Fahrzeugdynamik und Fahrdynamikregelung

Im Forschungsschwerpunkt Fahrzeugdynamik und Fahrdynamikregelung nützt der Forschungsbereich Synergien aus entwickelten Methoden und theoretischen wie praktischen Erfahrungen aus Versuchen bei unterschiedlichen Fahrzeugtypen (Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeug, zweirädrige Fahrzeuge etc.).

Die Forschungsaufgaben umfassen Modellbildung, Simulation, Optimierung und Regelung des dynamischen Verhaltens des gesamten Fahrzeugs, aber auch einzelner Fahrzeugkomponenten (Reifen-Fahrbahn Kontakt, Stoßdämpfer, Hydrolager, Rad–Schiene Kontakt, Fahrwerk, usw.). Dabei sind Versuch, Experiment und Fahrversuch nicht nur für die Modellvalidierung, sondern auch auch für die Erprobung und für ein vertieftes Systemverständnis hilfreich.

Neben klassischen Methoden der Technischen Dynamik und der Regelungstechnik möchte der Forschungsbereich diese Methoden mit Methoden des Maschinellen Lernens bei spezifischen Anwendungen verbinden.

Aktuelle Forschungsthemen nach Fahrzeugtyp

Personenkraftwagen, Nutzfahrzeuge

  • Integrative Fahrdynamikregelung
  • Fahrzustandsbeobachtung und virtuelle Sensoren
  • Fahrzeughandling im fahrdynamischen Grenzbereich (Steuerbarkeit und Stabilität)
  • Reibwertschätzung und Aquaplaning
  • Rundenzeitoptimierung mit Fokus auf Fahrbarkeit und Performance
  • Rad- und achsindividuelle Regelung eines elektrischen Allradantriebs
  • Regelungsstrategien bei überaktuierten Fahrzeugen in Bezug auf Fahrzeughandling und Energieeffizienz
  • Cloud-gestützte Regelung für automatisierte Fahrzeuge
  • Entwicklung, Nutzen und Integration datengetriebener Methoden in der Fahrzeugdynamik/regelung
  • Health Monitoring und Predictive Maintenance
Sportwagen mit Messgeräten auf einer Schneepiste

Abbildung: Erprobung von Methoden zur Reibwertschätzung

Schienenfahrzeuge

  • Radpolygoniserungsmechanismen und deren Simulation
  • Reibschwingungen und elektromagnetische Rückkopplung bei Magnetschienenbremsen
  • Inerter, Schwingungstilger zur Schwingungsunterdrückung
  • Regelung der Wagenkastenneigung
  • Simulation von Weichen- und Kreuzungsüberfahrten
Zwei Drehgestelle einer Lokomotive auf Schienen

Abbildung: Mehrkörperdynamikmodell eines Schienenfahrzeugs

Motorrad, Fahrrad, e-Scooter, Kurvenneiger

  • Steer-by-wire eines dreirädrigen Kurvenneigers
  • Onboard Schätzmethoden für Reibwert, Fahrzeug- und Fahrerparameter, Fahrzustandsgrößen
  • Fahrstabilität und Schwingungsverhalten (shimmy, wobble, weave)
  • Fahrerassistenzsysteme für e-Bike und e-Scooter
Versuchsmotorrad mit drei Rädern

Abbildung: Prototyp eines Kurvenneigers mit steer-by-wire-Lenksystem