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Moog liefert Bewegungssystem und Software für einen neuen Fahrsimulator von Daimler

Neuer Fahrsimulator mit der modernsten, hochdynamischen Antriebssteuerung von Moog, einer 12 Meter langen Linearschiene und der Systemintegration von Daimler ermöglicht verbesserte Abbildung der Realität

East Aurora, NY, USA Moog Industrial Group, ein Geschäftsbereich der Moog Inc. (NYSE: MOG.A und MOG.B) und führender Anbieter von technologisch anspruchsvollen Flugsimulations- und Testsystemen für die Automobil- und Luftfahrtindustrie, hat die hochdynamische Antriebssteuerung des neuen Fahrsimulators der Daimler AG geliefert. Die Anlage steht im neuen Fahrsimulationszentrum, das Teil des Mercedes-Benz-Technologiezentrums in Sindelfingen ist.

Das neue Fahrsimulationszentrum in Sindelfingen zählt verschiedene Arten von Simulatoren, die jeweils auf spezifische Testsituationen und –zwecke optimiert sind, darunter Forschung, Bewertung* und Schulung. Im Zentrum stehen fest installierte Simulatoren sowie ein zuvor von Moog gelieferter Fahrdynamik- und Komfortsimulator. Als Teil des Mercedes-Benz-Technologiezentrums ist das Fahrsimulationszentrum integraler Bestandteil der Forschungs- und Entwicklungsarbeit.

Die elektrische Simulationsplattform von Moog ist ein Hexapod mit sechs beweglichen Standbeinen, die eine Beweglichkeit in allen sechs Freiheitsgraden ermöglichen: Die obere Plattform bewegt sich entlang der X-, Y- und Z-Achse und dreht sich über alle drei Achsen (Roll-Nick-Gier-Winkel). Das Gesamtsystem ist auf einer Schiene und einem Schlitten montiert, was eine Simulation von seitlichen Bewegungen wie einem Spurwechsel ermöglicht, wozu ein Hexapod allein auf Grund der Hubbegrenzungen der Stellantriebe nicht in der Lage ist. Das Moog-System wird entlang der Schiene von Linearmotoren angetrieben.

Im Inneren der Kuppel befindet sich ein kompletter Mercedes, in dem der Testfahrer vom Fahrersitz aus über eine 360°-Leinwand reale Verkehrssituationen wie bewegende Fußgänger, Gegenverkehr und Gebäuden erlebt.

Das gesamte Simulationssystem aus Hexapod und Querschiene wird mit der Echtzeitsoftware von Moog gesteuert. Aus den Pedal- und Lenkradbewegungen des Fahrers werden die jeweiligen Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte des Fahrzeugmodells berechnet. Die Moog-Software setzt diese Informationen in Bewegungen des Hexapods und des Schlittens so um, dass sie so real wie möglich den sensorischen Erwartungen des Fahrers entsprechen. Dementsprechend fühlt sich der Fahrer im Simulator exakt wie in einem normalen Auto.

Die in der Kuppel an die Leinwand projizierten Bilder entsprechen genau den vom Hexapod und der Schiene erzeugten Bewegungen des Fahrzeugs. Ob der Fahrer Gas gibt, bremst, das Lenkrad dreht oder über eine virtuelle Bodenwelle fährt, passen sich die Bilder den Bewegungen des Simulators an und vermitteln so dem Fahrer das Gefühl, auf einer echten Straße zu sein.

Der dynamische Simulator ist mit seinem elektrischen Hochgeschwindigkeitsantriebssystem auf einer 12 Meter langen Schiene für seitliche Bewegungen und einer 360°-Leinwand das modernste seiner Art in der Automobilindustrie. Darüber hinaus zeichnet sich dieses System durch seine höchste Energieeffizienz aus. Ein Teil der für den Betrieb des Simulators benötigten Energie wird durch Rückgewinnung und Einspeisung der Bremsenergie in das Stromnetz des Sindelfinger Werks bereitgestellt.

„Die Herausforderungen unserer Kunden mit innovativen Antriebssteuerungs- und Prüfsystemen bewältigen, das ist der Schlüssel für ihren weltweiten Erfolg. Simulatoren wurden in den letzten zehn Jahren in zahlreichen Bereichen eingesetzt, darunter auch in der Forschung, Bewertung und Schulung. Die Entwicklung des jüngsten Fahrsimulators für Daimler war hinsichtlich der spezifizierten technischen Anforderungen eine große Herausforderung. Als einer der am Projekt beteiligten Partner waren wir in der Lage, neue Ideen und Ansätze einzubringen und so dazu beizutragen, die technischen Anforderungen zu erfüllen sowie die Spezifikationen und Ziele des Projekts zu erreichen“, sagt Pim van den Dijssel, European Business Manager bei Moog.

Während der vorherige von Daimler eingesetzte Simulator mit hydraulischen Stellantrieben ein durchaus realistisches Fahrgefühl vermittelt hat, so ist das neue hochdynamische elektrische Bewegungssystem speziell auf höchste Leistung und absolute realistische Bewertung des Fahrverhaltens für Profifahrer ausgelegt.

Das Bewegungssystem von Moog ist auf einer 12 Meter langen Schiene montiert, die großräumige Bewegungen ermöglicht. Darüber hinaus ermöglicht eine quasi statische 90-Grad-Drehscheibe innerhalb der Kuppel in Verbindung mit der Schiene die Simulation von Bewegungen in seitlicher Richtung (Fahrdynamikversuche) und Längsrichtung (Brems- und Beschleunigungsbewegungen).

Das von Moog für die elektrischen Stellantriebe gewählte Design hat nicht nur die Erwartungen an das Ansprechverhalten deutlich übertroffen, sondern auch in Verbindung mit den Schaltschränken sorgt es zusätzlich für einen geringeren Energieverbrauch, einen ruhigeren Lauf und eine einfachere Wartung. Mit diesem jüngsten dynamischen Fahrsimulator lässt sich für alle erdenklichen Beschleunigungs- und Bremssituationen ein realistischeres Fahrgefühl in Längsrichtung erzeugen.

Hierzu noch einmal Pim van den Dijssel: „Daimler hatte auch erwogen, die ganze Anlage auf eine Längsschiene zu montieren, um so einen achten Freiheitsgrad zu ermöglichen, hat sich aber letztendlich wegen zu hoher Kosten für einen zu geringen Nutzen dagegen entschieden. Die von uns entwickelte Bewegungsplattform erfüllt dank unserer jüngsten Designverbesserungen Daimlers Anforderungen.

Die Brems- und Beschleunigungsbewegungen lassen sich durch Vor- und Zurückschwenken des Hexapods hervorragend simulieren. Falls erforderlich, lässt sich zudem das Fahrzeug um bis zu 90 Grad drehen, so dass aus der Querschiene de facto eine Längsschiene wird. Dies ermöglicht eine Simulation von abrupten Spurwechseln und Vollbremsungen mit einer Beschleunigung von mehr als 1 g.  

„Wir haben bei der Entwicklung dieses Systems eng mit den Ingenieuren von Daimler zusammengearbeitet, und für dieses schwierige Projekt war ein völlig neuer Ansatz erforderlich. Wir freuen uns sehr über die positiven Reaktionen der Ingenieure von Daimler, die inzwischen mit diesem System arbeiten,“ fasst van den Dijssel zusammen.

Mit seinem Motion-Control-Know-how hat Moog nicht unwesentlich zur erfolgreichen Entwicklung dieses dynamischen Fahrsimulators beigetragen, der Daimler bei der Forschung, Entwicklung, Erprobung und Bewertung seiner zukünftigen Fahrzeugmodelle und -systeme unterstützen wird.

Fahrsimulator der Daimler AG mit hochdynamischem Antriebssteuerungssystem von Moog. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Daimler, MGPR1111)