Holdings: Fahrdynamik-Regelung

Fahrdynamik-Regelung: Modellbildung, Fahrerassistenzsysteme, Mechatronik ; mit 28 Tabellen

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Bibliographic Details
Format:	Book
Language:	German
Published:	Wiesbaden Vieweg 2006
Edition:	1. Aufl.
Series:	ATZ-MTZ Fachbuch
Subjects:	Mehrkörpersystem Fahrdynamik Regelung Kraftfahrzeug Fahrerassistenzsystem Mechatronik
Online Access:	Inhaltstext Inhaltsverzeichnis
Item Description:	Auch als Internetausgabe
Physical Description:	XV, 461 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3834801097 9783834801098

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adam_text	ROLF ISERMANN (HRSG.) FAHRDYNAMIK-REGELUNG MODELLBILDUNG, FAHRERASSISTENZSYSTEME, MECHATRONIK MIT 340 ABBILDUNGEN UND 28 TABELLEN ATZ/MTZ-FACHBUCH VIEWEG IX INHALTSVERZEICHNIS DAS MECHATRONISCHE KRAFTFAHRZEUG 1 1.1 ZUR ENTWICKLUNG VON FAHRERASSISTENZSYSTEMEN UND FAHRDYNAMIK-REGELUNGEN 1 1.2 MECHATRONISCHE SYSTEME 3 1.2.1 INTEGRIERTE MECHATRONISCHE SYSTEME 5 1.2.2 FUNKTIONEN MECHATRONISCHER SYSTEME 7 1.2.2.1 MECHANISCHER GRUNDAUFBAU 7 1.2.2.2 FUNKTIONSAUFTEILUNG MECHANIK - ELEKTRONIK 8 1.2.2.3 BETRIEBSEIGENSCHAFTEN 9 1.2.2.4 NEUE FUNKTIONEN 9 1.2.2.5 SONSTIGE ENTWICKLUNGEN 10 1.2.3 INTEGRATIONSFORMEN VON PROZESS UND ELEKTRONIK 10 1.2.4 ENTWURFSMETHODIK FUER MECHATRONISCHE SYSTEME 13 1.2.5 RECHNERGESTUETZTER ENTWURF VON MECHATRONISCHEN SYSTEMEN 15 1.3 MECHATRONISCHE KOMPONENTEN IM KRAFTFAHRZEUG - EINE KURZE UEBERSICHT 17 1.3.1 MECHATRONISCHE RADAUFHAENGUNGEN 18 1.3.2 MECHATRONISCHE BREMSSYSTEME 20 1.3.3 MECHATRONISCHE LENKSYSTEME 22 A MODELLBILDUNG UND SIMULATION MODELLE ZUR BESCHREIBUNG DES FAHRZEUGVERHALTENS 27 2.1 MODELLIERUNG TECHNISCHER SYSTEME 27 2.2 DEFINITION VON KOORDINATENSYSTEMEN UND WINKELN 29 2.3 AUSPRAEGUNGEN VON FAHRZEUGMODELLEN 31 2.4 GESAMTFAHRZEUGMODELLE 33 2.5 MODELLIERUNG VON ANTRIEBSSTRANG UND BREMSE 34 2.6 REIFENMODELLE 35 2.6.1 REIFENMODELL NACH BURCKHARDT 37 2.6.2 REIFENMODELL NACH PACEJKA 40 2.6.3 LINEARES REIFENMODELL 40 2.6.4 DYNAMIK DES KRAFTAUFBAUS 41 2.7 DYNAMIKGLEICHUNGEN DES ZWEISPURMODELLS 42 2.8 ZUSAMMENFASSUNG 45 MODELLIERUNG, ANALYSE UND SIMULATION DER FAHRZEUGQUERDYNAMIK 47 3.1 MODELLBILDUNG DES LINEARES EINSPURMODELL 47 3.1.1 KINETIK 48 3.1.2 KINEMATIK 51 INHALTSVERZEICHNIS 3.1.3 QUERSCHLUPF UND QUERKRAEFTE 54 3.1.4 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN 58 3.2 ANALYSE DES LINEAREN EINSPURMODELLS 63 3.2.1 UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN 63 4 OBJEKTORIENTIERTE MODELLBILDUNG DES FAHRDYNAMISCHEN VERHALTENS MIT MODELICA 71 4.1 MODULAR-HIERARCHISCHE STRUKTURIERUNG 72 4.1.1 VERKNUEPFUNGEN 73 4.1.2 MODELLAGGREGATION 73 4.1.3 OBJEKTDIAGRAMME 73 4.2 GRUNDZUEGE OBJEKTORIENTIERTER MODELLIERUNG PHYSIKALISCHER SYSTEME MIT MODELICA 74 4.2.1 OBJEKTE UND KLASSEN 75 4.2.2 SCHNITTSTELLEN UND VERKNUEPFUNGEN 76 4.2.3 KAPSELUNG 77 4.2.4 HIERARCHIE 77 4.3 PHYSIKALISCHE MODELLBILDUNG AM BEISPIEL DES KRAFTFAHRZEUGS 78 4.3.1 FAHRWERK 80 4.3.2 REIFEN/RAEDER 82 4.3.3 ANTRIEB UND BREMSSYSTEM 84 4.3.4 BEWERTUNG DER MODELLIERUNG MIT MODELICA 85 4.4 MODELLPARAMETRIERUNG UND -VALIDIERUNG 86 4.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 88 5 ANWENDUNGSORIENTIERTE UEBERSICHT KOMMERZIELLER FAHRZEUG-SIMULATIONS-SYSTEME 93 5.1 MEHRKOERPER-SIMULATION (MKS) 93 5.1.1 UEBERGANG VOM MKS-MODELL ZUM SYSTEMDYNAMISCHEN MODELL 96 5.2 SYSTEMDYNAMISCHE FAHRZEUGMODELLE 97 5.3 MODELLBASIERTER ENTWICKLUNGSPROZESS 102 5.4 SOFTWARE-IN-THE-LOOP-SIMULATION 104 5.4.1 ANWENDUNGSBEISPIEL: IDS PLUS FAHRWERK IM OPEL ASTRA 105 5.4.2 SIL-SIMULATION DES ICC-SYSTEMS 106 5.5 HARDWARE-IN-THE-LOOP-SIMULATION 108 5.6 TESTAUTOMATISIERUNG... 112 6 DOMAENENUEBERGREIFENDE MODELLBILDUNG EINES AKTIV GEFEDERTEN NUTZFAHRZEUGS CAMEL-VIEW TESTRIG 117 6.1 VERSUCHSTRAEGER: EIN PASSIV GEFEDERTES NUTZFAHRZEUG AUF UNIMOG-BASIS... 117 6.2 ENTWURFSZIEL: AKTIVES FAHRWERK FUER EIN GELAENDEGAENGIGES NUTZFAHRZEUG 118 6.2.1 PRINZIP DER AKTIVEN FEDERUNG 119 6.2.2 FLUEGELZELLENAKTORIK 119 6.2.3 INFORMATIONSVERARBEITUNG UND SENSORIK 120 INHALTSVERZEICHNIS XI 6.3 ENTWURFSPROZESS: MODELLBASIERTER ENTWURF MECHATRONISCHER SYSTEME 121 6.3.1 MODELLPHASE 121 6.3.2 PRUEFSTANDSPHASE 122 6.3.3 PROTOTYPENPHASE 123 6.4 ENTWURFSUMGEBUNG: CAMEL-VIEW TESTRIG - EIN DURCHGAENGIGES WERKZEUG FUER DEN ENTWURF MECHATRONISCHER SYSTEME 123 6.4.1 OBJEKTORIENTIERTE MODELLBILDUNG MECHATRONISCHER SYSTEME MIT CAMEL-VIEW 124 6.4.2 VOM PHYSIKALISCH-TOPOLOGISCHEN ZUM MATHEMATISCHEN MODELL 127 6.4.3 CAMEL-VIEW TESTRIG-PRUEFSTANDS- UND -PROTOTYPENHARDWARE 129 6.5 ENTWURFSPROZESS: MODELL-, PRUEFSTANDS-UND PROTOTYPENPHASE 131 6.5.1 MODELLPHASE: MODELLBILDUNG DES AKTIV GEFEDERTEN NUTZFAHRZEUGS 131 6.5.2 VALIDIERUNG DES FAHRZEUGMODELLS 132 6.5.3 MODELLBILDUNG VON AKTORIK, SENSORIK UND INFORMATIONSVERARBEITUNG 132 6.5.4 SIMULATIONSUNTERSUCHUNGEN AM VIRTUELLEN PROTOTYPEN 133 6.5.5 PRUEFSTANDSPHASE: KOMPONENTENTEST 134 6.5.6 PROTOTYPENPHASE: EINSATZ IM FAHRVERSUCH 135 6.6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 136 B FAHRDYNAMISCHE BREMS- UND QUERDYNAMIKREGELUNGEN 7 BREMSREGELUNGEN FUER MECHATRONISCHE BREMSEN 137 7.1 KONVENTIONELLES ANTIBLOCKIERSYSTEM 139 7.2 GRUNDZUEGE DES ANTIBLOCKIERSYSTEMS MIT NEUEM ANSATZ 141 7.2.1 AUFBAU DES REGELSYSTEMS 141 7.2.2 VERSUCHSFAHRZEUG 143 7.2.3 ELEKTROHYDRAULISCHE BREMSE (EHB) 144 7.3 FUNKTIONEN DES ANTIBLOCKIERSYSTEMS MIT NEUEM ANSATZ 146 7.3.1 RADSCHLUPFREGELUNG 146 7.3.1.1 BREMSUNG AUF TROCKENEM ASPHALT 150 7.3.1.2 BREMSUNG AUF NASSEM ASPHALT 152 7.3.1.3 BREMSUNG AUF SCHNEE 153 7.3.1.4 BREMSUNG AUFPOLIERTEM EIS 154 7.3.2 ERMITTLUNG DER FAHRZEUGGESCHWINDIGKEIT 155 7.3.3 ERMITTLUNG DES OPTIMALEN BREMSSCHLUPFS UND BREMSSCHLUPFVORGABE 159 7.4 VERGLEICH VON ABS MIT KONVENTIONELLEM BZW. NEUEM ANSATZ 163 7.4.1 KONVENTIONELLES ANTIBLOCKIERSYSTEM 164 7.4.2 ANTIBLOCKIERSYSTEM MIT NEUEM ANSATZ 165 7.5 ZUSAMMENFASSUNG 167 8 ELEKTRONISCHES STABILITAETSPROGRAMM (ESP) 169 8.1 REGELKONZEPT DES ESP 171 8.2 KOMPONENTEN DES ESP 174 8.3 ANFORDERUNGEN AN DAS ESP 174 XII INHALTSVERZEICHNIS 8.4 STRUKTUR DES ESP-REGLERS 176 8.4.1 FAHRDYNAMIKREGLER 177 8.4.1.1 BEOBACHTER 177 8.4.1.2 SOLLWERTE 181 8.4.1.3 FAHRZEUGREGLER 185 8.4.2 BREMSSCHLUPFREGLER 192 8.4.3 ANTRIEBSSCHLUPFREGLER 197 8.5 UEBERWACHUNG DES ESP-SYSTEMS 202 8.5.1 ANFORDERUNGEN AN DIE SICHERHEIT 203 8.5.2 AUSWIRKUNGEN VON KOMPONENTENAUSFAELLEN 204 8.5.3 BASISELEMENTE DES ESP-SICHERHEITSKONZEPTS 205 8.5.3.1 FEHLERVERMEIDUNG 206 8.5.3.2 SYSTEMUEBERWACHUNG UND FEHLERENTDECKUNG 206 8.5.3.2.1 BASISUEBERWACHUNG 206 8.5.3.2.2 EIGENSICHERHEIT, SELBSTTESTS UND AKTIVE TESTS 206 8.5.3.2.3 MODELLGESTUETZTE SENSORUEBERWACHUNG 207 8.5.3.2.4 MASSNAHMEN IM FALL EINES FEHLERVERDACHTS 209 8.5.3.2.5 BEGRENZUNG DER AUSWIRKUNGEN UNENTDECKTER FEHLER 210 8.5.3.3 MASSNAHMEN IM FALL ENTDECKTER FEHLER 210 8.5.4 WIEDERGUTPRUEFUNG NACH SYSTEMABSCHALTUNG 211 9 MECHATRONISCHE LENKSYSTEME: MODELLBILDUNG UND FUNKTIONALITAET DES ACTIVE FRONT STEERING 213 9.1 SYSTEMUEBERBLICK DES ACTIVE FRONT STEERING 213 9.2 LENKASSISTENZFUNKTIONEN DES ACTIVE FRONT STEERING 214 9.3 SYSTEMKOMPONENTEN DES ACTIVE FRONT STEERING 218 9.4 MATHEMATISCHE MODELLBILDUNG, PARAMETERSCHAETZUNG UND VALIDIERUNG 221 9.5 GRUNDZUEGE DES TECHNISCHEN SICHERHEITSKONZEPTES 231 9.6 MODELLBASIERTE UEBERWACHUNGSMASSNAHMEN 232 9.7 ZUSAMMENFASSUNG 235 10 INTEGRIERTE QUERDYNAMIKREGELUNG MIT ESP, AFS UND AKTIVEN FAHRWERKSYSTEMEN 237 10.1 UEBERBLICK UEBER AKTIVE SYSTEME ZUR BEEINFLUSSUNG DER FAHRZEUGQUERBEWEGUNG 238 10.1.1 ESP 238 10.1.2 AKTIVE VORDERACHSLENKUNG AFS /. 240 10.1.3 AKTIVE FAHRWERKSYSTEME 242 10.1.4 DER REIFEN ALS UEBERTRAGUNGSGLIED 243 10.2 BEWERTUNG VON QUERDYNAMIKEINGRIFFEN ANHAND DES GIERMOMENTS 244 10.3 FUNKTIONS- UND REGELUNGSSTRUKTUR VON VDM 246 10.4 ANWENDUNG IM FAHRVERSUCH 248 10.5 SCHLUSSFOLGERUNG 250 INHALTSVERZEICHNIS XIII C REGELUNG DER VERTIKALDYNAMIK 11 SEMIAKTIVE STOSSDAEMPFER UND AKTIVE RADAUFHAENGUNGEN 253 11.1 UEBERSICHT AKTIVER STOSSDAEMPFER UND AKTIVER RADAUFHAENGUNGEN 253 11.2 CDC-SYSTEM UND WEITERENTWICKLUNG ZUR MECHATRONIK 254 11.3 FUNKTIONSVERNETZUNG AM BEISPIEL CDC UND ARS 259 11.4 ZUSAMMENFASSUNG 264 12 ELEKTRONISCH GEREGELTE LUFTFEDERSYSTEME 265 12.1 LUFTFEDERSYSTEME 265 12.2 EINSATZFELDER VON LUFTFEDERSYSTEMEN 268 12.3 BAUFORMEN DER LUFTFEDERN UND LUFTFEDERDAEMPFEREINHEITEN 268 12.4 LUFTVERSORGUNG 272 12.5 LUFTFEDERDAEMPFUNGSSYSTEM 276 12.6 STEUERGERAET UND REGELUNG 280 12.7 ZUSAMMENFASSUNG 282 D FAHRER-ASSISTENZSYSTEME 13 AUTOMATISCHES SPURFAHREN AUF AUTOBAHNEN 285 13.1 SYSTEMUEBERBLICK 286 13.1.1 SYSTEMFUNKTION 286 13.1.2 FUNKTIONALER SYSTEMAUFBAU UND VERARBEITUNGSABLAUF 286 13.1.3 SYSTEMKOMPONENTEN 288 13.1.4 FAHRZEUGINTEGRATION UND MENSCH-MASCHINE-SCHNITTSTELLE 290 13.2 FAHRZEUGQUERFUEHRUNG 291 13.2.1 REGLERSTRUKTUR 291 13.2.2 STABILITAETSUNTERSUCHUNGEN 296 13.2.3 KENNLINIEN UND SPRUNGANTWORTEN 298 13.2.4 PRAKTISCHES REGLERVERHALTEN 301 13.3 LEISTUNGSBEWERTUNG DES ALD-SYSTEMS 301 14 PARKASSISTENT 307 14.1 SYSTEMKONZEPT 308 14.2 POSITIONSBESTIMMUNG 310 14.3 BAHNPLANUNG 312 14.4 BAHNREGELUNG 314 14.5 MENSCH-MASCHINE-SCHNITTSTELLE 317 14.6 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 319 14.7 ZUSAMMENFASSUNG 321 XIV INHALTSVERZEICHNIS E FAHRDYNAMISCHER SYSTEMVERBUND 15 SYSTEMVERNETZUNG UND FUNKTIONSEIGENENTWICKLUNG IM FAHRWERK - NEUE HERAUSFORDERUNG FUER HERSTELLER UND ZULIEFERER 323 15.1 FAHRWERKSYSTEME - EIN UEBERBLICK 324 15.2 FUNKTIONALE ARCHITEKTUREN DER FAHRWERKSVERNETZUNG 335 15.3 GESCHAEFTSMODELLE FUER FUNKTIONSEIGENENTWICKLUNG BEIM OEM 339 15.4 ZUSAMMENFASSUNG 343 16 VERNETZUNG VON LAENGS-, QUER- UND VERTIKALDYNAMIK-REGELUNG 345 16.1 QUERREGELKREIS UND FAHRER 347 16.2 WECHSELWIRKUNG LAENGS- UND QUERDYNAMIK 350 16.3 WECHSELWIRKUNG QUER- UND WANKDYNAMIK 352 16.4 FAHRDYNAMISCHER SYSTEMVERBUND 355 16.5 ENTWICKLUNGSMETHODIK FUER EINEN FAHRDYNAMISCHEN SYSTEMVERBUND 3 60 16.6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 362 17 ENTWICKLUNGSUMGEBUNG MIT ECHTZEITFAEHIGEN GESAMTFAHRZEUGMODELLEN FUER SICHERHEITSRELEVANTE FAHRERASSISTENZSYSTEME 365 17.1 BESONDERE BETRACHTUNG DES FAHRERS IM REGELKREIS 365 17.2 LABORAUFBAU UND HIL-SIMULATIONSMODELL 367 17.3 STABILISIERUNG DES FAHRZEUGS DURCH GIERRATEN-REGELUNG MIT AKTIVEM LENKEINGRIFF 370 17.4 BEISPIEL AUSWEICHASSISTENT 373 17.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 374 F UEBERWACHUNG, DIAGNOSE UND FEHLERTOLERANZ MECHATRONISCHER SYSTEME 18 MODELLGESTUETZTE UEBERWACHUNG UND FEHLERDIAGNOSE FUER KRAFTFAHRZEUGE 377 18.1 WISSENSBASIERTE FEHLERERKENNUNG UND FEHLERDIAGNOSE 379 18.2 MODELLGESTUETZTE METHODEN ZUR FEHLERERKENNUNG 380 18.2.1 MATHEMATISCHE PROZESSMODELLE UND FEHLERMODELLIERUNG 382 18.2.2 FEHLERERKENNUNG MIT PARAMETERSCHAETZMETHODEN 385 18.2.3 FEHLERERKENNUNG MIT PARITAETSGLEICHUNGEN 386 18.2.4 FEHLERERKENNUNG MIT BEOBACHTERN 387 18.2.5 FEHLERERKENNUNG MIT SIGNALMODELLEN 388 18.2.6 VERGLEICH DER VERSCHIEDENEN METHODEN 389 18.2.7 KOMBINATION VERSCHIEDENER METHODEN ZUR FEHLERERKENNUNG 390 18.2.8 SYMPTOMERKENNUNG 391 18.3 METHODEN ZUR FEHLERDIAGNOSE 394 18.3.1 ARTEN DER MERKMALE UND SYMPTOME 394 18.3.2 EINHEITLICHE DARSTELLUNG DER SYMPTOME 395 18.3.3 KLASSIFIKATIONSVERFAHREN 395 18.3.4 INFERENZVERFAHREN 396 INHALTSVERZEICHNIS XV 18.4 ELEKTROMECHANISCHE AKTOREN 399 18.4.1 ELEKTRISCHE DROSSELKLAPPE 399 18.4.2 ELEKTROMAGNET (MAGNETVENTIL) 400 18.5 MODELLGESTUETZTE FEHLERDIAGNOSE AM FAHRWERK 401 18.5.1 FEHLERDIAGNOSE AN RADAUFHAENGUNGEN 401 18.5.2 AKTIVE RADAUFHAENGUNG 403 18.6 SCHLUSSFOLGERUNGEN 403 19 FEHLERERKENNUNG UND -DIAGNOSE FUER FAHRDYNAMIKSENSOREN MIT QUERDYNAMISCHEN MODELLEN 407 19.1 SYMPTOMGENERIERUNG IN DER UNTEREN EBENE 409 19.1.1 GEOMETRISCHE MODELLE 409 19.1.2 GEOMETRISCHE MODELLE MIT RADDREHZAHLDIFFERENZ 409 19.1.3 GEOMETRISCHE MODELLE MIT VORDERRADEINSCHLAG 412 19.1.4 PARITAETSGLEICHUNGEN 413 19.1.5 FEHLERERKENNUNG DER AB S RADGESCHWINDIGKEITSSIGNALE 414 19.2 DIAGNOSESYSTEM IN DER MITTLEREN EBENE 416 19.2.1 EINSATZ VON FUZZY-LOGIK ZUR DIAGNOSE 416 19.3 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE DER FEHLERERKENNUNG UND -DIAGNOSE 419 19.4 REKONFIGURATION IN DER OBEREN EBENE 428 19.5 ZUSAMMENFASSUNG 429 20 DIAGNOSE UND SENSOR-FEHLERTOLERANZ AKTIVER FAHRWERKE 431 20.1 DIAGNOSE UND SENSOR-FEHLERTOLERANZ FUER EINE ELEKTROHYDRAULISCHE RADAUFHAENGUNG 431 20.1.1 MODELLBILDUNG DER ELEKTROHYDRAULISCHEN RADAUFHAENGUNG 432 20.1.2 PARAMETERSCHAETZUNG 434 20.1.3 MODELLIERUNG MIT SEMI-PHYSIKALISCHEN MODELLEN 435 20.1.4 SYSTEM ZUR DIAGNOSE UND SENSOR-FEHLERTOLERANZ 437 20.1.5 ERKENNUNG UND DIAGNOSE VON SENSORFEHLERN 438 20.1.6 PROZESSFEHLERERKENNUNG 439 20.1.7 SENSORFEHLER-TOLERANZ 440 20.2 DIAGNOSE UND SENSOR-FEHLERTOLERANZ FUER EINEN AKTIVEN STABILISATOR 441 20.2.1 MODELLBILDUNG DES AKTIVEN STABILISATORS 443 20.2.2 PARAMETERSCHAETZUNG 444 20.2.3 MODELLIERUNG MIT SEMI-PHYSIKALISCHEN MODELLEN 445 20.2.4 ERKENNUNG UND DIAGNOSE VON SENSORFEHLERN 448 20.3 ZUSAMMENFASSUNG 450 SACHWORTVERZEICHNIS 453
adam_txt	ROLF ISERMANN (HRSG.) FAHRDYNAMIK-REGELUNG MODELLBILDUNG, FAHRERASSISTENZSYSTEME, MECHATRONIK MIT 340 ABBILDUNGEN UND 28 TABELLEN ATZ/MTZ-FACHBUCH VIEWEG IX INHALTSVERZEICHNIS DAS MECHATRONISCHE KRAFTFAHRZEUG 1 1.1 ZUR ENTWICKLUNG VON FAHRERASSISTENZSYSTEMEN UND FAHRDYNAMIK-REGELUNGEN 1 1.2 MECHATRONISCHE SYSTEME 3 1.2.1 INTEGRIERTE MECHATRONISCHE SYSTEME 5 1.2.2 FUNKTIONEN MECHATRONISCHER SYSTEME 7 1.2.2.1 MECHANISCHER GRUNDAUFBAU 7 1.2.2.2 FUNKTIONSAUFTEILUNG MECHANIK - ELEKTRONIK 8 1.2.2.3 BETRIEBSEIGENSCHAFTEN 9 1.2.2.4 NEUE FUNKTIONEN 9 1.2.2.5 SONSTIGE ENTWICKLUNGEN 10 1.2.3 INTEGRATIONSFORMEN VON PROZESS UND ELEKTRONIK 10 1.2.4 ENTWURFSMETHODIK FUER MECHATRONISCHE SYSTEME 13 1.2.5 RECHNERGESTUETZTER ENTWURF VON MECHATRONISCHEN SYSTEMEN 15 1.3 MECHATRONISCHE KOMPONENTEN IM KRAFTFAHRZEUG - EINE KURZE UEBERSICHT 17 1.3.1 MECHATRONISCHE RADAUFHAENGUNGEN 18 1.3.2 MECHATRONISCHE BREMSSYSTEME 20 1.3.3 MECHATRONISCHE LENKSYSTEME 22 A MODELLBILDUNG UND SIMULATION MODELLE ZUR BESCHREIBUNG DES FAHRZEUGVERHALTENS 27 2.1 MODELLIERUNG TECHNISCHER SYSTEME 27 2.2 DEFINITION VON KOORDINATENSYSTEMEN UND WINKELN 29 2.3 AUSPRAEGUNGEN VON FAHRZEUGMODELLEN 31 2.4 GESAMTFAHRZEUGMODELLE 33 2.5 MODELLIERUNG VON ANTRIEBSSTRANG UND BREMSE 34 2.6 REIFENMODELLE 35 2.6.1 REIFENMODELL NACH BURCKHARDT 37 2.6.2 REIFENMODELL NACH PACEJKA 40 2.6.3 LINEARES REIFENMODELL 40 2.6.4 DYNAMIK DES KRAFTAUFBAUS 41 2.7 DYNAMIKGLEICHUNGEN DES ZWEISPURMODELLS 42 2.8 ZUSAMMENFASSUNG 45 MODELLIERUNG, ANALYSE UND SIMULATION DER FAHRZEUGQUERDYNAMIK 47 3.1 MODELLBILDUNG DES LINEARES EINSPURMODELL 47 3.1.1 KINETIK 48 3.1.2 KINEMATIK 51 INHALTSVERZEICHNIS 3.1.3 QUERSCHLUPF UND QUERKRAEFTE 54 3.1.4 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN 58 3.2 ANALYSE DES LINEAREN EINSPURMODELLS 63 3.2.1 UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN 63 4 OBJEKTORIENTIERTE MODELLBILDUNG DES FAHRDYNAMISCHEN VERHALTENS MIT MODELICA 71 4.1 MODULAR-HIERARCHISCHE STRUKTURIERUNG 72 4.1.1 VERKNUEPFUNGEN 73 4.1.2 MODELLAGGREGATION 73 4.1.3 OBJEKTDIAGRAMME 73 4.2 GRUNDZUEGE OBJEKTORIENTIERTER MODELLIERUNG PHYSIKALISCHER SYSTEME MIT MODELICA 74 4.2.1 OBJEKTE UND KLASSEN 75 4.2.2 SCHNITTSTELLEN UND VERKNUEPFUNGEN 76 4.2.3 KAPSELUNG 77 4.2.4 HIERARCHIE 77 4.3 PHYSIKALISCHE MODELLBILDUNG AM BEISPIEL DES KRAFTFAHRZEUGS 78 4.3.1 FAHRWERK 80 4.3.2 REIFEN/RAEDER 82 4.3.3 ANTRIEB UND BREMSSYSTEM 84 4.3.4 BEWERTUNG DER MODELLIERUNG MIT MODELICA 85 4.4 MODELLPARAMETRIERUNG UND -VALIDIERUNG 86 4.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 88 5 ANWENDUNGSORIENTIERTE UEBERSICHT KOMMERZIELLER FAHRZEUG-SIMULATIONS-SYSTEME 93 5.1 MEHRKOERPER-SIMULATION (MKS) 93 5.1.1 UEBERGANG VOM MKS-MODELL ZUM SYSTEMDYNAMISCHEN MODELL 96 5.2 SYSTEMDYNAMISCHE FAHRZEUGMODELLE 97 5.3 MODELLBASIERTER ENTWICKLUNGSPROZESS 102 5.4 SOFTWARE-IN-THE-LOOP-SIMULATION 104 5.4.1 ANWENDUNGSBEISPIEL: IDS PLUS FAHRWERK IM OPEL ASTRA 105 5.4.2 SIL-SIMULATION DES ICC-SYSTEMS 106 5.5 HARDWARE-IN-THE-LOOP-SIMULATION 108 5.6 TESTAUTOMATISIERUNG. 112 6 DOMAENENUEBERGREIFENDE MODELLBILDUNG EINES AKTIV GEFEDERTEN NUTZFAHRZEUGS CAMEL-VIEW TESTRIG 117 6.1 VERSUCHSTRAEGER: EIN PASSIV GEFEDERTES NUTZFAHRZEUG AUF UNIMOG-BASIS. 117 6.2 ENTWURFSZIEL: AKTIVES FAHRWERK FUER EIN GELAENDEGAENGIGES NUTZFAHRZEUG 118 6.2.1 PRINZIP DER AKTIVEN FEDERUNG 119 6.2.2 FLUEGELZELLENAKTORIK 119 6.2.3 INFORMATIONSVERARBEITUNG UND SENSORIK 120 INHALTSVERZEICHNIS XI 6.3 ENTWURFSPROZESS: MODELLBASIERTER ENTWURF MECHATRONISCHER SYSTEME 121 6.3.1 MODELLPHASE 121 6.3.2 PRUEFSTANDSPHASE 122 6.3.3 PROTOTYPENPHASE 123 6.4 ENTWURFSUMGEBUNG: CAMEL-VIEW TESTRIG - EIN DURCHGAENGIGES WERKZEUG FUER DEN ENTWURF MECHATRONISCHER SYSTEME 123 6.4.1 OBJEKTORIENTIERTE MODELLBILDUNG MECHATRONISCHER SYSTEME MIT CAMEL-VIEW 124 6.4.2 VOM PHYSIKALISCH-TOPOLOGISCHEN ZUM MATHEMATISCHEN MODELL 127 6.4.3 CAMEL-VIEW TESTRIG-PRUEFSTANDS- UND -PROTOTYPENHARDWARE 129 6.5 ENTWURFSPROZESS: MODELL-, PRUEFSTANDS-UND PROTOTYPENPHASE 131 6.5.1 MODELLPHASE: MODELLBILDUNG DES AKTIV GEFEDERTEN NUTZFAHRZEUGS 131 6.5.2 VALIDIERUNG DES FAHRZEUGMODELLS 132 6.5.3 MODELLBILDUNG VON AKTORIK, SENSORIK UND INFORMATIONSVERARBEITUNG 132 6.5.4 SIMULATIONSUNTERSUCHUNGEN AM VIRTUELLEN PROTOTYPEN 133 6.5.5 PRUEFSTANDSPHASE: KOMPONENTENTEST 134 6.5.6 PROTOTYPENPHASE: EINSATZ IM FAHRVERSUCH 135 6.6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 136 B FAHRDYNAMISCHE BREMS- UND QUERDYNAMIKREGELUNGEN 7 BREMSREGELUNGEN FUER MECHATRONISCHE BREMSEN 137 7.1 KONVENTIONELLES ANTIBLOCKIERSYSTEM 139 7.2 GRUNDZUEGE DES ANTIBLOCKIERSYSTEMS MIT NEUEM ANSATZ 141 7.2.1 AUFBAU DES REGELSYSTEMS 141 7.2.2 VERSUCHSFAHRZEUG 143 7.2.3 ELEKTROHYDRAULISCHE BREMSE (EHB) 144 7.3 FUNKTIONEN DES ANTIBLOCKIERSYSTEMS MIT NEUEM ANSATZ 146 7.3.1 RADSCHLUPFREGELUNG 146 7.3.1.1 BREMSUNG AUF TROCKENEM ASPHALT 150 7.3.1.2 BREMSUNG AUF NASSEM ASPHALT 152 7.3.1.3 BREMSUNG AUF SCHNEE 153 7.3.1.4 BREMSUNG AUFPOLIERTEM EIS 154 7.3.2 ERMITTLUNG DER FAHRZEUGGESCHWINDIGKEIT 155 7.3.3 ERMITTLUNG DES OPTIMALEN BREMSSCHLUPFS UND BREMSSCHLUPFVORGABE 159 7.4 VERGLEICH VON ABS MIT KONVENTIONELLEM BZW. NEUEM ANSATZ 163 7.4.1 KONVENTIONELLES ANTIBLOCKIERSYSTEM 164 7.4.2 ANTIBLOCKIERSYSTEM MIT NEUEM ANSATZ 165 7.5 ZUSAMMENFASSUNG 167 8 ELEKTRONISCHES STABILITAETSPROGRAMM (ESP) 169 8.1 REGELKONZEPT DES ESP 171 8.2 KOMPONENTEN DES ESP 174 8.3 ANFORDERUNGEN AN DAS ESP 174 XII INHALTSVERZEICHNIS 8.4 STRUKTUR DES ESP-REGLERS 176 8.4.1 FAHRDYNAMIKREGLER 177 8.4.1.1 BEOBACHTER 177 8.4.1.2 SOLLWERTE 181 8.4.1.3 FAHRZEUGREGLER 185 8.4.2 BREMSSCHLUPFREGLER 192 8.4.3 ANTRIEBSSCHLUPFREGLER 197 8.5 UEBERWACHUNG DES ESP-SYSTEMS 202 8.5.1 ANFORDERUNGEN AN DIE SICHERHEIT 203 8.5.2 AUSWIRKUNGEN VON KOMPONENTENAUSFAELLEN 204 8.5.3 BASISELEMENTE DES ESP-SICHERHEITSKONZEPTS 205 8.5.3.1 FEHLERVERMEIDUNG 206 8.5.3.2 SYSTEMUEBERWACHUNG UND FEHLERENTDECKUNG 206 8.5.3.2.1 BASISUEBERWACHUNG 206 8.5.3.2.2 EIGENSICHERHEIT, SELBSTTESTS UND AKTIVE TESTS 206 8.5.3.2.3 MODELLGESTUETZTE SENSORUEBERWACHUNG 207 8.5.3.2.4 MASSNAHMEN IM FALL EINES FEHLERVERDACHTS 209 8.5.3.2.5 BEGRENZUNG DER AUSWIRKUNGEN UNENTDECKTER FEHLER 210 8.5.3.3 MASSNAHMEN IM FALL ENTDECKTER FEHLER 210 8.5.4 WIEDERGUTPRUEFUNG NACH SYSTEMABSCHALTUNG 211 9 MECHATRONISCHE LENKSYSTEME: MODELLBILDUNG UND FUNKTIONALITAET DES ACTIVE FRONT STEERING 213 9.1 SYSTEMUEBERBLICK DES ACTIVE FRONT STEERING 213 9.2 LENKASSISTENZFUNKTIONEN DES ACTIVE FRONT STEERING 214 9.3 SYSTEMKOMPONENTEN DES ACTIVE FRONT STEERING 218 9.4 MATHEMATISCHE MODELLBILDUNG, PARAMETERSCHAETZUNG UND VALIDIERUNG 221 9.5 GRUNDZUEGE DES TECHNISCHEN SICHERHEITSKONZEPTES 231 9.6 MODELLBASIERTE UEBERWACHUNGSMASSNAHMEN 232 9.7 ZUSAMMENFASSUNG 235 10 INTEGRIERTE QUERDYNAMIKREGELUNG MIT ESP, AFS UND AKTIVEN FAHRWERKSYSTEMEN 237 10.1 UEBERBLICK UEBER AKTIVE SYSTEME ZUR BEEINFLUSSUNG DER FAHRZEUGQUERBEWEGUNG 238 10.1.1 ESP 238 10.1.2 AKTIVE VORDERACHSLENKUNG AFS /. 240 10.1.3 AKTIVE FAHRWERKSYSTEME 242 10.1.4 DER REIFEN ALS UEBERTRAGUNGSGLIED 243 10.2 BEWERTUNG VON QUERDYNAMIKEINGRIFFEN ANHAND DES GIERMOMENTS 244 10.3 FUNKTIONS- UND REGELUNGSSTRUKTUR VON VDM 246 10.4 ANWENDUNG IM FAHRVERSUCH 248 10.5 SCHLUSSFOLGERUNG 250 INHALTSVERZEICHNIS XIII C REGELUNG DER VERTIKALDYNAMIK 11 SEMIAKTIVE STOSSDAEMPFER UND AKTIVE RADAUFHAENGUNGEN 253 11.1 UEBERSICHT AKTIVER STOSSDAEMPFER UND AKTIVER RADAUFHAENGUNGEN 253 11.2 CDC-SYSTEM UND WEITERENTWICKLUNG ZUR MECHATRONIK 254 11.3 FUNKTIONSVERNETZUNG AM BEISPIEL CDC UND ARS 259 11.4 ZUSAMMENFASSUNG 264 12 ELEKTRONISCH GEREGELTE LUFTFEDERSYSTEME 265 12.1 LUFTFEDERSYSTEME 265 12.2 EINSATZFELDER VON LUFTFEDERSYSTEMEN 268 12.3 BAUFORMEN DER LUFTFEDERN UND LUFTFEDERDAEMPFEREINHEITEN 268 12.4 LUFTVERSORGUNG 272 12.5 LUFTFEDERDAEMPFUNGSSYSTEM 276 12.6 STEUERGERAET UND REGELUNG 280 12.7 ZUSAMMENFASSUNG 282 D FAHRER-ASSISTENZSYSTEME 13 AUTOMATISCHES SPURFAHREN AUF AUTOBAHNEN 285 13.1 SYSTEMUEBERBLICK 286 13.1.1 SYSTEMFUNKTION 286 13.1.2 FUNKTIONALER SYSTEMAUFBAU UND VERARBEITUNGSABLAUF 286 13.1.3 SYSTEMKOMPONENTEN 288 13.1.4 FAHRZEUGINTEGRATION UND MENSCH-MASCHINE-SCHNITTSTELLE 290 13.2 FAHRZEUGQUERFUEHRUNG 291 13.2.1 REGLERSTRUKTUR 291 13.2.2 STABILITAETSUNTERSUCHUNGEN 296 13.2.3 KENNLINIEN UND SPRUNGANTWORTEN 298 13.2.4 PRAKTISCHES REGLERVERHALTEN 301 13.3 LEISTUNGSBEWERTUNG DES ALD-SYSTEMS 301 14 PARKASSISTENT 307 14.1 SYSTEMKONZEPT 308 14.2 POSITIONSBESTIMMUNG 310 14.3 BAHNPLANUNG 312 14.4 BAHNREGELUNG 314 14.5 MENSCH-MASCHINE-SCHNITTSTELLE 317 14.6 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 319 14.7 ZUSAMMENFASSUNG 321 XIV INHALTSVERZEICHNIS E FAHRDYNAMISCHER SYSTEMVERBUND 15 SYSTEMVERNETZUNG UND FUNKTIONSEIGENENTWICKLUNG IM FAHRWERK - NEUE HERAUSFORDERUNG FUER HERSTELLER UND ZULIEFERER 323 15.1 FAHRWERKSYSTEME - EIN UEBERBLICK 324 15.2 FUNKTIONALE ARCHITEKTUREN DER FAHRWERKSVERNETZUNG 335 15.3 GESCHAEFTSMODELLE FUER FUNKTIONSEIGENENTWICKLUNG BEIM OEM 339 15.4 ZUSAMMENFASSUNG 343 16 VERNETZUNG VON LAENGS-, QUER- UND VERTIKALDYNAMIK-REGELUNG 345 16.1 QUERREGELKREIS UND FAHRER 347 16.2 WECHSELWIRKUNG LAENGS- UND QUERDYNAMIK 350 16.3 WECHSELWIRKUNG QUER- UND WANKDYNAMIK 352 16.4 FAHRDYNAMISCHER SYSTEMVERBUND 355 16.5 ENTWICKLUNGSMETHODIK FUER EINEN FAHRDYNAMISCHEN SYSTEMVERBUND 3 60 16.6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 362 17 ENTWICKLUNGSUMGEBUNG MIT ECHTZEITFAEHIGEN GESAMTFAHRZEUGMODELLEN FUER SICHERHEITSRELEVANTE FAHRERASSISTENZSYSTEME 365 17.1 BESONDERE BETRACHTUNG DES FAHRERS IM REGELKREIS 365 17.2 LABORAUFBAU UND HIL-SIMULATIONSMODELL 367 17.3 STABILISIERUNG DES FAHRZEUGS DURCH GIERRATEN-REGELUNG MIT AKTIVEM LENKEINGRIFF 370 17.4 BEISPIEL AUSWEICHASSISTENT 373 17.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 374 F UEBERWACHUNG, DIAGNOSE UND FEHLERTOLERANZ MECHATRONISCHER SYSTEME 18 MODELLGESTUETZTE UEBERWACHUNG UND FEHLERDIAGNOSE FUER KRAFTFAHRZEUGE 377 18.1 WISSENSBASIERTE FEHLERERKENNUNG UND FEHLERDIAGNOSE 379 18.2 MODELLGESTUETZTE METHODEN ZUR FEHLERERKENNUNG 380 18.2.1 MATHEMATISCHE PROZESSMODELLE UND FEHLERMODELLIERUNG 382 18.2.2 FEHLERERKENNUNG MIT PARAMETERSCHAETZMETHODEN 385 18.2.3 FEHLERERKENNUNG MIT PARITAETSGLEICHUNGEN 386 18.2.4 FEHLERERKENNUNG MIT BEOBACHTERN 387 18.2.5 FEHLERERKENNUNG MIT SIGNALMODELLEN 388 18.2.6 VERGLEICH DER VERSCHIEDENEN METHODEN 389 18.2.7 KOMBINATION VERSCHIEDENER METHODEN ZUR FEHLERERKENNUNG 390 18.2.8 SYMPTOMERKENNUNG 391 18.3 METHODEN ZUR FEHLERDIAGNOSE 394 18.3.1 ARTEN DER MERKMALE UND SYMPTOME 394 18.3.2 EINHEITLICHE DARSTELLUNG DER SYMPTOME 395 18.3.3 KLASSIFIKATIONSVERFAHREN 395 18.3.4 INFERENZVERFAHREN 396 INHALTSVERZEICHNIS XV 18.4 ELEKTROMECHANISCHE AKTOREN 399 18.4.1 ELEKTRISCHE DROSSELKLAPPE 399 18.4.2 ELEKTROMAGNET (MAGNETVENTIL) 400 18.5 MODELLGESTUETZTE FEHLERDIAGNOSE AM FAHRWERK 401 18.5.1 FEHLERDIAGNOSE AN RADAUFHAENGUNGEN 401 18.5.2 AKTIVE RADAUFHAENGUNG 403 18.6 SCHLUSSFOLGERUNGEN 403 19 FEHLERERKENNUNG UND -DIAGNOSE FUER FAHRDYNAMIKSENSOREN MIT QUERDYNAMISCHEN MODELLEN 407 19.1 SYMPTOMGENERIERUNG IN DER UNTEREN EBENE 409 19.1.1 GEOMETRISCHE MODELLE 409 19.1.2 GEOMETRISCHE MODELLE MIT RADDREHZAHLDIFFERENZ 409 19.1.3 GEOMETRISCHE MODELLE MIT VORDERRADEINSCHLAG 412 19.1.4 PARITAETSGLEICHUNGEN 413 19.1.5 FEHLERERKENNUNG DER AB S RADGESCHWINDIGKEITSSIGNALE 414 19.2 DIAGNOSESYSTEM IN DER MITTLEREN EBENE 416 19.2.1 EINSATZ VON FUZZY-LOGIK ZUR DIAGNOSE 416 19.3 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE DER FEHLERERKENNUNG UND -DIAGNOSE 419 19.4 REKONFIGURATION IN DER OBEREN EBENE 428 19.5 ZUSAMMENFASSUNG 429 20 DIAGNOSE UND SENSOR-FEHLERTOLERANZ AKTIVER FAHRWERKE 431 20.1 DIAGNOSE UND SENSOR-FEHLERTOLERANZ FUER EINE ELEKTROHYDRAULISCHE RADAUFHAENGUNG 431 20.1.1 MODELLBILDUNG DER ELEKTROHYDRAULISCHEN RADAUFHAENGUNG 432 20.1.2 PARAMETERSCHAETZUNG 434 20.1.3 MODELLIERUNG MIT SEMI-PHYSIKALISCHEN MODELLEN 435 20.1.4 SYSTEM ZUR DIAGNOSE UND SENSOR-FEHLERTOLERANZ 437 20.1.5 ERKENNUNG UND DIAGNOSE VON SENSORFEHLERN 438 20.1.6 PROZESSFEHLERERKENNUNG 439 20.1.7 SENSORFEHLER-TOLERANZ 440 20.2 DIAGNOSE UND SENSOR-FEHLERTOLERANZ FUER EINEN AKTIVEN STABILISATOR 441 20.2.1 MODELLBILDUNG DES AKTIVEN STABILISATORS 443 20.2.2 PARAMETERSCHAETZUNG 444 20.2.3 MODELLIERUNG MIT SEMI-PHYSIKALISCHEN MODELLEN 445 20.2.4 ERKENNUNG UND DIAGNOSE VON SENSORFEHLERN 448 20.3 ZUSAMMENFASSUNG 450 SACHWORTVERZEICHNIS 453
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