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DYNA4 - Virtueller Fahrversuch

DYNA4 - Funktionsentwicklung mit Closed-Loop Systemtests

DYNA4 ist eine offene Simulationsumgebung für virtuelle Fahrversuche mit PKW und Nutzfahrzeugen. Die physikalischen Modelle umfassen Fahrdynamik, Antriebsstrang, Verbrennungs- und Elektromotoren sowie Sensoren und Verkehr. Virtuelle Testfahrten mit DYNA4 ermöglichen eine effiziente Entwicklung von Steuergerätefunktionen. Closed-Loop‑Simulationen mit DYNA4 laufen auf dem PC in mehrfacher Echtzeit, z. B. für den Einsatz in frühen Entwicklungsphasen (MIL, SIL), und können auf HIL-Systemen ausgeführt werden, sobald Steuergeräte in Hardware zur Verfügung stehen. Die 3D-Umgebungssimulation in DYNA4 mit Straßeninfrastruktur und Verkehr bietet eine virtuelle Testumgebung für assistiertes und automatisiertes Fahren, bei dem die Umfelderfassung eine zentrale Rolle spielt.

Galerie

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Video: Mittels virtueller Testfahrt ADAS-Funktionen stimulieren: Nutzenvon Closed-Loop-Simulation mit DYNA4 für die ADAS-Funktionsentwicklung.
Test von ADAS-Funktionen in einer virtuellen Welt mit Verkehr und Umfeldsensorik
Test von ADAS-Funktionen in einer virtuellen Welt mit Verkehr und Umfeldsensorik
Hybridfahrzeug-Energieanalysen auf einem virtuellen Rollenprüfstand
Hybridfahrzeug-Energieanalysen auf einem virtuellen Rollenprüfstand
Vergleich der Fahrdynamik mit unterschiedlichem Reifendruck
Vergleich der Fahrdynamik mit unterschiedlichem Reifendruck
DYNA4 GUI mit Model Data View und offener 3D Visualisierung
DYNA4 GUI mit Model Data View und laufender 3D Visualisierung
Video: Nutzen des virtuellen Fahrversuchs in Closed-Loop-Simulationen für ADAS-Tests.
Video: Closed-Loop-Simulation für die Entwicklung von ESC, ABS usw.

Vorteile

  • Frontloading: Test und Entwicklung von Steuergerätefunktionen in frühen Entwicklungsstadien
  • Sichere Tests von kritischen Manövern, z.B. zur Crash-Vermeidung, mit Fußgängern, Tieren etc.
  • Parametervariationen für Tausende automatisierter Fahrversuche
  • Wetterunabhängigkeit: Tests unter reproduzierbaren Bedingungen bei Regen, Nebel, etc.
  • Direkter Vergleich von Konfigurationen, Varianten etc.
  • Optimierung komplexer Systeme, z.B. Betriebsstrategien mit vielen Eingangsparametern
  • Nachvollziehbarkeit durch Verwaltung und Versionierung des Inputs und der Testergebnisse

Anwendungsgebiete

ADAS / AD
Fahrdynamik
E-Mobility
Verbrennungsmotoren

Fahrerassistenzsysteme und autonomes Fahren

Simulation von Lidar-Sensorik und Bildsegmentierung als Input für die ADAS-Funktionsentwicklung
Simulation von Lidar-Sensorik und Bildsegmentierung als Input für die ADAS-Funktionsentwicklung
  • Umfelderkennung, z. B. von Fahrspuren, Verkehrszeichen oder Objekten oder zur Eigenlokalisierung (SLAM) etc.
  • Komfortfunktionen, z. B. Adaptive Cruise Control (ACC), Stauassistent, Parkpilot etc.
  • Sicherheitssysteme, z. B. Pre-Crash, Kollisionswarnung (FCW), automatisierte Notbremsung (AEB), Spurhalteassistent, Totwinkel-Überwachung etc.
  • Car2x, Funktionen für vernetztes und kooperatives Fahren
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Virtuelle Fahrversuche mit präziser Fahrdynamik

Simulationsbasierte ESC-Homologation, Sine-with-Dwell Test
Simulationsbasierte ESC-Homologation, Sine-with-Dwell Test
  • Fahrwerkregelsysteme: elektronische Stabilitätskontrolle (ABS, ASR, ESC), aktive Wankstabilisierung, Anhängerstabilisierung, aktive Fahrwerksregelung etc.
  • Lenksysteme: Servolenkung, Hinterradlenkung, Überlagerungslenkung etc.
  • Nutzfahrzeug-Simulation mit bis zu zwei Anhängern
  • Virtuelle Achs- und Reifenprüfstände zur Erzeugung und Validierung von Modellparametern
  • Gesamtfahrzeugsimulation für den Test von Abhängigkeiten von vernetzten Steuergeräten
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Systemsimulation und Energiemanagement

Energiemanagement-Analysen: Virtuelles Fahren von NEFZ, WLTP u.a.
Energiemanagement-Analysen: Virtuelles Fahren von NEFZ, WLTP u.a.
  • CO2-Reduktion: Verbrauchsberechnungen für Fahrzeuge mit konventionellen, hybriden oder vollelektrischen Antriebssträngen und Nebenaggregaten
  • Prädiktives Energiemanagement
  • HCU-Steuergeräte: Entwicklung, Optimierung und Test für die Regelung von Hybridfahrzeugen
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Verbrennungsmotor-Simulation von MiL bis HiL

  • Motormanagement-Funktionen und On-Board-Diagnose
  • Proof-of-Concept-Studien in frühen Entwicklungsphasen
  • HIL-Simulatoren zum Testen von Motorsteuergeräten und Komponenten
  • Auswertung von Designkonzepten für Benzin, Diesel und alternative Kraftstoffe für PKW-Motoren, hochtourige Rennmotoren, Schwerlast- oder Schiffsmotoren
  • Design und der Steuerung des Aufladesystems, der variablen Ventilsteuerung, HCCI und AGR
  • Test und Entwicklung von Steuerungen zur Abgasnachbehandlung
  • Hardware-in-the-Loop-Tests für Motorsteuerungen mit Zylinderdrucksensoren
  • Machbarkeitsstudien und Bewertung von Motorbauweisen
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Ins Gespräch kommen

Sie interessieren sich für virtuelle Fahrversuche in der Steuergeräte-Funktionsentwicklung? Dann lassen Sie uns reden!

Felix Beygang
Helping to simplify closed-loop simulations. From MIL, SIL to HIL.

DYNA4 Key Features

Virtuelles Fahrzeug
Umgebung & Sensoren
Workflows & Connectivity

Virtuelles Fahrzeug: Modelle für Closed-Loop-Systemtests

  • Nahtlose Integration von Fahrzeug-Regelungsfunktionen und -strategien
  • Ein oder mehrere Fahrzeuge im Test (Multi-Ego), z.B. für kooperatives Fahren
  • Anwendungsspezifische Modelltiefe: von Basismodellen bis zu High-Fidelity-Modellen
  • Fahrdynamik für PKW, Anhänger, LKW und Nutzfahrzeuge
  • Vorkonfigurierte, modulare Antriebsstrang-Modelle mit mechanischen und elektrischen Komponenten
  • Motordynamik basierend auf Mittelwert- oder detaillierten thermodynamischen Zylindermodellen
  • Fahrermodelle für verschiedene Anwendungen
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Verkehr, Umwelt, Sensoren und 3D-Visualisierung

  • Beeindruckende 3D-Visualisierung Ihrer DYNA4-Simulationen
  • Umfangreiche und durch Benutzer erweiterbare Objektbibliothek mit Schildern, Fahrzeugen, Radfahrern, Fußgängern, Tieren, etc.
  • Fahren auf OpenDRIVE-Straßennetzen ohne Konvertierung
  • Deterministischer Verkehr für spezifische Szenarien mit vorgegebenem Verhalten, z.B. NCAP
  • Stochastischer, aber reproduzierbarer Verkehr für explorative Tests, z.B. Fahren auf der Autobahn im dichten Verkehr.
  • Sensorsimulation auf Entscheidungsebene mit Objektlisten oder auf Wahrnehmungsebene mit Signalen von Kamera-, Lidar-, Radar- oder Ultraschallsensoren
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Integration, Workflows und Connectivity

  • Mächtiges Modell- und Szenario-Authoring in DYNA4 Studio
  • Offene und modulare Modellarchitektur auf Basis von MATLAB/Simulink
    • Umfangreiche DYNA4-Modellkomponenten-Bibliotheken
    • Nahtlose Integration Ihrer Simulink-Modelle, FMUs oder C-Code
  • Flexible Integration in Ihre Arbeitsprozesse und Werkzeuge
    • DYNA4 als Master für Ihre Simulations-Werkzeugkette
    • DYNA4 als Slave mit Headless-Betrieb in Ihrer gewohnten Arbeitsumgebung
  • Open-Loop- und Closed-Loop-Simulation
  • Integrierte Testautomatisierung und Parametervariation
  • Standardschnittstellen z.B. für CANoe, FMU, ROS und ADTF
  • Integrierte Versionierung und Funktionen für Arbeiten im Team
  • Modell-, Daten- und Ergebnismanagement
  • Durchgängige Weiterverwendung Ihrer Tests von MIL, SIL bis HIL
  • Unterstützung aller gängigen HIL-Plattformen
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Highlights in DYNA4 R6

DYNA4: Testfahrten in einer virtuellen Umgebung mit unterschiedlichen Lichtverhältnissen
DYNA4: Testfahrten in einer virtuellen Umgebung mit unterschiedlichen Lichtverhältnissen
  • Verbesserte Rohdaten-Sensormodelle
    • Physikalische Beleuchtungsparameter der Szene
    • Kamerabilder mit hohem Dynamikumfang
    • Lidar mit ungleichmäßiger Winkelauflösung 
  • Technologiesprung in der Visualisierung durch neue Render-Pipeline
  • Modulare Reglerkomponenten-Struktur für einfachere Integration benutzerdefinierter Funktionen und flexiblere Erstellung neuer Fahrzeugmodelle  
  • Erweiterte Unterstützung von ASAM OpenDRIVE
    • Neuer Viewer für Analyse und Routenbearbeitung
    • Generierung von Straßennetzen incl. Kreuzungen
    • US-Straßenschilder
    • Chinesische Straßenschilder
  • Erweiterte Unterstützung von ASAM OSI
    • Objektbasierte Sensoren senden OSI-Nachrichten
    • Neuer Fahrspuren-Sensor sendet OSI-Nachrichten
    • Verwendung des OSI PROJ-Strings für Georeferenzierung
  • Verbesserte Workflows und Benutzerfreundlichkeit
    • Verbesserte Datenverwaltung von Modellparametern und Ergebnisdaten 
    • Leichtere Signalmanipulation, auch von Extern sowie Nutzung dynamischer Signalquellen 
    • Progress View informiert über laufende Operationen und den Simulationsfortschritt mit Abbruchoption 
    • Verbesserte Python-Integration mit eigenem Editor und vielen vorinstallierten Modulen
    • Viele überarbeitete GUIs mit Filterboxen, Tooltips und anderen Komfortfunktionen
  • Neue Beispiele für Modelle und Parametersätze
  • Hard- und Software Kompatibilitäts-Updates

Standards im virtuellen Fahrversuch

Standards im virtuellen Fahrversuch

Vor dem Hintergrund immer komplexer werdender Fahrfunktionen und deren Vernetzung im Fahrzeug hat sich die Simulation als Standard-Werkzeug von der Funktionsentwicklung bis zur Absicherung etabliert. Doch wie lassen sich virtuelle Fahrversuche disziplinübergreifend, flexibel und nachhaltig nutzen? Standards wie OpenDRIVE, OpenSCENARIO, OSI, FMI und MDF bilden wichtige Eckpfeiler im Bereich der Systemintegration, des Datenmanagements und der Testauswertung.

 

In unserem Fachartikel  "Standards im virtuellen Fahrversuch" (Hanser Automotive Heft 6/2020) erläutern wir, wie der konsequente Einsatz von Standards die durchgängige Verwendung des virtuellen Fahrversuchs entlang des gesamten Entwicklungsprozesses erleichtert.

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DYNA4 bietet vielfältige Möglichkeiten, Steuergerätefunktionen durch virtuelle Testfahrten effizient zu entwickeln. Doch nur wer all diese Optionen kennt, kann das Potenzial voll ausschöpfen und Zeit und Geld einsparen.

Nutzen Sie daher unsere Schulungen, um DYNA4 in Ihrem Arbeitsalltag noch effizienter einzusetzen!

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