A A A
| Sitemap | Kontakt | Impressum | Datenschutz
ETZ Logo VDE Verlag Logo

An der Schnittstelle zum Rennerfolg

01  Bei der Formula Student Spain am Circuit de Catalunya in Barcelona erreichte das Rennteam Speeding Scientists Siegen der Universität Siegen mit ihrem Elektrorennwagen einen vierten Platz

02  Das robuste und störsichere Canopen-Master-Interface von ­Hilscher sorgt bei dem Rennwagen für eine ­sichere Verbindung zwischen Messtechnik und Steuerung

Im Motorsport ist eine ausgefeilte Antriebssteuerung von entscheidender Bedeutung. Dem ist sich auch das Formula Student Team der Universität Siegen bewusst. Deswegen setzte es bei der Entwicklung eines Elektrorennwagens auf ein Canopen-Master-Interface von Hilscher, um die Fahrzeugsensorik an die Motorsteuerung anzubinden.

Bei dem internationalen Rennsportwettbewerb Formula Student treten studentische Teams mit selbst entwickelten Fahrzeugen gegeneinander an. Dabei kommt es nicht nur auf die reine Leistungsfähigkeit der Fahrzeuge an, sondern auch auf Kriterien, wie Engineering, Vermarktungsfähigkeit und Fertigungskosten.
Eines dieser Rennteams ist Speeding Scientists Siegen von der Universität Siegen . Nach ersten Erfolgen in den Jahren 2009 und 2010 mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren entwickelte das Team erstmals ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug und wechselte damit zur Rennsaison 2011 in die Formula Student Electric. Die Firma Hilscher begleitete das Team bei seiner Entwicklungsarbeit und steuerte unter anderem wichtige Interfacekarten für das elektronische Steuerungssystem bei.

Erkennen und Reagieren
Ein wichtiger Faktor dafür, wie gut ein Rennwagen seine Motorenergie auf die Straße bringen kann, ist die Effizienz der Antriebssteuerung. Diese hängt von zahlreichen Messwerten ab, die von vielen verschiedenen Sensoren erfasst, anschließend exakt aufbereitet und in einer für die Motorsteuerung verwertbaren Form bereitgestellt werden müssen – das alles möglichst schnell und störungsfrei.
Der von den Speeding Scientists Siegen entwickelte Rennwagen S3-12e (Bild 1) verfügt dafür über eine Motorsteuerung, die mit einer ausgeklügelten Messtechnik kommuniziert. Die Messtechnik hat dabei die Aufgabe, sämtliche von den unterschiedlichen Sensoren erfassten analogen Messdaten in einem Realtime-Prozess zu erfassen und in digitale Form umzuwandeln. Dabei sorgt eine intelligente Steuerung dafür, dass zum Beispiel unplausible Sensorwerte herausgefiltert und defekte Sensoren erkannt werden. Die Verbindung zwischen Sensorik und Motorsteuerung erfolgt über den im Automotive-Bereich gängigen CAN-Bus (Version 2.0A im Layer-2-­Modus).

Mittler zwischen Protokollwelten
Um die Telegramme der Messtechnik über den CAN-Bus zur Motorsteuerung übertragen zu können, ist eine geeignete Schnittstellenkarte erforderlich. Hilscher steuerte dafür sein Canopen-Master-Interface CIFX 104 (Bild 2) bei. Es hat die Form einer Interfacekarte und steht für unterschiedliche Schnittstellen zur Verfügung, wobei das Canopen-Modul in der Lage ist, auch Layer-2-Kommunikation abzuwickeln.
Beim elektrisch betriebenen Rennwagen S3-12e der Speeding Scientists Siegen stellte sich dabei als besonders vorteilhaft heraus, dass die zur Verfügung stehenden Treiber eine gute Integration des Datenflusses in die Steuerungssoftware der auf einem Industrie-PC laufenden Motorsteuerung erlaubten. Von Vorteil waren außerdem die robuste Ausführung sowie die hohe Störsicherheit der Karte selbst. Sie konnte nämlich aus Gewichtsgründen nicht in einem Standardgehäuse aus Metall untergebracht werden, sondern fand in einem extra angefertigten Kohlefasergehäuse Platz.

Erfolgreiches Zusammenspiel
Dank dem Canopen-Master-Interface klappte nicht nur das Zusammenspiel zwischen Sensorik und Antriebssteuerung des Rennwagens. Auch die Zusammenarbeit zwischen Hilscher und den Speeding Scientists Siegen erwies sich als erfolgreich.
Bei der Formula Student Germany 2011, die auf dem Hockenheimring stattfand, konnte das Team den 17. Platz belegen. Bedingt durch einen Bremsendefekt konnte diese Platzierung in der Saison 2012 leider nicht mehr gesteigert werden. Aber das Team nutzte die anschließende Testphase zur weiteren Optimierung des Fahrzeugs und konnte mit seinem ­S3-12e bei der Formula Student Spain am Circuit de Catalunya in Barcelona einen vierten Platz und damit sein bisher bestes Resultat erreichen. Erfolg entsteht eben immer, wenn sich Experten zusammentun und die richtigen Leute ein Team bilden. (no)

Der Beitrag als pdf

Autor: Christof Hunger ist Produktmanager der ­Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH in Hattersheim.