Dynamik der Kraftfahrzeuge

Das Fahrverhalten eines K ratttahrzeugs ist die Reaktion des Fahrzeugs auf das Lenken des Fahrers, auf das Beschleunigen und Verzögern über Fahr- und Bremspedal während der Kurvenfahrt und auf äußere Störungen. Die Auslegung und Bewertung des Fahrverhaltens von Fahrzeugen erfolgt zum großen Teil durch Vergleich von simulierten bzw. realen Verkehrssituationen und durch subjektive Urteile der Versuchsingenieure. Dabei werden Bewer tungskriterien verwendet, die sich etwa folgendermaßen beschreiben lassen: Das Fahrzeug muß leicht kontrollierbar sein (darf den Fahrer nicht überfordern), darf den Fahrer auch bei Störungen nicht überraschen, muß die Fahrgrenzen deutlich erkennen lassen. Änderungen des Fahrverhaltens z. B. durch Beladung, Bereifung oder auf verschiedenen Fahrbahnen sollen möglichst klein sein. Diese Kriterien lassen sich - wie in Band B "Schwingungen" - in die beiden Hauptgruppen Komfort und Sicherheit unterteilen. Bei der aktiven Sicherheit mit dem Ziel der Verringerung der Unfallzahlen wird gefordert, das Kraftfahrzeug dem Fahrer anzupassen oder - anders ausgedrückt - Fahrer und Fahrzeug als Regelkreis gemeinsam zu betrachten. Im Versuch geschieht das schon immer (denn Fahrer beurteilen schließlich das Fahrzeug), in der Theorie hingegen selten. In Bild 1.1a ist der Regelkreis vereinfacht dar gestellt: Das Fahrzeug soll auf einem Sollkurs Ysoll entlangfahren, in Wirklichkeit fährt es auf einem Istkurs Ylst. Auf die Seitenabweichung ßy = Ysoll - Ylst re agiert der Fahrer mit einem Lenkradeinschlag b , so daß sich ein neuer Istkurs L Yist und eine neue - hoffentlich kleinere - Seitenabweichung ßy einstellt. Gleichzeitig wirkt auf das Kraftfahrzeug noch eine Störung, z. B. Seitenwind, ein.

1 Einführung.- 2 Gliederung des Bandes C.- I Lineares Einspurmodell, objektive Kenngrößen, Subjektivurteile.- 3 Bewegungsgleichungen eines zweiachsigen Kraftfahrzeugs.- 4 Reifeneigenschaften.- 5 Lenkungseigenschaften.- 6 Aerodynamische Kennwerte bei Seitenwind.- 7 Differentialgleichungen des linearen Einspurmodells.- I.A Kreisfahrt bei konstanter Fahrgeschwindigkeit.- 8 Zentripetalbeschleunigung.- 9 Abhängigkeiten von der Zentripetalbeschleunigung, Kreisfahrtwerte.- 10 Kenngrößen, subjektive Aussagen.- 11 Einfluß von Fahrzeugdaten auf das Kreisfahrtverhalten.- I.B Dynamisches Verhalten.- 12 Stabilität, Eigenfrequenz, Dämpfung.- 13 Lenkverhalten, Lenkwinkelrampe.- 14 Lenkverhalten, Frequenzgänge.- 15 Fahrt auf vorgegebener Bahnkurve, "idealer" Fahrer, Klotoide.- 16 Seitenwind verhalten.- 17 Zusammenfassung von Kapitel I.- II Fahrer - Kraftfahrzeug - Straße, Bewertungskriterien.- 18 Zwei-Ebenen-Modell.- 19 Antizipatorische Steuerung.- 20 Regelung.- 21 Geradeausfahrt bei Seitenwind.- 22 Anpassung von Fahrer und Fahrzeug.- 23 Fahrer als adaptiver Regler.- 24 Zusammenfassung von Kapitel II.- III Kurvengrenzbeschleunigung, Einfluß von Umfangskraft.- 25 Bewegungsgleichungen.- III. A Kreisfahrt mit konstanter Fahrgeschwindigkeit.- 26 Kurvenwiderstand.- 27 Einfluß der Umfangskraft auf die Reifenkennlinien.- 28 Fahrverhalten auf trockener Straße, Vorder-, Hinter-, Allradantrieb.- 29 Fahrverhalten auf vereister Fahrbahn.- 30 Fahrt auf nasser Straße.- 31 Fahrgrenze durch Antriebsleistung.- III.B Quasilineare Betrachtung.- 32 Näherung für die Reifenkennlinien.- 33 Unter-/Übersteuern.- 34 Stabilität.- 35 Stabilitätsgrenzen für Fahrzeuge mit verschiedenen Antrieben.- III. C Instationäre Fahrt, Lenkwinkelrampe.- 36 Konstante Fahrgeschwindigkeit auftrockener Straße.- 37 Konstante Umfangskraft auf trockener Straße.- 38 Fahrt auf vereister Fahrbahn.- 39 Zusammenfassung von Kapitel III.- IV Zweispurmodell, Vierradfahrzeug.- IV. A Kreisfahrt mit konstanter Fahrgeschwindigkeit.- 40 Einfluß von Radlaständerung, Schwerpunktshöhe und Spurweite.- 41 Auftrieb.- 42 Momentanzentrum, Momentanachse.- 43 Berechnung der vertikalen Radlasten und der Fahrzeugquerneigung (am Beispiel der Starrachse).- 44 Unterschiedliche Wankfederhärten an Vorder- und Hinterachse, Stabilisator.- 45 Verschiedene Radaufhängungen.- 46 Kinematik und Elasto-Kinematik der Radaufhängungen.- 47 Lenkung.- 48 Einfluß von Vorspur und Umfangskraftlenken.- 49 Einfluß von Wank- und Seitenkraftlenken.- 50 Einfluß des Sturzes.- 51 Einfluß des Wankens.- IV.B Instationäre Fahrt.- 52 Fahrzeugsystem.- 53 Reifenkennlinien.- 54 Zwei Beispiele für Fahrt bei hohen Querbeschleunigungen.- 55 Einfluß des dynamischen Wankens.- 56 Lastwechselverhalten bei Kurvenfahrt.- 57 Zusammenfassung von Kapitel IV.- V Sonstiges.- 58 Fahrverhalten bei losgelassenem Lenkrad (free control).- 59 Allrad- (Vierrad-) Lenkung.- VI Zusammenfassung.