[Back]

C. Kobetz:
"Modellbasierte Fahrdynamikanalyse durch ein an Fahrmanövern parameteridentifiziertes querdynamisches Simulationsmodell";
Supervisor, Reviewer: P. Lugner, B. Geringer; E 325 Institut für Mechanik, 2003.

In der Fahrdynamikentwicklung beschäftigen sich Versuch und Simulation mit der detaillierten Analyse von Fahrzeugen. Die Kombination von Fahrversuch, bei dem Fahrmessungen ermittelt werden und Simulation, bei der die einzelnen Bauteileigenschaften abgebildet werden, soll hier durch Einsatz der Systemidentifikation gezeigt werden. Ziel dieser Arbeit ist, mit möglichst geringem Aufwand, ein einfaches jedoch ausreichendes querdynamisches Simulationsmodells anhand von Fahrmessungen zu parametrieren.
Für diese Zielsetzung ist es zunächst notwendig, eine genaue Untersuchung der verwendeten Messtechnik auf stochastische Messabweichungen oder systematische Fehler durchzuführen. Vor allem die Berücksichtigung von Laufzeiten und Einbauposition der Messtechnik, zeigte bei dynamischen Manövern eine erhebliche Verbesserung für die Identifikation.
Bei der Wahl der Modellbildung des Simulationsmodells zeigte sich ein einfaches Einspurmodell mit Erweiterungen als bester Kompromiss zwischen Aufwand und Nutzen. Durch die Verwendung
eines nichtlinearen Bereichs der Seitenkraftkennlinien wird auch die Simulation von höheren Querbeschleunigungen ermöglicht. Zusätzlich ist für die Simulation von dynamischen Fahrmanövern die ModelIierung und Bestimmung des dynamischen Reifeneinlaufverhaltens, sowie eines mit dem Einspurmodell gekoppelten Wankmodells notwendig. Ebenfalls zeigt die Verwendung der tatsächlichen kinematischen Lenkübersetzung eine weitere Verbesserung des Simulationsmodells.
Falls notwendig, kann durch Berücksichtigung der Längskräfte und der Aerodynamik das Simulationsmodell auch ftir hohe Geschwindigkeiten oder Seitenwinduntersuchungen genutzt werden.
Mit Hilfe der Identifikation werden die Seitenkraftkennlinien, die Parameter des Wankmodells und die Gesamtmodellparameter aus Fahrmanövern bestimmt. Dafür wird das stationäre Fahrmanöver "stationäre Kreisfahrt" und das dynamisches Fahrmanöver "Frequenzgang" verwendet. Das identifizierte Simulationsmodell repräsentiert sodann einen "fahrdynamischen Fingerabdruck" des vermessenen Fahrzeuges inklusive allen gegebenen Umgebungsbedingungen (Temperatur, Reifendruck, etc.). Durch die Identifikation von Wankeigenfrequenz, Wankdämpfung und Wankhebelarm aus den Fahrmessungen wird zusätzlich eine bessere Analyse von Fahrzeugen ermöglicht.
Durch die Wahl einer Multikriterienoptimierung konnten die Gütekriterien und die Gewichtungen sehr gut bestimmt werden. In einer Untersuchung der Optimierungsroutinen auf Robustheit und Sensitivität zeigt sich nur eine geringe Streuung der Parameter.
Zur Verifikation des identifizierten Simulationsmodells ist ein Fahrzeug der Firma DaimlerChrysler und ein Fahrzeug der Firma Volkswagen mit einer Reifen- und einer Gewichtsvariante identifiziert und dargestellt. Die Identifikation zeigt eine gute Übereinstimmung mit den Messungen und auch die Extrapolation auf andere Fahrmanövern wird nachgewiesen.
Insgesamt zeigt die modellbasierte Fahrdynamikanalyse eine gute Möglichkeit den Fahrversuch mit der Simulation zu verbinden und ermöglicht eine bessere und schnellere Analyse des Fahrzeuges.