RETO DEL CLIENTE
La presión constante para acelerar las pruebas de durabilidad de los vehículos es un hecho para los fabricantes de automóviles. Para una empresa mundial como Jaguar Land Rover, mantenerse al día con los calendarios de desarrollo más exigentes puede resultar especialmente difícil debido a la necesidad de realizar correlaciones en numerosos mercados de todo el mundo.
No se puede suponer que las secuencias de durabilidad establecidas sean válidas para todos los mercados atendidos, por lo que Jaguar Land Rover debe enviar vehículos a todo el mundo para recopilar datos de carga en carretera específicos del mercado y determinar qué tan bien se correlacionan las secuencias con las condiciones de servicio locales reales. Abordar esta tarea con herramientas convencionales, prototipo instrumentado en una pista de pruebas, es muy ineficiente; en algún momento, la empresa se quedaría sin tiempo y sin recursos.
Para comprimir esta parte del ciclo de desarrollo, Jaguar Land Rover exploró formas de realizar pruebas de vehículos completos "sin carreteras". En concreto, buscaron generar datos de carga vial virtualmente, utilizando herramientas de ingeniería asistida por computadora (CAE), incluido el software de sistema multicuerpo. Descubrieron que predecir cargas de esta manera requería un modelado extremadamente preciso de todo el sistema dinámico del vehículo, que también es una tarea muy compleja y que requiere muchos recursos.
Lo que realmente se necesitaba era un puente entre los dos extremos de colocar un prototipo terminado en una pista real y ejecutar un modelo virtual completo en una pista digital. En última instancia, una innovadora técnica de simulación híbrida impulsada por MTS Systems Corporation serviría como puente.
SOLUCIÓN DE MTS
La convergencia de respuesta del sistema híbrido (HSRC) es una técnica iterativa desarrollada por MTS que hace que la simulación híbrida sea práctica para aplicaciones complejas como las pruebas de durabilidad. Básicamente, combina un vehículo real (o subsistema de vehículo) con neumáticos y superficies de carreteras virtuales para crear una simulación dinámica precisa sin la necesidad de un prototipo, un campo de pruebas o un modelo digital completo. En lo que se diferencia de la mayoría de las técnicas de simulación híbrida es en que no requiere que los componentes del sistema funcionen en tiempo real. Como resultado, HSRC trabaja con sistemas de prueba estándar y modelos de vehículos existentes.
Incluso a partir de las primeras conversaciones con MTS, quedó claro que el uso de la técnica HSRC supondría una eficiencia considerable para Jaguar Land Rover. La capacidad de generar cargas de carretera precisas sin tener que conducir un prototipo instrumentado sobre un campo de pruebas significaría la diferencia entre meses de trabajo y simplemente instalar un vehículo estándar en un banco de pruebas.
Jaguar Land Rover y MTS primero tuvieron que determinar si la técnica HSRC funcionaría con los sistemas de prueba, las carreteras digitales, los modelos de neumáticos y el entorno de modelado que Jaguar Land Rover ya estaba usando. Cuando esto se confirmó, los dos equipos trabajaron juntos en un proyecto piloto de HSRC que involucraba un simulador de carretera MTS 329 6DOF con restricciones horizontales de CG. El vehículo de prueba era un Range Rover Sport y los componentes virtuales incluían perfiles de carretera de Jaguar Land Rover de campos de prueba seleccionados, un modelo de neumático de durabilidad dinámica FTire™ y herramientas de software de control y modelado HSRC de MTS.
Utilizando el conjunto de herramientas HSRC, Jaguar Land Rover combinó el vehículo montado en un simulador con el modelo FTire, que luego fue "conducido" sobre el campo de pruebas digital tridimensional para simular eventos de frenado y maniobras. Las iteraciones secuenciales de este proceso dieron lugar a un conjunto de archivos de conducción que luego se compararon con los datos reales de carga en carretera del mismo vehículo recopilados en el campo. En los casos en los que fue posible realizar una comparación directa, Jaguar Land Rover consideró que la correlación entre los resultados de la HSRC y las mediciones reales en carretera era muy buena; casi demasiado buena, de hecho, ya que varios equipos de Jaguar Land Rover se mostraron escépticos ante la estrecha coincidencia y exigieron la confirmación de que los dos conjuntos de datos se habían desarrollado de forma independiente.
BENEFICIOS PARA EL CLIENTE
El éxito de la prueba piloto sentó las bases para seguir desarrollando la técnica HSRC en Jaguar Land Rover. La HSRC ha demostrado su potencial para convertirse en una herramienta fundamental para el desarrollo de la carga en carretera, que podría reemplazar parte del costoso y largo trabajo de prueba en el terreno que todavía formaba parte del plan del ciclo de cada vehículo.
Un ejemplo es cómo la técnica podría utilizarse también en las primeras fases de creación de prototipos para ayudar a integrar muchos de los sistemas de control activo que ahora son estándar en los nuevos vehículos. Los sistemas activos necesitan una cantidad importante de puestas a punto, que a menudo no se finaliza a tiempo para la adquisición de datos de carga en la carretera. La técnica HSRC podría proporcionar un medio para que Jaguar Land Rover realice una parte de este ajuste en el laboratorio en lugar de en la pista. Además, a medida que los sistemas activos avanzan en su desarrollo, cambian los requisitos del perfil de prueba, lo que significa que hay que ajustar las cargas de prueba de durabilidad; la HSRC podría utilizarse también para realizar esto en el laboratorio.
Tanto si se utiliza para la correlación CAE, el desarrollo de datos de carga en carretera, el ajuste de sistemas activos u otras aplicaciones, la técnica HSRC promete ofrecer beneficios muy reales a Jaguar Land Rover. La capacidad de determinar la respuesta de un vehículo específico a las superficies de las carreteras escaneadas de todo el mundo resultará muy útil para esta empresa mundial en sus esfuerzos por acelerar las pruebas de durabilidad de los vehículos y mejorar su posición competitiva en todo el mundo.
