Präzise Echtzeitregelung für fahrzeugvergleichbares Lenkgefühl – an Prüfstand und Fahrsimulator
MXsteerHiL: Modularer Hardware-in-the-Loop-Prüfstand für Lenksystem-, ECU- und ADAS/AD-Entwicklung in virtuellen Umgebungen
Der Hardware-in-the-Loop-Lenkungsprüfstand von MdynamiX bildet die Grundlage für eine präzise Funktionsvalidierung und die Entwicklung eines herausragenden Lenkgefühls, entlang des gesamten V-Modells, von der frühen Konzeptphase bis zur Serienfreigabe.
Der MXsteerHiL bildet das Lenkgefühl realitätsgetreu ab, sowohl für konventionelle Lenksysteme (C-EPS, R-EPS) als auch für Steer-by-Wire-Systeme für Pkw und Nutzfahrzeuge. Fehler und Schwachstellen werden frühzeitig in der virtuellen Umgebung identifiziert, bevor sie im Fahrversuch auftreten.
Durch die direkte Einbindung realer Lenksysteme in die virtuelle Fahrzeugumgebung lassen sich Fahrdynamikfunktionen und ADAS/AD-Anwendungen gezielt entwickeln und validieren, ohne Abhängigkeit von Prototypenfahrzeugen oder Testgeländen. Entwicklungsaufwand und Kosten reduzieren sich dadurch erheblich.
Von der Simulation zur Realität: Lenksysteme frühzeitig perfekt abstimmen
Der MXsteerHiL vereint ein kompaktes, agiles Design mit einem breiten Einsatzspektrum, von hochpräzisen HiL-Tests im Labor bis zur Integration in statische und dynamische Fahrsimulatoren.
Im Zentrum steht der MXsteerAct, ein kompakter und leistungsstarker Lenkgetriebe-Aktuator, der präzises Lenkgefühl und vollumfängliche HiL-Funktionalität in einem System vereint. Ingenieure können damit schrittweise validieren: von Fail/Safe-Tests und Funktionstests über die Performanceoptimierung bis hin zur vollständigen ADAS/AD-Funktionsvalidierung, bei gleichzeitig realitätsgetreuem Fahrerlebnis.
Systemarchitektur – Der MXsteerHiL besteht aus drei zentralen Komponenten:
MXsteerAct — Lenkgetriebe-Aktuator: Ein kompakter, leistungsstarker Aktuator zur präzisen Simulation der Zahnstangenkräfte. Er bildet die reale Reifen-Fahrbahn-Interaktion am Lenkgetriebe nach und erzeugt damit ein authentisches Lenkgefühl am Prüfstand.
MXsteerMot — Lenkrad-Aktuator: Der hochpräzise, rotatorische Motor reproduziert die Lenkwinkel des virtuellen Fahrers, sowie die gewünschten Lenkmomente. Bei Nutzung des MXsteerLink wird der MXsteerMot mit der Feedbackeinheit verbunden und stellt die gewünschte Lenkradposition.
MXsteerCon — Zentrale Steuereinheit: Vereint intelligente modellbasierte Echtzeitregelung, Sicherheitsmanagement, Signalkonditionierung, Leistungsregelung und sämtliche Kommunikationsschnittstellen in einer einzigen Einheit. Kompatibel mit allen EtherCAT-fähigen Echtzeitsystemen wie VI-grade AutoHawk, Concurrent Real-Time iHawk, Vector VN & VT, dSpace Scalexio, IPG Xpack und mehr.
HiL-Prüfstand für Lenkgetriebe
Konfiguration 1: HiL-Prüfstand für das vollständige Lenksystem
Das Lenksystem wird originalgetreu in den Prüfstand eingebunden und ermöglicht eine präzise Validierung unter realitätsnahen Bedingungen.
Im Zentrum stehen der Lenkgetriebe-Aktuator MXsteerAct und der Lenkrad-Aktuator MXsteerMot, die gemeinsam ein authentisches Lenkgefühl erzeugen. Gesteuert werden alle Komponenten über MXsteerCon, das eine intelligente und modellbasierte Regelung sowie alle Sicherheits-, Mess-, Leistungsregelungs- und Kommunikationsschnittstellen in einer zentralen Einheit vereint.
Das Ergebnis: eine leistungsstarke, integrierte Lösung für effiziente Tests, fundierte Analysen und eine beschleunigte Entwicklung moderner Lenksysteme.
Konfiguration 2: Statischer Fahrsimulator mit HiL-Systemen
Dieser Aufbau ermöglicht die Integration statischer Fahrsimulatoren mit HiL-Testsystemen. Mithilfe der virtuellen DiL-HiL Kopplung MXsteerLink und MXbrakeLink lassen sich Lenksystem- und Bremsfunktionen realitätsnah verbinden, für präzise Tests, fundierte Analysen und ein authentisches Fahrerlebnis.
Die virtuelle Kopplung ermöglicht eine nahtlose Umschaltung des Lenkgefühls zwischen dem realen Lenksystem im HiL-Verbund und einem virtuellen Lenkungsmodell.
Konfiguration 3: Nutzfahrzeug-HiL (erhöhte Aktuatorkräfte)
Erweiterte Aktuatorkonfiguration für elektrisch und hydraulisch unterstützte Nutzfahrzeug-Lenksysteme. Deckt das gesamte Lenkmomentspektrum für Lkw und Bus ab. Geeignet für die Lenkgefühlentwicklung sowie die Validierung von ADAS/AD-Funktionen auf Nutzfahrzeugplattformen.
Anwendungsbereiche des MXsteerHiL Lenkungsprüfstands
Steer-by-Wire-Entwicklung und -Validierung: Der MXsteerHiL ermöglicht die Entwicklung und Validierung von Steer-by-Wire-Systemen in einer sicheren, reproduzierbaren Laborumgebung — bevor Hardware-Prototypen verfügbar sind. Speziell im Hinblick auf SbW-Systeme können so Kommunikationsprobleme, das generierte Lenkgefühl und adaptive Lenkwinkeländerungen erkannt, getestet und validiert werden.
ADAS- und Automatisiertes Fahren — Funktionsvalidierung: Lenkfunktionen für ADAS/AD-Anwendungen sowie der Übergang zwischen manuellem und automatisiertem Fahren können mit realer Lenkhardware in einer virtuellen Umgebung getestet werden. Das ermöglicht die Validierung in einer frühen Entwicklungsphase und reduziert den Aufwand für Fahrversuche auf öffentlichen Straßen oder Testgeländen erheblich. Auf dem MXsteerHiL werden schon heute Spurhalte- und Spurwechselassistenten sowie autonome Übergabeszenarien bearbeitet und funktional abgesichert.
ECU-Applikation und Software-Validierung: Durch die Nutzung der realen Bauteile inklusiver vollfunktionaler Bussimulation, erhält der Versuchsingenieur die Möglichkeit zur identischen Applikation wie im späteren Fahrzeug. Speziell im Hinblick auf die Lenkgefühlapplikation, kann die ECU auf die jeweilige Firmen DNA angepasst werden.
Fahrsimulator-Integration: Über MXsteerLink wird der MXsteerHiL mit statischen und dynamischen Fahrsimulatoren gekoppelt. Die virtuelle DiL-HiL-Verbindung ermöglicht eine Echtzeitumschaltung zwischen physischer Lenkhardware und einem virtuellen Lenkungsmodell — für objektive Messungen und subjektive Fahrerbeurteilungen in einem gemeinsamen Versuchsaufbau.
MXsteerHiL – Key Facts auf einen Blick
- Effiziente Entwicklung: Test und Optimierung von Lenksystem- und ADAS-Funktionen direkt mit realem Lenksystem.
- Realistisches Lenkgefühl: Steigerung der Immersion im Fahrsimulator und Labor.
- Frühe Problemerkennung: Virtuelle Tests decken Fehler auf – für konventionelle und Steer-by-Wire-Systeme.
- Zuverlässige Analysen: Konsistente subjektive und objektive Bewertungen in der virtuellen Umgebung.
- Flexible Kalibrierung: Steuergeräteapplikation identisch zum Fahrzeug.
- Modulares Design: Prüfstände passen sich individuellen Anforderungen an.
- Plug & Play: Maximale Effizienz durch einfache Handhabung.
- Kompatibel: Nahtlose Integration mit MXeval und allen gängigen Entwicklungswerkzeugen.
Vorteile von MXsteerHiL
- Breites Anwendungsspektrum: Ideal für Nutzfahrzeuge und PKWs, kompatibel mit allen Arten von Lenksystemen.
- Hohe Präzision: Exakte Steuerung auch bei kleinen Lenkausschlägen und hochfrequenten Tests.
- Maximale Flexibilität: Nahtlose Integration in verschiedene Echtzeitumgebungen und Simulationspakete – perfekt für unterschiedliche Testanforderungen.
- Skalierbares Design: Von kompakten Setups bis hin zu umfangreichen Systemen – passt sich Ihren Anforderungen an.
- Umfassende Testmöglichkeiten: Unterstützt HiL- und DiL-Tests für realitätsnahe Fahrerinteraktionen und aussagekräftige Ergebnisse.
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