HIL-Simulation für Airbag-Steuergeräte

Aufgabe

Bei einem Unfall reagiert das elektronische Steuergerät eines Airbag-Systems im Fahrzeug in Sekundenbruchteilen. Das Airbag-Steuergerät evaluiert die Daten der Fahrzeugbeschleunigung und der Drucksensoren und aktiviert bei Bedarf den richtigen Airbag. Um dieses Steuergerät in einer Hardware-in-the-Loop-Simulation testen zu können, müssen mehrere Sensorsignale eingespeist werden, die sich nicht von den realen Signalen unterscheiden dürfen.

Herausforderung

Das Airbag-Steuergerät selbst enthält mehrere interne Beschleunigungssensoren. Den Zugriff auf die Sensoren realisiert der OEM, damit sie direkt auf der Leiterplatte des Steuergeräts simuliert werden können, entweder analog oder über SPI-Protokoll. Strombasierte Protokolle wie PSI5, PEGASUS oder PAS simulieren die externen Fahrzeugsensoren.

Für die Simulation eines Unfalls sind bis zu 500 Eingangssignale notwendig. Mehrere hundert FlexRay-Signale, bis zu 100 CAN-Signale und 12 PSI-Kanäle mit bis zu 3 Sensoren und 4 SPI-Schnittstellen werden zunächst während eines realen Unfalls aufgezeichnet und dann zeitsynchron in der HIL-Simulation wiedergegeben. Da der Airbag zu den sicherheitskritischen Systemen gehört, evaluiert sein Steuergerät die Signale. Weicht ein Signal vom erwarteten Verhalten ab, wird der Airbag nicht ausgelöst.

Lösung

Ein dSPACE Simulator Full-Size bietet mit zahlreichen I/O-Karten alle notwendigen Ein- und Ausgabeschnittstellen. Um die externen Signale zu übertragen, ist das Airbag-Steuergerät über Hypertac-Stecker mit dem HIL-Simulator verbunden. Für die internen Signale kommen kundenspezifische Stecker zum Einsatz. Die Zündpille für den Airbag wird mit Hilfe von Keramikwiderständen simuliert. dSPACE ControlDesk übernimmt die Steuerung der Simulation. Für die zeitsynchrone Datenwiedergabe ist eine spezielle auf RTT basierende Bibliothek implementiert.