Vehicle Motion Control für softwaredefinierte Fahrzeuge

Wie die Modular Research Platform flexible Motion-Control-Entwicklung unterstützt 

Mit ihrem modularen Aufbau und ihrer konfigurierbaren Systemarchitektur bietet die Modular Research Platform (MRP) eine flexible Entwicklungsumgebung für Motion-Control-Technologien. Auf einer gemeinsamen Fahrzeugplattform können Ingenieurinnen und Ingenieure Lenkungs-, Brems-, Antriebs- und Fahrwerkskonzepte erproben und untersuchen, wie diese Systeme unter realitätsnahen Bedingungen zusammenwirken. 

Eine Entwicklungsplattform für maximale Flexibilität 

Die MRP wurde entwickelt, um experimentelle Fahrzeugentwicklung anpassungsfähiger und effizienter zu machen. Ziel war ein elektrisches Forschungsfahrzeug, das sich für unterschiedliche technische Setups konfigurieren lässt – ohne für jedes neue Testszenario eine vollständig neue Fahrzeugarchitektur aufbauen zu müssen. 

Dafür mussten Hardware und Software von Beginn an gemeinsam gedacht werden. Unterschiedliche Aktuator-Konzepte, Fahrwerkskonfigurationen und Regelungsansätze sollten auf einer gemeinsamen Plattform integriert, getestet und miteinander verglichen werden können. 

Eine Fahrzeugplattform, viele Testmöglichkeiten 

Das Chassis der MRP ist rekonfigurierbar aufgebaut. Austauschbare Front- und Heckmodule ermöglichen es, Hardware-Setups mit vergleichsweise geringem Aufwand anzupassen. So lassen sich unterschiedliche Konfigurationen auf derselben Fahrzeugplattform testen und ihre Auswirkungen direkter vergleichen. 

Darüber hinaus können zentrale Fahrwerksparameter und Geometrien während der Entwicklung – und in bestimmten Fällen auch bei Tests auf der Strecke – verändert werden. Parameter wie Nachlaufwinkel, Lenkrollradius oder Lenkachsenneigung lassen sich dadurch gezielt als Entwicklungsgrößen untersuchen, statt sie als feste Eigenschaften eines einzelnen Fahrzeugdesigns zu behandeln. 

Für Entwicklungsteams entsteht so eine direkte Verbindung zwischen theoretischer Analyse und beobachtbarem Fahrzeugverhalten. 

Softwarearchitektur für integrierte Regelung 

Die Softwarearchitektur folgt demselben Prinzip der Modularität. Sie ist darauf ausgelegt, mit unterschiedlichen Aktuator-Typen zu kommunizieren und veränderte Regelungsstrategien zu unterstützen, ohne die gesamte Systemarchitektur für jeden Entwicklungsschritt neu aufsetzen zu müssen. 

Das ist eine wichtige Voraussetzung für Vehicle Motion Control (VMC). Denn bei VMC müssen Lenkung, Bremse, Antrieb und weitere fahrwerksnahe Systeme auf Gesamtfahrzeugebene koordiniert werden. 

Die Plattform ermöglicht außerdem die Erprobung von Rückfallstrategien für Steer-by-Wire-Systeme. In diesem Kontext können alternative Lenkfunktionen Antriebs- und Bremsaktuatoren nutzen, um die Lenkfunktion unter definierten eingeschränkten Betriebsbedingungen zu unterstützen. Für Forschung und Validierung eröffnet das die Möglichkeit, integrierte Regelungsansätze unter realitätsnahen technischen Randbedingungen zu bewerten. 

Vom ersten Test zum funktionsfähigen Forschungsfahrzeug 

Der Weg vom Konzept zu den ersten Fahrzeugtests war zugleich eine wichtige Lernphase. Bei der frühen Inbetriebnahme auf einem Rollenprüfstand identifizierte das Team unerwartetes Systemverhalten und löste die Themen schrittweise im Integrationsprozess. 

Genau hier liegt der Wert einer Forschungsplattform: Sie macht Wechselwirkungen früh sichtbar und bietet eine kontrollierte Umgebung, in der technische Fragestellungen effizient analysiert und behoben werden können. 

Nachdem die ersten Themen adressiert waren, war die MRP bereit für kontrollierte Fahrversuche. Damit hatte sich das Projekt von der theoretischen Entwicklungsarbeit zu einem funktionsfähigen Forschungsfahrzeug weiterentwickelt, das für weitere Entwicklungs- und Validierungsarbeiten genutzt werden kann. 

Eine Plattform für integriertes Systemverständnis 

Auf der Teststrecke liefert die MRP mehr als einen Machbarkeitsnachweis. Sie ermöglicht es den Ingenieurinnen und Ingenieuren zu beobachten, wie Lenkung, Bremse, Antrieb, Fahrwerk und Regelungslogik in einer vollständig integrierten Fahrzeugumgebung zusammenspielen. 

Das ist besonders wertvoll, weil moderne Fahrzeugfunktionen zunehmend von koordiniertem Systemverhalten abhängen – und nicht allein von der isolierten Optimierung einzelner Komponenten. 

Auch für die Fahrwerksentwicklung ist die Plattform relevant. Da Konfigurationen verändert und direkter miteinander verglichen werden können, entsteht ein besseres Verständnis dafür, wie Geometrie, Aktuator-Verhalten und Regelungsstrategien gemeinsam die Fahrdynamik beeinflussen. Das reduziert Entwicklungsunsicherheit und unterstützt effizientere Iterationen. 

Die Brücke zwischen Modell und realem Fahrzeugverhalten 

Eine zentrale Stärke der MRP ist ihre Rolle als Verbindung zwischen analytischer Entwicklungsarbeit und Fahrzeugerprobung. Ideen aus Simulation, Regelungsentwicklung und Systemarchitektur können in eine kontrollierbare Forschungsumgebung übertragen werden. Dort lassen sich ihre Auswirkungen beobachten, messen und gezielt weiterentwickeln. 

Das ist nicht nur für klassische Fahrdynamikthemen relevant, sondern auch für Forschungsfragen rund um automatisiertes Fahren und das Zusammenspiel aktiver Systeme. Praktisch hilft die MRP dabei, den Weg von der Idee über die Bewertung bis zum technischen Erkenntnisgewinn zu verkürzen. 

Warum Plattformen wie die MRP wichtig sind 

Je stärker Fahrzeugarchitekturen integriert werden, desto stärker müssen sich auch Entwicklungswerkzeuge weiterentwickeln. Eine Plattform wie die MRP ermöglicht es, Wechselwirkungen zwischen Teilsystemen zu untersuchen, Regelungsstrategien unter realitätsnahen Störeinflüssen zu validieren und technische Setups anzupassen, ohne das gesamte Fahrzeug für jede neue Fragestellung neu aufzubauen. 

Diese Flexibilität unterstützt einen Entwicklungsprozess, in dem vielversprechende Konzepte schneller bewertet und technische Entscheidungen auf Basis direkter Vergleiche getroffen werden können – nicht allein auf Basis theoretischer Annahmen. 

Der Mehrwert der MRP liegt damit nicht nur in Geschwindigkeit, sondern vor allem in strukturiertem und wiederholbarem technischem Lernen. 

Eine Plattform für die Motion-Control-Entwicklung von morgen 

Besonders wertvoll ist die MRP als gemeinsame Entwicklungsplattform über Disziplinen hinweg. Sie verbindet Chassis-Design, Softwarearchitektur, Regelungstechnik und Fahrzeugerprobung in einer konfigurierbaren Umgebung. 

Damit unterstützt sie genau jene integrierte Engineering-Arbeit, die moderne Motion-Control-Entwicklung zunehmend prägt. 

Für thyssenkrupp Automotive Technology zeigt die MRP, wie sich Flexibilität und Engineering-Disziplin in einer Forschungsfahrzeugplattform verbinden lassen. Sie unterstützt Entwicklungszyklen, ermöglicht realitätsnahe Validierung und hilft dabei, einzelne technische Ideen in ein integriertes Systemverständnis zu überführen.