O sistema HiL de 4 cantos do STEP Lab em ação com o simulador de direção Vi-grade

What happens when you connect four real dampers directly into a driving simulator? The answer is now on YouTube, and it shows exactly what STEP Lab’s Hardware-in-the-Loop testing capabilities look like in practice.

O vídeo mostra uma sessão de direção ao vivo no simulador DiM150, com o sistema 4-Corner Damper-in-the-Loop do STEP Lab, o VI-CarRealTime como motor de dinâmica veicular, o FTire para modelagem de pneus e um modelo de amortecedor baseado em IA desenvolvido pela Astemo. O resultado é um ambiente completo de malha fechada, no qual o motorista experimenta uma dinâmica veicular realista e os amortecedores reais realizam o trabalho.

Four actuators, One loop

O sistema “4-Corner Damper-in-the-Loop” é composto por quatro atuadores eletrodinâmicos UD01, um para cada roda. Cada atuador aciona, de forma independente, um amortecedor físico, reproduzindo em tempo real os comandos específicos para cada roda calculados pelo solucionador de dinâmica veicular em execução no simulador.

Este não é um teste de resistência estático nem um ciclo de forma de onda pré-programado. Os atuadores UD01 respondem a dados de simulação em tempo real: à medida que o motorista dirige, freia e acelera dentro do Vi-grade DiM150, o modelo do veículo calcula o que cada roda está fazendo, e o sistema da STEP Lab aciona fisicamente o amortecedor correspondente naquele exato instante. Os dados de força e deslocamento medidos no hardware real são enviados diretamente de volta para o ciclo de simulação, fechando o circuito entre o veículo virtual e os componentes físicos.

A arquitetura eletrodinâmica proporciona a largura de banda e a precisão dinâmica exigidas pelas aplicações HiL em tempo real, tornando-a uma das plataformas mais eficientes disponíveis para esse tipo de teste de amortecedores.

Hardware-in-the-Loop para o desenvolvimento de amortecedores: por que isso é importante

A abordagem HiL do STEP Lab aborda um desafio fundamental no desenvolvimento de amortecedores: como avaliar o comportamento real dos componentes antes que o veículo completo exista?

A simulação pura é rápida, mas limitada; a qualidade de um modelo depende inteiramente de seus parâmetros. Os testes com o veículo completo em uma pista de testes são precisos, mas lentos, caros e só estão disponíveis na fase final do ciclo de desenvolvimento. O sistema STEP Lab oferece uma terceira opção: amortecedores físicos testados sob cargas realistas, calculadas dinamicamente, integrados a um ambiente de simulação que inclui o modelo completo do veículo e a dinâmica dos pneus em alta fidelidade.

Isso significa que os engenheiros podem realizar avaliações significativas dos amortecedores, incluindo o feedback subjetivo do motorista, muito mais cedo no programa, utilizando hardware real no circuito, em vez de um modelo simplificado que o substitua.

A Vi-grade e a STEP Lab juntas

Conforme mencionado, o sistema STEP Lab é apenas uma parte do todo. A análise completa é, na verdade, possibilitada pela integração do 4-Corner com a tecnologia Vi-grade. O simulador de direção DiM150 executa o VI-CarRealTime, parte da plataforma VI-grade — com a qual o STEP Lab mantém uma parceria consolidada —, atuando como solucionador de dinâmica veicular em tempo real. O comportamento dos pneus é tratado pelo FTire, da cosin scientific, um dos modelos de pneus mais precisos disponíveis para aplicações de dinâmica veicular. E a Astemo contribui tanto com o modelo do veículo Nissan Ariya quanto com um modelo de amortecedor baseado em IA, que, na demonstração, opera em conjunto com o hardware do STEP Lab como uma abordagem complementar, mostrando como o software e os métodos de teste físico podem coexistir na mesma estrutura.

Essa combinação reflete a forma como o STEP Lab posiciona seus sistemas: não como bancadas de teste independentes, mas como componentes de um ambiente de desenvolvimento integrado que se conecta perfeitamente às ferramentas e aos fluxos de trabalho que os engenheiros já utilizam.