SFIDA DEL CLIENTE
La pressione costante per accelerare i test di durata del veicolo è un dato di fatto per i produttori di automobili. Per un'azienda globale come Jaguar Land Rover, tenere il passo con programmi di sviluppo aggressivi può rivelarsi particolarmente difficile a causa della necessità di effettuare correlazioni in numerosi mercati in tutto il mondo.
Non si può presumere che le sequenze di durabilità stabilite siano valide per tutti i mercati serviti, quindi Jaguar Land Rover deve inviare veicoli in tutto il mondo per raccogliere dati sul carico stradale specifici del mercato e determinare con quale grado di efficienza le sequenze siano correlate alle condizioni di servizio locali effettive. Affrontare questo compito con strumenti convenzionali – prototipo strumentato su una pista di prova – è altamente inefficiente; ad un certo punto, l'azienda esaurirebbe il tempo e le risorse.
Per comprimere questa parte del ciclo di sviluppo, Jaguar Land Rover ha esplorato nuovi modi per eseguire test su veicoli completi "senza strada". Nello specifico, hanno cercato di generare virtualmente dati sul carico stradale, utilizzando strumenti di ingegneria assistita da computer (CAE), incluso il software di sistema multibody. Hanno scoperto che prevedere i carichi in questo modo richiedeva una modellazione estremamente accurata dell'intero sistema dinamico del veicolo, un altro compito molto complesso e che richiede molte risorse.
Quello che era veramente necessario era un ponte tra i due estremi che consentisse di mettere un prototipo completato su una pista reale e far funzionare un modello virtuale completo su una pista digitale. L'innovativa tecnica di simulazione ibrida introdotta da MTS Systems Corporation rappresenta quel ponte.
SOLUZIONE MTS
Hybrid System Response Convergence (HSRC) è una tecnica iterativa sviluppata da MTS che rende la simulazione ibrida pratica per applicazioni complesse come i test di durata. Essenzialmente, combina un veicolo reale (o sottosistema del veicolo) con pneumatici e superfici stradali virtuali per creare una simulazione dinamica accurata senza la necessità di un prototipo, un banco di prova o un modello digitale completo. La differenza rispetto alla maggior parte delle tecniche di simulazione ibrida è che non richiede che i componenti del sistema funzionino in tempo reale. Di conseguenza, HSRC funziona con sistemi di prova standard e modelli di veicoli esistenti.
Già dalle discussioni iniziali con MTS, era chiaro che l'uso della tecnica HSRC avrebbe prodotto efficienze sostanziali per Jaguar Land Rover. La capacità di generare carichi stradali accurati senza dover guidare un prototipo strumentato su un banco di prova avrebbe consentito di installare semplicemente un veicolo standard su un banco di prova evitando di lavorare per mesi e mesi.
Jaguar Land Rover e MTS hanno prima dovuto capire se la tecnica HSRC avrebbe funzionato con i sistemi di prova, le strade digitali, i modelli di pneumatici e l'ambiente di modellazione che Jaguar Land Rover stava già utilizzando. Quando ciò è stato confermato, i due team hanno lavorato insieme a un progetto pilota HSRC che coinvolgeva un simulatore stradale MTS 329 6DOF con restrizioni orizzontali CG. Il veicolo di prova era una Range Rover Sport e i componenti virtuali includevano profili stradali Jaguar Land Rover provenienti da campi di prova selezionati, un modello di pneumatico dinamico FTire™ e strumenti software di modellazione e controllo HSRC di MTS.
Utilizzando il set di strumenti HSRC, Jaguar Land Rover ha combinato il veicolo montato sul simulatore con il modello FTire, che è stato poi "guidato" sul terreno di prova digitale tridimensionale per simulare eventi di frenata e manovra. Le iterazioni sequenziali di questo processo hanno prodotto una serie di file di test drive che sono stati poi confrontati con i dati effettivi del carico stradale dello stesso veicolo raccolti sul campo. Laddove era possibile un confronto diretto, la correlazione tra i risultati HSRC e le misurazioni stradali effettive è stata considerata da Jaguar Land Rover molto buona; quasi troppo buona, in realtà, poiché diversi team all'interno di Jaguar Land Rover erano scettici sulla stretta corrispondenza e richiedevano conferma che i due set di dati fossero stati sviluppati in modo indipendente.
VANTAGGI PER IL CLIENTE
Il successo del test pilota ha posto le basi per un ulteriore sviluppo della tecnica HSRC in Jaguar Land Rover. HSRC aveva dimostrato il potenziale per diventare uno strumento fondamentale per lo sviluppo del carico stradale, che avrebbe potuto sostituire alcuni dei costosi e lunghi lavori di prova sul terreno che costituivano ancora una parte del piano del ciclo di ciascun veicolo.
Un esempio è come la tecnica potrebbe essere impiegata anche nelle prime fasi della prototipazione per aiutare a integrare molti dei sistemi di controllo attivo ora forniti di serie sui nuovi veicoli. I sistemi attivi richiedono una notevole quantità di messa a punto, che spesso non viene finalizzata in tempo per l'acquisizione dei dati del carico stradale. La tecnica HSRC potrebbe fornire a Jaguar Land Rover un mezzo per eseguire una parte di questa messa a punto in laboratorio anziché in pista. Inoltre, man mano che i sistemi attivi procedono attraverso lo sviluppo, cambiano i requisiti per il profilo di prova, il che significa che i carichi di prova di durabilità devono essere regolati; HSRC potrebbe quindi essere impiegato per ottenere ciò anche in laboratorio.
Indipendentemente dal fatto che venga utilizzata per la correlazione CAE, lo sviluppo dei dati sul carico stradale, la messa a punto del sistema attivo o altre applicazioni, la tecnica HSRC promette di offrire vantaggi reali per Jaguar Land Rover. La capacità di determinare la risposta di un veicolo specifico alle superfici stradali scansionate di tutto il mondo si rivelerà particolarmente preziosa per questa azienda globale nei suoi continui sforzi per accelerare i test di durata del veicolo e migliorare la sua posizione competitiva in tutto il mondo.
