Mechatronische Systeme in Automobilen bieten neben ihrer primären Aufgabe die Möglichkeit, durch gezielte Regeleingriffe die Belastung von Bauteilen zu reduzieren. An die Betriebsfestigkeitsentwicklung stellen diese Systeme damit neue Anforderungen. So können die Belastungen einzelner Bauteile durch die Regelung des Dämpfers oder einer Kupplung in Verteilergetrieben von Allradfahrzeugen massiv beeinflusst werden. Diese Effekte müssen bei der rechnerischen Simulation und am Prüfstand berücksichtigt werden. Die Regelungslogik dieser Systeme wird vom Fahrdynamikteam normalerweise auf optimale Fahrzeugeigenschaften wie z.B. Komfort, Fahrstabilität oder Traktion ausgelegt. Im Rahmen der Optimierung dieser Eigenschaften besteht das Risiko, die Lebensdauer von Bauteilen zu verringern. Test und Abstimmung zur Optimierung sämtlicher im Fahrzeug verbauten Systeme erfolgt auf unterschiedlichen Strecken zum Teil unter extremen klimatischen Verhältnissen. Um herauszufinden, welche Abstimmungsänderungen zielführend sind, wird eine Fahrmanövererkennung eingesetzt. Zu unterscheiden sind hierbei hochfrequente Fahrmanöver (z. B. Schlaglochüberfahrten) und niederfrequente Fahrmanöver (z. B. Bremsungen oder Kurvenfahrten). Um die Schädigung für ein Bauteil mittels Abstimmungsänderung eines mechatronischen Systems zu reduzieren, muss für ein Fahrmanöver die Schädigung des Bauteils bei dem Fahrmanöver durch geänderte Abstimmung reduziert werden können und es darf kein funktioneller Nachteil für den Kunden durch die geänderte Abstimmung auftreten. Mit den aus der Fahrmanövererkennung gewonnen Erkenntnissen ist es möglich, unter Beibehaltung der primären Abstimmungsziele der mechatronischen Systeme die Regelung hinsichtlich Erfüllung der Betriebsfestigkeitskriterien zu optimieren, ohne zeit- und kostenintensive Bauteiländerungen vornehmen zu müssen. Dadurch kann der Entwicklungsablauf effizienter gestaltet werden. Das Vorgehen wird am Beispiel der Entwicklung eines axialen Nadellagers in einer elektrisch geregelten Lamellensperre aufgezeigt.
Einsatz der Fahrmanövererkennung zur Betriebsfestigkeits-Auslegung mechatronischer Systeme
2003
10 Seiten, 8 Bilder, 3 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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