1. Home
  2. TRID
  3. View Record
https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Kinaesthetische Erfahrung der Handling-Eigenschaften digitaler Prototypen auf Basis der Mehrkoerpersimulation im Closed-Loop Versuch

Kinesthetic perception of the handling behavior of digital prototypes on the basis of multi-body simulation in closed-loop testing

Eine prognosesichere physikalische Modellierung von Fahrzeugen wird heute durch komplexe Mehrkoerpersimulationsmodelle (MKS) erreicht. Zur Steigerung der Prognoseguete sind flexible Bauteile, Regler und komplexe Komponentenmodelle in Ko-Simulation eingebunden. Obligatorisch sind hierbei empirische oder physikalische Reifenmodelle, die in den simulierten Betriebspunkten genau bekannt sind. Echtzeitfaehige Fahrdynamikmodelle sind heute zumeist parametrische Modelle oder Mehrkoerpersimulations-Modelle mit reduzierter Komplexitaet. Die Parametrierung der echtzeitfaehigen Modelle geschieht vorwiegend ueber die Vermessung realer Prototypen und deren Komponenten. Zur Beurteilung der fahrdynamischen Eigenschaften von Pkw und Nfz sowie fuer Probandenversuche mit Fahrerassistenzsystemen wird bei der Daimler AG der dynamische Fahrsimulator mit Hexapoden und einem zusaetzlichen Linearantrieb mit 12 Meter Bewegungsraum eingesetzt, der zu den weltweit leistungsfaehigsten seiner Art zaehlt. Ziel ist nun eine kinaesthetische Erfahrung der Fahreigenschaften des vollstaendig in der MKS modellierten Fahrzeugs in Closed-Loop-Manoevern zu ermoeglichen. Neben der Bereitstellung einer geeigneten virtuellen Testumgebung fuer Lastfaelle und der Ueberfuehrung von modellbasierten Prototypen in parametrische Modelle, stellen insbesondere die Automatisierung der Parametrisierung und die Validierung der Methode Herausforderungen des vorgestellten Projekts dar. Als echtzeitfaehiges Simulationsprogramm wird ein Matlab Simulink(R)-basiertes Open-Source-Programm verwendet, welches sich zur individuellen Adaption der Modelle an spezielle Fahrzeugspezifikationen eignet. Validierungsversuche ueber Fahrdynamikprotokolle und Fahrdynamikrechnungen bestaetigen die hohe Prognoseguete des ueber die MKS parametrierten Modells. Nachfolgend ist eine automatisierte Berechnung notweniger Lastfaelle von modellierten Fahrzeugen in der MKS und die Konvertierung der notwendigen Parameter aus den Ergebnissen dieser Simulationen in die entsprechenden Eingangsdateien des parametrischen Modells umgesetzt worden. Die Methode ist anhand dreier unterschiedlicher Baureihen mittels fahrdynamischer Messfahrten validiert. Das somit bedatete Modell ist ueber eine standardisierte Schnittstelle in die Fahrsimulator-Umgebung eingebunden und bewaehrt sich dort in der subjektiven Beurteilung verschiedener Modellvarianten. Das methodische Vorgehen von der komplexen MKS bis zur Nutzung am Fahrsimulator wird dargestellt. Mit der vorgestellten Systematik eroeffnen sich neue Moeglichkeiten in der Komponentenentwicklung und -Beurteilung waehrend der Konzeptphase. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: The physical modeling of vehicles is done today with the help of multi-body simulation models (MBS). In order to improve the prediction capability of the models; flexible parts, control systems and complex component models are implemented into the MBS environment. It is implied at this point that empirical or physically valid tire models are available. Vehicle dynamic models capable of real time computing are made possible through parametric or MBS models with reduced complexity. The parameterization is mainly achieved through measurements from prototypes and their components. In order to be able to assess the vehicle dynamic characteristics of passenger cars and trucks as well as testing advanced driver assistance systems, Daimler AG uses its dynamic driving simulator. The simulator, one of the world's most powerful of its kind, is equipped with a hexapod and an additional 12 m linear drive. The aim is to now kinesthetically perceive the driving characteristics of the MBS modeled vehicle in closed-loop maneuvers. Apart from the provision of a virtual test environment for maneuvers and the transfer of model based prototypes into parametric models, the automatic parameterization and validation of the methods represents a challenge of the introduced project. A Matlab/ Simulink® based open-source program, capable of realtime simulations, is used which enables the adaptation of the models to the individual vehicle specifications. Validation tests with vehicle dynamic protocols and calculations ascertain the high predictability of the MBS parameterized models. As a following step, the automatic execution of important maneuvers with the MBS modeled vehicle and the conversion of important parameters from the result files to the respective inputs of the parametric model was realized. The method is validated with the help of three different model ranges through vehicle dynamic test drives. The model is consequently implemented into the environment of the driving simulator with the help of a standard interface and proves itself in the subjective assessment of different model ranges. Within the scope of this paper, every step from the methodical approach of building the complex MBS model to the implementation in the driving simulator is presented. New possibilities in component development and assessment during the concept phase are made available through the introduced system. (A)

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References;
  • Pagination: pp 209-22
  • Monograph Title: Reifen - Fahrwerk - Fahrbahn. Die Reifentagung Europas als Bindeglied zwischen Strasse und Fahrwerk. 14. Internationale Tagung der VDI Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik, Hannover, 22. und 23. Oktober 2013
  • Serial:
    • VDI-Berichte
    • Issue Number: 2211
    • Publisher: VDI Verlag GmbH
    • ISSN: 0083-5560

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01586622
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • ISBN: 978-3-18-092211-9
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jan 7 2016 8:56AM