Die Aufgabe der vorliegenden Arbeit ist die Simulation eines Bremsvorgangs eines Pkws ohne ABS. Das Hauptaugenmerk der Untersuchung liegt hierfür auf der Radgeschwindigkeit. Weiter soll die Auswirkung von veränderten Simulationsparametern wie Fahrzeugmasse und -geschwindigkeit untersucht werden. Die Arbeit schließt mit einer Bewertung der Simulationsergebnisse und der Interpretation im Rückschluss auf das sichere Fahren.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Aufgabenstellung und Zielsetzung
3. Aufstellen der Gleichungen
4. Simulation
4.1 DEFINITION DER PARAMETER
4.2 DARSTELLUNG IN SIMULINK
4.3 VARIATION DER PARAMETER
4.4 ERGEBNISSE
4.4.1 Simulation Referenzmodell
4.4.2 Simulation verschiedener Fahrzeugmassen
4.4.3 Simulation verschiedener Fahrzeugmassen und verringerter Geschwindigkeit
4.4.4 Simulation verschiedener Fahrzeugmassen bei Höchstfahrt
5. Bewertung der Ergebnisse
6. Abschlussbetrachtung
11. Anhang
11.1 MATLAB-CODE
11.1.1 Brems_o_ABS_gesamt.m
11.1.2 Skript Brems_o_ABS
11.1.3 Skript dia_lambda
11.1.4 Skript dia_v
11.1.5 Skript dia_brems
11.2 GRAPHEN
11.2.1 Abb. 7
11.2.2 Abb. 8
11.2.3 Abb. 9
11.2.4 Abb. 10
11.2.5 Abb. 11
11.2.6 Abb. 12
11.2.7 Abb. 13
11.2.8 Abb. 14
11.2.9 Abb. 15
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, einen Bremsvorgang eines Personenkraftwagens ohne ABS mittels einer Simulation in Matlab/Simulink abzubilden und zu analysieren. Dabei steht die Untersuchung des Einflusses verschiedener Fahrzeugmassen sowie unterschiedlicher Geschwindigkeiten auf das Bremsverhalten und den resultierenden Bremsweg im Zentrum der Betrachtung.
- Mathematische Modellierung eines Pkw-Bremsvorgangs
- Umsetzung des Modells in Simulink mit Fokus auf Rad- und Fahrzeuggeschwindigkeit
- Untersuchung der Parametervariation von Masse und Anfangsgeschwindigkeit
- Vergleichende Analyse der Simulationsergebnisse
- Interpretation der Ergebnisse hinsichtlich der Fahrsicherheit
Auszug aus dem Buch
3. Aufstellen der Gleichungen
Im Folgenden werden die Annahmen und Variablen aus Scherf 2010 verwendet und weitergeführt. Ausgehend von der Gleichung (3.38 (Scherf 2010, S. 25)): JR * φR = FR * rR - MB. Ergibt sich mit (3.39 (Scherf 2010, S. 25)) FR = μ(λ) * FN. JR * φR = μ(λ) * FN * rR - MB. Hierbei ist der Reibbeiwert μ abhängig vom Schlupf des Rades, also auch von der Radgeschwindigkeit. Als Schlupf wird die Differenz zwischen Fahrzeug- und Radgeschwindigkeit, normiert auf die Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet.
λ = (vF - vR) / vF mit vR = rR * ωR. Also ist 0 ≤ λ ≤ 1. Grundsätzlich ist auch ein Schlupf von -1 ≤ λ ≤ 1 möglich, jedoch soll der Fall eines negativen Schlupfes hier nicht betrachtet werden. Aus (3.41 (Scherf 2010, S. 25)) geht der Schlupf für eine trockene Asphaltstraße hervor: μ(λ) = c1 * (1 - e^(-c2*λ)) - c3 * λ. (3.6) eingesetzt in (3.3) ergibt: JR * φR = [c1 * (1 - e^(-c2*λ)) - c3 * λ] * FN * rR - MB.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Aufgabenstellung ein, welche im Rahmen des Moduls „Systemanalyse“ entstand und methodisch in einen mathematischen, einen Simulations- und einen interpretativen Teil gegliedert ist.
2. Aufgabenstellung und Zielsetzung: Hier wird das Hauptziel definiert, den Bremsvorgang eines Pkw ohne ABS zu simulieren und die Auswirkungen von Änderungen bei Fahrzeugmasse und Geschwindigkeit auf die Radgeschwindigkeit zu untersuchen.
3. Aufstellen der Gleichungen: In diesem Teil werden die physikalischen Grundlagen und die mathematischen Annahmen, basierend auf Scherf (2010), hergeleitet, die zur Berechnung des Bremsverhaltens notwendig sind.
4. Simulation: Dieses Kapitel bildet den Hauptteil der Arbeit, in dem die Definition der Eingangsparameter, die Implementierung in Simulink sowie die Durchführung verschiedener Simulationsszenarien dokumentiert werden.
5. Bewertung der Ergebnisse: Hier werden die generierten Daten kritisch hinterfragt und interpretiert, wobei insbesondere auf die Diskrepanz zwischen Modellannahmen und der Realität eingegangen wird.
6. Abschlussbetrachtung: Das Fazit fasst die Erkenntnisse zusammen und reflektiert über die methodische Vorgehensweise sowie potenzielle zukünftige Anpassungen des Simulationsmodells.
Schlüsselwörter
Simulation, Bremsvorgang, Matlab, Simulink, Radgeschwindigkeit, Fahrzeugmasse, Schlupf, Bremsweg, Reibbeiwert, Fahrsicherheit, Systemanalyse, Parametervariation, Blockschaltbild, Normalkraft, ABS
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der computergestützten Simulation eines Pkw-Bremsvorgangs unter spezifischen physikalischen Annahmen.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die zentralen Themen umfassen die mathematische Modellierung von Bremsdynamiken, deren Implementierung in Simulink und die Analyse von Parametereinflüssen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die Simulation eines Pkw-Bremsvorgangs ohne ABS, um zu verstehen, wie sich Fahrzeugmasse und Geschwindigkeit auf das Bremsverhalten auswirken.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es wird eine numerische Simulation mittels der Softwareumgebung Matlab und Simulink verwendet, basierend auf Gleichungen aus der Fachliteratur.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden die Parameter definiert, das Blockschaltbild erläutert und die Ergebnisse für verschiedene Fahrzeugmassen und Geschwindigkeiten grafisch ausgewertet.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit beschreiben?
Wichtige Begriffe sind Simulation, Bremsvorgang, Matlab, Simulink, Schlupf, Radgeschwindigkeit und Fahrsicherheit.
Warum blockieren bei der Simulation manche Fahrzeuge schneller als andere?
Dies ist auf die geringere Normalkraft bei leichteren Fahrzeugen zurückzuführen, die bei konstantem Bremsmoment schneller zum Blockieren der Räder führt.
Wie wirkt sich die Anfangsgeschwindigkeit auf den Bremsweg aus?
Der Vergleich der Simulationen zeigt konsistent, dass eine höhere Anfangsgeschwindigkeit den Bremsweg signifikant verlängert.
- Citar trabajo
- Marvin Heyse (Autor), 2019, Bremsvorgang ohne ABS. Simulation mit Simulink, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/459841
