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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.

  • ASM 8.4

    Ab Version 8.4 bietet die Tool Suite folgende neue Funktionen:

    Verbrennungsmotor/Antriebsstrang

    • Verbesserte Kompressor- und Turbinensimulation
    • Turboladersimulation
    • Start-Stopp-Unterstützung von Fahrermodell und Soft-ECU
    • Erweitertes Schaltverhalten des Fahrermodells für Rückwärtsfahrten

    Fahrzeug/Verkehr

    • Soft-ECU-ESP
    • Erweiterte 2D-Sensorsimulation
    • KnC: Integral-Mehrlenkerachsen
    • TIR-Datei-Umrechnung

    Elektrik

    • Superkondensatorsimulation

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  • Charaktertest für die Lenkung

    Kann man unter Laborbedingungen das Lenkverhalten eines Fahrzeugs schon reali- tätsnah „erfahren“? Mit einem geeigneten mechatronischen Prüfstand ist das machbar. Genau dies hat die Dr. Ing. h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft realisiert und optimiert auf effiziente Weise den Lenkcharakter neuer Lenksysteme bereits in sehr frühen Phasen der Entwicklung.  

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  • All You Can Test

    Die Weiterentwicklung moderner Fahrerassistenzsysteme bringt eine ständig wachsende Datenmenge mit sich, die in Echtzeit verarbeitet werden muss. Hyundai MOBIS verwendet einen auf dSPACE SCALEXIO® basierenden HIL-Aufbau, mit dem mehrere Fahrerassistenzsysteme gleichzeitig entwickelt und getestet werden können.

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  • Leistungsträger

    Eines steht fest: Wer einen großen Hochleistungsgasmotor mit entsprechendem Generator hochfährt, ist mit einer elektrischen Leistung von beispielsweise rund 4.500 kW augenblicklich der bestmotorisierte Mitarbeiter vor Ort. Solch leistungsfähige Aggregate dienen vor allem der stationären Strom- und Wärmeerzeugung. Mit einer neuen, selbstentwickelten Steuerung will Caterpillar Energy Solutions insbesondere die Effizienz, Dynamik und Wartungsfreundlichkeit zukünftiger Anlagen absichern.

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  • 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 noch besser aufeinander abgestimmte Werkzeugkette an.

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  • 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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  • Effiziente Fahrdynamikentwicklung mit simulationsbasiertem Prognosewerkzeug

    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 ASM unterstützen Entwickler in allen Phasen – vom Erstellen eines virtuellen Prototyps bis zur seriennahen Feineinstellung in der Testphase. Das Paper beschreibt die notwendigen Eigenschaften des Fahrdynamikmodells, die über den Funktionsumfang üblicher Handling-Modelle hinausgehen. Bei der Daimler AG begleiten die ASM 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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ASM: Simulation Tool Suite

Die ASMs bilden eine Toolsuite, bestehend aus Simulationsmodellen für automotive Anwendungen, die sich bei Bedarf kombinieren lassen. Sie unterstützen ein breites Simulationsspektrum, angefangen bei Einzelkomponenten wie Verbrennungs- oder Elektromotoren über Fahrdynamik bis hin zu komplexen virtuellen Verkehrsszenarien. Die Arbeit mit den Modellen gestaltet sich mit der grafischen Benutzeroberfläche ModelDesk einfach und intuitiv.

Simulationsbereiche

  • Verbrennungsmotoren (Benzin, Diesel)
  • Fahrdynamik (Pkw, Lkw, Anhänger)
  • Elektrische Komponenten (Motoren, Batterien, Lasten)
  • Fahrzeugumgebung (Straßenverkehr, Objekte, Verkehrsschilder)

Vorteile von ASM

Die Implementierung eines Modells ist bis auf Simulink-Basisblockebene offen und nachvollziehbar, so dass Komponenten leicht durch kundenspezifische Modelle ergänzt oder ersetzt werden können. So lassen sich Modelleigenschaften optimal an individuelle Projekte anpassen. Die standardisierten Schnittstellen der ASMs vereinfachen die Erweiterung der Modelle und sogar die Erstellung ganzer virtueller Fahrzeuge. Straßennetze und Verkehrsmanöver werden mit Hilfe grafischer Parametrierwerkzeuge einfach und intuitiv erstellt und in einer Vorschau visualisiert.

Leistungsmerkmale Beschreibung Vorteile
Offene Simulink-Modelle Alle Modellblöcke sichtbar Anwendungsspezifische Modelle können leicht hinzugefügt werden oder Modellkomponenten ersetzen
Online-Simulation Echtzeitsimulation auf Echtzeit-Hardware, zum Beispiel DS1006 Hardware-in-the-Loop-Simulation mit serienreifen Steuergeräten
Offline-Simulation Simulationen bereits in der Entwurfsphase des Regelalgorithmus Reglerabsicherung in frühen Entwicklungsphasen
Online verstellbare Parameter Direkter Zugriff auf Parameter während der Echtzeitsimulation Online-Parameteroptimierung und Verhaltensstudien
ASMSignalBus Simulationssignale sind Teil eines strukturierten Simulink-Signalbusses Standardisierter und schneller Zugriff auf Modellvariablen
Modellinteraktion ASM-Modelle sind leicht zu virtuellen Fahrzeugen kombinierbar. Komplette virtuelle Fahrzeuge können simuliert werden.

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.

Fahrdynamik

Die ASM Vehicle Dynamics Model sind eine exzellente Grundlage für die Entwicklung und den Test von Fahrdynamiksteuergeräten, zum Beispiel für 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.

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 exakt auf die reale Regelstrecke abgestimmt.

Fahrerassistenzsysteme

Für die Entwicklung und den Test von Fahrerassistenzsystemen steht ein umfangreiches Verkehrsmodell samt Umgebungsfahrzeugen und -objekten zur Verfügung. Die verschiedenen 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

Um die bestmögliche Unterstützung kundenspezifischer Anforderungen zu bieten, hat sich dSPACE für ein offenes Modellkonzept entschieden. Dadurch können Sie die Modelle bis auf Standard-Simulink-Blockebene einsehen. Somit bieten die Automotive Simulation Models von dSPACE einen hohen Grad an Flexibilität für Projekte, die spezielle 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 modellierten 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.

Offline- und Online-Simulation

Die Toolsuite ASM kann in Verbindung mit realen Reglern in einer Hardware-in-the-Loop-Umgebung (HIL- oder Online-Modus) oder für Model-in-the-Loop-Simulationen (PC- oder Offline-Modus) eingesetzt werden. Dieselben Modellkonfigurationen und Parameter lassen sich durchgängig über alle Schritte hinweg von der Funktionsentwicklung bis zum Steuergerätetest verwenden.
ASM unterstützt die Echtzeit-Code-Generierung mit Real-Time Workshop® von The MathWorks und dSPACE RTI zur Online-Simulation auf einem dSPACE Echtzeitsystem.

Grundlegende Informationen Produktinformationen