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Embedded Plattform sorgt für mobilen Datentransfer

by Heiko Krautter | Jan 27, 2015

Vorteile der neuesten Reifentechnik im Selbstversuch „erfahrbar“ gemacht

Conticabana driving event

Bild 1: Rund 2300 internationalen Gästen wurde während der Conticabana-Fahrveranstaltung der Einfluss des Fülldrucks auf die Fahrstabilität von Kraftfahrzeugen erfahrbar gemacht.  

 

Rund 2.300 Teilnehmer von der Presse, OEMs und Reifenhändler nahmen an einem von der Continental Reifen Deutschland GmbH veranstalteten mehrwöchigen Event rund um Fahrdynamikmessungen teil. Dabei wurde in unterschiedlichen Testreihen das Verhalten moderner Reifenkonstruktionen gemessen. Eigene Erfahrungen sind eine gute Basis für die Weitergabe von Wissen. Auf diesem Weg wollte Continental den Vertretern der Presse und Entscheidungsträgern aus der Industrie neueste Erkenntnisse zur Leistungsfähigkeit moderner Reifen vermitteln. An der Fahrstation „Under Pressure“ wurde dazu der Ladungsverlust eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs simuliert und die Brems- sowie Ausweichaktion der Gäste (Bild 1) bei unterschiedlichen Reifenfülldrücken messtechnisch erfasst. Diese Fahrdynamikmessdaten wurden via Telemetrie aus dem Messfahrzeug übertragen und online ausgewertet. Eine anhand der Messdaten parametrierte Fahrdynamiksimulation erlaubte anschließend dem einzelnen Gast, die fahrphysikalischen Grundlagen nachzuvollziehen. Mit Hilfe dieser Visualisierung gelang es komplexe fahrdynamische Stabilitätsanalysen in den Kontext der eigens erlebten Fahrzeugreaktion zu projizieren.

Presentation of the measuring instrumentation  

Bild 2: Das Bild zeigt die Präsentation der im Kofferraum platzierten Messtechnik zur Erfassung von Fahrzeugbewegungsgrößen, welche mittels Telemetriesystem in den Auswerteraum übertragen werden.

Vehicle dynamics engineer Christian Cramer analyzes the driving maneuvers 

Bild 3: Fahrdynamikingenieur Christian Cramer analysiert die Fahrmanöver der Gäste mittels eines aus Online-Messdaten parametriertem Fahrdynamiksimulationsmodells.

Anspruchsvolle Testbedingungen

Die Vorbereitung und das Event (Bild 2) fand unter der Leitung von Nels von Schnakenburg, Section Manager Technical Event Management bei Continental statt. (Bild 3) Christian Cramer aus der Gruppe Test Method Development & Vehicle Dynamics entwickelte und leitete die Fahrstation „Under Pressure“ (Bild 4). Beide erklären das Anforderungsprofil so: „Der realitätsnahe Test war nur durch eine optimale Datenbasis richtig zu visualisieren. Auf Basis von Vorversuchen wählten wir ein für diesen Test ein geeignetes Fahrzeug aus, eine Mitteklasse-Limousine mit exzellenter Fahrdynamik. Um jede einzelne Testfahrt individuell auszuwerten, wurden dann fahrzeuginterne Signale der Sensoren zur Darstellung von Fahrdynamikdaten aus den Versuchsfahrten bei den Veranstaltungen ausgelesen, übertragen und visualisiert. So konnte während hochdynamischer Fahrmanöver im Grenzbereich der Einfluss eines Minderfülldrucks dargestellt werden. Dabei wurden sowohl die Belastung der Reifenaufstandsfläche wie auch  die unterschiedliche Fahrzeugreaktion durch die messdatengestützte Fahrdynamiksimulation ansprechend visualisiert. (Bild 5).“

Welcome at the conticabana driving event  

Bild 4: Nels von Schnakenburg, Section Manager Technical Event Management der Continental Reifen Deutschland GmbH, begrüßt die Kunden bei der Fahrveranstaltung "Conticabana".

Wurden früher für Messfahrten oft externe Messgeräte wie das Schlepprad eingesetzt, so können heute viele Daten direkt über das fahrzeugeigene Bussystem aus den vorhandenen Sensoren ausgelesen werden. Schließlich werden ja Messwerte für ABS, ESP, Traktionskontrolle usw. ständig erfasst und übertragen. Alternativ zum Datenabgriff direkt aus dem Fahrzeug wäre auch der Einsatz eines speziellen Messlenkrads infrage gekommen. Dieses war jedoch nicht in ausreichender Anzahl verfügbar und bot zudem haptische Nachteile gegenüber dem Serienlenkrad, was die Praxisnähe des Tests beeinträchtigt hätte.

Bild5 

Bild 5: Das Bild zeigt die Online-Auswertung eines vom Gast gefahrenen Fahrspurwechsels mittels Fahrdynamiksimulation. Die vom Kunden gespürte Instabilität des Hecks, kann mittels Footprint-Analyse erklärt werden. Die im Fülldruck reduzierten Reifen der Hinterachse können die erforderlichen Seitenkräfte nicht mehr hinreichend aufbauen (vgl. Footprints auf der linken Seite).

Komplexe Aufgabe schnell gelöst

Eingriffe in das komplexe Bussystem des Fahrzeugs sollten für das System selbst „unsichtbar“ geschehen, um Störungen im Betriebsablauf sicher auszuschließen. Hier nahmen die Reifenhersteller die Firma IXXAT mit ins Boot. Der Spezialist für komplexe Datenkommunikation aus Weingarten bietet eine Embedded Plattform an, die bereits verschiedene Bussysteme in einem Gerät mit eigener Rechenleistung zusammenführt. Die Plattform kennt von Haus aus verschiedene Transportprotokolle und war daher wie geschaffen, um einen praxisnahen Massentest auf dem vorgesehenen Fahrzeug schnell zu realisieren.

Die Daten wurden durch IXXAT FlexRay zu CAN-Gateways mit darauf abgestimmten Konfigurations- bzw. Analyse-Tools im Wagen extrahiert, an die Telemetrie weitergeleitet, übertragen, extern aufbereitet und visualisiert. Die Alternative einer rein CAN-basierten Lösung wurde schnell verworfen. Diese hätte ein für den Test weniger gut geeignetes Fahrzeug erfordert und den Parametrierungsaufwand für die Fahrdynamiksimulation deutlich erhöht. Wegen des begrenzten Zeithorizonts war dieser Ansatz daher keine Option.

Bild6 

Bild 6: Die Hardwarekomponenten FRC-EP190 und FRC-EP170 sparen als Embedded Plattform Zeit und Geld, wenn es um Bussimulation oder Datenabfrage geht.

Komplexe Aufgabe unter Zeitdruck

Da der Termin der Veranstaltung bereits feststand, mussten die technischen Voraussetzungen für den rund einen Monat langen Massentest schnell geschaffen werden. Zudem war höchste Zuverlässigkeit des Equipments gefordert, denn Wiederholungen einzelner Testfahrten waren im engen Zeitplan nicht möglich. Herr von Schnakenburg erklärt dazu: „Mit den Hardwarekomponenten FRC-EP190 und FRC-EP170 (Bild 6) in Verbindung mit der Gateway Configuration Software von IXXAT konnten wir die Gesamtentwicklung für die Umsetzung der Messtechnik inklusive der Aufbereitung der Telemetrie mit vier Mitarbeitern in rund fünf Monaten abschließen.“ Christian Cramer ergänzt: „Der Zeitvorteil gegenüber allen anderen Lösungen beträgt nach unserer Erfahrung etwa den Faktor 4. Dabei bietet diese Vorgehensweise noch weitere Vorteile wie Modularität und Flexibilität der Lösung, eine für den Kfz-Einsatz wichtige hohe Temperaturstabilität, hohe Datengüte sowie eine intuitive FlexRay zu CAN Konvertierung. Darüber hinaus werden Loggerfunktionalität und neben der plattformunabhängigen Visualisierungs-möglichkeit auch zukunftssichere Erweiterungsmöglichkeiten wie z.B. für CAN-FD angeboten.“

„So konnte der Zeitplan perfekt eingehalten werden. Es war keinerlei Basisentwicklung nötig und das Zusammenspiel der Komponenten mit dem ausgewählten Fahrzeug klappte perfekt. In Zahlen ausgedrückt waren es 20 Mann-Monate gegenüber den sonst benötigen 80 Mann-Monaten, also rund 9600 eingesparte Arbeitsstunden, was nicht zuletzt auch dem eingeplanten Budget zugute kam.“ berichtet Herr von Schnakenburg. „Da alle Teile der Technik perfekt ineinander griffen und das System zuverlässig und stabil über die gesamte Eventzeit arbeitete, war das natürlich auch für die Außendarstellung der Firma ein Pluspunkt. So konnte auch die Marketingabteilung und der Vertrieb davon profitieren und Continental sich als innovativer Partner rund um Reifen, Fahrzeug und Fahrversuche profilieren.“

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