Reduktion von Fahrzeugmodellen zur Echtzeitsimulation

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Reduktionstechniken, die eine Computersimulation von Straßenfahrzeugen in Echtzeit ermöglichen. Die entwickelten, implementierten und untersuchten Reduktionsverfahren bauen hierzu auf einer Modellierung des Fahrzeugs als Mehrkörpersystem auf. Der Schwerpunkt liegt in der Nachbildung der Kinematik und der Elastokinematik der Radaufhängung eines Fahrzeugs. Bezüglich der Kinematik einer Radaufhängung werden zur Modellreduktion die algebraischen Zwangsbedingungen, die kinematisch geschlossene Schleifen beschreiben, aus den Bewegungsgleichungen des Gesamtfahrzeugs eliminiert. Zum Einsatz kommt entweder eine Polynominterpolation der Kinematik oder aber die getrennte Lösung der algebraischen Schleifenschlussbedingungen, durchgeführt jeweils für jedes einzelne betroffene Radaufhängungs-Subsystem. Die Elastokinematik wird hingegen vereinfacht als eine zusätzliche Veränderung der aktuellen Radstellung dargestellt, die sich unter der Wirkung der entsprechenden Kräfte ergibt. Die durchgängige Implementierung der hier beschriebenen Reduktionstechniken in dem multidisziplinären Simulationsprogramm SIMPACK und einige Simulationsergebnisse werden ebenfalls präsentiert.