Objektive Messergebnisse vs. subjektive Wahrnehmung im Fahrzeugtest
Die Dynamik eines Fahrzeugs – auch Fahrdynamik genannt - lässt sich mit verschiedenen Herangehensweisen beurteilen. Für den einen zählen vor allem persönliches Empfinden und Erfahrung, um das Fahrzeug und das Fahrverhalten zu analysieren zu optimieren. Dies trifft häufig auf erfahrene Fahrer im Motorsport zu. In solchen Fällen spricht man von einer subjektiven Beurteilung. Für andere ist es notwendig, auf reproduzierbare, technisch belegbare Messdaten zurückzugreifen. Innerhalb des Motorsports sind dies beispielsweise die Renningenieure, die Rundenzeiten auswerten und Messungen am Fahrzeug durchführen. Auch in der kommerziellen Fahrzeugentwicklung beschäftigen sich Ingenieure mit dem Fahrwerk, der Sicherheit eines Fahrzeugs und mit dessen Fahrverhalten. Sie verlassen sich auf objektive Messdaten.
Sensoren und Messsysteme ermöglichen Ingenieuren die Überprüfung und Optimierung miteinander verbundener Systeme
Da in modernen Fahrzeugen eine Vielzahl an Steuergeräten (ECUs) arbeitet – angefangen von einfachen Fahrerassistenten über ADAS Systeme (engl. Abkürzung: Advanced Driver Assistant Systems) bis hin zum autonomous driving (Abk. AD) - ist eine hochgenaue Messtechnik in fahrdynamischen Tests umso notwendiger. Sie erfasst Werte zur synchronen Zusammenarbeit der ECUs und bezieht dabei die „Rückmeldung“ des Fahrzeugs mit ein. Die erlaubt es, Entwicklungen zu optimieren, Prozesse zu überprüfen und zu gewährleisten, dass die verschiedenen Assistenzsysteme den Fahrzeuginsassen Sicherheit und Komfort bieten. Hierfür sind hochgenaue, reaktionsschnelle Sensoren wichtig, die ihre Messsignale mit einer hohen Samplingrate an ein ebenso hochwertiges Datenerfassungssystem übermitteln können.
Sicherheit geht vor: Messräder stellen die Stabilität von Rädern und ihrer Komponenten sicher
Da die Räder eines Fahrzeugs und deren Komponenteneinen zentralen Einfluss auf Stabilität und somit Sicherheit eines Fahrzeugs haben, stehen diese im Fokus der messtechnischen Datenerfassung in vielen Fahrdynamik-Tests. Über die Reifen bilden sie den einzigen Kontakt des Fahrzeugs zur Fahrbahn. Für Fahrzeug- und Reifenhersteller ist es daher besonders wichtig zu wissen, welche Kräfte und Momente von außen auf das Rad einwirken, um zum Beispiel verschiedene Materialmixe oder Reifen-Profile zu untersuchen. Die Test-Ingenieure setzen für Ihre Untersuchungen zumeist hochpräzise Messräder ein. So erfassen 6-Komponenten-Messräder die Kräfte und Drehmomente des Rades während verschiedener Fahrmanöver jeweils in X-, Y- und Z-Richtung.
Lenksensoren liefern weitere Erkenntnisse
Darüber hinaus beeinflussen auch das Antriebs- und das Lenksystem die Fahrdynamik. Das Lenkverhalten des Fahrers zeigt dabei direkte Auswirkungen auf die Räder und somit auf das Fahrverhalten und die Stabilität des Wagens. Um auch hier präzise Informationen über die vom Fahrer eingeleiteten Aktionen zu erhalten, kommen Messlenkräder zum Einsatz. Diese zeichnen präzise verschiedene Lenkparameter auf, darunter Lenk-Drehmoment, Lenkwinkel sowie Lenkgeschwindigkeit und Lenkbeschleunigung. Anhand der in Echtzeit erfassten Messdaten lassen sich so Erkenntnisse über das Zusammenspiel von Lenkradbewegung und Fahrzeugreaktion gewinnen.
Einblicke in Materialverschleiß und die Abstimmung von Komponenten in Betriebsfestigkeitsprüfungen
Weiterhin lassen sich anhand von Betriebsfestigkeitsuntersuchungen an Fahrwerkskomponenten – zu denen Lenksystem, Antrieb und Räder gehören - wichtige Erkenntnisse in der Fahrzeugentwicklung gewinnen, darunter beispielsweise die Ursachen für erhöhten Materialverschleiß, der die Sicherheit eines Fahrzeugs beeinträchtigt. Gerade bei dynamischen Fahrmanövern werden Räder, Lenkung und Antriebsachse stark beansprucht. Eine Sensorik, die Drehzahl und Drehmoment direkt an der Achswelle erfasst, ermöglicht es aus beiden Werten die mechanische Leistung zu berechnen. Durch den Vergleich von eingeleiteter und effektiver Leistung kann eine effiziente Abstimmung berechnet werden.
Robustes Sensor-Design für Temperaturschwankungen und raue Umgebungen
Ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl der Sensorik ist die Unempfindlichkeit gegen äußere Einflüsse wie klimatische Veränderungen. So dürfen Temperaturveränderungen keinen signifikanten Einfluss nehmen, ebenso wie Luftfeuchtigkeit. Jeglicher Niederschlag wie Regen oder Schnee darf Langzeitmessungen ebenso wenig beeinflussen wie vom Untergrund aufgewirbelter Staub, Matsch, Steine usw. Beste Voraussetzungen, um Fahrzeuge ganzjährig unter allen auftretenden, Jahreszeit-bedingten Einflüssen fahrdynamisch testen zu können. Eine hochgenaue aber robust ausgelegte Sensorik sowie eine synchrone Datenerfassung aller Mesgrößen, ist dabei notwendig, um vergleichende Messungen mit verschiedenen Komponenten oder Settings durchzuführen, um die beste Balance zu finden.
