In einem Forschungsvorhaben soll an einem innovativen, realistischen und komplexen Produkt die Wechselwirkung zwischen konstruktiver und mechatronischer Ausprägung beim Entwurfsvorgang eines hybrid angetriebenen Servicezubringers (innerstädtisches Verteilerfahrzeug) anschaulich und nachvollziehbar dargestellt werden. Dabei ergeben sich zwingend wesentliche Aussagen zur Entwurfssystematik mechatronischer Produkte und zur Realisierung einer kooperativen Sortwareumgebung. Damit der Servicezubringer innerhalb der Kernstädte Güter flexibel transportieren kann, müssen beim Entwurf unter anderem die Forderungen nach maximaler Wendigkeit, schneller Be- und Entlademöglichkeit, gutem Fahrkomfort, leichter Bedienbarkeit und wenig Emission von Lärm und Schadstoffen berücksichtigt werden. Hieraus resultiert ein Fahrzeugkonzept mit folgenden Merkmalen: 1. Container zum schnellen Be- und Entladen, 2. Serieller Hybridantrieb zur Energieerzeugung, Verbrennungsmotor mit Starter-Generator-Einheit und Batterien zur Energiespeicherung, 3. Allradantrieb mit Radnabenmotoren zur optimalen Verteilung der Antriebsmomente, 4. Vierradlenkung zur Maximierung der Wendigkeit, 5. Aktive Federung zur Verbesserung der Fahrdynamik und zum Absenken des Containers. Das flexible Fahrzeug X-mobile ist als erster physikalisch realisierter, funktionaler Prototyp des Verteilerfahrzeugs außerhalb des Rechners zu sehen. Das Fahrzeug stellt außerdem eine Experimentalplattform für neue Hard- und Softwarewerkzeuge dar und dient gleichzeitig zur Verifizierung von Entwicklungsansätzen und -methoden für mechatronische Systeme. Der Aufbau und die Komponenten von X-mobile werden beschrieben. Die Tatsache, daß insgesamt 12 Motoren angesteuert und 29 Reglersignale ausgewertet werden müssen, verdeutlicht die Komplexität des Gesamtsystems. Während der frühen Phasen des Entwurfs ist daher eine methodische Vorgehensweise zwingend notwendig. Die vom MLaP geprägte Methodik, bei der die ganzheitliche, fachübergreifende Betrachtung aller Systemkomponenten von Anfang an eine zentrale Rolle spielt, wurde bei der Entwicklung umgesetzt. Die Kernelemente dieser Vorgehensweise werden am Anwendungsbeispiel X-mobile dargestellt. Die Umsetzung der Entwurfsmethodik erfolgte mit der Softwareumgebung CAMEL-View.
X-mobile - erste physikalische Realisierung eines innovativen Stadtzubringerfahrzeugs
2001
20 Seiten
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
X-mobile - erste physikalische Realisierung eines innovativen Stadtzubringerfahrzeugs
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