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Entwicklung mechatronischer Lenkungen

Aufgabe

Das Lenksystem und seine Charakteristik sind entscheidend für das Fahrverhalten und das Fahrempfinden eines Fahrzeugs. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die haptische Rückmeldung, die den Fahrer über Fahrbahn und Fahrzeugzustand informiert. Erst hier wird es möglich, einen Eindruck vom Lenksystem im Fahrzeug zu gewinnen und erstmalig das Gesamtsystem erlebbar zu machen. Da dieses subjektive Empfinden entscheidend ist und der Integrationsprozess kostspielig, ist dafür ein anderer Ansatz erforderlich.

Herausforderung

Das Testsystem muss in der Lage sein, haptische Rückmeldung zu geben und eine Umgebungssimulation bieten, die Lenkgefühl und Fahrverhalten so realistisch wie möglich wiedergibt. So soll ein erster Eindruck in einer frühen Phase des Produktentwicklungsprozesses vermittelt werden. Das Simulationsmodell muss dabei Zusatzfunktionen wie Einparkhilfen und Spurhalteassistenten berücksichtigen, die Komfort und aktive Sicherheit erhöhen.

Lösung

dSPACE kombiniert einen HIL-Lenkungsprüfstand mit einem statischen Fahrsimulator, der die Vorab-Kalibrierung auf einem virtuellen Versuchsfahrzeug erlaubt. Der Testaufbau besteht aus einer echten Lenkung und ihren Aktoren sowie dem Fahrsimulator mit Belastungsmaschine für das Lenkrad sowie Gas- und Bremspedal. Beide sind mit den Automotive Simulation Models (ASMs) gekoppelt, die auf einem DS1006 Processor Board mit Quad-Core ausgeführt werden. Die ASMs sind offene Simulink-Modelle für die Echtzeitsimulation von Pkw, Lkw und Anhängern. Als Mehrkörpersystem mit 24 Freiheitsgraden simulieren sie die Vertikal-, Quer- und Längsdynamik.

Die Visualisierung erfolgt mit dSPACE MotionDesk und kleinen LCD-Monitoren als Außen- und Innenspiegel. Fahrbahn- und Motorgeräusche runden den Eindruck der Simulation ab.

Mit diesem Testsystem konnten neben der Untersuchung und der Abstimmung von Lenkungen auch bereits Fahrerassistenzsysteme wie Spurhalteassistenten erfolgreich betrieben werden.

Erfolgsstorys