Warum führen wir VIL-Tests durch?
Anspruchsvolle Fahrerassistenzsysteme (ADAS) bieten ein großes Potenzial zur Verbesserung der Verkehrssicherheit. Ein Beispiel dafür ist das autonome Notbremssystem (AEBS), mit dem ab Juli 2024 alle neu zugelassenen Autos ausgestattet sein müssen. Um sicherzustellen, dass AEBS zuverlässig funktioniert, muss die Funktion, einschließlich der zugehörigen Sensoren und Aktoren, in Form eines aktiven Kettentests verifiziert werden. Vehicle-in-the-Loop (VIL)-Systeme ermöglichen reproduzierbare Tests in einer realistischen Umgebung.
Als Reaktion auf den steigenden Validierungsaufwand im Bereich der Funktionen für das autonome Fahren hat die Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UNECE) auch digitale Verfahren als Ergänzung zu den etablierten realen Testfahrten für die Homologation zugelassen.
VIL: Ein spezieller HIL-Anwendungsfall
Bei einem VIL-Test wird das gesamte Fahrzeug mit der Echtzeitsimulation eines Fahrszenarios gekoppelt. Idealerweise werden die Sensoren nicht-invasiv über die Luft (Over-the-Air, OTA) stimuliert, so dass die gesamte Funktionskette getestet werden kann. Wenn der OTA-Ansatz nicht möglich ist, können die Sensorsignale alternativ simuliert und in das Kommunikationsnetz des Fahrzeugs eingespeist werden.
Ein VIL-Test stimuliert die Umgebungssensoren eines Testfahrzeugs und ermöglicht so einen realistischen Test der gesamten ADAS-Funktionalität vom Sensor-Front-end bis zur Reaktion der Antriebsstrang- und Fahrwerksktoren (Bremsen und Lenkung). Auf diese Weise können alle für die zu testende Fahrfunktion erforderlichen Software- und Hardware-Komponenten einschließlich der Bordnetzkommunikation evaluiert werden.
Vorteile der VIL-Simulation
- Synchrone Simulation von Fahrszenarien und Simulation oder Stimulation von ADAS-relevanten Sensoren
- Reale Fahrmanöver auf einem Chassis-Dynamometer oder auf der Teststrecke
- Test der gesamten ADAS-Funktionskette (vom Sensor bis zu den Fahrzeugaktoren)
- Effizientes und sicheres Testen
- Reproduzierbarkeit der Tests auf dem Prüfstand
- Branchenerprobte Lösung
- Kann für Forschung und Entwicklung, Homologation, End-of-Line-Tests und PTI verwendet werden
Synchrone Stimulation aller Sensoren
dSPACE Lösungen für VIL-Tests sind seit Langem auf dem Markt etabliert und bieten die Möglichkeit der synchronen Stimulation aller Sensoren (Kamera, Radar, Ultraschall). Wir bieten Lösungen für fast jeden Bereich und können alles integrieren, was für ein Testsystem erforderlich ist. Das auf dem Echtzeitrechner laufende Fahrzeug- und Umgebungsmodell dient als Informationsbasis für die Simulation dieser dynamischen Objekte und koppelt Simulation und Stimulation.
Die Durchführung von VIL-Tests am Beispiel des Chassis-Dynamometers
Um die korrekte Funktion der Umweltsensoren und der Fahrerassistenzsysteme zu überprüfen, wird das zu testende Fahrzeug, z. B. auf einem Chassis-Dynamometer, positioniert. Der Vorteil des VIL-Tests in diesem Fall mit OTA-Stimulation ist, dass das Fahrzeug in keiner Weise manipuliert werden muss. Es werden keine Daten direkt in die Steuergeräte eingespeist und es findet keine Kommunikation mit dem Fahrzeug über die Onboard-Diagnoseschnittstelle statt. dSPACE hat dafür eine eigene Lösung, VERIDRIVE, entwickelt.
Je nach Testszenario kann der Fahrer beschleunigen, bremsen und dank des lenkbaren Chassis-Dynamometers auch lenken. Die Daten vom Prüfstand (Raddrehzahlen, Lenkwinkel usw.) werden über Schnittstellen an die Simulation übertragen, so dass das Verhalten des Prüflings mit seinen realen physikalischen Bewegungen virtualisiert werden kann. Diese digitale Darstellung des Fahrzeugs und seiner Umgebung wird in Echtzeit berechnet und synchron angezeigt.
Zusätzliches Tool für Validierung, Zertifizierung und Verifizierung
Die Simulation speist einen Monitor und einen Radarzielsimulator zur OTA-Stimulation der Kamera- und Radarsensoren. Ein Monitor und die Antennen des Radarzielsimulators, die an einem dynamischen Portalsystem befestigt sind, sind in die Teststrecke integriert und befinden sich direkt vor dem zu testenden Fahrzeug. Der Monitor stimuliert die Kamera des Fahrzeugs mit Umgebungs- und Straßenszenarien, die von der sensorischrealistischen Simulationslösung in Form einer 3D-Welt animiert werden. Dies dient der Überprüfung, ob der Kamerasensor des VUT die entsprechenden Objekte richtig erkennt.
Die VIL-Simulation mit OTA-Sensorstimulation auf einem Chassis-Dynamometer ermöglicht Black-Box-Tests von ADAS/AD-Funktionen eines unveränderten Fahrzeugs. Selbst kritische Testszenarien können zuverlässig und reproduzierbar durchgeführt werden. Dieser Ansatz bietet somit ein zusätzliches Validierungs-, Zertifizierungs- und Verifizierungsinstrument für den gesamten Lebenszyklus eines Fahrzeugs.
Breites Spektrum an Anwendungen für VIL
Diese Form der Validierung kann für periodische technische Inspektionen (PTI), End-of-Line-Tests (EOL) in der Automobilproduktion, für die Typgenehmigung/Homologation von ADAS/AD sowie für Forschung und Entwicklung (F&E) verwendet werden.
Während für die spezifischen Anwendungsfälle des EOL-Tests von Fahrzeugen und die PTI nur nicht-invasive Testverfahren (wie die OTA-Stimulation) in Frage kommen, ist in der Forschung und Entwicklung und bis zu einem gewissen Grad auch in der Homologation eine andere Form der Einspeisung von Simulationsdaten in das Fahrzeug möglich. Diese invasive Sensordateneinspeisung beinhaltet zum Beispiel einen Eingriff in das Kommunikationsnetz des Fahrzeugs. Auch eine Kombination der beiden Techniken ist möglich.
Verschiedene VIL-Tests
Es gibt verschiedene Methoden zum Testen von VIL-Simulationen, die jeweils unterschiedliche Vorteile haben. Dazu stehen folgende Funktionen zur Verfügung:
- Auf einem Chassis-Dynamometer/Antriebsstrangprüfstand mit OTA-Stimulation
- Auf einem Chassis-Dynamometer/Antriebsstrangprüfstand mit invasiver Sensordateneinspeisung
- Auf einer Teststrecke mit OTA-Stimulation
- Auf einer Teststrecke mit invasiver Sensordateneinspeisung
Testbare Fahrerassistenzfunktionen
- Adaptive Abstandsregelung
- Kollisionswarnsystem
- Autonomer Notbremsassistent
- Fahrspurassistent
- Fahrspurassistent
- Autobahnfahrassistent
- Totwinkel-Assistent
- Querverkehrswarnung
- Assistent für den sicheren Ausstieg
Testen von Einparkhilfesystemen auf einem Antriebsstrangprüfstand mit VERIDRIVE
Effizientes und sicheres Testen von Einparkhilfesystemen mit einem lenkbaren Radnabenprüfstand und OTA-Ultraschallsensorstimulation.
Funktionsprüfung von ADAS auf einem Antriebsstrangprüfstand mit VERIDRIVE
Tests kompletter ADAS-Funktionsketten mit einem lenkbaren Radnabenprüfstand, Fahrsimulation und OTA-Sensorstimulation.
Welche Lösungen bieten wir an?
Für den VIL-Test bieten wir Ihnen alle leistungsfähigen Werkzeuge, die Sie für die Validierung und den Test Ihrer Fahrzeuge nach den neuen Spezifikationen benötigen.
