Eine häufig eingesetzte Technologie zur Abstimmung des Fahrverhaltens eines (E)-Fahrzeugs ist das sogenannte „Torque Vectoring“, um die Drehmomentverteilung der Räder zu optimieren. Hierzu müssen die physikalischen Prinzipien der Fahrdynamik berücksichtigt werden, unterstützt durch Tests mit hochgenauer Messtechnik und Sensoren.
Definition und Prinzip des Torque Vectoring
Zur Abstimmung des Fahrverhaltens von (E)-Fahrzeugen wird bei modernen Fahrzeugarchitekturen das „Torque Vectoring“ immer häufiger eingesetzt. Dabei werden die Antriebs- und Bremsmomente, die an den einzelnen Rädern anliegen, unterschiedlich geregelt. Grundlage des Torque Vectoring ist die Fahrzeugdynamik, die sich mit der Querdynamik des Fahrzeugs befasst, die sich vor allem auf die Fahrstabilität, den durch seitliche Reifenkräfte verursachten Querschlupf, das Gieren und das Wanken bezieht. Weiterhin wird in Längsdynamik und Vertikaldynamik unterteilt, die das Fahren, Bremsen und den Fahrkomfort umfassen. Antriebsschlupf und Bremsschlupf werden an den Rädern in Längsrichtung des Fahrzeugs untersucht, wodurch auch die Fahr- und Bremseffizienz verbessert werden kann.
Wie hilft Messtechnik bei der Umsetzung des Torque Vectoring?
Eine Voraussetzung und zugleich Herausforderung für den Einsatz von Torque Vectoring Technologien in der Fahrzeugentwicklung sind Fahrdynamik-Tests mit einer präzisen und synchronen Messdatenerfassung. An E-Fahrzeugen werden die Parameter der Fahrzeugdynamik mit Hilfe von Messrädern an jedem Rad einzeln gemessen. Ein Messrad erfasst Kräfte in x, y und z Richtung sowie Drehmomente, um diese Achsen. Für die Untersuchung des Fahrverhaltens sind weiterhin Winkel und die Raddrehzahl an jedem einzelnen Rad relevant. Mit weiteren Sensoren lassen sich darüber hinaus Geschwindigkeitsvektoren der einzelnen Räder sowie des Fahrzeugs synchron erfassen. Auf diese Weise lassen sich die Kraftvektoren und Drehmomente vollständig und synchron aufnehmen und gemeinsam mit den Geschwindigkeitsvektoren auswerten und so Rückschlüsse auf die Reibungskoeffizienten gewinnen.
Die Verfügbarkeit von genauen, hoch abgetasteten und synchronen Messdaten ist wichtig, um Kräfte und Momente in ihrer Gesamtheit zu erfassen und zu bewerten. Dies erlaubt unter anderem auch die Auswertung der immer schnelleren Regelkreise von ADAS- und AD-Systemen. Auch anschließende Simulationen benötigen immer präzisere und umfangreichere Eingangsdaten, eine Kombination von Fahrzeuggeschwindigkeiten, Winkeln, Beschleunigungen und Winkelgeschwindigkeiten sowie Fahrzeugmomenten und -kräften, die am Rad gewonnen werden. Dabei darf die Messtechnik das Fahrzeug möglichst wenig beeinflussen und sollte robust gegen elektromagnetische Störungen (EMV) und Umwelteinflüsse sein.
Weitere Informationen zum Thema finden Sie auf der imc Website über Messlösungen Fahrzeugerprobung und Fahrversuch.