In der Arbeit werden Simulationsstudien zur Potenzialanalyse querverteilender Antriebssysteme für ein frontangetriebenes Fahrzeug mit Quermotor durchgeführt. Im Fokus der Betrachtungen stehen passive und geregelte Differenzialsperren, Torque Splitter sowie Überlagerungsdifferenziale. In einer vorangehenden systematischen Analyse werden zunächst allgemein die Anforderungen an ein System zur Antriebsmomentenquerverteilung aufgestellt sowie die charakteristischen Eigenschaften, Systemeinschränkungen und Auslegungszielkonflikte herausgearbeitet. Als relevante Eigenschaft für das fahrdynamische Verhalten geht die Lastabhängigkeit aus dieser Analyse hervor. Lediglich Überlagerungsdifferenziale besitzen die Fähigkeit, eindrehende Antriebsmomentendifferenzen unabhängig von der Motorlast zu generieren. Die Simulationsstudien basieren auf einem am Institut für Fahrzeugtechnik entwickelten Fahrzeugmodell, dessen grundlegende Struktur ebenso wie das verwendete Ersatzmodell einer Differenzialsperre vorgestellt wird. Die Modellierung der Differenzialsperre wird durch Prüfstandsuntersuchungen an einem Hinterachsgetriebe für Motorsportanwendungen ergänzt. Das fahrdynamische Verhalten der betrachteten Systeme wird insbesondere durch stationäre und beschleunigte Kreisfahrten, Lenkradwinkelrampen sowie Lastwechsel, unterteilt in Power-Off- und Power-On-Situationen, gegenübergestellt. Die Studien zeigen, dass eine Antriebsmomentenquerverteilung primär der Verbesserung der Fahrzeugperformance im fahrphysikalischen Grenzbereich dient. Das System ist daher vor allem für Kunden mit entsprechend sportlicher Fahrweise erlebbar. Geregelte Systeme bieten gegenüber passiven Systemen den Vorteil, auch gezielt zur Gierdämpfung eingesetzt werden zu können. Weiterhin unterliegen sie nicht den bei passiven Differenzialsperren erforderlichen Kompromissen bei der Auslegung des Sperrverhaltens. Als wichtigstes Ergebnis wird die aus der Lastabhängigkeit resultierende Neigung der Fahrzeuge zum Lastwechseluntersteuern aufgezeigt, die gerade bei drehmomentenfühlenden und geregelten Differenzialsperren auftreten kann. Überlagerungsdifferenziale sind demgegenüber, bei einer Einbindung in die Fahrzustandsregelung, sehr viel robuster gegenüber Veränderungen am Fahrzeug und bieten auch das als sicherheitsrelevant einzustufende Potenzial, eindrehende Giermomente zur Stabilisierung untersteuernder Fahrzustände zu erzeugen.
Simulation und fahrdynamische Analyse querverteilender Antriebssysteme
2012
171 Seiten, Bilder, Tabellen, 151 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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