Der Reifen hat signifikanten Einfluss auf das Fahrverhalten eines modernen Pkws. Heute werden Reifen daher in ihrer Fahrfunktion, in enger Zusammenarbeit von Fahrzeug- und Reifenhersteller, optimiert und auf das Fahrzeug abgestimmt. Dieser Optimierungsprozess wird durch Versuchsingenieure des Fahrzeugherstellers in Form von subjektiven Beurteilungen unterstützt. Eine Reihe von Beurteilungskriterien mit fahrzeugherstellerspezifischen Inhalten sind dabei abzuprüfen. Trotz standardisiertem Vorgehen ist das Ergebnis der Beurteilung stets abhängig von der Person und Entwicklungszielinterpretation des Versuchsingenieurs. So stellt der Reifenhersteller Versuchsreifen vor, die dann in mehreren Entwicklungsschleifen auf das gewünschte fahrdynamische Zielniveau gebracht werden. Neben dem querdynamischen Verhalten sind weitere Funktionsziele zu Akustik, Längs- und Vertikaldynamik, Rollwiderstand, Notlaufeigenschaften u. v. a. m. zu erreichen. Den Anforderungen nach kürzeren Entwicklungsintervallen sowie einer steigenden Zahl zu entwickelnder Derivate und entsprechender Reifendimensionen und -typen ist nachzukommen. Hinzu kommen der wachsende Kostendruck, eine stetige Reduzierung der Anzahl an Prototypfahrzeugen und eine Verlagerung hin zu virtuellen Baugruppen. Um diesen Umständen gerecht zu werden, ist die Unterstützung der Ingenieure des Fahrversuchs durch eine prüfstandsbasierte Vorauswahl mit Hilfe einer simulationsgestützten funktionalen Bewertung notwendig. Auch eine simulatorbasierte Subjektivbeurteilung mit virtuellen Prototypfahrzeugen wird so ermöglicht. Um diese Ziele zu erreichen, sind zunächst Kenngrößen auf Fahrzeugebene zu ermitteln, die das subjektiv empfundene Fahrverhalten widerspiegeln und beschreiben können. Diese Kenngrößen quantifizieren den Zusammenhang zwischen Fahrzeugrückmeldung und subjektivem Fahreindruck. Es wurde die Reifenentwicklung der BMW AG über drei Jahre begleitet. Dabei wurde für verschiedene Fahrzeugprojekte zu einer großen Anzahl an Reifenvorstellungen jeweils eine Subjektivbeurteilung zur Fahrfunktion durch Versuchsingenieure durchgeführt. In Verbindung mit einer parallel erfolgten messtechnischen Erfassung der Steuer und Regeleingriffe des Fahrers und der resultierenden Fahrzeugbewegung sowie der Bestimmung querdynamischer Reifencharakteristika am Reifenprüfstand entstand so eine breite und umfängliche Datenbasis. Auch wurde eine Analyse der Subjektivbeurteilung mit einer Bestimmung der Manöver durchgeführt. Die Wirkkette zwischen Fahrer, Fahrzeug und Reifen wurde untersucht und Zusammenhänge erarbeitet. Ein Werkzeug zur Prognose der subjektiven Bewertung auf Basis von Fahrzeugmessdaten wurde erstellt und kann zur Unterstützung der Reifenentwicklung eingesetzt werden.
Tire properties show significant impact on the driving behavior of a modern passenger car. Therefore today tires are being optimized in their driving function and adapted to the vehicle in close cooperation by vehicle and tire manufacturers. This optimization process is supported by test engineers of the vehicle manufacturer in terms of subjective evaluation of the tire's driving function. A number of criteria on its functional performance with vehicle manufacturer specific content need to be evaluated. Despite standardized test procedures the resultant evaluation depends on the test engineer's personality and their interpretation of development objectives. The tire manufacturer develops and presents test tires, which are brought to a satisfactory level of driving behavior in several loops. In addition to the tire's lateral driving properties, further functional goals as acoustics, longitudinal and vertical driving dynamics, rolling resistance, run flat properties, and more have to be achieved. The demands for shorter development cycles and an increasing number of vehicle derivatives to be developed, and accordingly tire sizes and types, are to be met. Furthermore cost pressure increases, the number of prototype vehicles is continuously reduced and there is a shift to virtual assemblies. To meet these requirements, support of the test drive engineers by a tire test system based pre-selection, with help of a virtual evaluation method, becomes necessary. Also a simulator based subjective evaluation of virtual prototypes is thereby made possible. To achieve these specified targets, objective vehicle handling parameters that describe the perceived driving behavior must initially be determined. These parameters quantify the relation between objective vehicle behavior and subjective evaluation. For this analysis the tire development process at BMW AG was accompanied over three years. For various vehicle projects and a large number of prototype tires, a subjective evaluation of handling performance was performed by test engineers. In combination with a parallel conducted recording of the driver's steering and control operations and the resulting objective vehicle behavior as well as the determination of lateral tire characteristics using a tire test system, an extensive data base was created. An analysis of the subjective evaluation and the used maneuvers was performed. The root cause between driver, vehicle and tire characteristics has been examined and relations are worked out. A tool to predict subjective evaluation results, based on vehicle test data, was developed and is ready to support the tire development process.
Objektive Bewertung querdynamischer Reifeneigenschaften im Gesamtfahrzeugversuch
2013
209 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
Rollwiderstand , Fahrversuch , Reifenhersteller , Fahrzeughersteller , Baugruppe , Person , Fahrverhalten , Derivat (chemische Verbindung) , Akustik , Laufeigenschaft , Kenngröße , Fahrzeugdaten , Reifenprüfstand , Datenbasis , Messtechnik , Fahrerverhalten , Probefahrt , Reifentest , Montage , Entwicklungsprozess , Regelungstechnik , Ursache
Objektive Bewertung querdynamischer Reifeneigenschaften im Gesamtfahrzeugversuch
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