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ディーゼル・エンジン用ECUの開発

ディーゼル・エンジンの温度シミュレーションに
ピカリング社のPXIモジュールが採用されました

ピカリング社の温度シミュレーションモジュールを採用したお客様

世界最大の貨物船の新しいクラスのコンテナ船用のディーゼル・エンジンも製造している船舶用、発電所用の大型ディーゼル・エンジンのマーケットの世界的なリーダーの会社がピカリング社の製品を採用しました。

温度シミュレーション用PXIモジュールの用途

外航船の大型ディーゼル・エンジンのコントローラーには、エンジンが正常に動作しているかどうかを判断するために、多数の温度センサーが必要です。

ブロックのサイズがとても大きいエンジンを、正しい温度範囲で動作させるため、部分的に温度が上昇している点 (ホットスポット) を迅速に特定するためには、多くのセンサーが必要となります。

実際のエンジンをシステム全体のテストに使用した場合は、エンジンが動作温度に達するのにかかる時間は言うまでもなく、エンジンブロックをシステムテストに使用できるようにすることは困難です。センサーシミュレーションは、実際のエンジンを使用せずに、コントローラーをテストする費用対効果の高い手段を提供します。

40,000 kW (約55,000HP:馬力)の船舶用ディーゼル・エンジンのECU(エンジンコントロールユニット)開発のサポートするためには、ECUのRTOSが管理する他のECUタスクに加えて、144チャンネルのPT100規格の温度センサーを同時にシミュレートする必要がありました。

このECUに使われているセンサーは、RTD(測温抵抗体)です。必要な温度範囲は-20℃~+250℃で、等価抵抗範囲は92.160342Ω~194.074250Ωでした。極度の精度も要求され、-20℃で0.11℃以内(43mΩ以内の等価抵抗偏差)および250℃で0.65℃(220mΩ以内の等価抵抗偏差)の精度が要求されます。

ピカリング社の製品を採用する以前は、お客様は、センサーをシミュレーションするための(粗調整用と微調整用を合わせて)288個の精密ポテンショメータ(ボリューム抵抗)と、センサーの配線故障を模擬するために、ショート故障用に144個、オープン故障用にも144個のスイッチを用意し、この全てのポテンショメータ(ボリューム抵抗)とスイッチを手作業で、調整することで実現していました。テストに掛かる時間を節約し、テストの再現性を改善するために自動化が求められていました。

温度シミュレーションを実現するソリューション

ECUのRTOSソフトウェアの開発をサポートするためには、様々な、測定機器やセンサーの挙動をエミュレーションするこが必要となります。

PXIでは、様々な測定用モジュールおよび、センサーの代わりに電気的な変化をエミュレーションするモジュールが既に提供されていますので、新製品設計のプラットフォームにPXIを選択することが自然な選択となりました。

この案件を実現するためにピカリング社は、RTD (測温抵抗体)の抵抗値をシミュレーションする3Uサイズの PXIモジュール(モデル40-262)を開発しました。
6チャネル(1スロット・サイズ)または18チャネル(2スロット・サイズ)があります。既存の設計原理に基づいて、このモジュールは2mΩの設定分解能とすべてのチャンネルで0.1%を超える抵抗精度を提供します。各シミュレーションチャネルは、センサーへの配線接続の障害をシミュレートするために、ショートまたはオープン回路設定を提供できます。
さらに、モジュールの校正専用ポートを高性能DMM(Digital Multi Meter)に接続することにより、各抵抗チャンネルの校正または検証が可能です。
単純に抵抗値で指定できる、API(アプリケーションプログラミングインターフェイス)の呼び出しにより、プログラミングを簡単にし、実際のエンジンで使用されるセンサーのモデルを通じて温度要求を抵抗要求に変換し、PT100規格またはPT1000規格のRTDを非常に高い精度でシミュレートする費用対効果の高い方法を可能にしました。

3U PXIシャーシスペースの16スロットに収めた8つのモジュール(18チャンネルの2スロット・サイズのモジュール)で、このアプリケーションに必要なPT100の144チャンネルを実現できました。

PXI RTD (測温抵抗体) シミュレータ モジュールの詳細はこちらから PXI 熱電対シミュレータ モジュールの詳細はこちらから

PXI / LXI / GPIB 自動テストシステム

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