Gesamtfahrzeugsimulation betriebsfestigkeitsrelevanter Manöver unter Berücksichtigung von Fahrwerkregelsystemen

Doctoral thesis German OPEN
Brandes, Sebastian Jürgen (2016)

In der Automobilbranche dient im Bereich der betriebsfesten Bemessung des Fahrwerks die Methode der Mehrkörpersysteme als Analyseverfahren zur Ermittlung von Bewegungen und Schnittgrößen an den Fahrwerksbauteilen. Eine der aktuellen Herausforderungen hierbei ist der zunehmende interdisziplinäre Charakter in Form von mechatronischen Fahrwerkssystemen. In rein virtuellen Entwicklungsphasen kann deren Einfluss auf die Fahrwerksbelastungen einzig anhand von Gesamtfahrzeugsimulationen ermittelt werden, da nur dort alle notwendigen Fahrzustandsgrößen zum Betrieb der Regleralgorithmen zur Verfügung stehen. Aufgrund der hohen Komplexität und fehlender Reglermodelle ist diese Methodik bislang nur unzureichend betrachtet worden. In dieser Arbeit wird daher die Möglichkeit und Notwendigkeit entsprechender Gesamtfahrzeugsimulationen anhand dreier Fahrwerkregelsysteme untersucht: Ein Antiblockiersystem, ein elektronisches Bremssystem sowie eine semiaktive Verstelldämpfung in Verbindung mit einer Luftfeder zur Niveauregulierung. Die Untersuchungen umfassen den Aufbau der domänenübergreifenden Simulationsumgebung, die Durchführung und Analyse von betriebsfestigkeitsrelevanten Fahrzeug- und Komponentenmessungen sowie die Validierung und Bewertung der Simulationsergebnisse. Es wird gezeigt, dass entsprechende Simulationen mit dem Original-Steuergeräte-Code als Software in the Loop Modell und geeigneten Aktormodellen stets mit einer hohen Ergebnisgüte möglich sind. Alternativ eignen sich aber auch System-Verhaltensmodelle für Lastabschätzungen in frühen Konzeptphasen. Zudem zeigt sich durch andere Modellbestandteile des Gesamtfahrzeugs und durch bestimmte Manöverrandbedingungen ein hoher Einfluss auf die Ergebnisse.
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