Simulationsbasierte Grundauslegung der Fahrzeug-Querdynamik unter Berücksichtigung von Erfahrungswissen in der Fahrdynamikentwicklung
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Beschreibung
Zur Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit in der Automobilindustrie besteht in der Fahrzeugentwicklung ein ständiges Streben nach effizientem Vorgehen. Zusätzlich müssen neue Fahrzeugkonzepte und eine hohe Anzahl an Fahrzeugvarianten berücksichtigt werden. Ein Ansatz zum Umgang mit diesen Herausforderungen sind Berechnungsmethoden, die numerische Simulation verwenden. Diese gilt es mit den bestehenden Erfahrungen bei der versuchsbasierten Fahrzeugentwicklung zu kombinieren.
Diese Arbeit zeigt auf, wie mit einem systematischen Vorgehen eine simulationsgestützte Auslegungsmethode für die Fahrzeug-Querdynamik entwickelt wird. Ausgehend von Zielen auf Gesamtfahrzeugebene werden dabei die notwendigen Komponenteneigenschaften ermittelt. Es fließt neben Erkenntnissen aus der Berechnung auch vorhandenes Erfahrungswissen aus dem Fahrversuch ein.
Im ersten Schritt wird ein Verständnis der wichtigsten Wirkzusammenhänge der Fahrdynamik aufgebaut. Dazu wird einerseits die vorhandene Wissensbasis algorithmisch ausgewertet und interpretiert. Andererseits werden verschiedene Berechnungen mit einem Zweispurgesamtfahrzeugmodell durchgeführt, um Komponenteneigenschaften mit Haupteinfluss auf objektive Fahrdynamikeigenschaften zu ermitteln. Zusätzlich werden Redundanzen bezüglich der objektiven Eigenschaften und Einflüsse bestimmter Modellierungselemente analysiert.
Darauf aufbauend wird im zweiten Schritt eine Auslegungsmethode für die Querdynamik entwickelt. Dabei wird in der ersten Stufe durch Bildung von Minimalmodellen für einzelne objektive Fahrdynamikeigenschaften, die in einem definierten Ablauf kombiniert werden, ein zielgerichtetes, schnelles Vorgehen zur fahrdynamischen Grundauslegung in frühen Phasen von Fahrzeugprojekten erreicht. Die zweite Stufe beschäftigt sich mit Detailaspekten unter Verwendung mathematischer Optimierung. Abschließend wird anhand eines umfangreichen Beispiels die praktische Anwendbarkeit der Methoden bestätigt.
Autor*in
Dominik Mäder