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.
Zentrale Anwendungsbereiche für Testsysteme
Die Entwicklung moderner ADAS und automatisierter Fahrfunktionen stellt unter technischen sowie regulatorischen Aspekten der Fahrzeugsicherheit hohe Anforderungen an das Testen und die Absicherung. Dies gilt nicht nur für die ADAS-Funktionen selbst, sondern auch für die damit verbundenen Regelsysteme der Fahrdynamik. Mit zunehmender Ausbaustufe der ADAS-Funktionen und ihrer Interaktion untereinander steigen auch die Komplexität und der Validierungsaufwand im Zusammenhang mit den Schnittstellen zu Brems- und Lenksystemen. Dadurch wird eine umfassende Überprüfung ihres Zusammenspiels und der Gesamtleistung des Systems erforderlich.
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Zunehmende Systemkomplexität aufgrund der E/E-Architektur des Fahrzeugs,
der Software und 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
Unsere vollumfänglichen 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
Brems- und Lenksysteme im Kontext von ADAS Level 2+
Fahrerassistenzsysteme wie beispielsweise automatische Notbremsung (AEB), Spurhalteassistent (LKA) und Totwinkel-Assistent (BSD) müssen in unterschiedlichsten dynamischen Verkehrssituationen verlässlich funktionieren. Neben der Validierung der Sensoren ist es unerlässlich, dass die Schnittstellen zu den Brems- und Lenksystemen, die die Fahrzeugreaktionen ausführen, überprüft werden.
Da die Anzahl und Komplexität der ADAS-Funktionen zunehmen, steigt der Validierungsaufwand um ein zuverlässiges Zusammenspiel zwischen der ADAS-Software und den Brems- und Lenkungskomponenten, einschließlich ihrer Steuergeräte, sicherzustellen.
Um eine robuste Systemleistung zu gewährleisten, sind systematische, reproduzierbare und skalierbare Absicherungsansätze unter realistischen Bedingungen erforderlich.
Herausforderungen
in der Absicherung
- Überprüfung der ADAS-Funktionen und Schnittstellen zur Fahrdynamik 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
- Integriertes Testsystem für die Absicherung von ADAS- und Fahrdynamik-Regelsystemen in allen Entwicklungsphasen
- Szenarienbasiertes Testen von ADAS-Funktionen und deren Interaktion 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
- Automatisiertes Durchführen und Auswerten von Testkampagnen
- Wiederverwendung von Testfällen in unterschiedlichen Projekten
- Absicherung von ADAS-Interventionen in Brems- und Lenksysteme mit NCAP-relevanten Szenarien
- Test und Validierung von ADAS-/AV-Funktionen in frühen Entwicklungsphasen, die unabhängiger von mechanischen Komponenten sind, z. B. mit SBW-in-the-Loop
- Testen der Schnittstellen zur Fahrdynamikregelung während autonomen Fahr- und automatisierten Bremsvorgängen
- Hochdynamische Testlösung für Kalibrierung und Systemoptimierung
- Fehleranalyse des Steuergeräteverhaltens in Bezug auf ADAS von der realen Straße bis ins Labor durch die Einbettung von realen Lenk- und Bremssystemen
- 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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