Entwicklung einer Mess-, Steuer- und Regel-Einrichtung für einen Reifenprüfstand zur Durchführung realer Messprozeduren in Echtzeit

Um im Automobilbau den heutigen Anforderungen an Sicherheit und Komfort gerecht zu werden, kommen zunehmend mechatronische Komponenten zum Einsatz. Durch die damit verbundene Komplexität gewinnt die rechnergestützte Simulation der fahrdynamischen Eigenschaften während der Entwicklungsphase immer mehr an Bedeutung. Eine grundlegende Voraussetzung für die Fahrdynamiksimulation ist eine genaue Kenntnis des Verhaltens der Einzelkomponenten, angefangen von der räumlichen Bewegung des Gesamtfahrzeugs über die nichtlineare Kinematik der Radaufhängungen bis hin zu den Reifenkräften und -momenten. Letztere sind jedoch aufgrund der veränderlichen, nichtlinearen Materialeigenschaften von Gummi nur äußerst schwierig für den jeweiligen Betriebszustand vorherzusagen. Zur Beschreibung des Kraftschlussverhaltens eines Reifentyps werden in der Regel sogenannte Reifenkennfelder an Prüfständen und Messfahrzeugen ermittelt. Vergleicht man allerdings die typischen Testbedingungen an Prüfeinrichtungen mit denen im realen Fahrbetrieb, so stellt man fest, dass die Unterschiede zwischen diesen Prüfeinrichtungen (Fahrbahnkrümmung, -belag, Umgebungstemperatur etc.) und die verschiedenen Messsysteme zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Außerdem übt die Art die verwendeten Messprozedur einen entscheidenden Einfluss auf die Ergebnisse aus. Die o. g. Kennfeldmessungen arbeiten vorwiegend in Bereichen und mit Kombinationen von Radsturzwinkel, Schräglaufwinkel und Radlast, die die RadsteIlungen im realen Fahrbetrieb kaum repräsentieren. Aus dieser Tatsache ergibt sich die Notwendigkeit, neue Messprozeduren zu entwickeln, bei denen die Parameter Radsturzwinkel, Schräglaufwinkel und Radlast so variiert werden, wie es realen Fahrmanövern entspricht. Vorrangiges Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung und Inbetriebnahme einer Mess-, Steuer- und Regeleinrichtung, die es ermöglicht, das Kraftschlussverhalten von Reifen in Seitenrichtung unter realen Betriebszuständen zu ermitteln. Die dazu notwendigen Schritte wurden im Rahmen der Arbeit ausgeführt, die Vorgehensweise ist im Einzelnen dokumentiert.