magazine - Virtual Vehicle

Integrale Sicherheit
Integrierte Tools für
Integrale Sicherheit
An der Kombination von aktiven und passiven Sicherheitssystemen führt heute kein Weg mehr vorbei.
Das VIRTUAL VEHICLE setzt auf durchgängige Simulationsmodelle im Sinne der integralen Sicherheit und
ermöglicht damit die Prognose der Wirksamkeit integraler Sicherheitssysteme.
Die Entwicklung passiver Sicherheitssysteme
ist bereits auf einem sehr hohen
Niveau, sodass weitere Verbesserungen mit
sehr hohem Aufwand verbunden sind. Hohes
Potential für Steigerungen der Sicherheit ist
hingegen durch die Kombination aktiver und
passiver Systeme zu erzielen.
Um die Wirksamkeit dieser integralen Sicherheitssysteme
untersuchen zu können, ist die
durchgängige Simulation ein effizienter Ausweg:
Durch die hohe Anzahl an möglichen
Kombinationen (Systemkombinationen und
beliebig viele mögliche Szenarien) sind Tests
auf Versuchsbasis nur sehr eingeschränkt
möglich.
Auch in der Simulation bestehen verschiedene
Herausforderungen, etwa, dass sehr viele verschiedene
Domänen wie Fahrdynamik, Sensorik,
Crash etc., berücksichtigt werden müssen.
Zur Berücksichtigung der individuellen Fahrzeugeigenschaften
sind also valide Modelle
für die einzelnen Domänen erforderlich.
Bei der Methodik zur durchgängigen numerischen
Simulation von Unfallszenarien werden
domänenspezifische Modelle über die
Co-Simulationsplattform ICOS zu einer automatisierten
Simulationskette (integriertes
Tool) verkoppelt. Dadurch können die bisher
widersprüchlichen Anforderungen „detaillierte
Ergebnisse“ und „breiter Einsatzbereich“ mit
einem Gesamtsimulationswerkzeug erfüllt
werden.
Mit diesem Gesamtsimulationswerkzeug können
umfangreiche Parameterstudien durchgeführt
und die Effektivität integraler Sicherheitssysteme
bewertet werden.
Die Simulation ist somit eine effiziente wirtschaftliche
Alternative wenn es gilt, das gesamte
Unfallgeschehen vom unkritischen
Fahrzeugzustand über den Unfall bis zur
Bewertung der Verletzungsschwere unter Berücksichtigung
vernetzter Systeme der aktiven
und passiven Sicherheit durchgängig darzustellen.
Schon jetzt fließt die integrale Sicherheit
auch verstärkt in die Bewertung in Verbraucherschutzratings
(z. B. Euro NCAP) ein.
Die Methode im Detail
Nach Auswahl des zu untersuchenden Szenarios
werden die Start- und Randbedingungen
der Simulation wie Startpositionen, Geschwindigkeiten
und Trajektorien der Unfallgegner
festgelegt. Grundsätzlich wird die numerische
Simulation in zwei Phasen zerlegt:
• Vorkollisionsphase
• Kollisionsphase
Für die Vorkollisionsphase werden Fahrdynamikmodelle
und Modelle der aktiven Sicherheitssysteme
verwendet. Tritt der Crashfall
ein, werden die aktuellen Zustände der Fahrdynamikmodelle
verwendet, um automatisiert
die Startbedingungen der in der Kollisionsphase
verwendeten Modelle der Unfallteilnehmer
in der FEM-Simulation festzulegen.
Sobald die Crash-Simulation abgeschlossen
ist, können die aus der parallel durchgeführten
Insassensimulation erzielten Ergebnisse zur
Auswertung herangezogen werden.
Einheitliche Schnittstellen ermöglichen den
einfachen Austausch einzelner Teilmodelle.
Damit kann die Detailtiefe den Anforderungen
entsprechend angepasst werden. Des Weiteren
lassen sich so auch Modelländerungen im
Laufe des Entwicklungsprozesses vornehmen.
Wir sprechen hier allerdings nicht von reduzierten
Modellen, sondern von Modellen in der
üblichen Detailtiefe der jeweiligen Simulationsdisziplin.
ICOS ist in der Lage, diese sowohl
parallel als auch seriell zu koppeln.
Viele Teilmodelle unter einem Hut
Abbildung 1:
Überblick Interaktionen der für integrale Fahrzeugsicherheit relevanten Simulationsdomänen
Zur Darstellung des Gesamtsystems vom normalen
Fahrzustand bis zum Crashend müssen
6 magazine Nr. 15, III-2013