Echtzeit-Mehrkörpersimulation von Fahrzeug-Radaufhängungen verschiedener Topologien unter Berücksichtigung ihrer Elastokinematik

Affiliation
RWTH Aachen University, Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik
Archut, Jan-Lukas;
Affiliation
RWTH Aachen University, Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik
Corves, Burkhard

In der Fahrzeugentwicklung wird der Einsatz virtueller Entwicklungsmethoden immer wichtiger. Die Erprobung am Fahrsimulator ist ein wichtiges Werkzeug in der Fahrdynamikentwicklung, da die Bewertung der Fahrdynamik einen stark subjektiven Charakter hat. Um die dabei bestehenden Echtzeitanforderungen zu erreichen, sind die verwendeten Fahrdynamikmodelle meist vereinfacht, besonders hinsichtlich der Elastokinematik der Radaufhängungen. In diesem Beitrag wird die Echtzeit-Mehrkörpersimulation von Radaufhängungen unter Berücksichtigung ihrer Elastokinematik behandelt. Die elastischen Lager werden durch (nicht-)lineare Bushing-Kraftelemente modelliert. Der genutzte Ansatz für die echtzeitfähige Integration der numerisch steifen Bewegungsgleichung sind linear-implizite Integrationsverfahren. Das Modell erlaubt es, Radaufhängungen mit unterschiedlichen Topologien zu parametrieren und zu simulieren. Es wird gezeigt, wie der Rechenaufwand durch Berücksichtigung der Topologie reduziert werden kann. Mit den beschriebenen Methoden ist es möglich, sowohl eine Doppelquerlenker- als auch eine Mehrlenkerachse in Echtzeit auf einem normalen PC zu simulieren, ohne dass Vereinfachungen der Elastokinematik erforderlich sind.

Virtual methods are becoming more and more important in the vehicle development process. Driving simulators are an important tool in vehicle dynamics development as the evaluation of vehicle dynamics through the driver is very subjective. To achieve the required computation times in such real-time applications, vehicle dynamics models are usually simplified, especially with respect to the elastokinematics of the wheel suspensions. This contribution focuses on real-time multibody simulation of wheel suspensions taking into account their elastokinematics. The elastic bearings are modeled by (non)linear bushing force elements. Linear-implicit integration methods allow real-time integration of the numerically stiff equation of motion. With the model, wheel suspensions with different topologies can be parameterized and simulated. It is shown how the computational effort can be reduced by taking the topology into account. Using the described methods, it is possible to simulate both a double wishbone and a multi-link suspension in real time on a normal PC without the need for simplifications of the elastokinematics.

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