Ziel der Arbeit war, das Potential von Torque Vectoring Systemen zur Steigerung der Traktion von Personenkraftwagen unter Berücksichtigung der Fahrzeugstabilität zu ermitteln. Zu diesem Zweck wurden eingangs die erforderlichen fahrdynamischen Grundlagen sowie die Einflussfaktoren der Traktion zusammengestellt. Anschließend wurden am Markt verfügbare Torque Vectoring Aktuatoren kategorisiert und hinsichtlich ihrer Eignung zur Steigerung der Traktion von Personenkraftwagen analysiert. Des Weiteren wurden die Einflüsse der Anordnung des Torque Vectorings Systems an Vorder- bzw. Hinterachse des Fahrzeugs diskutiert Im simulativen Teil der Arbeit wurde zunächst der Einfluss der Systemanordnung durch eine Parametervariation zur Wirksamkeit von Front und Heck Torque Vectoring wieder aufgegriffen. Bei stationärer Kurvenfahrt und einer neutralen Antriebsmomentenverteilung in Fahrzeuglängsrichtung bestand sowohl bei Heck Torque Vectoring als auch bei Front Torque Vectoring großes Potential zur Steigerung der maximalen Querbeschleunigung. Es bestätigte sich damit die Annahme, dass trotz der untersteuernden Fahrsituation Potential zur Erzeugung von Differenzmomenten an der Vorderachse besteht, da die Seitenkräfte an der Vorderachse durch das Differenzmoment verringert werden. Auch der Einfluss von Längsbeschleunigungen sowie der Einfluss unterschiedlicher Verteilungen der Antriebsmomente in Fahrzeuglängsrichtung wurde untersucht. Zunehmende Verteilung der Antriebsmomente zur Vorderachse führte zu Vorteilen bei Front Torque Vectoring, eine deutliche Verteilung zur Hinterachse zu Vorteilen bei Heck Torque Vectoring. Bei hohen Längsbeschleunigungen und neutraler Verteilung der Antriebsmomente in Längsrichtung erwies sich Front Torque Vectoring als effektiver. Zwar hat die Längsbeschleunigung eine dynamische Achslastverlagerung zur Hinterachse zur Folge, diese wird jedoch durch die statische Gewichtsverteilung des Fahrzeugs zum Teil kompensiert. Hinzu kommt, dass die hohen Antriebsmomente insbesondere an der Achse zu stark unterschiedlichen Kraftschlussausnutzungen führen, an der aufgrund der Wanksteifigkeiten der größere Anteil des durch die Querbeschleunigung entstehenden Wankmoments abgestützt wird. Da beim betrachteten Versuchsfahrzeug die Wanksteifigkeit an der Vorderachse größer ist, besteht auch hier mehr Potential zur Optimierung der Kraftschlussausnutzung. Diese Effekte haben zur Folge, dass bei einer Längsbeschleunigung von 4 m/s2 erst bei einer Verteilung von mehr als 70% des Antriebsmoments zur Hinterachse die Vorteile von Heck Torque Vectoring überwiegen. Über alle betrachteten Variationen gemittelt ergibt sich für Front Torque Vectoring ein Potential zur Steigerung der Querbeschleunigung von 22%, für Heck Torque Vectoring von 14 %.
Optimierung von Traktion und Stabilität durch aktive Antriebsmomentenverteilung
Schriftenreihe Automobiltechnik, ika, RWTH Aachen ; 155 ; 1-130
2012
130 Seiten, Bilder, Tabellen, 33 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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