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Automatisierte Abbildung von Kinematik und Elastokinematik aus Prüfstandsversuchen zur Fahrdynamiksimulation
Dipl.-Ing. Christoph ElbersDipl.-Ing. Thomas Schrüllkamp
SIMPACK - USER MEETING13.-14. November 2001
INSTITUT FÜRKRAFTFAHRWESENAACHEN
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Struktur des Vortrags
Einführung- Bedeutung von Kinematik und Elastokinematik für die Fahrmechanik
Aufbau des ika-Achsmessprüfstands- Prüfstandskonzept, Steuerung, Messtechnik
Entwicklung des Achsidentifikationstools- Programmaufbau Matlab/Simulink, Identifikation, Analyse
Zusammenfassung und Ausblick
Abbildung des Achsmessprüfstand in Simpack- Validierung, Fehlerbetrachtung bei kombinierter Belastung
Gesamtfahrzeug in Versuch und Simulation- Aufbau eines Fahrzeugmodells, Fahrversuche
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Kinematik und Elastokinematik
Die Elastokinematik beschreibt die Abstimmung aller elastischen Elemente einer Radaufhängung und die räumliche Anordnung der Achslenker mit dem Ziel, die durch Elastizitäten entstehende Verformungen unter äußerer Belastung zu kompensieren oder in gewünschte Bewegungen umzuwandeln
Die Kinematik der Radaufhängung bestimmt die räumliche Bewegung des Rades gegenüber dem Fahrzeugaufbau bei Federungs- und Lenkbewegung ohne Berücksichtigung äußerer Lasten
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Die für das Fahrverhalten wichtigsten Radstellungsänderungen sind die kinematischen und elastokinematischen Sturz- und Spurwinkeländerungen
Kinematische SpurwinkeländerungFahrzeugsauslegung: Wankuntersteuernd
VA: kinematische Nachspuränderung beim EinfedernHA: kinematische Vorspuränderung beim Einfedern
Beeinflussung des Lenkverhaltens:+ Erhöhung der Fahrstabilität- Geradeauslaufeigenschaften des Fahrzeugs
Sturz- und Spurwinkeländerungen
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Elastokinematische Spurwinkeländerung
Die elastokinematische Radstellungsänderung hängt vom Achsprinzip, der Anordnung der Lenker und den Elastizitäten der Achse ab
VA: kurvenäußeres Rad geht unter Querkraft in Nachspurkurveninneres - in Vorspur
HA: kurvenäußeres Rad geht unter Querkraft in Vorspurkurveninneres – in Nachspur
Bei Kurvenfahrt sind die Lenkwinkeländerungen des Außenrades wichtig, weil hier die größeren Kräfte wirken
Vorspuränderung durch SeitenkräfteFahrzeugsauslegung: Seitenkraftuntersteuernd
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Elastokinematische Spurwinkeländerung
Stabilisierung des Fahrzeugs durch entgegengerichtetes Giermoment
µ-split Bremsung:VA: unter Bremskraft in VorspurHA: unter Bremskraft in Nachspur
Vorspuränderung durch LängskräfteFahrzeugsauslegung: Es ergeben sich Zielkonflikte aus den Anforderungen
verschiedenster Fahrzustände
Bremsen, Beschleunigen:besser Fahrstabilität, wenn beide Achsen leicht in Vorspur gehen
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Elastokinematische Spurwinkeländerung
Lastwechsel in der Kurve:VA: unter Bremskraft in NachspurHA: unter Bremskraft in Vorspur
kurvenaußen gerichtetes Giermoment
Eine einzige optimale elastokinematische Auslegung kannes nicht geben
In der Realität sind die Fahrzeuge meist so ausgelegt, dass die Vorderachse unter Bremskraft leicht in Nachspurund die Hinterachse leicht in Vorspur gehen
Wenn es das Achskonzept zulässt, werden angetriebene Hinterachsenzusätzlich so ausgelegt, dass sie auch bei Vortriebskraft in Vorspur gehen
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Kinematische und Elastokinematische Sturzwinkeländerung
negativer Sturz bei Kurvenfahrt
Erhöhung der Seitenkräfte
Abnahme des Schräglaufwinkels bei gleichbleibender Querbeschleunigung
Diese Tendenz bedeutet:
• Bei negativen Sturz nur an der Vorderachse weniger Untersteuern• Bei negativen Sturz nur an der Hinterachse mehr Untersteuern
Nachteil :Reifenverschleiß
Freie Bewegungsrichtung
g g g
F
M
Freie Bewegungsrichtung
g g g
Freie Bewegungsrichtung
g g g
Freie Bewegungsrichtung
g g g
F
M
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Aufbau eines realen Achsmessprüfstands
Zur objektiven Beurteilung und Entwicklung neuer Fahrwerkeist die Kenntnis der Achs- und Elastokinematik unerlässlich
Entwicklung eines Prüfstands zur Messung derachsspezifischen Kennwerte unter möglichst realitätsnahen Bedingungen
• Verstellbarer Radstand: bis 3250 mm• Verstellbare Spurweite: bis 1650 mm• Maximaler Federweg: 300 mm• Maximale Radlast: 14 kN• Maximale Querkraft: 9 kN• Maximale Längskraft: 9 kN
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Frontansicht des Achsmeßstands
Simulation des Federwegs durch Verfahren der Zylinder in z-Richtung
Einstellung der Spurweite und des Radstands durch Verschiebung der Türme in y- und x-Richtung
Linearführung
Einleitung der äußeren Belastung durch Hydraulikzylinder und HebelsystemPro Turm: Seitenkraft (dargestellt)Längskraft (um 90° gedreht)
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Radersatzsystem mit Sensoren
Luftlager zur reibungsfreien Krafteinleitung
Radersatzsystem mit einstellbarem Radhalbmesser, Einpresstiefe und pneumatischen Nachlauf Autokollimator
zur Ermittlung der Spur- und Sturzwinkel-änderung
Seilpotentiometer zur Ermittlung der Verschiebungen des Radaufstandspunktes
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Achsvermessung
Durch verschiedene Fahrmanöver treten unterschiedliche Belastungskollektive auf
Um alle möglichen Belastungen und Belastungsrichtungenzu berücksichtigen, wurden Messprozeduren entwickelt,die die Radstellungswinkel als Funktion des Federwegs,der Längs- und Querkraft ermitteln
Alle möglichen Kombinationen der Parameter untereinander werdennachgefahren und man erhält ein dreidimensionales Kennfeldder Spur- und Sturzwinkelmatrix
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Autosequenz zur Messungder Spur- und Sturzwinkelmatrix
Federweg
Längskraft
RampenförmigeQuerkraftbelastung
Belastungszyklus:
0 100 200 300 400 500Zeitkanal [s]
-4000
-2000
0
2000
4000
Fx ,
Fy [N
]
0 100 200 300 400 500Zeitkanal [s]
-100
-50
0
50
100
Sz [m
m] Änderung der
Längskraft
Änderung desFederweges
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Messprozedur zur Ermittlungder Spur- und Sturzwinkelmatrix
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0 10 20 30 40 50 60 70Zeitkanal [s]
-100
-50
0
50
100
Sz V
L, V
R [N
]
Sz VL Sz VRSz VL Sz VRSz VL Sz VR
Belastungszyklus:
Hubfederung:Gleichsinnige Aus- und Einfederung
der beiden Räder einer Achse
Wankfederung:Gegensinnige Aus- und Einfederung
der beiden Räder einer Achse
Autosequenz zur Messungder Federkennlinie
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Autosequenz zur Messungdes Wankpols und Nickpols
0 5 10 15 20 25 30 35Zeitkanal [s]
-100
-50
0
50
100
Sz V
R [N
]
Belastungszyklus:
Hubfederung:Gleichsinnige Aus- und Einfederung
der beiden Räder einer Achse0el0224.ppt
- Spurweitenänderungskurve
- Radstandsänderungskurve
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Entwicklung des Achsidentifikationstools
Zur fahrdynamischen Untersuchung von Fahrzeugen mit Hilfe von Simulationsmodellen sind die Kinematik und Elastokinematik der implementierten Radaufhängung von entscheidender Bedeutung
Um eine hohe Abbildungsgenauigkeit der Simulationsmodelle zu bekommen, müssen neben den Gummilagern einer Achse auch weitere Bauteilsteifigkeiten berücksichtigt werden (MKS, FEM)
Hoher Aufwand für ModellgenerierungDaten der Fahrzeuggenerationen sind selten frei verfügbar
Modellansatz:Die achsspezifischen Kenngrößen werden aus den gemessenen Prüfstandsdaten mathematisch abgebildet und in sogenannten Black Boxes als S-Funktion zur Verfügung gestellt
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Entwicklung des Achsidentifikationstools
Informationen über die kinematischen Anlenkpunkte,Bushing- und Lenkersteifigkeiten müssen nicht bekannt sein
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Achsidentifikationstool
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AchsidentifikationstoolSpur-, Sturzwinkel
Mit Hilfe des Achsidentifikationstools reduzieren sich die verschiedenen Einzelradaufhängungen auf mathematische Zusammenhänge zwischen den Eingangsgrößen Längskraft, Seitenkraft und Federweg und den Ausgangsgrößen Spurwinkel, Sturzwinkel, Radlast, Wankpol und Nickpol
Spurwinkel, Sturzwinkel= f (Längskraft, Seitenkraft, Federweg)
SpurwinkelSturzwinkel
Sturzwinkel
Spurwinkel
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Radlast, Nickwinkel
Nickwinkel= f (Federweg) Radlast
= f (Federweg)
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Wankpol
Bei wechselseitiger Einfederung (z. B. Kurvenfahrt) also bei unsymmetrischer Federbewegung wandert der Wankpol aus der Fahrzeugmitte heraus
Wankpolkoordinaten z,y = f (Federweg r, Federweg l)
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Einzelwertanalysen
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Graphische Analysen
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Aufbau des Achsmessprüfstands in Simpackzur Validierung des Achsidentifikatiostools
Boden Radstand Spurweite
Fx-Kolben
Fy-Seitenkraft
Rdyn
Nachlauf Fy
Fx-Zylinder
Fy-Kolben
IsysIsys
Sz-Federweg
Fx-ArmFy-Zylinder
Welle
Luftlager
Winkel
ET
Fy-Arm
Fx-Längskraft
Rad Dummy
0 DOFTrans z
L: z
Rot αRot α
Rot α,β
Trans z
Trans zL: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
BremseRot α
Rot α
0 DOF 0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOFL: 6 DOF
Achse xy
Rot α,β
Rot α,β
Rot α,β
AMS-Simulation (Simpack)
dummydummy
L: 6 DOF
Oberer QuerlenkerRot α,β, χ
Rad-trägerRad-träger
Bushing I, II
L: 6 DOF
Unterer QuerlenkerRot α,β, χ
Bushing III, IV
Oberer Dämpfer
Unterer Dämpfer
L: x, y, z
Bushing V
L: x,yRot α,β
SpurstangeSpurdummy0 DOF
Bushing V
L: x,yRot α,β
SpurstangeSpurdummyRot α,β
SpurstangeSpurdummy0 DOF
IsysIsys
0 DOF
Trans z
Dämpfer
Feder
0el332.ppt
Integration verschiedenerAchsmodulePre-Prozessor
Matrix.aut
Fe_Wp_Np.aut
AMS_V1_2.aut
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Validierung des Achsidentifikationstools
Boden Radstand Spurweite
Fx-Kolben
Fy-Seitenkraft
Rdyn
Nachlauf Fy
Fx-Zylinder
Fy-Kolben
IsysIsys
Sz-Federweg
Fx-ArmFy-Zylinder
Welle
Luftlager
Winkel
ET
Fy-Arm
Fx-Längskraft
Rad Dummy
0 DOFTrans z
L: z
Rot αRot α
Rot α,β
Trans z
Trans zL: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
BremseRot α
Rot α
0 DOF 0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOFL: 6 DOF
Achse xy
Rot α,β
Rot α,β
Rot α,β
Pre-Prozessor Post-ProzessorSimulation Achsidentifikation
0el0378.ppt
SpurwinkelSturzwinkelRadlastWankpolNickwinkel
Boden Radstand Spurweite
Fx-Kolben
Fy-Seitenkraft
Rdyn
Nachlauf Fy
Fx-Zylinder
Fy-Kolben
IsysIsys
Sz-Federweg
Fx-ArmFy-Zylinder
Welle
Luftlager
Winkel
ET
Fy-Arm
Fx-Längskraft
Rad Dummy
0 DOFTrans z
L: z
Rot αRot α
Rot α,β
Trans z
Trans zL: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
BremseRot α
Rot α
0 DOF 0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOFL: 6 DOF
Achse xy
Rot α,β
Rot α,β
Rot α,β
SeitenkraftLängskraftFederweg
Simpack
AchsidentifikationS-Funktionen
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Validierung des Achsidentifikationstool
Der erste Modellansatz basiert auf einer modellierten Achse, mit Kenntnis der kinematischen Anlenkpunkte und elastokinematischen Randbedingungen (Bushingsteifigkeiten)
Der andere Modellansatz basiert auf Messungen der Achse auf einem realen oder auf einem virtuellen Prüfstand und der anschließenden mathematischen Beschreibung der Achse(S-Funktion)
Zur Beschreibung der Achse existieren somit zwei Modellansätze, die nun miteinander verglichen werden können:
1el0016.ppt
-0.5
-0.25
0
0.25
0.5
-5000 -2500 0 2500 5000
Längskraft [N]
Spur
win
kel [
°]
Spurwinkel (Achsidentifikation)-0.5
-0.25
0
0.25
0.5
-5000 -2500 0 2500 5000
Seitenkraft [N]
Spur
win
kel [
°]
Spurwinkel (Achsidentifikation)
Fy positiv
Fx positiv
Spurwinkeländerung
-1
-0.5
0
0.5
1
-60 -40 -20 0 20 40 60 80Federweg [mm]
Spur
win
kel [
°]
Spurwinkel (Achsidentifikation)
Spurwinkel (Simpack)
positiv
Spurwinkel (Simpack)Spurwinkel (Simpack)
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Einzelbelastung
LängskraftSp
urw
inke
lBoden Radstand Spurweite
Fx-Kolben
Fy-Seitenkraft
Rdyn
Nachlauf Fy
Fx-Zylinder
Fy-Kolben
IsysIsys
Sz-Federweg
Fx-ArmFy-Zylinder
Welle
Luftlager
Winkel
ET
Fy-Arm
Fx-Längskraft
Rad Dummy
0 DOFTrans z
L: z
Rot αRot α
Rot α,β
Trans z
Trans zL: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
BremseRot α
Rot α
0 DOF 0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOFL: 6 DOF
Achse xy
Rot α,β
Rot α,β
Rot α,βFx
Vergleich zwischen Superpositionund kombinierter Belastung
1el0016.ppt
Einzelbelastung
Seitenkraft
Spur
win
kel
Boden Radstand Spurweite
Fx-Kolben
Fy-Seitenkraft
Rdyn
Nachlauf Fy
Fx-Zylinder
Fy-Kolben
IsysIsys
Sz-Federweg
Fx-ArmFy-Zylinder
Welle
Luftlager
Winkel
ET
Fy-Arm
Fx-Längskraft
Rad Dummy
0 DOFTrans z
L: z
Rot αRot α
Rot α,β
Trans z
Trans zL: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
BremseRot α
Rot α
0 DOF 0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOFL: 6 DOF
Achse xy
Rot α,β
Rot α,β
Rot α,β
Fy
Vergleich zwischen Superpositionund kombinierter Belastung
1el0016.ppt
Einzelbelastung
Federweg
Spur
win
kel
Boden Radstand Spurweite
Fx-Kolben
Fy-Seitenkraft
Rdyn
Nachlauf Fy
Fx-Zylinder
Fy-Kolben
IsysIsys
Sz-Federweg
Fx-ArmFy-Zylinder
Welle
Luftlager
Winkel
ET
Fy-Arm
Fx-Längskraft
Rad Dummy
0 DOFTrans z
L: z
Rot αRot α
Rot α,β
Trans z
Trans zL: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
BremseRot α
Rot α
0 DOF 0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOFL: 6 DOF
Achse xy
Rot α,β
Rot α,β
Rot α,β
+
Sz
Vergleich zwischen Superpositionund kombinierter Belastung
1el0016.ppt
Einzelbelastung
Superposition
Federweg
Spur
win
kel
Seitenkraft
Spur
win
kel
LängskraftSp
urw
inke
l
Boden Radstand Spurweite
Fx-Kolben
Fy-Seitenkraft
Rdyn
Nachlauf Fy
Fx-Zylinder
Fy-Kolben
IsysIsys
Sz-Federweg
Fx-ArmFy-Zylinder
Welle
Luftlager
Winkel
ET
Fy-Arm
Fx-Längskraft
Rad Dummy
0 DOFTrans z
L: z
Rot αRot α
Rot α,β
Trans z
Trans zL: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
BremseRot α
Rot α
0 DOF 0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOFL: 6 DOF
Achse xy
Rot α,β
Rot α,β
Rot α,β
Boden Radstand Spurweite
Fx-Kolben
Fy-Seitenkraft
Rdyn
Nachlauf Fy
Fx-Zylinder
Fy-Kolben
IsysIsys
Sz-Federweg
Fx-ArmFy-Zylinder
Welle
Luftlager
Winkel
ET
Fy-Arm
Fx-Längskraft
Rad Dummy
0 DOFTrans z
L: z
Rot αRot α
Rot α,β
Trans z
Trans zL: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
BremseRot α
Rot α
0 DOF 0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOFL: 6 DOF
Achse xy
Rot α,β
Rot α,β
Rot α,β
Boden Radstand Spurweite
Fx-Kolben
Fy-Seitenkraft
Rdyn
Nachlauf Fy
Fx-Zylinder
Fy-Kolben
IsysIsys
Sz-Federweg
Fx-ArmFy-Zylinder
Welle
Luftlager
Winkel
ET
Fy-Arm
Fx-Längskraft
Rad Dummy
0 DOFTrans z
L: z
Rot αRot α
Rot α,β
Trans z
Trans zL: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
BremseRot α
Rot α
0 DOF 0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOFL: 6 DOF
Achse xy
Rot α,β
Rot α,β
Rot α,β
+
++
Fx
Fy
Sz
Vergleich zwischen Superpositionund kombinierter Belastung
Simulation
Kombinierte Belastung
0el0378.ppt
Federweg
Seitenkraft Längskraft
Spur
win
kel
Achsidentifikation
Boden Radstand Spurweite
Fx-Kolben
Fy-Seitenkraft
Rdyn
Nachlauf Fy
Fx-Zylinder
Fy-Kolben
IsysIsys
Sz-Federweg
Fx-ArmFy-Zylinder
Welle
Luftlager
Winkel
ET
Fy-Arm
Fx-Längskraft
Rad Dummy
0 DOFTrans z
L: z
Rot αRot α
Rot α,β
Trans z
Trans zL: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
L: x,y,z
BremseRot α
Rot α
0 DOF 0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOF
0 DOFL: 6 DOF
Achse xy
Rot α,β
Rot α,β
Rot α,β
1el0016.ppt
-0.5
-0.25
0
0.25
0.5
-5000 -2500 0 2500 5000Seitenkraft [N]
Spur
win
kel [
°]
Spurwinkel Matrix
-0.5
-0.25
0
0.25
0.5
-5000 -2500 0 2500 5000
Längskraft [N]
Spur
win
kel [
°]
Spurwinkel Matrix
Fehlerbetrachtung des Spurwinkels zwischen kombinierter Belastung und Superposition
Signifikante Unterschiede im Spurwinkelverlauf
kombinierte Belastung (Matrix)
Superposition
Spurwinkel Superposition
Spurwinkel Superposition
Seitenkraft [N] Längskraft [N]
Spur
win
kel [
°]
1el0016.ppt
-1
-0.5
0
0.5
1
-5000 -2500 0 2500 5000
Seitenkraft [N]
Stur
zwin
kel [
°]
Sturzwinkel Matrix
-1
-0.5
0
0.5
1
-5000 -2500 0 2500 5000
Längskraft [N]
Stur
zwin
kel [
°]
Sturzwinkel Matrix
Fehlerbetrachtung des Sturzwinkels zwischen kombinierter Belastung und Superposition
Signifikante Unterschiede im Sturzwinkelverlauf
kombinierte Belastung (Matrix)
Superposition
Sturzwinkel Superposition
Sturzwinkel Superposition
Seitenkraft [N]Längskraft [N]
Stur
zwin
kel [
°]
1el0016.ppt
Simulation und Versuch
Aufbau eines Vollfahrzeugmodells in Matlab/Simulinkmit fünf einzelnen Massen (vier Radmassen, Aufbaumasse)
Wankwinkel ϕ
Nic
kwin
kel
ϑ
Lenkwinkel δ
Y
Gierwinkel Ψ
X
Z
Am
ZA
YA
YR1(3)
Z R1(3)Z R2(4)
YR2(4)
s/2s/2
hWP
yWP CA kA
Am
ZA
XA
XR1(2)Z R1(2) Z R3(4)
XR3(4)
kACA CAkA
hNick
lAV lAh
Kopplung der Massen über Feder-Dämpfer-Systeme
( ) ∑=⋅i
iii Ftxm && ∑=ϕ⋅Θi
iii M&&
Aufstellen der Bewegungsdifferentialgleichungen:Gradlinige Bewegung: NewtonDrehbewegung: Drallsatz
Fahrzeugmodell mit 15 Freiheitsgraden
1el0016.ppt
Implementierung der BMW Achse
Einbindung der spezifischen Achskennwerte über S-Funktionen
Achsidentifikation
0el0378.ppt
BMW 318i Achsvermessung Mathematische Abbildung der BMW Achsen
Spurwinkel, Sturzwinkel = f (Längskraft, Seitenkraft, Federweg)
Radlast = f (Federweg)
Nickwinkel = f (Federweg)
Wankpolkoordinaten z,y = f (Federweg r, Federweg l)
1el0016.ppt
Versuchsfahrzeug mit Messtechnik
Lenkwinkel und -moment (δh, Mh)
Längs- und Quergeschwindigkeit (vl, vq)
Um die Reaktionen des Fahrzeugs nach Durchführung von Fahrversuchen analysieren und mit der Simulation vergleichen zu können, wurde ein Versuchsfahrzeug mit Messtechnik ausgerüstet. Folgende Größen wurden aufgenommen:
Beschleunigungen in x-, y- und z-Richtung (ax, ay, az )Wank-, Nick- und Gierwinkel (αx, αy, αz) Wank-, Nick- und Gierwinkelgeschwindigkeit (ωx, ωy, ωz)
S-CE Correvit
RMS Plattform
DATRON Messlenkrad
1el0016.ppt
Fahrversuche zur Validierung des Fahrzeugsmodells
Open-Loop-Manöver (fahrerunabhängiges Manöver):Gewonnene Messergebnisse eignen sich gut als Referenzgrößen zur qualitativen Beurteilung des Fahrzeugmodells
Die Durchführung des Fahrversuches erfolgt innerhalb mehrerer Fahrzyklen. Dabei wird das Fahrzeug auf einer Kreisbahn (r = 30 m) in einen stationären Fahrzustand gebracht
Geschwindigkeit v = 4m/s
Geschwindigkeit > 7 m/s
Überschreiten der Stabilitätsgrenze
Fahrzyklus:
v = v + 1 m/s
v = v + 0.5 m/s
Stationäre Kreisfahrt:Mit der stationären Kreisfahrt untersucht man das Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs
1el0016.ppt
Simulation
Auswertung der Messergebnisse
020406080
100120140160180
0 1 2 3 4 5 6 7 8Querbeschleunigung [m/s²]
Lenk
win
kel [
°]
Meßwerte
Eigenlenkverhalten:Lenkwinkel steigt bis ca. 4 m/s2
annähernd linear an und nimmtbei höheren Querbeschleunigungenprogressiv zu
Fahrzeug untersteuerndausgelegt
-1.5-1
-0.50
0.51
1.52
2.5
0 1 2 3 4 5 6 7 8Querbeschleunigung [m/s²]
Schw
imm
win
kel [
°] Schwimmwinkel:leicht progressiver Abfall,Fahrzeuglängsachse orientiert sichin Richtung Kreismittelpunkt undwandert nach außen(tangential ⇒ β = 0°)
1el0016.ppt
Auswertung der Messergebnisse
0
5
10
15
20
25
30
0 1 2 3 4 5 6 7 8Querbeschleunigung [m/s²]
Gie
rrat
e [°
/s]
Meßwerte
00.5
11.5
22.5
33.5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18vlängs[m/s]st
at. G
ierv
erst
ärku
ngsf
akto
r [°/
s/°]
Simulation
Die Kurve für die Lenkempfindlichkeit weist ein lokales Maximum auf(untersteuerndes Fahrzeug)
Maß für die Lenkempfindlichkeit des Fahrzeugs
Stationäre Gierverstärkung:Quotient aus der Gierrate und deneingestellten Lenkwinkel
Die zugehörige Fahrgeschwindigkeit wird als charakteristische Geschwindigkeit bezeichnet undbeträgt ca. 13 m/s
1el0016.ppt
Zusammenfassung
Die Prüfstandsmessungen ermöglichen die realistische mathematische Abbildung der Radaufhängungen, um ein sehr detailgetreues Simulationsmodell mit relativ geringem Zeitaufwand aufbauen zu können
Mit Hilfe des Achsidentifikationstools reduzieren sich die verschiedenen Einzelradaufhängungen auf mathematische Zusammenhänge, ohne auf geometrische Größen der Achsen, kinematische Anlenkpunkte, Bushing- und Lenkersteifigkeiten zurückgreifen zu müssen
Das Simulationsmodell bildet die Realität sehr genau ab
Die Identifikationsmöglichkeiten verschiedener Achsaufhängungen liefern einen Beitrag zur graphischen Analyse vorhandener Achskonzepte und zur wirtschaftlichen Weiterentwicklung von Gesamtfahrzeugkonzepten
