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Effizienzsteigerung durch toolbasierte Fahrverhaltensapplikationen

Unter hohem Zeitdruck müssen die Hersteller eine Vielzahl von Fahrzeugen abstimmen. Die Kunden erwarten ein perfekt abgestimmtes Fahrverhalten und einen zur Marke passenden Charakter, das sogenannte Branding. Doch Testfahrzeuge kommen spät und sind rar. Bisher basierte der Großteil der Fahrverhaltensbewertung auf dem Bauchgefühl. IAV hat gemeinsam mit ETAS ein Mess- und Bewertungssystem auf Basis von INCA-FLOW entwickelt, das die Abstimmung selbst vieler Fahrzeuge sehr effizient ermöglicht.

Es war eine anspruchsvolle Aufgabenstellung: Die Autohersteller äußerten vielfach den Wunsch nach einem System, das in der Applikation die Fahrzeugabstimmung erleichtert und mit dem sich zugleich der jeweilige Fahrzeugcharakter effizient festlegen lässt. Zudem sollten bisher subjektiv ermittelte Applikationskriterien objektiv beschrieben werden. So ein Mess- und Bewertungssystem hat IAV gemeinsam mit ETAS entwickelt. Die neuen Bewertungsalgorithmen für Motor und Getriebefahrbarkeit werden als Toolboxen zusätzlich zum bereits vor vielen Jahren erfolgreich im Markt eingeführten INCA-FLOW angeboten: die Engine Driveability Toolbox (EDT) und die Transmission Driveability Toolbox (TDT).

EDT/TDT-Toolkette – von der Durchführung der Fahrmanöver über die Messdatenaufzeichnung und -auswertung bis hin zur Ergebnisdarstellung.

Die Fahrzeugpaletten der Autohersteller werden zunehmend differenzierter und umfangreicher. Die vielen Derivate mit ihren vielen unterschiedlichen Antriebsstrangkonfigurationen, vom kleinen bis zum großen Motor, vom Handschalter über automatisierte Handschalter, Wandlerautomaten, Doppelkupplungsgetriebe bis hin zu CVT-Getrieben, die verschiedenen Hybridsysteme mit unterschiedlichen E-Motor-Varianten und den Systemkonfigurationen P1, P2, P3, P4 sowie die kombinierten Systeme wie beispielsweise P1/P4, und schließlich die DHT-Systeme lassen den Aufwand für die Fahrbarkeitsapplikation ins Unermessliche anwachsen. Für Verbrennungsmotoren gibt es außerdem immer strengere Emissionsgrenzwerte unter realen Fahrbedingungen (RDE, Real Driving Emissions). Und CO2-Emissionen müssen im strengen WLTPZyklus (Worldwide Harmonised Light-Duty Vehicles Test Procedure) gesenkt werden.

Zudem erwarten viele Kunden für ihr Wunschfahrzeug ein Fahrverhalten, das ihre persönlichen Anforderungen erfüllt und das sie idealerweise sogar nach eigenem Geschmack individuell festlegen können. So beschleunigt beispielsweise eine Oberklasse-Limousine eher sanft und ruckfrei, während ein Sportwagen spontaner ansprechen muss. Auch im Schalt- und Anfahrverhalten gibt es merkliche Unterschiede. Jede Automarke hat ihr eigenes Branding, welches den verschiedenen Flottenmodellen aufgeprägt werden muss. Die Aufgabe der Applikateure ist es, jeden individuellen Fahrzeugtyp entsprechend den technischen Rahmendaten abzustimmen und ihm zugleich das gewünschte Fahrverhalten einzuprägen. Dieser Charakter wird insbesondere durch das längsdynamische Fahrverhalten geprägt, welches durch die Abstimmung vieler Parameter in den verschiedenen Steuergeräten der Antriebsstrangkomponenten bestimmt wird. Neben dem Einsatz von Entwicklungswerkzeugen kommt der subjektiven Wahrnehmung der Ingenieure eine hohe Bedeutung zu.

Vereinfachte Applikation

Die INCA-FLOW Engine Driveability Toolbox und die Transmission Driveability Toolbox vereinfachen diese Abstimmungsarbeit erheblich. Sie sind einfach zu bedienen und vollständig in die bestehende Applikations-Toolkette integriert. Innerhalb weniger Minuten lässt sich das System im Fahrzeug in Betrieb nehmen. Es kommt ohne eigene Sensoren aus und liest über die vorhandenen Bus-Systeme, etwa CAN (Controller Area Network), FlexRay oder XCP (Universal Measurement and Calibration Protocol), die Fahrzeugsignale aus. Optional kann ein externer Beschleunigungssensor verwendet werden, der sich beispielsweise an einer Sitzschiene schnell befestigen lässt. Vorhandene Messsysteme von ETAS, wie zum Beispiel die ES5xx-Serie, können genutzt werden.

ETAS Logo

INCA-FLOW wird über den IAV-Kooperationspartner ETAS vertrieben.

Der nachfolgende Ablauf ist einfach: Während der Fahrmanöver zeichnet das Mess- und Bewertungssystem physikalische Größen des Antriebsstrangs in Echtzeit auf. In der Regel eignen sich Beschleunigungs- und Drehzahlsignale, um verlässliche Bewertungsgrößen beispielsweise für Lastwechsel, Pedaldosierbarkeit, Schaltablauf und das Anfahren zu bilden. Das System wertet diese Messdaten aus und stellt relevante physikalisch basierte Fahrverhaltensparameter objektiv in Zahlenwerten grafisch dar – auch in Beziehung zu Vergleichsfahrzeugen. Zusätzlich ist eine Offline- Auswertung möglich, etwa im Büro und auch zusammen mit Kollegen.

Schnelle Abstimmungskette

Über den direkten Informationsrückfluss ermöglichen die INCA-FLOW-Toolboxen das Identifizieren exakter Parameter des Antriebsstrangs, mit denen sich das längsdynamische Fahrverhalten gezielt auf die Anforderungen kalibrieren lässt. Werden diese Parameter während der laufenden Abstimmungsfahrt geändert, ist ein erneuter schneller Datenrückfluss von reproduzierbaren, objektiven und physikalischen Größen möglich.

Seinen vollen Vorteil spielt das Mess- und Bewertungssystem aus, wenn bereits zu Projektbeginn die Applikationsziele in Form von Zielgrößen als Abnahmekriterien verbindlich festgelegt wurden. Diese lassen sich während der Abstimmungsfahrt zielgerichtet messen und bis hin zum gewünschten Ergebnis optimieren. Damit ist ein zielgerichtetes Projekttracking zu jedem Meilenstein möglich.

Die INCA-FLOW Engine Driveability Toolbox und die Transmission Driveability Toolbox sind ein sehr leistungsfähiges Werkzeug für eine effiziente Fahrzeugabstimmung. Damit erfüllt es die aktuelle Anforderung, eine Vielzahl von Fahrzeugen in kurzer Zeit zu bearbeiten. Ein großer Vorteil ist die Objektivierung der Fahrverhaltensbewertung, die bisher im Wesentlichen nach subjektiven Kriterien erfolgte – physikalische Werte ersetzen das Bauchgefühl, führen schneller zum Ziel und erleichtern die Managementabnahme.


Der Artikel erschien in der automotion 02/2019, dem automotive engineering-Fachmagazin von IAV. Sie können die autmotion kostenfrei abonnieren.


 

Vertriebspartner: ETAS