Effiziente Absicherung von komplexen Systemen mit schlüsselfertigen HIL-Lösungen
Bei der Entwicklung von Steuergeräten und Funktionen sind Hardware-in-the-Loop-Tests (HIL-Tests) ein wichtiger und notwendiger Meilenstein auf dem Weg hin zur Serienreife. Jedes zu testende System hat dabei spezielle Anforderungen. Von individuellen und vernetzten Steuergeräten bis hin zum kompletten mechatronischen Prüfstand: Wir bieten ein schlüsselfertiges Testsystempaket mit Software, Hardware und Engineering Services, das an die Bedürfnisse unserer Kunden angepasst ist. Unser Testsystemportfolio deckt den gesamten Prozess von Fail-Safe-Tests über Funktionstests bis hin zur Inbetriebnahme ab. Wenn auch Sie vor der Herausforderung stehen, komplexe Systeme wie ADAS oder gar Antriebsstränge effizient absichern zu wollen, bieten unsere Lösungen die richtige Unterstützung.
Anwendungsbereiche
Tiefer in relevante Anwendungsbereiche eintauchen:
Lenkung und Bremsen im ADAS-Kontext
Fahrzeugsicherheit mit wachsender Komplexität und gesetzlichen Vorschriften konfrontiert
Sowohl in technologischer als auch in regulatorischer Hinsicht stellt die Entwicklung moderner ADAS- und automatisierter Fahrfunktionen hohe Anforderungen an Test und Validierung. Dies gilt nicht nur für die ADAS-Funktionen selbst, sondern auch für die damit verbundenen Fahrzeugdynamik-Regelsysteme. Mit zunehmender Ausbaustufe der ADAS-Funktionen und der Interaktion zwischen diesen Funktionen steigen auch die Komplexität und der Validierungsaufwand im Zusammenhang mit den Schnittstellen zu Brems- und Lenksystemen, was eine umfassende Überprüfung ihres Zusammenspiels und der Gesamtleistung des Systems erforderlich macht:
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Zunehmende Systemkomplexität aufgrund der E/E-Architektur des
Fahrzeugs, der Software und der automatisierten Steuerungsfunktionen -
Neue Anforderungen im Zusammenhang mit Steer-by-Wire- und
Brake-by-Wire-Systemen - Hohe Variantenvielfalt bei Plattformen und Fahrzeugderivaten
- Wachsende Anforderungen durch NCAP und Homologation
- Begrenzte Verfügbarkeit von physischen Testressourcen
- Steigender Zeitdruck vor der Freigabe für die Serienproduktion
Vollumfängliche und skalierbare Testsysteme für die virtuelle Fahrzeugentwicklung
Unsere Testsysteme ermöglichen die durchgängige Absicherung von Fahrfunktionen von frühen Entwicklungsstadien bis zur Homologation:
- Zusammenspiel aus MIL, SIL, HIL und Vehicle-in-the-Loop (VIL)
- Integration virtueller Fahrzeug-, Sensor- und Umgebungsmodelle
- Automatisierte und reproduzierbare Testdurchführung
- Skalierbarkeit über Projekte, Varianten und Entwicklungsstufen hinweg
- Integration in bestehende Toolketten und Prozesse
Traditionelle, rein physische Testansätze stoßen an ihre Grenzen
Fahrerassistenzsysteme wie beispielsweise automatische Notbremsung (AEB), Spurhalteassistent (LKA) und Totwinkel-Assistent (BSD) müssen in unterschiedlichsten dynamischen Verkehrssituationen verlässlich funktionieren. Neben der Validierung der Sensorleistung ist es unerlässlich, die Schnittstellen zu den Brems- und Lenksystemen zu überprüfen, die die Fahrzeugreaktion ausführen.
Da die Anzahl und Komplexität der ADAS-Funktionen zunimmt, ist ein steigender Validierungsaufwand erforderlich, um ein zuverlässiges Zusammenspiel zwischen der ADAS-Software und den Brems- und Lenkkomponenten, einschließlich ihrer Steuergeräte (ECUs), sicherzustellen.
Um eine robuste Systemleistung zu gewährleisten, sind daher systematische, reproduzierbare und skalierbare Validierungsansätze unter realistischen Bedingungen erforderlich.
Herausforderungen
in der Absicherung
- Überprüfung der ADAS-Funktion & Fahrdynamik Schnittstellen in komplexen NCAP- und realen Verkehrsszenarien
- Bewertung der Lenkungs- und Spurhaltefunktionen unter extremen Bedingungen
- Umgang mit seltenen, aber sicherheitskritischen Grenzfällen
- Fehlende Reproduzierbarkeit im realen Fahrversuch
- Hoher Aufwand für Regressionstests während der Softwareupdates
- Integrierte Testsysteme für die Validierung von ADAS- und Fahrdynamik-Regelsystemen in allen Entwicklungsphasen
- Szenariobasiertes Testen von ADAS-Funktionen und deren Zusammenspiel mit Brems- und Lenksystemen
- Validierung von Schnittstellen der Fahrdynamik-Regelung in NCAP-relevanten und kundenspezifischen Szenarien
- Nutzung einer virtuellen Umgebung, um die Testabdeckung zu erhöhen
- Kombination aus physischen und virtuellen Komponenten (z. B. HIL, VIL)
- HIL- und mechatronische Prüfstände für Steer-By-Wire- und Brake-By-Wire-Systeme
- Automatisierte Durchführung und Auswertung von Testkampagnen
- Wiederverwendung von Testfällen in unterschiedlichen Projekten
- Validierung der ADAS-Interaktionen mit Brems- und Lenksystemen in NCAP-relevanten Szenarien
- Testen der Schnittstellen zur Fahrdynamikregelung bei automatisierten Brems- und Lenkinterventionen
- Höhere Testabdeckung durch virtuelle Szenarien
- Reproduzierbare Testergebnisse
- Effizientere Validierung sicherheitskritischer Funktionen
- Aufwand für physisches Testen sinkt
„Die Abhängigkeit von realen Testfahrzeugen wird drastisch sinken“
Brake- und Steering-in-the-Loop: Integriertes Testsystem von Polestar
In Zusammenarbeit mit Polestar wurde ein integriertes Testsystem für die Absicherung von Brems-, Lenkungs- und Fahrwerksfunktionen entwickelt. Dabei lag der Fokus auf hochvernetzten Fahrdynamiksystemen.
Absicherungsanforderungen für Brems- und Lenksysteme:
- Absicherungsanforderungen für Brems- und Lenksysteme
- Reproduzierbare Bedingungen für Absicherung und Kalibrierung
- Anzahl zeitaufwändiger Fahrzeugtests senken
Polestar nutzt ein kombiniertes Brems- und Lenkungstestsystem, das reale und virtuelle Komponenten umfasst:
- Zusammenspiel aus Hardware und Simulation
- Zusammenspiel aus Hardware und Simulation
- Verwendung über mehrere Entwicklungsphasen hinweg
- Deutlich weniger reale Testfahrzeuge
- Reproduzierbare Testbedingungen für die Systemvalidierung
- Reproduzierbare Testbedingungen für die Systemvalidierung
- Frühere Fehlererkennung und Funktionsoptimierung
Prüfstände für virtuelle Dauerlauferprobung
Die virtuelle Dauerlauferprobung am Prüfstand verlegt Dauerlauftests von der Straße in eine kontrollierte, virtuelle Fahrzeugumgebung. Der reale Antriebsstrang wird manuell am Prüfstand bedient und in Echtzeit mit einer umfänglichen Fahrzeugsimulation gekoppelt. Somit können bereits in frühen Entwicklungsstadien Lebensdauer, Robustheit und Energiemanagement unter realistischen und vollständig reproduzierbaren Bedingungen bewertet werden – unabhängig von Fahrzeugverfügbarkeit, Wetter- oder Verkehrsbedingungen.
Konventionelle
Dauerlauferprobung
- Begrenzte Prototypenverfügbarkeit in Kombination mit einer hohen Variantenvielfalt
- Hoher Zeit- und Kostenaufwand bedingt durch Logistik, Personal und Infrastruktur
- Geringe Reproduzierbarkeit durch Wetter-, Verkehrs- und Umgebungseffekte
- Unvollständige Abdeckung relevanter Lastkollektive innerhalb einer begrenzten Testdauer
- Steigende Systemkomplexität durch Elektrifizierung, Softwareabhängigkeit und thermische Wechselwirkungen
- Verlegung der Dauerlauferprobung auf der Straße in eine simulierte Prüfstandsumgebung
- Kombination eines realen Antriebsstrangs mit modellierten virtuellen Assets für einen ganzheitlichen und realistischen Systemkontext
- Zentrale Einflussfaktoren wie Straßentyp, Verkehrsdichte oder Fahrverhalten vollständig kontrollieren und reproduzieren
- Automatisierung und Wiederholbarkeit von Testszenarien mit unterschiedlichen Antriebsstrangvarianten
- Prüfstandsautomatisierung und CarMaker Testbed in Echtzeit gekoppelt
- Geschlossener Regelkreis zwischen realem Antriebsstrang und virtueller Fahrzeugumgebung
- Unterstützung von Zweirad- und Allradantriebskonfigurationen
- Simulation von Fahrdynamik, Fahrerverhalten, Verkehr und Umweltbedingungen
- Import realer Straßendaten mit HERE HD Live Maps/OpenDRIVE®
- Konfigurierbare Fahrermodelle, um verschiedene Kunden- und Nutzungsprofile abzubilden
- Datenaustausch im Millisekundentakt, um Echtzeitfähigkeit und Reproduzierbarkeit zu gewährleisten
- Absicherung von Dauerbelastung und Robustheit für elektrische und hybride Antriebsstränge unter Berücksichtigung mechanischer, thermischer und elektrischer Alterungseffekte
- Bewertung und Optimierung des Energiemanagements im Antriebsstrang in realistischen Szenarien mit Langstrecken und Mischverkehr
- Vergleich von Softwareversionen, Regelstrategien und Kalibrierungsständen unter identischen und reproduzierbaren Betriebsbedingungen
- Absicherung extremer Betriebsszenarien wie z. B. Fahrten im städtischen Stop-and-Go-Verkehr, auf Passstraßen, unter widrigen Witterungsverhältnissen oder mit Abschleppfahrzeugen
- Weniger Tests auf der Straße und geringere Nutzung von Prototypen bei gleichzeitiger Erhöhung der Testabdeckung, Datenqualität und Entwicklungseffizienz
- Testdauer, Logistikaufwand und Witterungsabhängigkeit reduzieren
- Automatisierungsmöglichkeit: Fertige Prototypen und Strecken rund um die Uhr nutzen
- Frühe Absicherung in MIL-, SIL-, HIL- oder Powertrain-in-the-Loop-Umgebungen lange bevor vollständige Fahrzeuge verfügbar sind
- Umfassende Einblicke in Perzeption, Steuerung und Timing
- Deterministische, wiederholbare Nachweise durch objektive Pass-/Fail-Kriterien
- Risikofreies Testen kritischer Szenarien und drohender Kollisionen
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