Die zukunftorientierten modernen Fahrzeuge sind heute mit einer Vielzahl von Sicherheitssystemen ausgestattet, um einen Unfall zu vermeiden (aktive Sicherheitssysteme) bzw. um Insassen vor schweren Verletzungen durch einen Unfall zu schützen (passive Sicherheitssysteme). Eine erhöhte Fahrsicherheit wird durch ständig weiterentwickelte aktive und passive Fahrsicherheitssysteme ([Adl91], [Zom91], [Mit95], [Bau98]) erreicht. Ein Beispiel für die aktiven Sicherheitssystemen ist die Fahrdynamikregelung ESP1 , die der Unfallvermeidung dient, indem sie kritische Fahrsituationen bei einer Kurvenfahrt stabilisiert. An der Stelle, an der ein Unfall trotz zunehmender aktiver Sicherheitssysteme im Fahrzeug nicht vermieden werden kann, greifen passive Sicherheitssysteme zum Schutz der Insassen vor schweren Verletzungen ein. Zu den passiven Sicherheitssystemen zählt beispielsweise der Airbag. Unfälle, bei denen das Fahrzeug plötzlich anfängt zu Schleudern und seitlich gegen ein Hindernis prallt, kommen im alltäglichen Verkehr häufig vor. Abbildung 1.1 zeigt den typischen Ablauf eines solchen Unfalls. Ein Fahrzeug fährt mit überhöhter Geschwindigkeit in eine enge Kurvenfolge ein, das Heck bricht aus, das Fahrzeug kommt ins Schleudern und dreht sich rechts um seine Hochachse. Dabei steigt die Abweichung zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Bewegungsrichtung sehr stark an. Diese Abweichung wird als Schwimmwinkel bezeichnet und ist ein direktes Maß zur Beurteilung der Fahrsituation (Je größer der Schwimmwinkel, desto kritischer die Fahrsituation).
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Grundlagen
- 2.1 Einführung in die Fahrzeugmechanik
- 2.1.1 Allgemeine Bewegung des Kraftfahrzeuges
- 2.1.2 Aufteilung der Fahrzeugdynamik
- 2.2 Koordinatensysteme und Transformation
- 2.2.1 Koordinatensysteme
- 2.2.2 Transformation
- 2.1 Einführung in die Fahrzeugmechanik
- 3 Modellbildung der Fahrzeug-Querdynamik
- 3.1 Das lineare Einspurmodell
- 3.1.1 Querdynamik des Einspurmodells
- 3.1.2 Bewegungsgleichung des Einspurmodells
- 3.2 Das lineare Einspurmodell mit Wanken
- 3.2.1 Wank-induzierte Kenngröße
- 3.2.2 Aufstellen der Bewegungsgleichungen
- 3.2.3 Bewegungsgleichungen in Zustandsform.
- 3.1 Das lineare Einspurmodell
- 4 Parameteridentifikation
- 4.1 Fahrversuche zur Parameterermittlung
- 4.2 Modellbildung zur Parameterermittlung.
- 4.2.1 Differentialgleichung des Ersatzsystems
- 4.2.2 Differenzengleichung des Ersatzsystems
- 4.3 Parameter-Identifizierbarkeit .
- 4.4 Parameterschätzverfahren
- 4.4.1 Least-Square Verfahren für statische Prozesse
- 4.4.2 Least-Square Verfahren für dynamische Prozesse
- 5 Modell-Implementierung und Simulationsergebnisse
- 5.1 Implementierung des Schwingsystems
- 5.2 Prozessdaten aus Schwingversuchen
- 5.3 Simulationsergebnisse mit NLS
- 5.4 Simulationsergebnisse mit WLS
- 5.5 Vergleich der Simulationsergebnisse
- 6 Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Untersuchung der Wankdynamik und der Applikation von Wankparametern eines realen Fahrzeugs. Ziel ist es, ein mathematisches Modell zu entwickeln, das das dynamische Verhalten des Fahrzeugs in Querrichtung unter Berücksichtigung des Wankens beschreibt. Dieses Modell soll zur Identifizierung von Fahrzeugparametern und zur Simulation des Fahrverhaltens verwendet werden.
- Modellbildung der Fahrzeug-Querdynamik
- Parameteridentifikation
- Simulationsergebnisse
- Wankdynamik
- Fahrzeugparameter
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 gibt eine Einleitung in die Thematik der Wankdynamik und erläutert die Relevanz dieser Forschung. Kapitel 2 behandelt die Grundlagen der Fahrzeugmechanik und insbesondere die Bewegung des Kraftfahrzeuges. In Kapitel 3 wird die Modellbildung der Fahrzeug-Querdynamik unter Berücksichtigung des Wankens betrachtet, wobei das lineare Einspurmodell als Ersatzfahrzeugmodell verwendet wird. Kapitel 4 beschäftigt sich mit der Parameteridentifikation, die aus Fahrversuchen gewonnenen Daten nutzt. Kapitel 5 präsentiert die Implementierung des entwickelten Modells und die daraus resultierenden Simulationsergebnisse.
Schlüsselwörter
Wankdynamik, Fahrzeug-Querdynamik, Einspurmodell, Parameteridentifikation, Simulation, Fahrversuche, Fahrzeugparameter, Modellbildung, Least-Square Verfahren.
- Quote paper
- Kil-Nam Lee (Author), 2006, Untersuchung der Wankdynamik und Applikation der Wankparameter eines realen Fahrzeuges, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/58491
