Virtuelle Lenksystementwicklung von PKW in der Konzeptphase

Von:

Erik Ketzmerick

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Das Lenkgefühl stellt einen wichtigen Aspekt des Fahrgefühls von Kraftfahrzeugen dar. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der virtuellen Lenksystementwicklung in der Kon- zeptphase, um die zielgerichtete Entwicklung des Lenkgefühls bereits ab diesem frühen Zeitpunkt im Entwicklungsprozess sicherzustellen. Das zentrale Ergebnis der Arbeit ist ein dreistufiger Auslegungsprozess im Sinne des Systems Engineering für die Entwicklung der Lenksystemeigenschaften. Zusätzlich enthält der Auslegungsprozess Kennwerte zu Quer-, Vertikal- und Längsdynamik mit Fokus auf Fahrwerk und Reifen. Die Grundlage für den Aus- legungsprozess bilden 31 objektive Kennwerte zur Beschreibung des Lenkgefühls, deren subjektive Wahrnehmbarkeit mit Fahrversuchen nachgewiesen wird. Einen Schwerpunkt der Arbeit stellt die Weiterentwicklung eines umfangreichen Zweispurmodells dar, um alle Lenkgefühl-Kennwerte bereits in der Konzeptphase ohne Hardware-Prototypen simulieren zu können. Hierbei werden Erweiterungen im Lenksystem-, Fahrwerk- und Reifenmodell präsentiert, wodurch im Vergleich zu Validierungsmessungen eine insgesamt hohe Simula- tionsgenauigkeit erreicht wird. Eine umfangreiche Sensitivitäts- und Wirkkettenanalyse der Lenkgefühl-Kennwerte im erweiterten Zweispurmodell zeigt auf, welche Modellparameter besonders einflussreich für die Kennwerte sind und wie die Parameter zusammenhängen. Diese Erkenntnisse führen zur Herleitung des Auslegungsprozesses und werden mit der Beispielauslegung eines Fahrzeugs bestätigt.