Gemeinsam mit der MTU Friedrichshafen GmbH, dem weltweit führenden Anbieter von Großdieselmotoren und Antriebssystemen, hat Cosateq einen flexiblen und kostengünstigen State-of-the-Art-Motorensimulator auf Basis der Echtzeit-Simulationssoftware ProSys-RT entwickelt.
Zu den Einsatzgebieten der MTU-Hochleistungsmotoren zählen u. a. Bahn, Baumaschinen und Schiffe im kommerziellen und militärischen Bereich. Die permanente Weiterentwicklung im Motorenbereich und die immer höheren Leistungsanforderungen und strengeren Emissionsvorschriften erfordern neue und leistungsfähigere Simulationstechnologien. Deshalb hat die Cosateq GmbH & Co. KG aus Wangen/Allgäu in einem Kooperationsprojekt mit der MTU einen flexiblen Motorensimulator zur Verbesserung der Simulationsprozesse während der Entwicklungsphase entwickelt.
Entwicklung der Motorregelungen
Essentieller Bestandteil jedes modernen Diesel-Motors ist ein elektronisches Motormanagementsystem. Grundsätzlich wird die Reglungssoftware parallel zum Motor entwickelt. Das verkürzt die Entwicklungszeiten, spart Kosten und reduziert die Umweltbelastungen durch reale Motortests. Hardware-in-the-Loop (HIL) und Software-in-the-Loop (SIL) Systeme simulieren ein Zielsystem in Echtzeit und ermöglichen die Entwicklung und den Test von funktionaler Software in Regel- und Steuersystemen ohne reale Hardware. MTU entwickelt hierzu ein motorspezifisches Verhaltensmodell, für die Modellierung hat sich MATLAB®/Simulink® etabliert.
Motorsimulator von Cosateq
Speziell für diese Anwendung hat MTU in enger Kooperation mit dem Echtzeitspezialisten Cosateq ein leistungsfähiges und zukunftweisendes Motorsimulationssystem auf Basis der von Cosateq entwickelten Echtzeitumgebung ProSys-RTTM konzipiert und realisiert. Gefordert war, neben der wirtschaftlichen Attraktivität der Lösung, die Echtzeitausführung von MATLAB Simulink® Modellen mit einer Abtastrate von 1 msec und schneller sowie eine flexible IO-Anbindung für die motorspezifische Elektronik, z. B. 140 Sensornachbildungen und 50 Aktornachbildungen. Das Simulatorkonzept ermöglicht es, die Modellentwicklung von der IO-Hardware zu separieren bzw. zu abstrahieren, so dass der Modellentwickler keine Spezialkenntnisse über die Hardwareanbindung benötigt. Simulink® Modelle lassen sich mit geringem Aufwand auf den Simulator übertragen und in Echtzeit ausführen.
Cosateq realisiert Hardwareanpassung
Das Konzept wurde auf einer leistungsfähigen Freescale PowerPC Architektur mit einem Echtzeit-Linux-System umgesetzt. Zur schnellen Verarbeitung von analogen und digitalen IO-Signalen wurde von MTU ein leistungsfähiges DSP gestütztes IO-Modul entwickelt. Die softwareseitige Anbindung an das Simulationssystem mit allen notwendigen Anpassungen an die PowerPC Architektur wurde von Cosateq durchgeführt.
Erfolgreiche Zusammenarbeit
Sämtliche Aufgaben wurden gelöst, die Teamarbeit war ausgezeichnet, das Projekt ein voller Erfolg. Das bestätigt auch Michael Janke, Projektleiter Microsim bei MTU: "Durch die gemeinsame Zusammenarbeit zwischen MTU und Cosateq konnte ein leistungsstarkes und flexibles Motorensimulationssystem erfolgreich realisiert werden, das den vielfältigen Anforderungen genügt und auch wirtschaftlich konkurrenzfähig ist. Die Eigenentwicklung des Geräts ermöglichte eine weitaus kostengünstigere und wesentlich kompaktere Alternative zu einem herkömmlichen COTS-System."
Zu den Einsatzgebieten der MTU-Hochleistungsmotoren zählen u. a. Bahn, Baumaschinen und Schiffe im kommerziellen und militärischen Bereich. Die permanente Weiterentwicklung im Motorenbereich und die immer höheren Leistungsanforderungen und strengeren Emissionsvorschriften erfordern neue und leistungsfähigere Simulationstechnologien. Deshalb hat die Cosateq GmbH & Co. KG aus Wangen/Allgäu in einem Kooperationsprojekt mit der MTU einen flexiblen Motorensimulator zur Verbesserung der Simulationsprozesse während der Entwicklungsphase entwickelt.
Entwicklung der Motorregelungen
Essentieller Bestandteil jedes modernen Diesel-Motors ist ein elektronisches Motormanagementsystem. Grundsätzlich wird die Reglungssoftware parallel zum Motor entwickelt. Das verkürzt die Entwicklungszeiten, spart Kosten und reduziert die Umweltbelastungen durch reale Motortests. Hardware-in-the-Loop (HIL) und Software-in-the-Loop (SIL) Systeme simulieren ein Zielsystem in Echtzeit und ermöglichen die Entwicklung und den Test von funktionaler Software in Regel- und Steuersystemen ohne reale Hardware. MTU entwickelt hierzu ein motorspezifisches Verhaltensmodell, für die Modellierung hat sich MATLAB®/Simulink® etabliert.
Motorsimulator von Cosateq
Speziell für diese Anwendung hat MTU in enger Kooperation mit dem Echtzeitspezialisten Cosateq ein leistungsfähiges und zukunftweisendes Motorsimulationssystem auf Basis der von Cosateq entwickelten Echtzeitumgebung ProSys-RTTM konzipiert und realisiert. Gefordert war, neben der wirtschaftlichen Attraktivität der Lösung, die Echtzeitausführung von MATLAB Simulink® Modellen mit einer Abtastrate von 1 msec und schneller sowie eine flexible IO-Anbindung für die motorspezifische Elektronik, z. B. 140 Sensornachbildungen und 50 Aktornachbildungen. Das Simulatorkonzept ermöglicht es, die Modellentwicklung von der IO-Hardware zu separieren bzw. zu abstrahieren, so dass der Modellentwickler keine Spezialkenntnisse über die Hardwareanbindung benötigt. Simulink® Modelle lassen sich mit geringem Aufwand auf den Simulator übertragen und in Echtzeit ausführen.
Cosateq realisiert Hardwareanpassung
Das Konzept wurde auf einer leistungsfähigen Freescale PowerPC Architektur mit einem Echtzeit-Linux-System umgesetzt. Zur schnellen Verarbeitung von analogen und digitalen IO-Signalen wurde von MTU ein leistungsfähiges DSP gestütztes IO-Modul entwickelt. Die softwareseitige Anbindung an das Simulationssystem mit allen notwendigen Anpassungen an die PowerPC Architektur wurde von Cosateq durchgeführt.
Erfolgreiche Zusammenarbeit
Sämtliche Aufgaben wurden gelöst, die Teamarbeit war ausgezeichnet, das Projekt ein voller Erfolg. Das bestätigt auch Michael Janke, Projektleiter Microsim bei MTU: "Durch die gemeinsame Zusammenarbeit zwischen MTU und Cosateq konnte ein leistungsstarkes und flexibles Motorensimulationssystem erfolgreich realisiert werden, das den vielfältigen Anforderungen genügt und auch wirtschaftlich konkurrenzfähig ist. Die Eigenentwicklung des Geräts ermöglichte eine weitaus kostengünstigere und wesentlich kompaktere Alternative zu einem herkömmlichen COTS-System."
