Von der Straße ins Labor

Als Spezialist im Bereich Fahrzeugsimulation arbeitet die Münchner Tesis DYNAware daran, einen Teil realer Fahrversuche und Prototypentests von der Straße ins Labor zu holen. ATZ sprach mit dem Geschäftsführer Dr. Cornelius Chucholowski über aktuelle Entwicklungen, neue Anforderungen und Potenziale rund um das "virtuelle Fahrzeug".

Worin liegen die Schwerpunkte Ihrer aktuellen Neuentwicklungen?
Zunächst geht es einfach darum, die Arbeitsschritte der Entwicklungsingenieure zu vereinfachen. Beispiele hierfür sind die "Suspension Toolbox" mit automatisierter Generierung der Modellparameter aus Messdaten und der Vergleich zwischen Rechnung und Messung sowie Reports. Als zuverlässiges Arbeitswerkzeug für Standardanwendungen wird unsere Software daher häufig auch "out-of-the-box" genutzt, das heißt, der Anwender braucht nicht zwangsläufig externe Unterstützung. Darüber hinaus setzen wir auf Simulationsmodelle, die besonders komplexe Themen abdecken wie die echtzeitfähige Kreisprozessrechnung sowie Modelle zur Berechnung von Hybrid-Antriebssträngen und der gängigen Fahrerassistenzsysteme. Dabei arbeiten wir mit Universitäten und weiteren Partnern zusammen und gelten als Spezialisten für anspruchsvolle Streckenmodelle in der Steuergeräte- und Komponentenentwicklung.

In welche Richtung wird sich die Fahrzeugsimulation Ihrer Meinung nach entwickeln?
Durch unsere Kundenprojekte beobachten wir, wie sich die Situation verändert. Wesentliche Kriterien der Simulationsmodelle sind natürlich nach wie vor Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Zudem wird es immer wichtiger, Unternehmensprozesse zu unterstützen. Das heißt, die Modelle müssen künftig äußerst flexibel einsetzbar, die benötigten Komponenten oder Details je nach Bedarf zu- beziehungsweise abschaltbar sein. Für jede Aufgabe muss also stets das passende Modell zur Verfügung stehen. Um schließlich ein abteilungsübergreifendes Arbeiten zu ermöglichen, ist es erforderlich, Anpassungen durch eine strukturierte Verwaltung und Dokumentation transparent und nachvollziehbar zu gestalten. Durch derartige Funktionen kann auch über den Entwicklungsprozess hinweg durchgängig ein Modell eingesetzt werden von "Model-in-the-Loop" bis zum HiL-Prüfstand.

Tesis wird oft im Zusammenhang mit dem Begriff "Tool Provider" genannt.
Diese Bezeichnung entspricht nur teilweise unserem eigenen Verständnis. Wir bieten natürlich im Rahmen unserer Simulationsumgebung Tools an, die der Kunde individuell nach seinem Bedarf zusammenstellen und einsetzen kann. Darüber hinaus nutzen unsere Kunden aber Ingenieurdienstleistungen für spezielle Berechnungen oder Programmanpassungen. Der Begriff "Solution Provider", trifft die aktuelle Situation deshalb besser. Auf der Vehicle Dynamics Expo im Mai dieses Jahres werden wir eine umfassende Simulationsumgebung der Öffentlichkeit vorstellen, die dem Anspruch "Solution Provider" noch mehr gerecht wird.

Wie schätzen Sie die Entwicklungspotenziale der Simulation bezogen auf folgende Stichworte ein? Erstes Stichwort: CO2-Reduktion
In diesem Bereich ist es nach wie vor ein großes Problem, die Emissionen in echtzeitfähigen Modellen auch richtig berechnen zu können. Hier ist die Emission natürlich stark davon abhängig, wie das Steuergerät den Motor betreibt. Das bedeutet, dass auf der Software-Seite mit Simulation sehr viel erreicht werden kann. In unseren Produkten wird deshalb strikt zwischen Ansteuerung und physikalischem Verhalten unterschieden. Nur so kann die Auswirkung der Motor-, Thermo- und Ladedruckregelung auf den Verbrauch auch richtig vorhergesagt werden. Für die Gesetzgebung ist der CO2-Ausstoß des Fahrzeugs bei einem synthetischen Fahrzyklus mit Warmlauf-, Beschleunigungs- und Abbremsphasen entscheidend. Wegen der Variantenvielfalt ist es heute üblich, Fahrleistung und Verbrauch am Simulationsmodell zu bestimmen und nur stichpunktartig im Versuch zu validieren. Mit unseren physikalisch basierten Motormodellen und der Bordnetzbibliothek unterstützen wir außerdem den Optimierungsprozess.

Hybrid-Antrieb
Im Rahmen der CO2-Diskussion werden auch beständig neue Konzepte für Hybrid-Antriebe ausprobiert. Bevor teure Prototypen gebaut und zeitaufwändige Versuche durchgeführt werden, müssen die verschiedenen Konzepte sorgfältig am Modell studiert werden. Das funktioniert nur in Form umfangreicher Untersuchungen des Fahrzeugverhaltens im virtuellen Fahrbetrieb am Computer. Bei den Komponenten orientiert man sich meist am tatsächlich technisch Machbaren und Verfügbaren und bildet diese im Modell ab. Die Simulation wird dann hauptsächlich eingesetzt, um die Betriebsstrategie und die Auslegung zu optimieren. Hier haben wir Produktkomponenten, auf die wir zurückgreifen und bieten dem Kunden zusätzlich Beratung und Unterstützung.

Und schließlich Fahrerassistenzsysteme
Gerade sicherheitsrelevante Bereiche im Fahrzeug sind real oft schwer umfassend zu testen. Für das Thema Sicherheit stehen Fahrerassistenzsysteme wie der Abstandsregeltempomat oder Spurhalteassistent. Hier liegt die Herausforderung in der Kombination vernetzter Komponenten. Diese können aufgrund ihrer Komplexität nicht mehr hinreichend auf der Straße ausprobiert werden, sondern müssen im virtuellen Betrieb oder in einem Simulator getestet werden. Wir bieten beispielsweise eine virtuelle Verkehrsumgebung und Sensormodelle, mit denen der Anwender Assistenzsysteme entwickeln und testen kann. Hier gibt es insofern ein großes Geschäftspotenzial, als sehr viel Software involviert ist. Getestet werden muss das Zusammenspiel der verschiedenen Software-Komponenten.

Ihre Auftraggeber wollen sich nach Möglichkeit nicht in Abhängigkeit von einem Zulieferer oder Werkzeug begeben. Wie bedeutend ist vor diesem Hintergrund die Flexibilität Ihrer Tools?
Das ist ein wichtiger Punkt. Flexibilität heißt auch, dass die Simulationsumgebung offen ist für andere Modelle, seien es unternehmenseigene Entwicklungen oder Modellkomponenten weiterer Anbieter. Diese Szenarien waren für uns aber bisher ohnehin kein Problem. Es geht eher darum, die Integration für den Anwender komfortabel zu gestalten. Hinzu kommt die Frage nach dem Hardware-Anbieter für die HiL-Tests. Hier bieten wir die Möglichkeit, aus den gängigen HiL-Plattformen frei zu wählen, wodurch auch bei einem Hardware-Wechsel die Simulationssoftware samt Benutzung gleich bleibt. Wir sehen uns damit auf einem Weg, der sowohl zuverlässige Ergebnisse als auch Flexibilität bietet. Damit kommen wir unserer Vision, die Fahrzeugversuche von der Straße oder dem Prüfstand per Simulation ins Labor zu verlagern, wieder einen Schritt näher.

Ich danke Ihnen für das Gespräch, Herr Dr. Chucholowski.


Autor(en): Thomas Jungmann

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