Verschiedene Quellen, ein Ziel

Heutzutage werden Antriebssysteme immer komplexer, während gleichzeitig die Ansprüche an Effizienz und Genauigkeitsprüfungen steigen. Das zeigt sich beispielsweise in den neuen Vorschriften, wie Euro 7, und den neuen Standardzyklen, wie WLTP und RDE. Bei der Antriebsstrangentwicklung werden unterschiedliche Tools verwendet, wobei jedes einen sehr spezifischen Teil des Entwicklungszyklus für den Antriebsstrang abdeckt.
Um die Effizienz von Entwicklungszyklen zu erhöhen und neue Konzepte bereits vor deren physischer Existenz zu evaluieren, wurde eine integrative Co-Simulations- und Co-Validierungsplattform geschaffen, in der unterschiedliche Modelle aus verschiedensten Quellen zusammenarbeiten.

Leistungsstarke Co-Simulationsplattform

Die Plattform kann im gesamten Entwicklungsprozess eingesetzt werden: In den ersten Entwicklungsphasen ermöglicht sie die Zusammenarbeit verschiedener Entwicklungsteams; in den folgenden physischen Antriebsstrang- und ESG-Validierungsphasen erleichtert sie die Verwendung von Modellen im Prüfstand, die in der Designphase entwickelt wurden – und dies ohne Qualitätsverlust.
Da diese Modelle in Form einer Datei in das Gesamtsystem eingebunden werden, müssen die tatsächlichen Fremdtools nicht für die Simulation des ganzen Systems vorhanden sein. Dennoch ist es möglich, die Modelle während ihrer Integration in der Originalsoftware zu belassen. So kann ein neues Konzept für einen Hybrid-Antriebsstrang validiert oder der Luftkreislauf eines neuen Motors, des dazugehörenden Turbos und seines AGR-Systems durch die Evaluation der Schadstoffemissionen und des Kraftstoffverbrauchs lange vor der physischen Existenz der Teile oder des Systems gemessen werden.

Leistungsfähige Co-Validierungsplattform

In Anbetracht zunehmend komplexer Modelle mit mehr und mehr Details ist eine Echtzeitvernetzung mit realen Komponenten höchst attraktiv, um die Entwicklung zu beschleunigen. Gleichzeitig erfordert gerade diese Komplexität der Modelle eine Vereinfachung, um eine Ausführung in Echtzeit überhaupt zu ermöglichen. Hierdurch verlieren die Prüfungen jedoch an Repräsentativität. So kann beispielsweise ein auf dem Prüfstand geprüfter Motor zufriedenstellende Ergebnisse zeigen, die jedoch bei Straßenfahrzyklen signifikant abweichen. In den Validierungsphasen – wie Hardware-in-the-Loop (HiL) und Engine-in-the-Loop (EiL) – treten erstmals die verschiedenen physischen Komponenten auf den Plan. Diese Elemente müssen mit den Komponenten, die sich noch in der Modellierungsphase befinden, wirkungsvoll verbunden werden.

„Ohne die Ausführung von komplexen Modellen in harter Echtzeit lässt sich kein hoher Präzisionsgrad auf Hardware-in-the-Loop- oder Motorenprüfständen erreichen. Eine schnelle Prototypenentwicklung auf dem HiL-Prüfstand oder Kalibrierung des ESG auf dem Motorenprüfstand ist nicht mehr möglich“, erklärt Dr. Hassen Hadj Amor, Product Group Leader bei FEV Software und Testing Solutions. „In unserer realisierten Plattform wird die Präzision des Modells beibehalten und kann direkt in deterministischer, harter Echtzeit auf dem Prüfstand repliziert werden. Dies wurde durch die Integration spezifischer Funktionen erreicht, welche die Daten-Vorausberechnung mit fortschrittlichsten Algorithmen in einer Multi-Solver- und Multi-Core-Umgebung erlauben.

Verfügbarkeit

Die Plattform wurde von dem französischen Forschungsinstitut „IFP energies Nouvelles“ entwickelt. Bisher wurden zahlreiche Lizenzen unter dem Namen „xMOD“ bei Kunden in Europa und Asien installiert und stellen ihre Leistungsfähigkeit Tag für Tag unter Beweis. Im Laufe des kommenden Jahres wird FEV die Plattform als Standalone- Lösung anbieten und sie darüber hinaus in die MORPHEE Suite integrieren. Zahlreiche Modellbibliotheken werden das Angebot vervollständigen und ermöglichen es den Kunden, von FEVs langjähriger Erfahrung in der Antriebsstrangentwicklung zu profitieren.