Simulation: dSPACE kooperiert mit Toyota Motorsport

■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■dSPACE GmbHEin hohes und stetiges Umsatzwachstum, über 300 Mitarbeiter, mehr als 7000 weltweiteInstallationen: Das ist die Bilanz der Firma dSPACE, dem nach eigenen Angaben weltweitführenden Anbieter von Werkzeugen für die Entwicklung und den Test mechatronischerRegelungssysteme.dSPACE-Systeme ermöglichen es den Entwicklern von Steuergeräten, ihreEntwicklungsszeiten und -kosten drastisch zu reduzieren und die Produktivität spürbar zu erhöhen.Möglich ist dies durch einen optimalen Mix aus Standardlösungen für Rapid ControlPrototyping, Seriencode-Generierung und virtuelle Steuergerätetests. Falls gewünscht, werdenumfassende Dienstleistungsangebote vom On-site-Training bis hin zum kundenspezifischenSystem-Engineering angeboten. Die dSPACE-Produkte werden vom Hauptsitz in Paderborn,den Tochterunternehmen in den USA, Frankreich und Großbritannien sowie einer großenAnzahl von Repräsentanten weltweit vertrieben und betreut. Um den automotiven Sektornoch besser bedienen zu können, gibt es Projektzentren in München und Stuttgart.Weitere Informationen: dSPACE GmbH, Technologiepark 25, D-33100 Paderborn,e-Mail: info@dspace.de, Internet: www.dspace.demel-1-Wagens wird in einer simuliertenUmgebung closed-loop getestet.Die Basis für die Simulation bildenmathematische Modelle des dynamischenVerhaltens der Hydraulik-Aktorenund des Motors. Hier kommt dasMotormodell en-DYNA® von der FirmaTesis, München, zum Einsatz, dasin MATLAB®/Simulink® formuliert ist.Durch den Einsatz dieser Modelle wirdeine echte Hardware-in-the-Loop-Simulationermöglicht. Über die echtzeitfähigenKomponentenmodelleund die realen Steuergeräte werdendie Regelkreise geschlossen.Zur Sensorsimulation können mit derdSPACE Hardware beispielsweiseKurbel- und Nockenwellensignale biszu Drehzahlen von weit über 20.000U/min generiert werden. Im Gegenzugwerden Zünd- und Einspritzsignaleauch bei höchsten Drehzahlenmit einer Genauigkeit von 0,1° Kurbelwinkelvermessen und dem Modellzugeführt. Das bemerkenswertedaran: Die gesamte I/O wird vollständigin MATLAB®/Simulink® definiertund konfiguriert, ohne eine Zeile zuprogrammieren. Der Code für dieEchtzeithardware wird automatischgeneriert, auf Knopfdruck. Diese Featuresmachen die angewandten Systemeso leistungsfähig, ob es nunum Rennsportanwendungen oder umherkömmliche Fahrzeug-Anwendungengeht.■ Einbindung realer SystemkomponentenDas Ziel bei der Hardware-in-the-Firmenportrait■■■■■■■■■■■■Loop-Simulation ist natürlich, dasSteuergerät in einer komplett simuliertenUmgebung zu testen. Manchmalist es jedoch sinnvoll, realeFahrzeugteile in den geschlossenenRegelkreis einzubinden. Hier ist esdas Lenkrad – mit integriertem Steuergerät–, das nur als Echtteil Aufschlussüber den interaktiven Betrieb,die Steuergerätekommunikationoder über mögliche, durch dasLenkrad verursachte Fehler gebenkann. Alternativ kann das Lenkradüber dSPACE Simulator nachgebildetwerden. Das ist wichtig für automatisierteTests.Mit dSPACE Simulator lassen sichTests komplexer Software-Strategienin kurzer Zeit durchführen. Das istvor allem wichtig bei der Implementierungneuer Funktionen. Denn indiesem Fall muss das gesamte Steuergerätenetzwerkerneut geprüftwerden, um Beeinflussungen derStrategien untereinander sofort zuerkennen. Beispielsweise zeigte sichwährend des Funktionstests zum automatischenHerunterschalten in einendefinierten Gang eine Wechselwirkungmit der „Auto-up-shift“-Funktion, die direkt im Anschlusswieder in den nächst höheren Gangschaltete. Mit dem Simulator konntediese unerwünschte Wechselwirkungerkannt werden, die ohne diesenTest im Vorfeld nur schwer feststellbargewesen wäre. Für dieSchaltstrategie ist der Hardware-inthe-Loop-Testmit dSPACE Simulatorvon entscheidender Bedeutung, weilsie auf das gesamte Steuergerätesystemeinwirkt.■ Mit Testautomatisierung nochmehr gewinnenEin weiterer erfolgreicher Einsatzvon dSPACE Simulator zeigt sich beider Automatisierbarkeit und damitReproduzierbarkeit von Tests. Denndie kontinuierliche Weiterentwicklungder Software-Strategien führtselbstverständlich zu immer komplexerenund zahlreicheren Tests, diein kürzester Zeit ablaufen müssen.Diese Herausforderung wird mit derTestautomatisierung gemeistert.Hier werden in höchster Testqualitätund mit der erforderlichen Testtiefeerneut Zeit- und Kostenersparnisseerzielt. Um diese automatisiertenTestläufe noch zu optimieren, arbeitetToyota Motorsport jetzt daran,das Applikationssystem Vision 32 anden Simulator anzubinden. Per Fernsteuerungkönnen so Fehlersituationenin der Software-Strategie automatischgetestet werden. Ein weiterestypisches Anwendungsszenariofür die Testautomatisierung bestehtdarin, die Fahrzeugelektronik mitSignaldaten aus Fahrzeugtests oderPrüfstandsläufen zu stimulieren. DasZiel dabei ist, das Steuergeräteverhaltenim Labor in einer definiertenSituation zu reproduzieren, indemfestgestellte Fehler nachgestellt, untersuchtund letztendlich behobenwerden.Zur Zeit ist bei Toyota Motorsport eindSPACE Simulator im Einsatz, mitdem sämtliche Steuergeräte-Software-Testsdurchgeführt werden.Um durch Testentwicklung und Umrüstzeitenam vorhandenen Systemkeine Zeit zu verlieren, haben sichdie Kölner für die Anschaffung weitererSysteme entschieden. So könnenStillstandzeiten vermieden undTests mit mehreren Simulatorengleichzeitig durchgeführt werden.Peter Urban,Applikations-Ingenieur bei der ToyotaMotorsport GmbH,Dr.-Ing. Peter Wältermann,Gruppenleiter bei der dSPACE GmbH,Bettina Henking,Technische Redakteurin bei dSPACE■ Literaturhinweis[1] Schütte, H.; Plöger, M.; Diekstall, K.;Wältermann, P.; Michalsky, T.:Testsysteme im Steuergeräte-Entwicklungsprozess.In: AutomotiveElectronics, ATZ-MTZ-Sonderheft, März 2001AUTOMOTIVE ENGINEERING PARTNERS 6/2001 5 ■ ■ ■ ■