Il sistema HiL 4-Corner di STEP Lab in azione con il simulatore di guida Vi-grade

Cosa succede quando si collegano quattro ammortizzatori reali direttamente a un simulatore di guida? La risposta è ora disponibile su YouTube e mostra esattamente come si concretizzano nella pratica le capacità di test Hardware-in-the-Loop di STEP Lab.

Il video mostra una sessione di guida dal vivo sul simulatore DiM150, con il sistema 4-Corner Damper-in-the-Loop di STEP Lab, VI-CarRealTime come motore di dinamica del veicolo, FTire per la modellazione degli pneumatici e un modello di ammortizzatore basato sull’intelligenza artificiale sviluppato da Astemo. Il risultato è un ambiente completo a ciclo chiuso in cui il conducente sperimenta una dinamica del veicolo realistica e gli ammortizzatori reali svolgono il loro lavoro.

Quattro attuatori, un circuito

Il sistema “4-Corner Damper-in-the-Loop” è costituito da quattro attuatori elettrodinamici UD01, uno per ciascuna ruota. Ciascun attuatore aziona in modo indipendente un ammortizzatore fisico, riproducendo in tempo reale gli input specifici per ciascuna ruota calcolati dal solutore di dinamica del veicolo in esecuzione nel simulatore.

Non si tratta di un test di resistenza statico né di un ciclo di forme d’onda preprogrammato. Gli attuatori UD01 rispondono ai dati di simulazione in tempo reale: mentre il conducente sterza, frena e accelera all’interno del Vi-grade DiM150, il modello del veicolo calcola il comportamento di ciascuna ruota e il sistema di STEP Lab aziona fisicamente l’ammortizzatore corrispondente in quell’istante esatto. I dati relativi alla forza e allo spostamento misurati sull’hardware reale vengono reimmessi direttamente nel ciclo di simulazione, chiudendo il circuito tra il veicolo virtuale e i componenti fisici.

L’architettura elettrodinamica garantisce la larghezza di banda e la precisione dinamica richieste dalle applicazioni HiL in tempo reale, rendendola una delle piattaforme più performanti disponibili per questo tipo di test sugli ammortizzatori.

Hardware-in-the-Loop per lo sviluppo degli ammortizzatori: perché è importante

L’approccio HiL di STEP Lab affronta una sfida fondamentale nello sviluppo degli ammortizzatori: come valutare il comportamento reale dei componenti prima che il veicolo completo sia stato realizzato?

La simulazione pura è veloce ma limitata: la qualità di un modello dipende interamente dai suoi parametri. I test sul veicolo completo in un circuito di prova sono accurati ma lenti, costosi e disponibili solo nelle fasi finali del ciclo di sviluppo. Il sistema STEP Lab offre una terza via: smorzatori fisici testati sotto carichi realistici calcolati dinamicamente, integrati in un ambiente di simulazione che include il modello completo del veicolo e la dinamica degli pneumatici ad alta fedeltà.

Ciò significa che gli ingegneri possono effettuare valutazioni significative degli ammortizzatori, includendo il feedback soggettivo del conducente, in una fase molto più precoce del programma, utilizzando l’hardware reale nel circuito anziché un modello semplificato che lo sostituisca.

Vi-grade e STEP Lab insieme

Come già accennato, il sistema STEP Lab rappresenta solo una parte del quadro complessivo. L’analisi completa è infatti resa possibile dall’integrazione del 4-Corner con la tecnologia Vi-grade. Il simulatore di guida DiM150 utilizza VI-CarRealTime, parte della piattaforma VI-grade – con cui STEP Lab ha instaurato una partnership consolidata – come solutore in tempo reale della dinamica del veicolo. Il comportamento degli pneumatici è gestito da FTire di cosin scientific, uno dei modelli di pneumatici più accurati disponibili per le applicazioni di dinamica dei veicoli. Astemo contribuisce invece sia con il modello del veicolo Nissan Ariya sia con un modello di ammortizzatori basato sull’intelligenza artificiale, che nella demo opera in parallelo con l’hardware di STEP Lab come approccio complementare, dimostrando come il software e i metodi di prova fisici possano coesistere nello stesso contesto.

Questa combinazione riflette il modo in cui STEP Lab posiziona i propri sistemi: non come banchi di prova autonomi, ma come componenti di un ambiente di sviluppo integrato che si collega senza soluzione di continuità agli strumenti e ai flussi di lavoro già utilizzati dagli ingegneri.