Parallelisierte Simulationsprozesse für virtuelles Prototyping in der Automobilindustrie

Der heutige Wettbewerb in der Industrie zeichnet sich durch immer kürzere Entwicklungszeiten aus. In der Automobilindustrie und insbesondere bei der Entwicklung von Fahrzeugen mit alternativen Antriebsträngen mit vernetzten, komplexen Regelstrukturen, wie zum Beispiel bei Elektro-, Hybrid- und Brennstoffzellenfahrzeugen, ist es unerläßlich, die Vorteile des Frontloadings bzw. des virtuellen Prototypings, also des computerunterstützten Auslegens und Entwickelns, massiv zu nutzen, um bei Einsparung von Entwicklungskosten und Entwicklungszeit zu belastbaren Ergebnissen zu kommen, was letztendlich einen Wettbewerbsvorteil darstellt. Da das Frontloading komplexer Systeme handhabbar bleiben muß, werden in der vorliegenden Dissertationsschrift auf mögliche Simulationswerkzeuge, die systemtheoretischen Begründung der parallelisierten Simulation sowie auf die Methoden der Rechnerkopplung eingegangen. Anhand einer validierten Hybridantriebstrangsimulation wird die Methode der parallelen, räumlich verteilten, zeitlich synchronen Co-Simulation beschrieben. Dabei wird auf die Besonderheiten der Modellierung von Regelstrecken gegenüber Steuergerätealgorithmen eingegangen. In diesem Zusammenhang wird der Unterschied der kausalen, signalorientierten Modellierung gegenüber der akausalen, physikalischen Modellierung erklärt. Das Modell des simulierten Hybridantriebstranges wird anhand seiner Teilmodelle der Regelstrecke und der Controller erläutert. Daß die vorgestellte Simulationsmethodik eine tragfähige Methode im Entwicklungsprozeß ist, wird durch eine Validierung mit einem gefahrenen Rollenprüfstandsversuch nachgewiesen. Zusammenfassung, Schlußfolgerung und Ausblick runden diese Arbeit ab.