Bei der Entwicklung mechatronischer Systeme werden bei ZF Friedrichshafen AG neue Methoden angewandt. Diese Methoden werden am Beispiel eines Steer-by-wire-Fahrzeugs in der Vorentwicklung dargestellt. 'Steer-by-wire' bezeichnet eine Kraftfahrzeug-Lenkanlage ohne mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe. Der Entwicklungsprozess umfasste die Phasen Systemsimulation, Hardware-in-the-Loop Simulation und Rapid Prototyping. Die Simulation diente zur Auslegung des mechatronischen Systems mit Sensorik, Aktuatorik und Regelalgorithmen. Bei der Hardware-in-the-Loop Simulation wurden reale Bauteile einbezogen. Rapid Prototyping ermöglichte schließlich eine schnelle Funktionsdarstellung im Versuchsfahrzeug. Die Entwicklungsmethodik verknüpft verschiedene Ingenieurdisziplinen in allen Phasen von der Idee bis zum Fahrzeug auf eine effiziente Art und Weise. Nach der Echtzeitsimulation unter Einbeziehung realer Komponenten und Steuerung des Systems mittels eines leistungsfähigen, fahrzeugtauglichen Echtzeitrechners wurde das Ziel der Vorentwicklung, eine Fahrzeug-Lenkung ohne mechanische Verbindung aufzubauen, erreicht. Die Systemauslegung wurde in der Simulation überprüft und daraufhin überarbeitet. Die realen Komponenten mit ihrer Sensorik und Aktuatorik wurden nach und nach mit Hilfe des prototypischen Steuergerätes in Betrieb genommen und zusammen mit den Simulationsmodellen getestet. Die Programmierung erfolgte dabei aus der grafischen Beschreibung in Simulink heraus, wobei die zuvor erstellten Modelle verwendet werden konnten. Durch die Erprobung im Fahrversuch konnten die entwickelten Lenkungsfunktionen abgestimmt werden. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglichte so eine schnelle Funktionsrealisierung von der Idee bis zum fahrbaren Prototypen.
Entwicklungsprozeß für ein mechatronisches System am Beispiel Steer-by-wire
2000
17 Seiten, 12 Bilder, 7 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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