Henning Holzmann

Modeling and identification of the vehicle suspension characteristics using local linear model trees

An automotive MacPherson suspension unit is identified and modeled using a radial basis function network with local linear weighting functions (LOLIMOT). The output of the network represents the nonlinear force characteristic of the spring-and-damper unit in dependency of the measured spring travels at the front axle and the corresponding spring travel velocities. The network parameters are interpreted physically by comparing the five local linear models identified with the network to a physical second-order model of the wheel suspension unit. Implemented in an overall vehicle model the network or its look-up table representation represents an adaptable model of the nonlinear vehicle suspension characteristics.

Virtual test driving at General Motors Europe

Due to the increasing complexity of control systems and the variety of different vehicle variants, virtual development methods become more and more important. For years, General Motors Europe Engineering has been aiming to increase the application of simulation methods to systematically support the driving test on the road concerning the integration of chassis control systems. This paper reports on the usage of the vehicle dynamics software Car Maker by IPG Automotive.

Simulation methods supporting homologation of Electronic Stability Control in vehicle variants

ABSTRACT Vehicle simulation has a long tradition in the automotive industry as a powerful supplement to physical vehicle testing. In the field of Electronic Stability Control (ESC) system, the simulation process has been well established to support the ESC development and application by suppliers and Original Equipment Manufacturers (OEMs). The latest regulation of the United Nations Economic Commission for Europe UN/ECE-R 13 allows also for simulation-based homologation. This extends the usage of simulation from ESC development to homologation. This paper gives an overview of simulation methods, as well as processes and tools used for the homologation of ESC in vehicle variants. The paper first describes the generic homologation process according to the European Regulation (UN/ECE-R 13H, UN/ECE-R 13/11) and U.S. Federal Motor Vehicle Safety Standard (FMVSS 126). Subsequently the ESC system is explained as well as the generic application and release process at the supplier and OEM side. Coming up with the simulation methods, the ESC development and application process needs to be adapted for the virtual vehicles. The simulation environment, consisting of vehicle model, ESC model and simulation platform, is explained in detail with some exemplary use-cases. In the final section, examples of simulation-based ESC homologation in vehicle variants are shown for passenger cars, light trucks, heavy trucks and trailers. This paper is targeted to give a state-of-the-art account of the simulation methods supporting the homologation of ESC systems in vehicle variants. However, the described approach and the lessons learned can be used as reference in future for an extended usage of simulation-supported releases of the ESC system up to the development and release of driver assistance systems. Abbreviations: ABS: Anti-lock braking system; ADR: Australian design rules; ALB: Automatic load-dependent brake force controller; AMEVSC: Alternative method to assess the electronic vehicle stability control system; APP: Application; BSC: Brake slip controller; CAE: Computer-aided engineering; CAN: Controller area network; CAT: Category; CoG: Centre of gravity; DIN: Deutsches Institut für Normung (German Institute for Standards); EB+: Trademark of Haldex; EBD: Electronic brake force distribution; EBS: Electronic brake system; ECU: Electronic control unit; ESC: Electronic stability control; ECVWTA: European Community Whole Vehicle Type Approval; FMVSS: Federal motor vehicle safety standards; GPS: Global positioning system; GRRF: Groupe de travail en matiere de roulement et de freinage (Working Party on Braking and Running Gear); HiL: Hardware-in-the-Loop; HSRI: Highway Safety Research Institute; K&C: Kinematic and compliant (KnC); MBS: Multibody systems; MPV: Multipurpose vehicle; NHTSA: National Highway Traffic Safety Administration; OEM: Original equipment manufacturer; SiL: Software-in-the-Loop; ST: Summer tyres; STM: Single track model; StVO: Straßenverkehrsordnung (Government Highway Regulations); SUV: Sports utility vehicle; SW: Software; SwD: Sine with dwell manoeuvre; TC: Threshold consumption value; TCS: Traction control system; TRIAS: Test Requirements and Instructions for Automobile Standards; UN/ECE: United Nations Economic Commission for Europe; VAF: Value-added function; VDC: Vehicle dynamics controller; VTC: Vehicle test catalogue; WT: Winter tyres

Product development at Opel – A synthesis of CAE and test

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Virtueller Fahrversuch bei General Motors Europe st

Virtuelle Entwicklungsmethoden gewinnen unter dem Aspekt der zunehmenden Komplexitat von Regelsystemen und der Vielzahl von Fahrzeugvarianten immer mehr an Bedeutung. General Motors Europe Engineering setzt seit Jahren auf einen gezielten Einsatz von Simulationsverfahren, um den Fahrversuch auf der Strase bei der Integration von Fahrwerkregelsystemen systematisch zu erganzen. Dieser Beitrag berichtet uber den Einsatz der Fahrdynamiksoftware Car Maker von IPG Automotive.

Anwendungsorientierte Übersicht kommerzieller Fahrzeug-Simulations-Systeme

Nachdem in den vorangehenden Kapiteln die theoretischen Grundlagen von Fahrzeugsimulationsmodellen dargestellt wurden, soll im Folgenden auf die Anwendung von kommerziellen Fahrzeugmodellen in der Praxis eingegangen werden. Anhand des modellbasierten Entwicklungsprozesses soll verdeutlicht werden, welche Arten von Simulationsmodellen in welcher Phase der Fahrzeugentwicklung eingesetzt werden. Beispiele fur gangige Simulationstools sowie Hersteller werden hierbei genannt. Es soll an dieser Stelle allerdings ausdrucklich darauf hingewiesen werden, dass diese Darstellung keinen Anspruch auf Vollstandigkeit erhebt, sondern nur eine exemplarische Auswahl ohne Wertung verkorpert.

Simulation im Automobilbereich

Ziel des folgenden Kapitels ist es, einen Uberblick uber den aktuellen Stand der Technik beim Einsatz von Simulationsverfahren und modellbasierten Algorithmen in der Automobilindustrie zu geben. Daruber hinaus wird beispielhaft auf einige gangige Softwarewerkzeuge eingegangen, die im Bereich der Fahrzeugsimulation Anwendung finden. Abschliesend wird die Notwendigkeit des neuen Ansatzes zur adaptiven Echtzeitsimulation der Fahrzeugdynamik abgeleitet, der Thema dieses Buches ist.

Anwendungsbeispiele des Fahrzeugmodells

Stellvertretend fur eine Vielzahl denkbarer Moglichkeiten werden in diesem Kapitel verschiedene Anwendungsbeispiele der Offline-Simulation der Fahrzeugdynamik dargestellt.

Beobachtung externer Fahrwiderstände

Neben der Beschaffenheit der Fahrbahnoberflache und dem Rollwiderstand der Reifen haben noch weitere zeitlich veranderliche externe Fahrwiderstande Einfluss auf die Fahrzeugsimulation. Unter diesen hat die Anderung der Fahrbahnsteigung den groβten Einfluss auf die Fahrdynamik. Daher ist es notwendig, insbesondere diese zu beobachten und die Information uber ihre zeitlichen Anderungen in das Fahrzeugmodell einflieβen zu lassen.

Kopplung physikalischer und experimenteller Modelle

Nachdem in Kapitel 7 gezeigt wurde, wie ein semiphysikalisches Hybrides Modell durch das Ersetzen von Teilkomponenten des physikalischen Modells erzeugt werden kann, beschaftigt sich dieses Kapitel mit der zweiten, in Kapitel 6 vorgeschlagenen Hybriden Modellstruktur, der externen Kopplung physikalischer und experimenteller Modelle. Wahrend das physikalische Modell des Kraftfahrzeugs (vgl. Kap. 3) an dieser Stelle als unveranderlich bzw. als gegeben angenommen wird, ermoglicht der zusatzliche Einsatz eines lernfahigen Systems und dessen strukturelle Kopplung mit dem physikalischen Modell die Kompensation parametrischer Modellfehler.