Die heutige Fahrzeugentwicklung steht großen Herausforderungen gegenüber. Von den Märkten werden eine immer größere Modellvielfalt und eine schnelle Reaktion auf Kundenwünsche gefordert. Gleichzeitig wachst die Produktkomplexität bedingt durch die voranschreitende Elektrifizierung stark an. Ein erhöhter Kostendruck führt zur Entwicklung mit Baukästen und zum Entfall von Entwicklungsbaugruppen. Am Beispiel der elektromechanischen Lenkung (EPS) kann diese Tendenz nachvollzogen werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher ein modellgestütztes Vorgehen erarbeitet, um zu einer zielgerichteten Systemauslegung für die EPS zu gelangen. Zunächst werden die notwendigen Voraussetzungen für ein solches Vorgehen geschaffen. Hierzu werden die Anforderungen an das Lenksystem aus Kundensicht definiert und nach Fahrsituationen geordnet. Um Simulationsergebnisse im Anwendungsfall der EPS interpretieren zu können, werden aussagekräftige objektive Kenngrößen ermittelt werden, mit denen sich die subjektiv erlebbaren Fahreigenschaften beschreiben und bewerten lassen. Der Entwicklungsprozess wird in dieser Arbeit in zwei Phasen unterteilt. In der Konzeptphase werden die wesentlichsten Fahrwerkseigenschaften definiert. Während dieser Phase sind viele Parameter im gesamten Fahrwerk noch unsicher. Für den Lenkungsgrundentwurf wird in hier ein mehrstufiges Verfahren erarbeitet, mit dem die relevanten Lenkeigenschaften schnell bestimmt werden können. Da komplexe Gesamtfahrzeugmodelle mit einer Vielzahl an Freiheitsgraden zu diesem Zeitpunkt nicht sinnvoll eingesetzt werden können, werden spezielle Minimalmodelle für Lenkung und Fahrwerk entwickelt. In der zweiten Phase des Entwicklungsprozesses, der Integrationsphase, stehen bereits erste Prototypen für die Lenkung und Fahrzeug zur Verfügung. Damit können komplexere Modelle zum Einsatz kommen, mit deren Hilfe sich Fragestellungen zum Schwingungsverhalten und zum Lenkgefühl beantworten lassen. Für ausgewählte Problemstellungen werden die Wirkketten der Systemgrößen auf das Lenkverhalten beurteilt. Dazu wird ein Analyse- und Entwurfsverfahren eingesetzt, bei dem die Zusammenhänge zwischen Systemparametern und objektiven Kenngrößen mit statistischen Methoden quantifiziert werden. Abschließend wird die beschriebene Vorgehensweise anhand einer Studie im Fahrversuch bewertet. Die Ergebnisse dieser Arbeit schaffen die Möglichkeit die versuchslastige Lenkungsentwicklung durch gezielten Einsatz von Simulation zu entlasten.

    Over the last years, the modern chassis engineering process has been facing rising challenges. Reduced product and development cycles, increasing cost pressure and as a consequence reduced hardware employment are among these. In order to reach the market demands in minimum time and to flexibly react on new trends, a fast and efficient development process is essential for the success of vehicle manufacturers today. On the other side, the degree of innovation and the product complexity is growing much faster nowadays. This is mainly driven by electrification of vehicle components like Electric Power Steering (EPS), where mechanical and electric features strongly interact with software functions and lead to a completely new system behavior. These conditions require a new approach in vehicle engineering process, characterized by an important role of virtual methods. Since modeling techniques as well as the availability of computational capacities have reached a sophisticated level, virtual methods are intensively applied in vehicle chassis development process by premium vehicle manufacturers. Using the example of EPS, this work shows how a reasonable combination of measurements, vehicle test and simulation contribute to a much more efficient development process. In order to run a virtual assisted engineering process the necessary conditions are established. Firstly, engineering objectives must be defined on the basis of objective parameters. These are essential for interpretation of simulation results on the basis of objective requirements regarding the steering behavior. Therefore customers situations are discussed and concrete subjective criteria are determined for the characterization of these situations. The criteria are found out of literature studies, discussions with experts and logical considerations on these situations. The objective parameters must be obtained by vehicle tests and measurements, as well as studies with individuals. In some cases valid data from former studies are used for statistic analyses on the correlation of objective parameters to subject criteria. In other cases own investigations are carried out for objectification of the subjective criteria. A complete system of objectives for each subjective client characteristic on steering behavior has been elaborated, mapping customers situations and subjective sensing to objective parameters. These correlations are documented by an objective subjective matrix. Secondly, as the questions in different stages of the EPS development process are different, strongly problem specific models have been developed to answer these questions by using all available data for the EPS system at each time in the engineering process. The EPS and the rest of the chassis components are virtualized, i.e. their behavior is described on the basis of physical equations. These models are scalable as the level of details is growing while engineering process forges ahead. Thus, an integrated data management must be run, that transfers the data of system parameter from low level models to sophisticated models in the late stage of development process.


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    Titel :

    Modellbasierte Entwicklung elektromechanischer Lenkungen


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2013


    Format / Umfang :

    145 Seiten, Bilder, Tabellen, 142 Quellen



    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





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