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Automotive Simulation Models (ASM)

Echtzeitmodelle für die Fahrzeugentwicklung

ASM ist eine Tool Suite für die Simulation von Verbrennungsmotoren, Fahrdynamiken, elektrischen Komponenten und der Verkehrsumgebung. Die offenen Simulink-Modelle werden zur modellbasierten Funktionsentwicklung und beim Testen von Steuergeräten auf einem Hardware-in-the-Loop (HIL)-Simulator eingesetzt.

  • Bewegende Vielfalt

    Vielfalt ist bei Nutzfahrzeugen Standard. Die Auswahlmöglichkeiten von Fahrzeugtypen sowie die modulare Konfiguration der Scania-Fahrzeuge sind nahezu unerschöpflich. Das generische Steuergerätesystem fällt entsprechend variantenreich aus. Wie man dieses System zuverlässig absichert, zeigt Scania mit einem neu aufgebauten Testlabor.

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  • Ehrgeizige Ziele

    Mazda hat bei seinen Fahrzeugen das wesentliche Ziel fest im Auge: Fahrspaß mit geringem Kraftstoffverbrauch und wenig Abgasen. Bis 2015 will das Unternehmen den Verbrauch im Vergleich zu 2008 um 30% reduzieren. Dafür startete Mazda SKYACTIV, ein Programm, das alle Komponenten, die zum Erreichen dieses Ziels notwendig sind, optimiert. Dabei spielen dSPACE Simulatoren und die Automotive Simulation Models eine wesentliche Rolle.
     

  • Alles im Blick

    Leistungsfähige Werkzeugkette für die Absicherung von Fahrerassistenzsystemen

    Für die Absicherung moderner Fahrerassistenzsysteme sind aufeinander abgestimmte Werkzeuge für Simulation, Test und Visualisierung unverzichtbar. Entwickler benötigen die Möglichkeit, Eigenschaften des zu testenden Fahrzeugs, Straßennetze, Umgebungsverkehr und Steuergeräte schnell und einfach zu modellieren sowie Fahrmanöver realitätsnah zu visualisieren. Mit den Automotive Simulation Models (ASM), ModelDesk und MotionDesk bietet dSPACE eine optimal aufeinander abgestimmte Werkzeugkette für diese Aufgaben an.
     

  • Virtuell zum Wintertest

    Ohne vorherige, umfassende Tests wird in der Automobilindustrie kein Fahrzeug mehr auf den Markt gebracht. Die komplexen elektronischen Steuergeräte können im Versuchsfahrzeug nicht mehr hinreichend getestet werden. Diese Rolle übernehmen Simulationsmodelle, indem sie die Steuergeräteentwicklung in die virtuelle Realität, also ein virtuelles Fahrzeug, verlagern. Wie die Simulationsmodelle von dSPACE diese Aufgabe meistern, erläutert Dr. Hagen Haupt, Group Manager Modeling:

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  • Efficient Vehicle Dynamics Development via Simulation-Based Prognosis Tools

    Dieser Artikel stellt eine Methode für das zweckgerichtete und schnelle Entwerfen und Einstellen von Dämpfungen mit Hilfe der Fahrdynamiksimulation vor. Die Methode basiert auf den Automotive Simulation Models (ASM) von dSPACE, die für diesen Anwendungsfall erweitert wurden. Die ASMs unterstützen Entwickler in allen Phasen – vom Erstellen eines virtuellen Prototyps bis zur seriennahen Feineinstellung in der Testphase. Der Artikel beschreibt die notwendigen Eigenschaften des Fahrdynamikmodells, die über den Funktionsumfang üblicher Handling-Modelle hinausgehen. Bei der Daimler AG begleiten die ASMs die Entwicklung bei Testfahrten, sowohl für den reinen Fahrdynamikentwurf des Fahrzeugs als auch zur Kopplung der Fahrdynamikregelsysteme an Hardware-in-the-Loop (HIL)-Systeme.

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Anwendungsbereich: Verbrennungsmotoren
Die ASM Motormodelle sind für die Entwicklung und den Test von Motor- und Abgasnachbehandlungssteuergeräten ideal geeignet. Sie simulieren einen Verbrennungsmotor inklusive aller erforderlichen Komponenten als Regelstrecke für diese Steuergeräte. Es stehen Modelle für Diesel- oder Benzinmotoren mit unterschiedlichen Einspritz- und Abgasnachbehandlungssystemen zur Verfügung. Die Echtzeitsimulationen können mit Mittelwertmodellen oder physikalischen Modellen durchgeführt werden. 

Anwendungsbereich: Fahrdynamik
Die ASM Fahrdynamikmodelle sind eine exzellente Grundlage für die Entwicklung und den Test von Fahrdynamiksteuergeräten wie ESP, Lenkung und aktive Dämpfung. Sie sind ideal geeignet für Fahrdynamikuntersuchungen in frühen Entwicklungsphasen. Es stehen Modelle für Pkw, Lkw und Anhänger zur Verfügung. Mit einer grafischen Benutzeroberfläche werden die Fahrzeuge konfiguriert sowie Manöver und Strecken definiert.

 
Anwendungsbereich: Elektrische Komponenten
Elektrische Bordnetze, elektrische Antriebe und Umrichter sowie Starterbatterien und Hochvoltbatterien werden präzise mit dem Simulationsmodell für elektrische Komponenten virtualisiert. Das Modell unterstützt beispielsweise die Entwicklung und den Test von Hybridsteuergeräten, Batteriemanagementsystemen und Blinkersteuerungen. Per grafischer Parametrierung werden die modellierten Komponenten auf die reale Regelstrecke abgestimmt.
 
Anwendungsbereich: Fahrerassistenzsysteme
Für die Entwicklung und den Test von Fahrerassistenzsystemen steht ein umfangreiches Verkehrsmodell samt Umgebungsfahrzeugen und -objekten zur Verfügung. Verschiedene Sensormodelle im simulierten Testfahrzeug detektieren die Umgebungsfahrzeuge sowie statische und dynamische Objekte der virtuellen Umgebung. Die Verkehrsszenarien und die Umgebung werden komfortabel grafisch definiert. 

Philosophie des Modellentwurfs – Offene Modelle
Für optimale Unterstützung kundenspezifischer Anforderungen hat sich dSPACE für ein offenes Modellkonzept entschieden. Dadurch kann der Anwender die Modelle bis auf Standard-Simulink-Blockebene einsehen. Somit bieten die Automotive Simulation Models von dSPACE einen hohen Grad an Flexibilität für Projekte, die besondere Simulationsmodelle benötigen. Durch den offenen Modellansatz ist perfekte Anpassung an individuelle Projekte und Anforderungen möglich. Erreicht wird das durch Modellmodifizierung oder durch Ersetzen und Hinzufügen von Komponenten.

 
Virtuelles Fahrzeug
Bei den dSPACE Automotive Simulation Models handelt es sich um eine Zusammenstellung aufeinander abgestimmter Modelle, die sich leicht zu erweiterten Modellen oder zu einem vollständigen virtuellen Fahrzeug kombinieren lassen. Zusätzlich zu Benzin- und Dieselmotoren stehen auch Modelle für Fahrdynamik, Bremshydraulik, Elektrik und Verkehr zur Verfügung. Kombinierte Modelle arbeiten innerhalb einer Simulation zusammen.

Key Benefits
All the Simulink blocks in the model are visible, so it is easy to add or replace components with custom models to adapt the vehicle’s properties perfectly to individual projects. ASM’s standardized interfaces allow models to be easily expanded to meet specific requirements or even create a virtual vehicle. Roads and driving maneuvers can be easily and intuitively created using graphical tools with preview and clear visualization. 

 

Feature Description Benefit
Open Simulink model All model blocks are visible Custom models can easily be added or used to replace model components
Online-Simulation Real-time simulation on real-time hardware, e.g., DS1006  Hardware-in-the-loop simulations with production-level ECUs
Offline-Simulation Simulations as early as the controller algorithm design phase Controller validation in early development stages
Online tunable parameters Direct parameter access during real-time simulations Online parameter optimizations and behavior studies
ASMSignalBus Simulation signals are part of a structured Simulink signal bus Standardized and fast access to model variables 
Model interoperability ASM models are easy to combine to create a virtual vehicle An entire virtual vehicle can be simulated