HIL-simulation as an instrument for elaboration of automotive drivetrains with wheels torques distribution

Abstract

The paper gives an analysis of the Hardware-in-the-Loop (HIL) simulation applied to development and elaboration of drivetrains with separate drives to individual wheels or axes. First, features and functions of such drivetrains are shortly described. Further, the most difficult tasks emerging during development of these drivetrains are analyzed along with ways that HIL offers to resolve these tasks. For that analysis, the paper gives essential principles of vehicle simulation by means of a test rig and HIL-technique. As examples of pertinent drivetrains and HIL-solutions the paper surveys developments of world-leading companies i.e. LuK, Froude Hofmann and Horiba as well as Russian research organizations: Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI), Central scientific research automobile and automotive engine institute «NAMI» and NAMI-Service.

Keywords

Hardware-in-the-Loop / HIL / Hardware-in-the-Loop / HIL / AWD vehicles / drivetrain / wheels and axes torques distribution / simulation

References

[1] T. Smetana, T. Biermann, B.-R. Höhn, F. Kurth, C. Wirth, «Schaeffler active eDifferential. The active differential for future drive trains», Schaeffler Symposium, 2010.

[2] Бахмутов С.В., Круташов А.В., Маликов О.В. Расширение функциональных возможностей - необходимый шаг в развитии конструкции гибридных автомобилей. Журнал Автомобильных Инженеров, №6 (77), 2012.

[3] Шухман С.Б., Анкинович Г.Г., Соловьев В.И., Прочко Е.И. Полноприводной автомобиль с гидрообъемной трансмиссией. Журнал Автомобильных Инженеров, № 6 (23), 2003.

[4] Шухман С.Б., Бахмутов С.В., Коркин С.Н., Малкин М.А. Принципы автоматического управления гибкой трансмиссией полноприводного АТС. Автомобильная промышленность, № 2, 2007.

[5] Бахмутов С.В., Лепешкин А.В., Шухман С.Б. Силовой привод колес многоосных машин: перспективы научного поиска оптимальных решений. Автомобильная промышленность, №3, 2005.

[6] Малкин М.А. Метод повышения профильной проходимости полноприводного автомобиля за счет применения регулируемого силового привода колес. Дисс. к.т.н., 2010.

[7] GRPE informal group on heavy-duty hybrids. Report of investigations. Working paper No HDH-09-15. 2012.

[8] H.K. Fathy, Z.S. Filipi, J. Hagena, J.L. Stein, «Review of Hardware-in-the-Loop Simulation and Its Prospects in the Automotive Area», Proceedings SPIE Int. Soc. Opt. Eng., Vol. 6228, 2006.

[9] http://www.froudehofmann.com/images/pdfs/FH_TEXCEL_V12_DATASHEET_REV_2_LOW_RES.pdf

[10] D.B Johnson, N.M. Newberger, I.C. Anselmo, «Wheel Slip Simulation Systems and Methods», Patent US 8,631,693 B2, Horiba Instruments Inc. (US), 2014.

[11] Куликов И.А., Коркин С.Н., Семикин С.Н., Бокарев А.И. Применение технологии HILS в разработке энергоустановки гибридного автопоезда. Труды НАМИ, Выпуск 257, 2014.

[12] I.A. Kulikov, E.E. Baulina, A.I. Filonov, «Optimal Control of a Hybrid Vehicle’s Powertrain Minimizing Pollutant Emissions and Fuel Consumption», SAE technical paper 2014-01-2372, 2014, doi: 10.4271/2014-01-2372.

RIGHTS & PERMISSIONS

Kulikov I.