Das neue mechanische und thermische Reifenmodell TameTire von Michelin berechnet den Verlauf der Kräfte und Momente in Vergleich zu Schräglaufwinkel und Schlupf bei unterschiedlichem Reifendruck. Aber auch Sturzwinkel, unterschiedliche Radlast und Fahrgeschwindigkeit sowie verschiedene Fahrbahn- und Umgebungstemperaturen fließen ein. TameTire basiert im Wesentlichen auf drei Modellen. Das mechanische Modell fußt auf dem 'Bürstenelement'-Ansatz, bei dem die Gesamtkraft als Summe der Scherkräfte der Profilelemente im Haft- und Rutschbereich der Aufstandsfläche angenommen wird. Das Modell berücksichtigt auch die Verformung der Reifenstruktur in der Kurvenfahrt. So wird etwa die Torsion der Reifenseitenwände durch das Rückstellmoment ebenso nachgebildet wie die Gürtelverschiebung aufgrund der Seitenkraft. Ebenfalls enthalten sind die Eigenschaften der Gummimischungen wie die Schubmodul- und Reibungsmodelle, welche direkt die Steifigkeit des Laufstreifens beeinflussen. Das Reibungsmodell berücksichtigt die Gummieigenschaften, etwa um den Reibungskoeffizienten zu berechnen (relativer Schlupf zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche). Das thermische Modell berechnet die Kontakttemperatur, Oberflächen- und Innentemperaturen des Laufstreifens unter Berücksichtigung der Konvektion, Wärmeleitung zur Fahrbahn, Reibungswärme sowie die viskose Wärmeerzeugung im Laufstreifen. Als Eingangsgrößen verwendet MF-Tire Schlupf, Schräglaufwinkel, Sturzwinkel sowie Radlast und liefert die entsprechende Umfangs- und Seitenkraft, das Rückstell- und Rollwiderstandsmoment, das Sturzmoment sowie den effektiven Rollradius. Die neue Software ergänzt dies um die Fahrgeschwindigkeit, Umgebungs- und Fahrbahntemperatur, Starttemperatur, Reifenfülldruck und Zeit. Zusätzliche Ausgangsgrößen sind die Oberflächen-, Laufstreifen- und Reifengürteltemperatur sowie der dynamische Reifenradius. Verschiedene Berechnungsoptionen bieten die Möglichkeit, das Performance-Genauigkeits-Verhältnis anzupassen, für den Einsatz von der detaillierten bis zur echtzeitfähigen Anwendung. Die neue Software wurde in die Fahrdynamiksimulation CarMaker von IPG integriert, um die Wechselwirkung im Fahrzeug-Reifensystem sowie Regler im komplexen Regelkreis von Fahrer, Fahrzeug und Straße realitätsnah abzubilden. Um die Fähigkeiten des neuen Modells im Vergleich mit MF-Tire 5.2 zu bewerten, wurden umfangreiche Fahrmanöver mit einem Sportwagen durchgeführt. Die Open-Loop-Fahrversuche umfassten: Stationäre Kreisfahrt, Sinus-Sweep, Lenkwinkelsprung, ABS-Bremsung (HiL), Lastwechsel (ISO 9816) und Bremsen im Kreis (ISO 7975). Die Closed-Loop-Versuche umfassten Spurwechsel (ISO 3888), Slalom (18/36 m) und Hockenheim-Handlingkurs.
Vorteile eines thermomechanischen Reifenmodells für die Fahrdynamik
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 112 , 7/8 ; 524-529
2010
6 Seiten, 6 Bilder, 5 Quellen
Article (Journal)
German
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