Methoden zur objektiven Bewertung des Geradeauslaufs von Personenkraftwagen

Abstract

Bei der Entwicklung eines neuen Fahrzeugs werden die verschiedensten Maßnahmen bei der Fahrwerksabstimmung durchgeführt, um bestimmte fahrdynamische Akzente hinsichtlich Komfort oder Sportlichkeit zu setzen. Bei all diesen Maßnahmen dürfen aber bestimmte Grundeigenschaften nicht verlorengehen. Eine dieser Grundeigenschaften ist der Geradeauslauf. Es ist auch wichtig, dass der Fahrer die Geradeauslaufstabilität über das Lenkrad vermittelt bekommt. Mit dem Begriff Geradeauslaufstabilität sind hier beide Aspekte gemeint: die fahrzeugeigene Geradeauslaufstabilität und das subjektiv empfundene Lenkgefühl bei kleinen Korrekturbewegungen um die Lenkungsmitte. In dieser Arbeit wird eine Methode vorgestellt, um die Geradeauslaufstabilität objektiv zu bewerten. Diese neue Methode erlaubt es, fahrerunabhängige Kennwerte für den Geradeauslauf zu generieren. Das Prinzip besteht aus einem Vergleich zwischen gemessener und berechneter Giergeschwindigkeit. Die berechnete Giergeschwindigkeit ergibt sich mit Hilfe eines modifizierten Einspurmodells aus dem gemessenen Lenkradwinkel. Die Differenz aus der gemessenen und berechneten Giergeschwindigkeit, der Giergeschwindigkeitsfehler, wird in einem Diagramm in Abhängigkeit der gemessenen Störgrößen (Wind, Fahrbahnquerneigung) dargestellt. Das Fahrzeug ist umso empfindlicher auf Störungen je größer der Gradient in diesem Diagramm ausfällt. Für die vollständige Beschreibung der Geradeauslaufstabilität ist die Charakterisierung des Lenkgefühls notwendig. Es werden Kennwerte vorgestellt, die das Lenkgefühl und die dazugehörige Fahrzeugreaktion (Lenkungsansprechen) objektiv beschreiben.

During the development process of a new passenger car chassis, certain aspects of the driving dynamics concerning comfort and handling receive particular attention. During this process it is crucial to maintain basic characteristics. One of these basic characteristics is the straight ahead stability. It is also important that the driver can feel this straight ahead stability through the steering wheel. With the wording 'on-centre handling', both aspects are addressed: the objective straight ahead stability and the subjective feeling for very small steering wheel movements. This thesis presents a proposal for the objective description of on-centre handling. A new method is introduced to allow the calculation of characteristic values for the straight ahead stability without any driver influence. The principal of this new method consists of a comparison between the measured and the calculated yaw velocities. The calculated yaw velocity results from a modified single-track model. The yaw velocity error is the result of the difference between the calculated and measured yaw velocities. After this error is calculated it will be plotted versus the measured disturbance variables (wind, lateral inclination). The vehicle response is more sensitive to the disturbance for a larger gradient of this graph. For the complete description of on-centre handling, it is necessary to characterize the steering feel. Characteristic values are introduced to describe the steering feel and the corresponding vehicle reaction.