Simulations- und Entwicklungstools
11:00 - Einführung von maßgeschneiderten Motion-Cueing-Filtern für den Automobilsimulator
Maarten van Donselaar, CEO, Cruden BV, Niederlande
Mit seinem ePhyse-Plug-In hat Cruden für seine Kunden eine Möglichkeit eingeführt, ihre eigenen Fahrzeugdynamikmodelle neben den von Cruden bereitgestellten Modellen nahtlos mit dem Simulator zu integrieren. Diese Flexibilität – und das wachsende Selbstvertrauen der Simulatoringenieure – sorgen für Nachfrage nach noch mehr Kontrolle über die Motion-Cueing-Filter des Simulators. In der Zukunft werden Kunden von Cruden in der Lage sein, ihre eigenen Motion-Cueing-Filter (z. B. in Simulink) zu erstellen, während sich die Cruden Software um Kinematik, Sicherheitsaspekte und Arbeitsraummanagement kümmert. In dieser Präsentation werden neue Automobil-spezifische Cueing-Entwicklungen besprochen und diskutiert, wie kundenspezifische Cueing-Filter eingesetzt werden können.
11:25 - Eine Methode für die Messung von Trägheitseigenschaften fester Körper
Prof. Gianpiero Mastinu, Universitätsprofessor, Politecnico di Milano, Italien
Diese Methode ermöglicht die Messung der Schwerpunktposition und des Trägheitstensors eines festen Körpers in einem einzigen Tests. Die Technik basiert auf der Analyse der freien Bewegung eines nicht linearen Drei-Stangen-Pendels, mit dem der Körper verbunden ist. Die Bewegung des Pendels und die Kräfte in den Stangen werden aufgezeichnet, und die Trägheitseigenschaften werden mittels eines sachgerechten mathematischen Verfahrens identifiziert; das gesamte Identifikationsverfahren dauert weniger als 10 Minuten. Die natürlichen Frequenzen des Pendels und die verbundenen Beschleunigungen sind relativ gering, so dass diese Methode für viele praktische Anwendungen geeignet ist.
11:50 - Modellbasiertes Design elektromagnetischer Regelventile für semi-aktive Aufhängungsanwendungen
Dr. Sören Rosenbaum, Geschäftsführer, Kendrion Academy GmbH, Deutschland
Kendrion NV, ein Lösungsanbieter, entwickelt und fertigt innovative, hochwertige elektromagnetische Systeme und Komponenten für Kunden weltweit. In Kendrions Produktsortiment sind die elektromagnetischen Regelventile für adaptive Stoßdämpfer den höchsten Anforderungen an Robustheit und Leistung ausgesetzt. Daher ist ein modellbasierter Designansatz erforderlich. In dem Vortrag wird die transiente Modellierung des Bewegungs-ODE gezeigt, wobei die nicht-linearen Einflüsse in Magnetik und Fluidtechnik gezeigt werden, die von FEA/CFD bereitgestellt werden. Die erhaltenen Ergebnisse werden mit Testdaten von Prototypventilen verglichen.
12:15 - Trends in technischen Anwendungen von Fahrsimulatoren
Dr. Thomas Gillespie, Direktor, Produktplanung, Mechanical Simulation Corporation, USA
Systeme zur Simulierung des Fahrerlebnisses unterstützen die Entwicklung komplexer Hardware- und Softwaresysteme im Automobilsektor. CarSim bietet High-Fidelity-Fahrzeugmodelle für Fahrsimulatoren mit breit gefächerten Fähigkeiten. Ein Überblick über die verschiedenen Klassen von Simulatorsystemen wird gegeben. CarSim wird außerdem vom Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik verwendet, um Grundlagenforschung zur menschlichen Bewegungswahrnehmung und Fahrzeugsimulation durchzuführen. Dafür hat das Institut einen einzigartigen Simulator entwickelt, der auf einem seriellen Roboterarm auf einem linearen Schlitten und einer geschlossenen Kabine basiert. Dieses System bietet hohe Geschicklichkeit und die Möglichkeit, Nutzer in extremen Ausrichtungen zu positionieren.
12:40 - Wahrnehmungsbasierte Bewegungssimulation
Dr. Paolo Pretto, Projektleiter, Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Deutschland
Die Rolle der Bewegungswiedergabe in Fahr-/Flugsimulatoren ist die Vermittlung des Eindrucks eines realistischen Fahr-/Flugerlebnisses im begrenzten Arbeitsraum des Simulators. Unser neuer Ansatz zur Bewegungswiedergabe verwendet die Ergebnisse aus Grundlagenforschung zur menschlichen Bewegungswahrnehmung und -kontrolle, um glaubhafte Fahrzeugsimulationen zu schaffen. Wir betten experimentell validierte Berechnungsmodelle der Bewegungswahrnehmung in das Steuersystem des Simulators ein, um Bewegung zu erzeugen, die als realistisch wahrgenommen wird und weniger von der tatsächlichen Simulatorbewegung abhängig ist. Dieser skalierbare, wahrnehmungsbasierte Ansatz zielt auf Echtzeit-Bewegungswiedergabe und Rundum-Kompatibilität mit jedem beliebigen Simulator für ein bisher unerreichtes Fahr-/Flugsimulationserlebnis.
13:05 - Virtuelle Entwicklung des Lotus 414e Drehmoment-Vektorierungs-Steuersystems
Dr. Robin Auckland, leitender Ingenieur Fahrzeugdynamik CAE, Lotus Engineering, Großbritannien
Eine Einführung in die Entwicklung des Lotus Torque Vectoring Control Systems (TVCS), das auf dem 414e Fahrzeug implementiert ist. Durch eine Kombination aus SiL-, MiL- und HiL-Tests wurde TVCS entwickelt, um die folgenden leistungsstarken Funktionen zu zeigen: höhere Agilität des 414e-Fahrzeugs kombiniert mit besserer Stabilität durch Dämpfung des oszillatorischen Gierungsverhaltens, das aus dem Versuch einer Agilitätsverbesserung durch passive Mittel resultiert; verbessere Linearität der Lenkreaktion, wodurch das Fahrzeug sich für den Fahrer leichter genau auf der Straße positionieren lässt; verbesserte Stabilität durch reduzierte Fahrzeugreaktion auf die Straße (Bodenwellen) und Störungen durch Seitenwind.
13:30 - Die organisatorische Auswirkung von Fahrzeugdynamik unter Verwendung von Modelica und FMI
Dr. Johan Andreasson, technischer Direktor, Modelon, Schweden
Es ist allseits bekannt, dass Simulation zur Verbesserung der Produktentwicklung eingesetzt werden kann. Als solche wird Simulation in großem Umfang in der Automobilbranche verwendet. Leider ist der breitere Einsatz von Simulation innerhalb einer Organisation durch Schwierigkeiten im Zusammenhang mit gemeinsamer Modell- und Datennutzung begrenzt. Hier verändert die Nutzung von Modelica und FMI die Situation für den Einsatz von Simulationstools in der gesamten Organisation. Dadurch kann eine Organisation mehr Ingenieuren das richtige Simulationstool zur effizienten Lösung ihrer Probleme bereitstellen. In diesem Vortrag werden die Vorteile dieser Technologien in Fahrzeugdynamik-Technik und Forschungsanwendungen präsentiert.
13:55 - Idiada Virtual Proving Grounds (VPG) für komplette Fahrgestellentwicklung
Javier Gutierrez, Forschungs- und Entwicklungsingenieur, Applus Idiada, Spanien
Scannen Ihrer Testgelände eröffnet zahlreiche neue Möglichkeiten für die Entwicklung besserer Simulationsverfahren. Heutzutage ermöglichen Hardware- und Scanningtechnologie die Durchführung von Simulationen mit digitalen Straßen in erschwinglichen Berechnungszeiten. Die Integration von Idiada VPG mit ADAMS ermöglicht eine detaillierte Analyse der Lebensdauer sowie des Fahrverhaltens und des Komforts. Darüber hinaus unterstützen diese hochauflösenden Straßen die Modellentwicklung durch bessere Korrelationen mit experimentellen Tests. Dies wird zu weniger echten Tests und kürzeren Entwicklungsprozessen führen. Zudem wären diese Daten für Leistungstests vorbereitet, um die Entwicklung von Fahrsimulatoren und aktiven Systemen zu unterstützen.
14:20 - Entwicklung einer variablen EPS-Logik der Fahrereinstellung
Prof. BongChoon (Brian) Jang, Professor, Andong National University, Korea
Der EPS-Steueralgorithmus ist ein wichtiges Thema im Bereich der Fahrzeug-Lenksystem-Dynamik. In diesem Beitrag wurde ein neuer Typ von EPS-Steuerlogik, bei der der Fahrer die Lenkanstrengung durch Variieren der EPS-Steuerlogik während der Fahrt wählen oder einstellen kann. Die neue variable Steuerlogik der Fahrereinstellung wurde auf Basis von Matlab und CarSim simuliert. Es wurden außerdem erfolgreiche Experimente mit echten Fahrzeugen ausgeführt, und die Steuerlogik wurde im Feld validiert.
14:45 - Optimierung der subjektiven/objektiven Korrelationsmetriken: Tools, Methoden und Prozess
Guido Tosolin, Ingenieur Fahrzeugdynamik, Idiada, Spanien
Die Nutzung von Optimierungstechniken hat das Potential, jegliche Entwicklungsprozesse dramatisch zu beschleunigen, während sie die besten Designlösungen auffindet. Für eine erfolgreiche Anwendung auf die Fahrzeugdynamik muss die Optimierung jedoch auf einem robusten Prozess fundieren, um Ziele auf System- und Ganzfahrzeugebene zu generieren. In diesem Vortrag veranschaulicht Idiada seine Methodik, um praktische Optimierungstools in einen typischen virtuellen Entwicklungsprozess zu integrieren, der auf die Verbesserung der Dynamikleistung eines Fahrzeugs abzielt.
15:10 - VI-grade Fahrsimulatorlösungen
Diego Minen, Ingenieur, VI-grade, Deutschland
Fahrsimulatoren sind ohne Zweifel eine viel versprechende Plattform, mit der professionelle Testfahrer und Ingenieure Fahrzeugdynamik anhand virtueller Modelle bewerten und validieren können. VI-grade bietet technische Fachkenntnisse und Tools, um einsatzbereite Systeme zu konfigurieren, einschließlich der gesamten erforderlichen Hardware- und Software-Komponenten. Der erfolgreiche Einsatz derartiger komplexer Systeme erfordert die Harmonisierung visueller, akustischer und dynamischer Propriozeption, um dem Fahrer das „richtige“ Gefühl auf der Maschine zu vermitteln. Virtuelle Fahrzeugtelemetrie und unauffällige Messung der menschlichen psychophysiologischen Reaktionen während der Fahrt müssen berücksichtigt werden, um die Aufmerksamkeit des Fahrers, die geistige Ermüdung oder vorausgehende Symptome von Cyber-Übelkeit zu bewerten.
15:35 - Aktive Fahrer- und Passagiermodelle für Mehrkörpersimulation
Dr. Valentin Keppler, CEO, Biomotion Solutions GbR, Deutschland
Obwohl es dem Stand der Technik entspricht, dass komplexe Fahrzeugmodelle in der Fahrsimulation eingesetzt werden können, sind Fahrermodelle immer noch auf künstliche, drehmoment-betätigte Lenkradbewegung begrenzt. Passagiermodelle ähneln stärker Dummys als lebenden Personen. Dies ist bei der Crash-Simulation sinnvoll, da diese Daten nur durch Dummy-Tests validiert werden können und aktive Bewegung keinen Einfluss auf hochdynamische Aufprallsituationen hat. In dem Vortrag wird die Idee der Nutzung intelligenter Fahrer- und Passagiermodelle stattdessen für Automobil-Fahrsimulationen vorgestellt, und die Vorteile der Verwendung eines Modells des menschlichen Körpers als Betätigungselement für die Lenkung werden gezeigt.
15.55 - Die Funktion von Moog in der Fahrzeugentwicklung: Moogs Lösungen für Struktur- und Leistungstests - von Simulationstischen bis hin zu Fahrsimulatoren
Matthieu Worm, Technikmanager Testsysteme, Moog, Niederlande
Leistungsstarke hydraulische und elektrische Simulationstische ermöglichen Testlabors die Durchführung von Forschungs- und Entwicklungstests hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit und Funktionalität von Fahrzeugkomponenten wie Kraftstofftanks und Akkus von Elektrofahrzeugen, ein wichtiger Aspekt bei der Entwicklung von neuen Modellen von Elektrofahrzeugen. Die Moog Fahrsimulatoren können verschiedene Fahrbahnbedingungen simulieren und werden verwendet, um die Design- und Entwicklungszeiten von Autoteilen, Zubehör, Karosserien und ganzen Fahrzeugmodellen zu verkürzen. Der Simulator ermöglicht, die Effekte bestimmter Designoptionen präzise zu messen. Das neue Fahrzeugmodell wird in den Simulator geladen und wird dort vom Fahrer getestet. Fahrsimulatoren, die über verschiedene Konfigurationen verfügen, können zudem für weitere Anwendungen genutzt werden. So kann etwa die Fahrt und der Komfort eines Autos geprüft werden, indem das Verhalten des Fahrers untersucht wird; auf diese Weise wird eine Bewertung der aktiven Fahrerassistenzsysteme möglich.
16:25 - Verbesserung der Genauigkeit von Dämpfermodellen für Fahrzeugdynamik-Simulationen
Dr. Balaramakrishna Nizampatnam, stellvertretender Manager, Renault Nissan Technical Center, Indien
Dämpfereinstellung wird in der Branche der Fahrzeugdynamik als eine Kunst behandelt. Das Hauptziel dieser Arbeit liegt darin, die Auswirkung von Dämpfereigenschaften, wie Geschwindigkeitsverzögerung, Reibungsverzögerung, Kompressions- und Zugverzögerung usw., auf die Fahrzeughandhabung und die Fahrleistung zu untersuchen. Die Studie hat den Effekt der Hysterese hervorgehoben und hat gezeigt, dass der Bereich der Kraft-Geschwindigkeits-Kurve, in dem die Hysterese vorliegt, wichtig ist. Unter allen Parametern hat die Geschwindigkeitsverzögerung den dominanten Effekt auf die Fahrzeughandhabung und die Fahreigenschaften. Eigenschaften der vorderen und hinteren Dämpfer haben die gegenteilige Wirkung auf die Fahrdynamikleistung gezeigt. Diese Studie ist nützlich für die Dämpfereinstellung am Testgelände.