Modellbasierte Entwicklung und Absicherung von Fahrwerk, Lenkung und Fahrwerkregelsystemen

Die Anforderungen an Fahrsicherheit und Fahrkomfort steigen stetig – verstärkt durch die Entwicklung automatisierter Fahrfunktionen. Dies erfordert leistungsfähige und vor allem sichere Fahrwerkskomponenten und -systeme. Der damit verbundene hohe Entwicklungsaufwand sowie die Vielzahl notwendiger Testszenarien dienen dazu, den optimalen Aufbau von Fahrwerk, Lenkung und Regelsystemen zu bestimmen und Fahrkomfort sowie Fahrerlebnis individuell zu optimieren. Die Lösungen von IPG Automotive unterstützen dabei die effiziente Entwicklung fahrdynamikrelevanter Systeme über den gesamten Prozess hinweg.

Virtueller Prototyp
und Szenariengenerierung

Reduzierung physischer Prototypen durch frühzeitige Optimierung der Fahrdynamik
Präzise Gesamtfahrzeugmodelle mit detaillierter Abbildung von Lenkung, Bremsen, Reifen- und Aerodynamikdynamik
Integration von Regelsystemen (z. B. ESC, Lenkungs- und Dämpferregelung, Fahrmodi) in MIL-, SIL- und HIL-Umgebungen
Vielfältige Szenarien und Testvarianten für maximale Testabdeckung
Vorkonfigurierte Streckenabschnitte und Szenarien für minimalen Implementierungsaufwand

Offene Test- und Integrationsplattform für flexible und effiziente Entwicklung von Lenk- und Fahrwerkssystemen über alle Entwicklungsphasen (MIL, SIL, HIL)
Direkte Integration kundenspezifischer Modelle beispielsweise über FMU/FMI, C-Code oder Simulink
Einheitliche Parametrierung und Versionierung von Modellen (z. B. Fahrwerk, Reifen, Regelalgorithmen) mit vollständiger Rückverfolgbarkeit zu Messdaten und Fahrzeugständen
Nahtlose Einbindung in bestehende Tool-Landschaften durch Unterstützung zahlreicher Standards und Schnittstellen

Reproduzierbare Tests unter variablen Bedingungen unterstützen schnelle, sichere und kosteneffiziente Freigabe
Frühe Software-Tests mit hoher Testanzahl und Millionen virtuellen Kilometern für breite Testabdeckung
Echtzeit-Tests mit realer Steuergeräte-Hardware am virtuellen Prototyp für Validierung von Regelsystemen und Sensorik
Schnellere Abstimmung von Lenkung, Dämpfung, Wank- und Nickverhalten sowie Komfort-Fahrdynamik

Sichere Untersuchung kritischer Fahrmanöver und Grenzbereiche ohne Risiko für Fahrer oder Fahrzeug
Szenarienbasierte Validierung anhand definierter Anwendungsfälle (z. B. ESC-Homologationsmanöver) zur Absicherung relevanter Betriebsbereiche
Konsistente Modelle und Testkriterien sichern eine zuverlässige, vollständige Analyse und Validierung von Testergebnissen über alle Entwicklungsphasen hinweg

Anwendungsfälle

Reale Reifenmessung im virtuellen Fahrversuch: HIL-Kopplung von GRIPS und TruckMaker

Der neue Reifenprüfstand GRIPS des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) verbindet reale Messungen mit einer Fahrdynamiksimulation. Über eine Hardware-in-the-Loop-Kopplung mit TruckMaker werden Antriebs-, Brems- und Lenkvorgänge virtuell erzeugt und am realen Reifen nachgebildet. Die gemessenen Kräfte und Momente fließen direkt zurück in die Simulation. So kann das Reifenverhalten unter realistischen Bedingungen analysiert und die Entwicklung von Fahrdynamik, Effizienz und Emissionen gezielt verbessert werden.

Echtzeitfähige physikalische Reifenmodelle für realitätsnahe HIL-Tests in der Steuergeräteentwicklung

Hardware-in-the-Loop (HIL) ist fester Bestandteil der Steuergeräteentwicklung. Bisher werden meist einfache, empirische Reifenmodelle eingesetzt, die schnell rechnen, aber bei speziellen Fahrsituationen an ihre Grenzen stoßen. Mit einem echtzeitfähigen physikalischen Reifenmodell lassen sich komplexe Szenarien wie ABS-Bremsen auf unebenem Untergrund oder plötzlicher Reifendruckverlust realistisch simulieren und Steuergeräte unter realitätsnäheren Bedingungen testen.

Platooning im Straßengüterverkehr: Validierung eines modellprädiktiven Steuerungskonzepts mit V2V-Kommunikation

Der Straßengüterverkehr nimmt weiter zu, was zu steigendem Energieverbrauch und Verkehr führt. Platooning kann hier mit der effizienten Regelung des Abstands die Sicherheit erhöhen und den Verbrauch senken. Ein intelligentes Steuerungskonzept kombiniert modellprädiktive Regelung mit Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation. Co-Simulationen mit TruckMaker und einem echtzeitfähigen Fahrsimulator ermöglichen die Validierung unter realistischen Bedingungen.