同時測定により、車載バスなどの信号を高精度かつ安定的に取得できます。
また、10 Gbpsイーサネット（/C60オプション）を使用することで、最速20 MS/sのデータをリアル低無タイムにPCへ保存することが可能です。さらに、リアルタイム演算（/G03オプション）により、測定を中断することなく、リアルタイムに波形の演算を行うことができます。
最大5台までの同期測定（/C50オプション）にも対応しており、大規模な試験にも柔軟に対応可能です。統合計測ソフトウェアプラットフォームIS8000によるDAQをはじめ、PythonやC言語のサンプルコード、LabVIEWドライバ、スコープコーダ向けAPIなど、プログラミングレスでの導入を支援するソフトウェアも充実しています*。
*サンプルプログラムは順次公開予定

左：システムラックへの搭載
拡大写真：WT5000（上）とSL2000（下）

IEEE1588、光ファイバーによる同期計測

SL2000とWT5000など、複数台の計測器を1つのラックに収納し同期計測する場合、光ファイバー同期機能（/C50オプション）やEthernet接続により、IEEE1588時刻同期（/C40オプション)をつかうことが可能です。限られたスペースでも効率的な計測環境の構築が可能です。取得した測定データは、IS8000を使用して解析することが可能です。

直観的につかえるアクイジションソフトフェア

アクイジションソフトウェアIS8000が提供するウィザード形式のガイダンスにより、すぐに測定を開始できます。
測定を開始するためにシステム構築、測定条件、表示、記録条件の4つのウィザード画面で簡単に設定できます。SL2000にはIS8002（1ライセンス）が同梱されます。（/SNオプションを除く）

ソフトウェア画面