ViHo – Virtueller Homologationsprozess der Zukunft
Projektbeschreibung
Die Herausforderung bei der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen und hochautomatisierten Fahrfunktionen (FAS/HAF) besteht für Fahrzeughersteller und Zulieferer, dass der Absicherungs- und Freigabeaufwand über die komplette Palette der Fahrzeugbaureihen und Varianten steigen wird. Zusätzlich müssen in Zukunft immer mehr internationale Zulassungsfragen, wie die neue UNECE R79 für den Spurhalteassistenten, bewältigt werden. Hierbei muss dem „Technischen Dienst“ wie TÜV SÜD für die Typgenehmigung die geforderte Funktion und Wirkung nachgewiesen werden. Die Homologationsversuche im Fahrzeug sind durch die Modellvielfalt nicht nur sehr aufwendig, zusätzlich kann das im Entwicklungsprozess sehr späte Ergebnisse für große Herausforderungen sorgen.
Zu diesem Zweck wurde ein Forschungsprojekt zwischen Porsche, TÜV SÜD, AVL, MdynamiX, TU München und Hochschule Kempten durchgeführt, um Methoden und Prozesse für eine simulationsbasierte Homologation (Virtual Based Homologation) am Use Case Spurhalteassistent (Level 2) zu entwickeln und das Gesamtkonzept zu validieren (Proof-of-Concept). Die Methoden und Prozesse sollen dabei so aufgebaut sein, dass sich diese auf andere Richtlinien und Homologationen transferieren lassen und zusätzlich für virtuelle Absicherungsaufwände der Entwicklung anwenden lassen. MdynamiX hat gemeinsam mit der Hochschule Kempten und Hochschule München Methoden zur objektiven Bewertung mittels „Ground Truth“ für den automatisierte Fahrfunktionen basierend auf Key Performance Indikatoren entwickelt. Hierzu gehört die Messmethodik, der Strecken- und Manöverkatalog, Durchführungsbestimmungen, Analyse der Messung und die Erzeugung der „KPI - Key Performance Indicator“. Dabei wurden zahlreiche Strecken als Ground Truth hochgenau digitalisiert. Diese Methoden wurden im Projekt eingebracht, auf den Use Case UNECE R79 adaptiert und angewendet.
Im Rahmen des Projektes wurden die Versuchsplanung und Versdurchführungsdefinitionen auf Basis des existierenden Strecken- und Manöverkatalogs weiterentwickelt. Außerdem wurden die Versuche zur Wirkprüfung nach der UNECE R79 sowie die Validierungstests für die Erstellung des „Simulation Tool Validation Report“ durchgeführt. Zusätzlich wurde das Simulationsmodell entsprechend den Anforderungen im Hinblick auf die UNECE79 erweitert und validiert. Die Simulationsmodelle und die Test- und Validierungsmethoden wurden auf verschiedene Testumgebungen wie einen Vollfahrzeugprüfstand (siehe Abbildungen „Vehicle Hardware-in-the-Loop“) und einen Hardware-in-the-Loop Integrationsprüfstand transferiert und ausführlich erprobt. Zu diesem Zweck wurde insbesondere ein neues Validierungsframework in einem Stufenvalidierungsverfahren (Simulation vs. Fahrversuch) für die virtuelle Homologation entwickelt, um die Simulationsmodelle für die verschiedenen Testumgebungen zu qualifizieren. Hierbei legte man großen Wert darauf, dass die Unsicherheit wie Toleranzen, Versuchs- und Messunsicherheit in die Bewertung und Freigabe mit eingeht. Das Projekt ist 2017 gestartet und wurde 2021 abgeschlossen.