DE10047082A1 - Simulationssystem für ein Distanzregelungssystem - Google Patents

Simulationssystem für ein Distanzregelungssystem

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DE10047082A1
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Simulationssystem (10) für die Entwicklung eines automatischen Distanzregelungssystems für eine Anwendung insbesondere bei Kraftfahrzeugen, wobei das Distanzregelungssystem zur Längsregelung eine Sensorik zur vorausschauenden Beobachtung des Verkehrs und eine Aktuatorik zum Reagieren auf die Information der Sensorik mit Verzögerungs- und/oder Beschleunigungsvorgängen aufweist. DOLLAR A Das Simulationssystem (10) ist dabei zur Durchführung einer HIL-(Hardware-In-The-Loop)-Simulation ausgebildet, derart, daß das Simulationssystem (10) zur Durchführung einer HIL-(Hardware-In-The-Loop)-Simulation ausgebildet ist, wobei das Simulationssystem (10) einen Softwareschalter zum Ausschalten des Modells für die Längsregelung (11) zwecks Aktivierung realer Hardware aufweist, und daß das Simulationssystem (10) eine die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit (12), eine die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit (13) und eine die Hardware-Komponenten umfassende Rechnereinheit (14) aufweist, wobei auf der Rechnereinheit (14) das Fahrzeugmodell simuliert wird, wobei die Rechnereinheit (14) zur Verknüpfung der Längsregelung (11) mit dem Fahrzeugmodell ausgebildet ist und wobei das Simulationssystem (10) reproduzierbare Situation mit unterschiedlichen Softwareversionen und Parametern beliebig oft überprüft.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Simulationssystem für die Entwicklung eines automatischen Distanzregelungssystems für eine Anwendung insbesondere bei Kraftfahrzeugen, wobei das Distanzregelungssystem zur Längsregelung eine Sensorik zur vorausschauenden Beobachtung des Verkehrs und eine Aktuatorik zum Reagieren auf die Informationen der Sensorik mit Verzögerungs- und/oder Beschleunigungsvorgängen aufweist.
Es sind aus dem Stand der Technik verschiedene Abstands-Regelungssysteme und Verfahren zur Regelung des Abstandes zwischen fahrenden Kraftfahrzeugen bekannt, so beispielsweise aus der DE 32 22 263 A1 7 und der DE 42 09 060 C2. Es besteht bei derartigen Verfahren und Anordnungen generell das Problem, daß bei Kraftfahrzeugen heutzutage die Anzahl der Steuergeräte ständig zunimmt, so hat beispielsweise ein VW Golf heute bis zu 20 Steuergeräte. Es bedeutet deshalb einen sehr großen Arbeitsaufwand, ein einzelnes Steuergerät jeweils vollständig auszutesten. Wenn man dabei berücksichtigt, daß viele dieser Steuergeräte auf die Informationen anderer Steuergeräte angewiesen und miteinander versetzt sind, wobei auch die Funktionalität stark zunimmt, wird ersichtlich, daß ein Austesten dieser Steuergeräte immer aufwendiger und komplizierter wird. Daraus ergibt sich, daß bei einer Entwicklung komplexer Systeme, wie einem automatischen Distanzregelungssystem, eine Anwendung von Simulationswerkzeugen unverzichtbar ist.
Eine automatische Distanzregelung (ADR) ist allgemein eine Verbesserung einer herkömmlichen Geschwindigkeitsregelanlage. Bei den herkömmlichen Geschwindigkeitsregelanlagen ist der Fahrer in der Lage, eine Wunschgeschwindigkeit vorzugeben, mit der das Fahrzeug fährt, auch wenn der Fahrer den Fuß vom Gaspedal entfernt. Der Fahrer wird in einem gewissen Maße dadurch entlastet, daß er den Geschwindigkeitsregelprozeß nicht selbst durchführen muß. Dass System ist dabei auf Autobahnstrecken mit wenig Verkehr und sehr gleichmäßigem Verkehr sehr komfortabel. Allerdings muß der Fahrer bei sehr dynamisch sich verhaltendem Verkehr das System entweder mit der Hand per Schalterbedienung oder mit der Betätigung der Bremse oft ausschalten und eine neue Geschwindigkeit vorwählen.
Es nehmen nun automatische Distanzregelsysteme dem Fahrer diese Arbeit ab. Diese Systeme besitzen eine Sensorik, die den vorausschauenden Verkehr beobachtet und zusätzlich eine Aktuatorik, die mit Verzögerungs- und Beschleunigungsvorgängen auf diese Informationen reagieren können. Ein ADR-Fahrzeug wird also selbsttätig verzögern, wenn es sich beispielsweise einem langsameren Fahrzeug in der eigenen Fahrspur nähert, und es wird auch wieder beschleunigen, wenn dieses Fahrzeug die Fahrspur verläßt. Das entsprechende System ist dabei als Komfort-System ausgelegt und kann keine Vollbremsungen ausführen und auch nicht mit maximaler Motorleistung beschleunigen. Das System läßt sich dabei in einem Geschwindigkeitsbereich von 30 km/h bis 180 km/h aktivieren. Es muß dabei der Fahrer allerdings immer noch die Verantwortung für die Fahrmanöver tragen und muß ständig reaktionsbereit sein. Der Fahrer bleibt weiterhin das wichtigste Glied in der Regelschleife, es wird ihm lediglich die Aufgabe der Längsregelung in normalen Situationen abgenommen, die etwa 90% bei Fahrten auf autobahnähnlichen Strecken ausmachen, was eine Fahrt mit dem Auto komfortabler macht. Durch die Komplexität des Systems mit einem gleichzeitigen Eingriff in weitere Systeme, wie Bremse und Motor, wird ein Testen eines solchen Systems zu einer schwierigen Aufgabe.
Zur Lösung dieser Aufgabe bieten sich Simulationssysteme an, wie sie beispielsweise für einen Test von Produktions-Steuergeräten bekannt sind, oder beispielsweise für Schlupfregelsysteme, wobei diese Simulationssysteme reproduzierbare Szenarien beliebig oft mit unterschiedlichen Softwareversionen und Parametern überprüfen können. Ein Simulationssystem für die Entwicklung eines automatischen Distanzregelungssystems ist bisher aus dem Stand der Technik nicht bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Simulationssystem für die Entwicklung eines automatischen Distanzregelungssystems zu schaffen, das eine einfache und zuverlässige Simulation eines automatischen Distanzregelungssystems verwirklicht. Das gewünschte Simulationssystem soll dabei reproduzierbare Situationen beliebig oft mit unterschiedlichen Softwareversionen und Parametern überprüfen können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Simulationssystem zur Durchführung einer HIL-(Hardware-In-The-Loop)-Simulation ausgebildet ist, und daß das Simulationssystem zur Durchführung einer HIL-(Hardware-In-The-Loop)-Simulation ausgebildet ist, wobei das Simulationssystem einen Softwareschalter zum Ausschalten des Modelles für die Längsregelung zwecks Aktivierung realer Hardware aufweist, und daß das Simulationssystem eine die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit, eine die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit und eine die Hardware- Komponenten umfassende Rechnereinheit aufweist, wobei auf der Rechnereinheit das Fahrzeugmodell simuliert wird, wobei die Rechnereinheit zur Verknüpfung der Längsregelung mit dem Fahrzeugmodell ausgebildet ist und wobei das Simulationssystem reproduzierbare Situationen mit unterschiedlichen Softwareversionen und Parametern beliebig oft überprüft.
Mit dem erfindungsgemäßen Simulationssystem wird erstmalig mit einfachen Mitteln die Möglichkeit geschaffen, für eine Entwicklung eines automatischen Distanzregelungssystems eine Simulation durchzuführen, wobei reproduzierbare Situationen beliebig oft mit unterschiedlichen Softwareversionen und Parametern überprüft werden können.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit zum Laden einer gespeicherten Situation und zum Starten einer Close-Loop-Simulation ausgebildet.
Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit zum Ansteuern der die dritte Rechnereinheit bildende Spezial-Hardware ausgebildet. Es empfiehlt sich dabei, daß die die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit die zur Ansteuerung der Spezial-Hardware erforderlichen Verknüpfungen, insbesondere zum Simulationsmodell, der Bedienoberfläche und/oder der Informationen über Echtzeit-Hardware aufweist.
Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung weist das Simulationssystem mit dem Laden einer gespeicherten Situation zu öffnende Layouts für die Aufnahme von Meßgrößen auf.
Zweckmäßig ist es, daß die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit zur einzelnen Konfiguration von Fahrstreckensegmenten ausgebildet ist. Dabei empfiehlt es sich, daß die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit zur Konfiguration von Fahrstreckensegmenten hinsichtlich der Anzahl der Fahrspuren, der Fahrspurbreite, der Länge, des Kurvenradius', der Randbebauung und/oder stationärer Hindernisse auf der Fahrbahn konfigurierbar ausgebildet ist.
Nach einem weiteren Vorschlag der vorliegenden Erfindung ist die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit zur zusätzlichen Plazierung von Fahrzeugen auf den Fahrbahnen und/oder zum Versehen von Fahrzeugen mit Fahraufträgen ausgebildet. Es empfiehlt sich dabei, daß die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit zur zusätzlichen Plazierung von Fahrzeugen hinsichtlich derer Art, Größe, Geschwindigkeitsprofil und/oder deren radar- oder lasertypischen Eigenschaften konfigurierbar ausgebildet ist.
Es empfiehlt sich weiterhin, daß die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit zur Konfiguration der ADR-Sensoren ausgebildet ist. Es ist dabei zweckmäßig, die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit zur Konfiguration der ADR-Sensoren hinsichtlich der Art der Laser- oder Radarsensoren, derer Reichweite, der Anzahl der Strahlen, der Zyklenzeit, der Anzahl der zu berücksichtigenden Ziele und/oder verschiedener Reflektionsmodelle konfigurierbar auszubilden.
Nach einem letzten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit hinsichtlich aller Fahrzeug-Bauteile an jedes beliebige Fahrzeug anpaßbar ausgebildet.
Die Erfindung ist in den Figuren der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die Einzelteile des erfindungsgemäßen Simulationssystems in einer schematischen Zusammenstellung,
Fig. 2 eine schematische Anzeige bezüglich der Aufgaben der Fahrzeugsimulation,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Funktion des Umgebungssimulators,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Funktion eines Leitplanken-Editoren,
Fig. 5 die schematische Darstellung der Funktionen eines Manöver-Editoren.
Das in den Figuren der Zeichnung dargestellte Simulationssystem für die Entwicklung eines automatischen Distanzregelungssystems ist generell mit 10 bezeichnet. Dieses automatische Distanzregelungssystem ist für eine Anwendung insbesondere bei Kraftfahrzeugen vorgesehen. Das Distanzregelungssystem weist dabei zur Längsregelung eine Sensorik zur vorausschauenden Beobachtung des Verkehrs und eine Aktuatorik zum Reagieren auf die Informationen der Sensorik mit Verzögerungs- und/oder Beschleunigungsvorgängen auf, wobei das Simulationssystem 10 zur Überprüfung von reproduzierbaren Situationen beliebig oft mit unterschiedlichen Softwareversionen und Parametern ausgebildet ist.
Das Simulationssystem 10 ist zur Durchführung einer HIL-(Hardware-In-The- Loop)-Simulation ausgebildet, derart, daß das Simulationssystem 10 einen Softwareschalter zum Ausschalten des Modelles für die Längsregelung 11 zwecks Aktivierung realer Hardware aufweist. Das Simulationssystem 10 umfaßt weiterhin, siehe insbesondere die Fig. 1 der Zeichnung, wenigstens drei unterschiedliche Rechnereinheiten 12, 13, 14, mit einer die Umgebungsparameter umfassenden Rechnereinheit 12, einer die Fahrzeugparameter umfassenden Rechnereinheit 13 und einer die Hardware-Komponenten umfassenden Rechnereinheit 14, auf der das Fahrzeugmodell simuliert wird, und die zur Verknüpfung der Längsregelung 11 mit dem Fahrzeugmodell ausgebildet ist.
Die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit 12 ist zum Laden einer gespeicherten Situation und zum Starten einer Closed-Loop-Simulation ausgebildet. Weiterhin ist die die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit 13 zum Ansteuern der die dritte Rechnereinheit 14 bildenden Spezialhardware ausgebildet. Es weist dabei die die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit 13 die zur Ansteuerung der Spezialhardware erforderlichen Verknüpfungen, insbesondere zum Simulationsmodell, der Bedienoberflächen und/oder Informationen über Echtzeit-Hardware auf. Das Simulationssystem 10 kann außerdem mit dem Laden einer gespeicherten Situation zu öffnende Layouts für die Aufnahme von Meßgrößen aufweisen. Es kann dabei die Erstellung dieser Layouts mit der Maus auf einer grafischen Oberfläche wie in einem Grafik-Programm erfolgen. Die Verknüpfung der Anzeigen, Schalter etc. zu den Variablen und Parametern in den Simulationsmodellen können ebenfalls auf einfache Weise mit der Maus vorgenommen werden. Kleine Hilfsmittel, wie hellerleuchtete Variablen in einem Variablenbrowser, können beim Finden der richtigen Größen helfen.
Die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit 12 ist zur einzelnen Konfiguration von Fahrstreckensegmenten ausgebildet. Dabei ist diese Rechnereinheit 12 zur Konfiguration von Fahrstreckensegmenten hinsichtlich der Anzahl der Fahrspuren, der Fahrspurbreiten, der Länge des Kurvenradius', der Randbebauung und/oder stationären Hindernisse auf der Fahrbahn konfigurierbar ausgebildet.
Die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit 112 kann außerdem zur zusätzlichen Plazierung von Fahrzeugen auf der Fahrbahn und/oder zum Versehen von Fahrzeugen mit Fahraufträgen ausgebildet sein. Die Rechnereinheit 12 ist dabei zur zusätzlichen Plazierung von Fahrzeugen hinsichtlich derer Art, Größe, Geschwindigkeitsprofil und/oder derer radar- oder lasertypischen Eigenschaften konfigurierbar ausgebildet.
Es ist weiterhin die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit 12 zur Konfiguration der ADR-Sensoren ausgebildet. Dies geschieht derart, daß die Rechnereinheit 12 hinsichtlich der Art der Laser- oder Radarsensoren, derer Reichweite, der Anzahl der Strahlen, der Zyklenzeit, der Anzahl der zu berücksichtigenden Ziele und/oder verschiedener Reflektionsmodelle konfigurierbar ausgebildet ist.
Die die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit 13 ist schließlich hinsichtlich aller Fahrzeug-Bauteile an jedes beliebige Fahrzeug anpaßbar ausgebildet.
Das erfindungsgemäße ADR-Simulationssystem besteht also aus drei verschiedenen Rechnern:
Die erste Rechnereinheit 12 liefert das Simulationssystem für die Straßen, die Hindernisse auf der Straße, den ADR-Sensor und die Auswertung der Sensorsignale bis hin zur Zielliste der vor dem eigenen Fahrzeuge befindlichen Objekte (Umgebungsmodell). Die zweite Rechnereinheit liefert das Fahrzeugmodell für das ADR- Fahrzeug. Die dritte Rechnereinheit 14 liefert die Hardware, auf der das ADR- Fahrzeugmodell simuliert wird und die Verknüpfung von längsreglermodell und Fahrzeugmodell erfolgt.
Die Hardware des erfindungsgemäßen Simulationssystems 10 besteht aus zwei Personalcomputern und einem speziellen Rechner. Es dient dabei einer der beiden PC als Basis für die Umgebungssimulation. Es ist dieser Teil in Programmiersprache C programmiert worden und kann als Stand-Alone-Lösung betrieben werden. Das sog. Host-Fahrzeug, also das ADR-Fahrzeug, wird dann idealisiert auch in der Umgebungssimulation gerechnet.
Die zuvor erwähnte Hardware für das Simulationssystem 10 besteht aus einer DSP- Prozessorkarte, die die Kommunikation zwischen den weiteren Karten übernimmt, einer Alpha-Prozessorkarte, die die Rechenleistung für die Simulation übernimmt und zwei CAN-Karten für die fahrzeugidentische Kommunikation. Dieser Rechner ist über eine ISA-Schnittstelle 16 mit dem zweiten PC verbunden. Weiter Schnittstellenkarten sind für dieses System nicht notwendig, da die gesamte Kommunikation wie auch im Fahrzeug über den CAN-Bus abgewickelt werden kann. Die erwähnte Hardware ist für die Simulation des ADR-Fahrzeuges und des Längsreglermodells des ADR-Fahrzeuges zuständig.
Es wird die Bedienung des erfindungsgemäßes Simulationssystems 10 über die beiden PC vorgenommen. Dabei wird im Umgebungssimulator lediglich eine gespeicherte Situation geladen und eine Closed-Loop-Simulation gestartet. Die übrige Bedienung des Systems erfolgt dann über den zweiten PC, der die Spezialhardware bedient. Dazu wird in der komfortablen Bedien-Oberfläche Control-Desk ein Experiment geladen. Es sind hierin alle notwendigen Verknüpfungen zum Simulationsmodell, der Bedien-Oberfläche, Informationen über die Echtzeit-Hardware etc. enthalten. Dabei kann per Mausklick das Modell aus dem PC in den Simulationsrechner geladen und gestartet werden. Die fahrzeugtypischen Bedienungen, wie Gasgeben, Bremsen, Lenken etc., erfolgen mit der Maus auf dem Bildschirm. Die gesamte Bedienung kann mit Makros automatisiert werden.
Es besteht, wie erwähnt, für die Bedienung auch für die Aufnahme von Meßgrößen die Möglichkeit, sog. Layouts zu erstellen, die mit dem Laden des Experimentes geöffnet werden können. Die Erstellung der Layouts geschieht mit der Maus auf einer grafischen Oberfläche wie in einem Grafikprogramm. Die Verknüpfung der Anzeigen, Schalter etc. zu den Variablen und Parametern in den Simulationsmodellen können ebenfalls auf einfache Art und Weise mit der Maus vorgenommen werden. Dabei können kleine Hilfsmittel, wie hellerleuchtete Variablen in einem Variablenbrowser, beim Finden der richtigen Größe helfen.
Während des Simulationsablaufes können alle Größen auf der Festplatte des PC gespeichert werden. Die Auswertung der Messungen geschieht dann z. B. unter Matlab. Es können selbstverständlich die Daten auch in andere Formate umgewandelt und beispielsweise mit Excel weiterverarbeitet werden.
Die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit 12, welcher Programmteil in C programmiert ist, erlaubt die Konstruktion von beliebigen Testsituationen. Es können dabei, ähnlich einer Modellrennbahn, Fahrstreckensegmente, die einzeln konfiguriert werden können, zusammengesetzt werden. Die einzelnen Segmente werden durch die Anzahl der Fahrspuren, die Fahrspurbreite, die Länge, den Kurvenradius, die Randbebauung und stationäre Hindernisse auf der Fahrbahn, die frei positioniert werden können, beschrieben. Als Beispiel hierzu ist der Leitplanken-Editor 17 gemäß der Fig. 4 der Zeichnung dargestellt. In diesem Leitplanken-Editor sind verschiedene Abstands- und Flächen-Angaben bestimmt.
Als weiteres Beispiel sei ein in der Fig. 3 dargestellter Umgebungssimulator 19 angegeben; mit diesem läßt sich eine Simulation der Straße, von stationären Hindernissen auf der Straße, von Fahrzeugen auf der Straße und der Sensoren durchführen sowie z. B. das ADR-Fahrzeug auf der Straße positionieren.
Es können zusätzlich dazu auch Fahrzeuge auf den Fahrbahnen plaziert und mit Fahraufträgen versehen werden. Die Fahrzeuge werden jeweils in ihrer Art, ihren Größen, ihrem Geschwindigkeitsprofil und auch ihren radar oder lasertypischen Eigenschaften beschrieben. Somit ergibt sich insgesamt ein Szenario, das der Realität nachempfunden und zudem jederzeit reproduzierbar ist.
In der Fig. 5 der Zeichnung ist dazu beispielhaft ein Manöver-Editor 20 dargestellt, über den die Definition der Fahraufträge der Zielfahrzeuge auf der Fahrbahn erfolgen kann.
Der ADR-Sensor selbst wird auch in diesem Programm simuliert und ist ebenfalls konfigurierbar. Es können dabei Laser- oder Radarsensoren mit verschiedenster Performance simuliert werden. Das bedeutet, es können die Art des Sensors, die Reichweite, die Anzahl der Strahlen, die Zyklenzeit, die Anzahl der zu berücksichtigenden Ziele, verschiedene Reflektionsmodelle oder andere Parameter eingestellt werden. Es werden dann die ermittelten Sensorrohdaten in der sog. Tracking- Software in eine Objektliste verwandelt, die anschließend an die Längsregelung per CAN weitergeleitet wird.
Es können alle Situationen, Fahrzeuge, Fahraufträge, Sensoren und sogar einzelne Segmente der Fahrbahnen in Datenbanken abgelegt und jederzeit, z. B. für neue Szenarien, wiederverwendet werden. Es existiert für jede der Einstellungen ein komfortables Menü 18, das die Eingabe der spezifischen Daten übersichtlich und einfach gestaltet, siehe dazu die Fig. 2 der Zeichnung. Es können mit diesem Menü die Fahrzeugfunktionen, wie Bremsen, Lenken, Gasgeben etc., bedient werden, sowie die Hardware des erfindungsgemäßen Simulationssystemes 10, weiterhin ist eine Simulation der Längsdynamik des ADR-Fahrzeuges und eine Simulation des Längsreglers möglich, sowie die Aufnahme von Meßgrößen.
Die die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit 13 ist mit Matlab/Simulink modelliert worden. Dabei sind in dem Modell alle Fahrzeug-Bauteile beschrieben. Die Parameter erlauben es, das Modell an jedes beliebige Fahrzeug anzupassen, es sind dabei alte physikalischen Größen einstellbar. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, aus einem VW Passat V6 einen 3-Liter-Lupo zu erstellen.
Das Modell für die Längsregelung 11 ist ebenfalls mit Matlab/Simulink modelliert worden. Dies diente ursprünglich dazu, die Regelalgorithmen zu entwickeln und zu parametrieren. Aufgrund der gemeinsamen Basis Matlab/Simulink ließ sich dies problemlos in das Fahrzeugmodell integrieren. Es erlaubt dabei ein Softwareschalter das Ausschalten des Modells und statt dessen die Verwendung einer realen Hardware für die Längsregelung 11. Es hat dieses den Vorteil, daß die Originalsoftware mit dem Simulationssystem 10 getestet werden kann. Es ist hierin also der HIL-Teil des Simulators zu sehen. Es dient das Modell der Weiterentwicklung von Algorithmen im Simulator. Weiterhin kann die Bedienung der Bremse, des Gaspedals, des Lenkrades und der Schalter mit realer Hardware erfolgen. Per Software läßt sich die Bedienung per Maus ausschalten, und die Kommunikation erfolgt über den CAN-Bus.
Die Kommunikation zwischen den verschiedenen Hardware-Systemen erfolgt wie erwähnt wie im realen Fahrzeug über den automobilüblichen CAN-Bus. Es kann dabei die übliche CAN-Spezifikation implementiert werden, so daß dieselben Protokolle wie beim Auto verwendet werden können. Dadurch wird die Austauschbarkeit der Komponenten erleichtert. Die Modell- oder Bedienelement-Teile können per Mausklick ausgeschaltet und statt dessen reale Hardware verwendet werden. Es trifft dies für Elemente, wie Anzeigeeinheit, Schalter, Lenkrad, Gaspedal etc. zu. Die reale Hardware muß dann manuell bedient werden, die Arbeitsabläufe lassen sich auf diese Weise nicht mit der Bedienoberfläche automatisieren.
Gerade weil das ADR-System in weitere Systeme, wie Bremse und Motor, eingreift, ist eine sorgfältige Überprüfung der Komponenten, der Algorithmen, der Bedienphilosophie und der Software sehr wichtig. Es bergen derart komplexe Systeme viele Fehlermöglichkeiten in sich, die alle überprüft und ausgeschlossen werden müssen.
Es ist wie erwähnt, ein ADR-System kein Sicherheits-, sondern ein Komfortsystem. Aus diesem Grunde ist es besonders wichtig, daß der Fahrer tatsächlich die höchste Instanz darstellt und jederzeit in der Lage sein muß, das Komfortsystem abzuschalten oder mit eigenen Fahrmanövern zu überschreiben. Dabei können sämtliche Bedienmöglichkeiten am Simulator sehr viel einfacher überprüft werden als im realen Fahrzeug, weiterhin lassen sich solche Tests automatisieren.
Getestet werden sollen Algorithmen und Philosophien, Parameter sollen ermittelt werden. Jede einzelne Softwareänderung soll im Simulator an einer Anzahl speziell definierter Szenarien geprüft werden. Auf diese Weise ist die Auswirkung jeder Änderung nachzuvollziehen, da die Szenarien reproduzierbar sind.
Die automatische Distanzregelung ist nur ein Anfang einer Kette von Fahrerassistenz- Systemen, die in näherer Zukunft weiter entwickelt werden. Zukünftige Systeme werden mehr an Funktionalität (z. B. Stop and Go) bieten können. Die Zunahme an Funktionalität erfordert mehr Informationen über die Situation, in der sich das Fahrzeug befindet. Diese Informationen lassen sich aus der Verschmelzung von ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Informationen und Informationen aus neuen Sensorsystemen, die zusätzlich integriert werden müssen, aufbereiten. Es wird dadurch die Komplexität steigen und die Systemtest immer komplizierter werden. Der Simulator bietet dazu viele Möglichkeiten, Erweiterungen des Systems wie zusätzliche Sensorik oder die Anbindung an andere im Fahrzeug befindliche Systeme zu testen und Kombinationen auszuprobieren, ohne kostspielige Prototypen aufbauen zu müssen.
Die Qualität der Simulationsergebnisse ist abhängig von der Qualität des Simulators. Hierbei sind vor allem die Qualität der Modelle und die Qualität der Parameter entscheidend. Dabei ist sicherzustellen, daß sich der Simulator genau so verhält, wie das reale Fahrzeug. Weiterhin ist auch die Auswahl der Szenarien entscheidend, es führt nur die Auswahl der richtigen Szenarien zu brauchbaren Ergebnissen.
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß eine Anwendung von Simulationssystemen in der Produktentwicklung nicht einen Verzicht auf Prototypen und Fahrversuche bedeuten, da Meßwerte und Diagramme die Erfahrung im realen Fahrzeug nicht ersetzen können. Es kann das Empfinden des Fahrers nur im realen Fahrzeug erfahren werden, darauf aufbauend können dann auch Komfortwerte nur im Fahrzeug ermittelt werden.
Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungsformen nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung, diese ist nicht darauf beschränkt, es sind vielmehr noch mancherlei Abänderungen und Ausbildungen möglich. So kann insbesondere die Systemkonfiguration einen von den Figuren der Zeichnung abweichenden Aufbau aufweisen.
BEZUGSZEICHENLISTE
10
Simulationssystem
11
Längsregelung
12
Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit
13
Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit
14
Hardwarekomponenten umfassende Rechnereinheit
15
CAN-Karte
16
ISA-Schnittstelle
17
Leitplanken-Editor
18
Eingabe-Menü
19
Umgebungssimulator
20
Manöver-Editor

Claims (12)

1. Simulationssystem (10) für die Entwicklung eines automatischen Distanzregelungssystems (ADR) insbesondere für eine Anwendung bei Kraftfahrzeugen, wobei das Distanzregelungssystem zur Längsregelung eine Sensorik zur vorausschauenden Beobachtung des Verkehrs und eine Aktuatorik zum Reagieren auf die Informationen der Sensorik mit Verzögerungs- und/oder Beschleunigungsvorgängen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Simulationssystem (10) zur Durchführung einer HIL-(Hardware-In-The-Loop)- Simulation ausgebildet ist, wobei das Simulationssystem (10) einen Softwareschalter zum Ausschalten des Modelles für die Längsregelung (11) zwecks Aktivierung realer Hardware aufweist, und daß das Simulationssystem (10) eine die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit (12), eine die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit (13) und eine die Hardware-Komponenten umfassende Rechnereinheit (14) aufweist, wobei auf der Rechnereinheit (14) das Fahrzeugmodell simuliert wird, wobei die Rechnereinheit (14) zur Verknüpfung der Längsregelung (11) mit dem Fahrzeugmodell ausgebildet ist und wobei das Simulationssystem (10) reproduzierbare Situationen mit unterschiedlichen Softwareversionen und Parametern beliebig oft überprüft.
2. Simulationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit (12) zum Laden einer gespeicherten Situation und zum Starten einer Closed-Loop-Simulation ausgebildet ist.
3. Simulationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit (13) zum Ansteuern der die dritte Rechnereinheit (14) bildenden Spezialhardware ausgebildet ist.
4. Simulationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit (13) die zur Ansteuerung der Spezialhardware erforderlichen Verknüpfungen, insbesondere zum Simulationsmodell, der Bedienoberfläche und/oder Informationen über Echtzeit- Hardware aufweist.
5. Simulationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Simulationssystem (10) mit dem Laden einer gespeicherten Situation zu öffnende Layouts für die Aufnahme von Meßgrößen aufweist.
6. Simulationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit (12) zur einzelnen Konfiguration von Fahrstrecken-Segmenten ausgebildet ist.
7. Simulationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit (12) zur Konfiguration von Fahrstrecken-Segmenten hinsichtlich der Anzahl der Fahrspuren, der Fahrspurbreite, der Länge des Kurvenradius', der Randbebauung und/oder stationärer Hindernisse auf der Fahrbahn konfigurierbar ausgebildet ist.
8. Simulationssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit (12) zur zusätzlichen Plazierung von Fahrzeugen auf den Fahrbahnen und/oder zum Versehen von Fahrzeugen mit Fahraufträgen ausgebildet ist.
9. Simulationssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit (12) zur zusätzlichen Plazierung von Fahrzeugen hinsichtlich derer Art, Größe, Geschwindigkeitsprofil und/oder deren radar- oder lasertypischen Eigenschaften konfigurierbar ausgebildet ist.
10. Simulationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit (12) zur Konfiguration der ADR-Sensoren ausgebildet ist.
11. Simulationssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umgebungsparameter umfassende Rechnereinheit (12) zur Konfiguration der ADR-Sensoren hinsichtlich der Art der Laser- oder Radarsensoren, derer Reichweite, der Anzahl der Strahlen, der Zyklenzeit, der Anzahl der zu berücksichtigenden Ziele und/oder verschiedener Reflektionsmodelle konfigurierbar ausgebildet ist.
12. Simulationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fahrzeugparameter umfassende Rechnereinheit (13) hinsichtlich aller Fahrzeug-Bauteile an jedes beliebige Fahrzeug anpaßbar ausgebildet ist.
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