„DynaFlexPro/Tire“ für dynamische Echtzeitfahrzeugsimulationen

Maplesoft (Waterloo, Ontario/Kanada) zählt sich zu den führenden Unternehmen in Sachen Entwicklung und Bereitstellung interaktiver Mathematiksoftware. Zum Produktsortiment gehört unter anderem die „Maple“ genannte Software, die Angaben der Kanadier zufolge zum Lösen komplexer mathematischer Aufgaben und zur Erstellung ausführbarer technischer Dokumente verwendet werden kann. Darauf basiert beispielsweise ein „DynaFlexPro“ genanntes Tool zur Modellbildung und Simulation der Dynamik komplexer mechanischer Mehrkörpersysteme. Für dieses Tool hat Maplesoft im vergangenen Jahr auch ein Reifenmodul unter der Bezeichnung „DynaFlexPro/Tire“ vorgestellt, das eine vollständige dynamische Fahrzeugsimulation ermöglichen und darüber hinaus noch die physikalische Modellbildung der drei wichtigsten Reifenkraftmodelle auf dem Markt (Fiala, Calspan und Pacejka Magic Formula) beherrschen soll. „Die Benutzer müssen keine Näherungswerte für die Reifenparameter liefern, sondern lediglich die Modelldaten der Luftreifen eingeben, um das Fahrzeugverhalten zu simulieren, unabhängig vom Reifenkraftmodell. Kinematische Größen wie Schräglaufwinkel, Längsschlupf und Neigungswinkel werden als optimierte Rechensequenzen abgeleitet“, heißt es vonseiten des Unternehmens.

Vergleichbare auf dem Markt befindliche Produkte würden im Gegensatz zu „DynaFlexPro/Tire“ rechenintensive numerische Algorithmen verwenden, die zu langen Rechenzeiten und erhöhter Fehlerwahrscheinlichkeit führen, hebt der Anbieter ebenfalls hervor. Außerdem machten sie Echtzeitsimulation für hoch genaue Modelle unmöglich. „DynaFlexPro/Tire“ vereinfache demgegenüber die zugrunde liegenden Gleichungen und erstelle symbolisch Bewegungsgleichungen für den Mechanismus. Damit verbinden die Kanadier eine schnelle Darstellung des mechanischen Systems in exakter Form, die vollständig parametriert und fehlerfrei sei sowie rasch numerische Bewertungen vornehmen könne. Damit – ist man sich bei Maplesoft sicher – eignet sich das Modell ideal zur Benutzung in Echtzeit. Das Reifenmodul funktioniert Anbieteraussagen zufolge auch mit der grafischen Benutzerschnittstelle „DynaFlexPro/ModelBuilder“, um die schnelle Erstellung von Systemmodellen mit Blockdiagrammen und Dropdown-Menüs zu ermöglichen.

Optionale Funktionen von „DynaFlexPro/Tire“ ermöglichen dem Benutzer demnach die Steuerung, wie Reifenschlupf und Rollradius berechnet werden, oder geben ihm die Möglichkeit, über Differenzialgleichungen Reifentransienten mit Relaxationslängen in die Berechnungen einzuschließen. Außerdem verfüge das Reifenmodul über die gleichen Exportfähigkeiten wie „DynaFlexPro“, sodass die damit erstellten Modelle anderen Werkzeugen – beispielhaft genannt werden „MATLAB/Simulink“, „MATRIXx/SystemBuild“ oder „LabVIEW“ – zugänglich gemacht werden könnten. „Wir wollten gewährleisten, dass Ingenieure in der Automobilindustrie sich auf Reifenherstellung, Design von Fahrgestell/Aufhängung, Stabilitätskontrolle, Geländefahrzeuge und mobile Schwerlastausrüstung mit Luftreifen konzentrieren. Außerdem wollten wir sicherstellen, dass Forschern für Fahrzeugdynamik und Kontrolle modernste Werkzeuge zur Verfügung stehen, um effizient und effektiv die sichersten und besten Fahrzeuge zu entwerfen“, erläutert Maplesoft-CEO Jim Cooper, die Motivation seines Unternehmens zur Entwicklung des Tools.

Nach Unternehmensinformationen nutzen derzeit mehr als zwei Millionen User und Tausende Organisationen die auch dem neuen Reifenmodul zugrunde liegende „Maple“-Software. Und das in nahezu allen technischen Bereichen einschließlich Raumfahrt, Automobilsektor, Biotechnologie und Pharmazeutik, chemische Systeme, Kontrolltheorie und -design, Elektronik, Finanzen, mechanische Systeme, Optimierung und Signalbearbeitung. Zu den eigenen Kunden zählt man solche Konzerne wie Allied Signal, BMW, Boeing, BP, DaimlerChrysler, DreamWorks, EADS, Ford, General Electric, Hewlett Packard, Lucent Technologies, Met Office, Mitsubishi, Motorola, Raytheon, Renault, Sun Microsystems, Toyota, Tyco und Volvo Trucks. „Außerdem verwenden über 90 Prozent der modernen Forschungsinstitute und Universitäten auf der ganzen Welt, einschließlich MIT, Stanford, Oxford, des NASA Jet Propulsion Laboratory und das Energieministerium der Vereinigten Staaten Produkte von Maplesoft zur Optimierung ihrer Schulungs- und Forschungsaktivitäten“, sagen die Kanadier.