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Adaptive Modelle für die Kraftfahrzeugdynamik

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung und Übersicht.- 1.1 Fokus des Buches.- 1.2 Gliederung.- 2 Simulation im Automobilbereich.- 2. 1 Einsatzgebiete von Simulationsverfahren.- 2.1.1 Spezifikation.- 2.1.2 Konstruktion.- 2.1.3 Virtuelle Produktentwicklung.- 2.1.4 Rapid Prototyping.- 2.1.5 Prototypen.- 2.1.6 Serienfahrzeug.- 2.1.7 Fertigung.- 2.1.8 Modellpflege.- 2.2 Moderne Simulationswerkzeuge.- 2.2.1 Allgemeine Simulationswerkzeuge.- 2.2.2 Automobilspezifische Simulationswerkzeuge.- 2.3 Zusammenfassung.- 3 Modellbildung der Fahrzeugdynamik.- 3.1 Aufbau und Struktur des Fahrzeugmodells.- 3.2 Stellsysteme im Kraftfahrzeug.- 3.2.1 Antrieb.- 3.2.2 Bremse.- 3.2.3 Lenkung.- 3.3 Bewegung der Reifen und Räder.- 3.3.1 Rotatorische Bewegun gen der Räder.- 3.3.2 Translatorische Bewegungen der Räder.- 3.4 Fahrzeugbewegung parallel zur Fahrbahnoberfläche.- 3.5 Bewegung der Fahrzeugkarosserie.- 3.6 Relativbewegung zwischen Rädern und Karosserie.- 3.7 Zusammenfassung.- 4 Parametrierung des Fahrzeugmodells.- 4.1 Klassifikation der Modellparameter.- 4.2 Identifikation zeitvarianter Fahrzeugparameter.- 4.2.1 Offline-Schätzung der Fahrzeugmasse aus Fahrversuchen.- 4.2.2 Direkte Online-Schätzung der Fahrzeugmasse im Fahrbetrieb.- 4.2.3 Indirekte Online-Schätzung der Fahrzeugmasse.- 4.3 Zusammenfassung.- 5 Offline-Implementierung und Validierung des Fahrzeugmodells.- 5.1 Offline-Implementierung des Fahrzeugmodells.- 5.2 Validierung des Fahrzeugmodells.- 5.2.1 Validierung des Modells der Horizontaldynamik.- 5.2.2 Validierung des Modells der Vertikaldynamik.- 5.3 Fehlerquellen in der Simulation.- 5.3.1 Strukturelle Modellfehler.- 5.3.2 Parametrische Modellfehler.- 5.3.3 Auswirkungen von Modellfehlern auf die Simulation.- 5.3.4 Ansätze zur Reduktion von Modellfehlern.- 5.4 Zusammenfassung.- 6 Hybride Modellbildung.- 6.1 Grundlagen der Systemanalyse.- 6.2 Einordnung des Begriffs „Hybrides Modell“.- 6.3 Strukturen semiphysikalischer Modelle.- 6.3.1 Ersetzen von Teilkomponenten physikalischer Modelle.- 6.3.2 Kopplung von physikalischen und experimentellen Modellen.- 6.4 Experimentelle Modellbildung von Teilsystemen.- 6.4.1 Darstellungsformen nichtlinearer statischer Kennfelder.- 6.5 Modellierung dyn. nichtlinearer Systeme mit Neuronalen Netzen.- 6.5.1 Neuronale Netze mit externer Dynamik.- 6.5.2 Neuronale Netze mit interner Dynamik.- 6.6 Zusammenfassung.- 7 Ersetzen von Teilsystemen des Fahrzeugmodells.- 7.1 Identifikation des Verbrennungsmotors.- 7.1.1 Einsatz von Polynomen.- 7.1.2 Einsatz von Neuronalen Netzen.- 7.1.3 Einsatz von Fuzzy-Identifikationsverfahren.- 7.1.4 Vergleich der Verfahren.- 7.2 Identifikation der Radaufhängung.- 7.3 Identifikation der Wankdynamik.- 7.4 Struktur des semiphysikalischen Fahrzeugmodells.- 7.5 Zusammenfassung.- 8 Kopplung physikalischer und experimenteller Modelle.- 8.1 Adaption des Fahrzeugmodells an veränderliche Fahrzeugmassen.- 8.1.1 Struktur des Hybriden Modells.- 8.1.2 Training des Hybriden Modells.- 8.1.3 Generalisierung des Hybriden Modells.- 8.2 Adaption des Fahrzeugmodells an veränderliche Fahrbahnreibwerte.- 8.2.1 Struktur des Hybriden Modells.- 8.2.2 Training des Hybriden Modells.- 8.2.3 Generalisierung des Hybriden Modells.- 8.3 Zusammenfassung.- 9 Beobachtung externer Fahrwiderstände.- 9.1 Grundlagen nichtlinearer Zustandsbeobachter.- 9.2 Nichtlineare Zustandsbeobachter mit zeitvarianter Fehlerdifferentialgleichung.- 9.2.1 Struktur des nichtlinearen Beobachters.- 9.2.2 Analyse der Beobachtbarkeit des Systems.- 9.3 Entwurf eines Beobachters für die Fahrbahnsteigung.- 9.3.1 Struktur des Beobachters.- 9.3.2 Beobachtbarkeitsanalyse des Systems.- 9.3.3 Berechnung der zeitvarianten Beobachtermatrix.- 9.4 Ergebnisse der Beobachtung der Fahrbahnsteigung.- 9.5 Zusammenfassung.- 10 Implementierung des Fahrzeugmodells.- 10.1 Echtzeitimplementierung des Fahrzeugmodells.- 10.1.1 Hardware.- 10.1.2 Software.- 10.2 Ergebnisse der Echtzeitsimulation.- 10.3 Visualisierung der Simulationsergebnisse.- 10.3.1 Koordinatensysteme der Fahrzeugbewegung.- 10.3.2 Transformation der Koordinatensysteme.- 10.3.3 Darstellung der Fahrzeugbewegung in RealMotion.- 10.4 Zusammenfassung.- 11 Anwendungsbeispiele des Fahrzeugmodells.- 11.1 Dynamisches Übergangsverhalten.- 11.2 Charakteristische Übertragungsfunktionen.- 11.3 Zusammenfassung.- 12 Zusammenfassung.- Literatur.