Fahrverhaltensbewertung mit anwendungsspezifischen Fahrdynamikmodellen

Die vorliegende Arbeit behandelt die objektive Bewertung des Fahrverhaltens von Kraftfahrzeugen mit Hilfe von Kennparametern welche anhand anwendungsspezifischer Fahrdynamikmodelle ermittelt werden. Die Verwendung von Fahrdynamikmodellen zur Ableitung der Kennparameter ermöglicht hierbei die Fahrverhaltensbewertung anhand von Messungen in Rundstreckenfahrten. Die Eignung der Kennparameter zur Fahrverhaltensbewertung wird durch eine Untersuchung der Robustheit und Aussagekraft ermittelt. Um für den Fahrzeugentwicklungsprozess als Zielgrößen geeignete Kennparameter zu bekommen, werden Korrelationsuntersuchungen mit Subjektivbewertungen durchgeführt. Die anwendungsspezifischen Fahrdynamikmodelle basieren alle auf einem Einspurmodell. Dieses wird schrittweise erweitert, um das Fahrverhalten auch im querdynamischen Grenzbereich und bei kombinierter Quer- und Längsdynamik bewerten zu können. Zunächst wird ein Einspurmodell zur Bewertung des stationären und transienten querdynamischen Fahrverhaltens im linearen Bereich der Achsschräglaufsteifigkeiten anhand von Gleitsinusmanövern identifiziert. Zur Bewertung des Fahrverhaltens werden Kennparameter anhand der Amplituden- und Phasengänge der Übertragungsfunktionen des Modells definiert. Die Gültigkeit des Modells wird anschließend bis in den stationären querdynamischen Grenzbereich erweitert. Die neu hinzukommenden Modellparameter werden anhand eines open-loop Manövers und alternativ in Rundstreckenfahrten identifiziert. Als Kennparameter zur Bewertung des Fahverhaltens bis in den querdynamischen Grenzbereich werden Charakteristiken des Eigenlenkverhaltens und Eigenschaften der Achsseitenkraftmodelle verwendet. Zur Bewertung von kombiniert quer- und längsdynamischen Fahrsituationen wird das Modell um Einflüße der Achsaufstands- und Längskräfte erweitert. Die dabei eingeführten Modellparameter werden ebenfalls mit Messungen bei Rundstreckenfahrten ermittelt. Zur Bewertung des Fahrverhaltens werden Kennparameter formuliert, welche die Änderung des Eigenlenkverhaltens in Zusammenhang mit der jeweiligen kombiniert-dynamischen Fahrsituation beschreiben. Die Kennparameter werden anschließend auf ihre Eignung für die Fahrverhaltensebwertung untersucht. Hierzu wird ein Qualitätsindex definiert, welcher die Wiederholgenauigkeit der Kennparameterwerte ins Verhältnis zu den Unterschieden in den Kennparameterwerten zwischen Fahrzeugen setzt. Anhand des Qualitätsindexes werden die Kennparameter ermittelt, welche als robust und aussagekräftig betrachtet werden können. Für diese Kennparameter werden mit Korrelationsuntersuchungen Zusammenhänge zu Subjektivbewertungskriterien ermittelt. Das Ergebnis der Korrelationsuntersuchungen sind Kennparameter, welche als Zielgrößen im Fahrzeugentwicklungsprozess genutzt werden können. Im Anschluss wird durch eine Sensitivitätsanalyse gezeigt, wie die Parameter des erweiterten Einspurmodells, die als Zielgrößen geeigneten Kennparameter beeinflussen. Dabei wird auch der Zusammenhang zwischen den Kennparametern zur Fahrverhaltensbewertung und den Eigenschaften des realen Fahrzeuges erläutert.