Methode zur Optimierung von fahrdynamischen Eigenschaften in der frühen Entwicklungsphase

Die aktuelle Marktsituation in der Automobilindustrie unterliegt einem starken Wandel und erfordert eine stetige Reduzierung der Entwicklungskosten bei  stets ansteigender Produktqualität, -vielfalt und -komplexität. Der verstärkte Einsatz von Simulations- und Berechnungsmethoden in der frühen Produktentwicklungsphase  stellt einen Lösungsansatz dieses Zielkonflikts dar, denn auf diese Weise kann durch eine erhöhte Entwick¬lungsreife in der frühen Entwicklungsphase die Anzahl der Prototypen verringert werden. Einen wichtigen Bestandteil stellt dabei eine effiziente Fahrdynamikgrundauslegungsmethodik dar, die einen geführten vorwärtsgerichteten Entwicklungsprozess ermöglicht, indem ausgehend von den Gesamtfahrzeugeigenschaften die erforderlichen Komponenteneigenschaften und -funktionen festgelegt werden. Hierfür ist allerdings eine umfassende Kenntnis der Wirkzusammenhänge zwischen den funktionalen Komponenteneigenschaften, Fahrdynamikregelsystemfunktionen und den Gesamtfahrzeugeigenschaften inklusive aller gegenseitigen Wechselwirkungen erforderlich.

Ziel der Arbeit ist es, eine Methodik zur systematischen Gütebewertung der funktionalen Fahrdynamikgrundauslegung zu entwickeln. Hierzu soll der Einfluss der Fahrzeugkomponenten auf  die Fahrdynamikzielspinnenkriterien simulativ untersucht werden. Zudem soll eine Methodik zur systematischen Aggregation von einzelnen Einflüssen auf Fahrdynamikzielspinnenebene entwickelt werden, so dass ein Vergleich zum vorhandenen empirischen Erfahrungswissen möglich wird. Darauf aufbauend soll eine Methodik zur ganzheitlichen Fahrdynamikoptimierung entwickelt werden, welche die Wechselwirkungen der funktionalen Komponenteneigenschaften zu Gesamtfahrzeugeigenschaften mit einbezieht.

Mit Hilfe der systematischen Variation verschiedener Komponenteneigenschaften durch geeignete Design of Experiments-Verfahren wird der Einfluss auf die einzelnen Fahrdynamikzielkriterien untersucht. Hierzu werden  grundauslegungsrelevante Manöver und Objektivierungsgrößen definiert und für sämtliche Variationen der Komponenteneigenschaften berechnet. Anschließend wird mit geeigneten Sensitivitätsuntersuchungen der Einfluss auf die berechneten Objektivierungsgrößen ermittelt.

Das vorhandene Erfahrungswissen dient als Referenz für die Modellierungstiefe, die Wahl der Objektivierungsgrößen und der Aggregationsmethodik. Um einen Vergleich mit dem vorhandenen Erfahrungswissen zu ermöglichen, werden die Einflüsse der Komponenteneigenschaften auf die Fahrdynamikzielkriterien bestimmt. Dazu werden die Einflüsse von den Komponenteneigenschaften auf die Objektivierungsgrößen, mit Hilfe des vorhandenen Objektivierungswissens, den Fahrdynamikzielkriterien  zugeordnet und systematisch aggregiert. Mit Hilfe der verifizierten Wirkzusammenhänge kann dann eine Mehrzielgrößenoptimierung entwickelt werden, welche mehrere Fahrdynamikzielkriterien optimiert und über definierte Randbedingungen die Einhaltung weiterer Kriterien ermöglicht.