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Die drei Köpfe hinter unserem miniaturisierten Vehicle-in-the-Loop

Rückblick auf ein spannendes Projekt in einem Interview

Von August 2015 bis März 2016 haben drei Studenten bei IPG Automotive ein Projekt namens "Mini-VIL" bearbeitet. Jannik, Markus und später auch Ayoub haben für Demonstrationszwecke der Vehicle-in-the-Loop-Methode ein kleines Demo-Fahrzeug entwickelt. Wir möchten das Projekt gerne öffentlich vorstellen und haben sie deswegen zu ihren Erfahrungen, Eindrücken und den technischen Details gefragt.

Hallo zusammen, was fasziniert euch am Thema Automobil?

Markus: Ich interessiere mich eigentlich für alles, was sich bewegt. Ich bin schon früh in Kontakt mit Motorrädern und Autos gekommen, weil mein Vater eine Fahrschule führt. Beides ist schon seit ich denken kann meine Leidenschaft; sei es selbst fahren, dran schrauben oder – geprägt durch das Studium – Komponenten bzw. Systeme entwickeln.

Ayoub: Bei mir kam das Interesse durch das Studium. Ich bin vor 4 Jahren nach Deutschland gezogen, um hier weiter zu studieren. Besonders empfohlen wurde mir der Bereich Mechatronik. So kam es, dass ich das Studium mit der Spezialisierung auf den Automobilbereich aufgenommen habe.

Jannik: In meinen Augen vereint das Automobil eine Vielzahl verschiedenster technisch interessanter Subsysteme in einem alltäglich erfahrbaren Produkt. Besonders gespannt beobachte ich Entwicklungen in Richtung eines zunehmend vernetzten und automatisierten Fahrens.

Ihr seid als Werkstudenten bzw. Praktikanten hier bei IPG Automotive. Wie kam es dazu, dass ihr so ein relativ großes Projekt selbstständig durchführen konntet und wer gab euch den entsprechenden Impuls?

Jannik: Ich arbeite schon seit August 2013 hier und hatte im Anschluss an meine Bachelorarbeit Kapazitäten für ein neues Projekt frei.

Markus: Im Rahmen der Werkstudententätigkeit ist einer der Produktmanager irgendwann auf uns zugekommen und hat von einem „mobilen Fahrdemonstrator“ geredet, wollte sich aber erst noch weitere Gedanken machen. In mehreren Gesprächen wurde die Idee konkreter, bis wir schließlich ein Anforderungsprofil erstellen konnten. Das Projekt eignete sich gut für uns Studenten, weil es keinen strengen Zeitplan gab und wir außerdem einiges ausprobieren konnten bzw. sogar mussten.

Bis zum März 2016 habt ihr an dem Projekt Mini-VIL gearbeitet. Wie lief das genau ab? Habt ihr zu Beginn eine Einteilung unternommen, wer für welchen Bereich verantwortlich ist?

Markus: Da Jannik und ich schon etwas länger beim Unternehmen waren und auch schon die ersten Ideen miterlebt haben, konnten wir die Entwicklung sehr selbstständig vorantreiben. Als Ayoub mit seinem Praktikum startete, konnte er sich durch seine tägliche Anwesenheit schnell in das Projekt einarbeiten. Die Aufgaben haben wir wochenweise aufgestellt und verteilt.

Ayoub: Jeder hat natürlich die ihm zugewiesenen Aufgaben bearbeitet. Da es am Ende aber um „Funktionieren“ oder „Nicht-Funktionieren“ ging, musste jeder einen guten Überblick über das Projekt haben.

Quasi als Ausgangspunkt hattet ihr die Funktionsweise der Vehicle-in-the-Loop-Methode am Vorführfahrzeug „VW Golf“. Wenn man euer Ergebnis damit vergleicht, welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede lassen sich feststellen?

Jannik: Gemeinsam ist beiden Systemen das grundsätzliche Konzept, ein reales Fahrzeug mit einem realen Fahrer und Fahrerassistenzsystemen in einer virtuellen Welt zu bewegen. Dazu ist in beiden Fällen die Synchronisation der Position, Bewegung und Orientierung des virtuellen und des realen Fahrzeugs notwendig. Ein grundlegender Unterschied besteht darin, dass der jeweilige Fahrer die Eingriffe des Assistenzsystems beim Mini-VIL von außen nachverfolgen muss, während er sie im „großen“  VIL-Fahrzeug vom Fahrersitz aus erleben kann.

Markus: Unterschiede gibt es natürlich in der Größe der Fahrzeuge – aber Spaß beiseite, der Golf ist ein Serienfahrzeug und dementsprechend ein komplexes System, unser Auto ist letztendlich aber nur ein Demonstrator. Jedoch haben beide die zum Fahren notwendigen Funktionen, nämlich Antreiben, Bremsen und Lenken.

Zu eurem Demo-Fahrzeug konkret: Welche Produkte von IPG Automotive verwendet ihr und welche Assistenzsysteme können mit dem Mini-VIL vorgeführt werden?

Markus: Ziel war immer ein ähnliches System wie unseren VIL Golf zu entwickeln. Als Basisfahrzeug dient ein handelsübliches Modellfahrzeug. In dieses wurde – wie im Golf – eine RoadBox (Xpack4) integriert. Zusammen mit CarMaker/HIL können nun Fahrmanöver in Echtzeit gefahren werden. Momentan funktionieren der Notbrems- und der Ausweichassistent sowie ein Abstandsregeltempomat.

Wenn ihr auf die Zeit zurückblickt: Was verlief besonders gut? Und gab es auch herausfordernde Zeitpunkte während eures Projekts?

Jannik: In den ersten Wochen der Projektdurchführung war es für uns besonders erfreulich, dass wir die RoadBox ohne größere mechanische Umbauten auf dem Fahrzeug befestigen konnten und dass wir auch mit dem – im Vergleich zur Gesamtmasse unseres Fahrzeugs – recht hohen zusätzlichen Gewicht ein zufriedenstellendes Fahrverhalten erzielen konnten. Etwas herausfordernder verlief die Integration der selbstgebauten Raddrehzahlsensoren sowie der Inertialsensorik – letztlich konnten wir jedoch mit der verbauten Sensorik eine hinreichend genaue Positionierung erreichen. Die Integration verschiedener Fahrerassistenzregler in das Mini-VIL-Konzept verlief danach erfreulicherweise gut.

Markus: Normalerweise läuft selten etwas genauso so, wie man sich das vorstellt. Kleinere Probleme hatten wir mit dem Auslesen von Sensordaten und mit dem Abstimmen verschiedener Regler fürs Fahrzeug. Jedoch haben andere Sachen auch überraschend gut funktioniert, bei denen wir uns im Vorfeld eher Gedanken gemacht haben.

Ayoub: Manchmal war es natürlich so, dass man dachte, es funktioniert alles und das Demo-Fahrzeug ist trotzdem nicht gestartet. Dann begibt man sich natürlich erstmal länger auf Fehlersuche. Alles in allem hat das meiste aber ziemlich gut funktioniert.

Nach vielen Monaten könnt ihr nun auf ein sehr weit entwickeltes Projekt schauen. Worin liegen zusammengefasst die Vorteile, die Methode in dieser Größe vorführen zu können?

Jannik: Das Mini-VIL kann platzsparend in einer Kiste verstaut und so, auch international, einfach und kostengünstig transportiert werden. Das Konzept „Vehicle-in-the-Loop“ kann damit einfacher an den verschiedensten Orten der Welt gezeigt werden. Außerdem ist zur Demonstration eine geringere Fläche nötig. In einem möglichen Anwendungsfall könnten zukünftig beim ADAS-Seminar von IPG Automotive und der Hochschule München Fahrerassistenzfunktionen auch an dem Mini-VIL statt an einem großen Fahrzeug demonstriert werden.

Wird das Demo-Fahrzeug dafür noch weiterentwickelt?

Jannik: In einem studentischem Projekt an der Hochschule München sollen zusätzliche Funktionen (als nächstes ein Flankenschutz-Assistent auf Basis von echten Ultraschallsensoren) in den bestehenden Demonstrator integriert werden und dadurch weitere Einsatzmöglichkeiten für die Hard- und Software von IPG Automotive im Fahrzeug gezeigt werden.

Was könnt ihr denn zusammenfassend über eure Arbeit bei IPG Automotive sagen? Und wie habt ihr das selbstständige Arbeiten empfunden?

Ayoub: Weil ich die Vorlesung Fahrdynamik noch nicht besucht habe, war die Einarbeitung in die Thematik ziemlich herausfordernd. Ich habe aber sehr viel in kurzer Zeit gelernt. Es hat auf jeden Fall viel Spaß gemacht, als Praktikant relativ selbstständig an so einem Projekt mitzuwirken. Seit April bin ich als Werkstudent weiterhin bei IPG Automotive zu finden.

Markus: Das selbstständige Arbeiten war von großem Vorteil. Es zeigte das Vertrauen der Vorgesetzten, dass auch ohne deren ständige Aufsicht ein gutes Ergebnis erreicht werden kann. Ansonsten war das Projekt sehr interessant, weil viele verschiedene Aufgaben auf uns gewartet haben. Das ging los bei der mechanischen Integration der Bauteile ins Fahrzeug über die mechatronische Anbindung der Sensoren und Module der RoadBox bis hin zur Softwareentwicklung in CarMaker bzw. Anpassung der Assistenzsysteme; das alles war sehr vielseitig.

Ihr durftet jetzt die Arbeit im Bereich Fahrerassistenzsysteme genauer kennenlernen. Wie sehen eure Pläne für nach dem Studium aus? Möchtet ihr später auch einmal in diesem Bereich tätig werden?

Markus: Es ist natürlich schwierig eine Prognose für die eigene Zukunft zu machen. Trotzdem war es toll zu sehen, wie das Fahren an sich durch diverse Assistenzsysteme beeinflussbar ist. Ich möchte nach meinem Studium im Bereich Fahrwerk/Fahrdynamik bleiben. Ich vermute mal, dass ich in jedem Fall wieder mit Fahrerassistenzsystemen in Kontakt komme, egal wie mein zukünftiger Arbeitsplatz konkret aussieht.

Jannik: Ähnlich wie Markus möchte ich keine allzu konkreten Vorhersagen für meine Zukunft wagen. Da ich diesen Bereich als sehr spannend empfinde, kann es allerdings gut sein, dass auch ich mit dem Thema Fahrerassistenzsysteme nicht zum letzten Mal zu tun hatte.

Danke für eure Zeit und viel Glück für euren weiteren Berufsweg!