HiL-Simulation für mechatronische Systeme aus den Bereichen Fahrdynamik und elektrische Servolenkung
Mechatronik-Test
Hochintegrierte mechatronischer Steuergeräte sind auf dem Vormarsch. So verfügen neue Fahrdynamik-Steuergeräte über einen Sensor-Cluster für die Erfassung von Beschleunigungen. Für den Test derartiger Systeme muss der klassische HiL-Simulator durch teils kundenspezifische dynamische Prüfstände oder Komponenten ergänzt werden.
HiL-Simulation für mechatronische Systeme aus den Bereichen Fahrdynamik und elektrische Servolenkung
Hochintegrierte mechatronischer Steuergeräte sind auf dem Vormarsch. So verfügen neue Fahrdynamik-Steuergeräte über einen Sensor-Cluster für die Erfassung von Beschleunigungen. Für den Test derartiger Systeme muss der klassische HiL-Simulator durch teils kundenspezifische dynamische Prüfstände oder Komponenten ergänzt werden.
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Die Hardware-in-the-Loop-Simulation (HiL) hat sich mittlerweile weltweit als Standardwerkzeug in der Elektronikentwicklung etabliert. Der Test am HiLSimulator erstreckt sich dabei vom Test einzelner Funktionen über den Komponententest bis hin zum Integrationstest ganzer Steuergerätenetzwerke. Die Anwendungen kommen dabei aus allen Fahrzeugdomänen.
Bei der HiL-Simulation werden dem zu testenden Steuergerät mittels I/O-Karten elektrische Sensorsignale vorgegeben, die in Echtzeit aus einem dynamischen Simulationsmodell der Steuergeräteumgebung erzeugt werden. Die Ausgangssignale des Steuergerätes als Reaktion auf die Eingangssignale werden eingelesen und dienen dem Echtzeit-Modell als Eingangsgrößen. Somit kann das Steuergerät am Labortisch so betrieben werden, als wäre es im echten Fahrzeug verbaut.
Besondere Herausforderungen für die HiL-Simulation stellen jedoch mechatronische Steuergeräte dar. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass Sensoren und/oder Aktoren integriert sind. Beispielsweise gibt es Getriebesteuergeräte, die direkt am Getriebe verbaut sind und die Getriebedrehzahl über integrierte Hall-Sensoren messen. In Steuergeräten für Parkbremsen sind Neigungssensoren eingebaut, die erkennen, wie das Fahrzeug abgestellt wurde.
Für die HiL-Simulation derartiger Steuergeräte bieten sich zwei Möglichkeiten an. Zum einen kann man die integrierten Sensoren direkt über die passende physikalische Größe stimulieren. Das Parkbremsensteuergerät kann während des HiL-Tests beispielsweise auf einer steuerbaren Wippe betrieben werden. Ist eine Stimulation auf physikalischer Ebene nicht möglich oder zu aufwendig, muss das Steuergerät geöffnet werden, so dass die interne elektrische Schnittstelle zugänglich ist. Dieses setzt jedoch voraus, dass die interne Schnittstelle bekannt ist – es erschwert zudem einen schnellen Wechsel zwischen unterschiedlichen Mustern des zu testenden Steuergerätes.
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- EPAS-HiL-Simulation auf elektrischer Leistungsebene
