Einspurmodelle
摘要
Das Kapitel beschreibt detailliert verschiedene Varianten des Einspurmodells zur Simulation der Fahrzeugdynamik. Ausgehend vom klassischen linearen Einspurmodell nach Riekert & Schunk (1940) werden vereinfachende Annahmen getroffen, um die Querdynamik eines Fahrzeugs zu erfassen. Die Herleitung umfasst kinematische Grundlagen, Reifenkräfte und Bewegungsgleichungen, ergänzt um Varianten mit Hinterachslenkung. Das stationäre und instationäre Lenkverhalten wird anhand von Eigenlenkgradient, Giergeschwindigkeit, kritischer Geschwindigkeit und Fahrstabilität analysiert. Zur Abbildung realitätsnäherer Effekte wird das Modell zu einem nichtlinearen Einspurmodell erweitert, das größere Lenkwinkel, höhere Querbeschleunigungen, Antriebs- und Bremseinflüsse sowie Wank- und Nickbewegungen berücksichtigt. Hierzu werden detaillierte Reifenmodelle (u. a. Magic Formula) und variable Radlastverteilungen integriert. Für Wank- und Nickdynamik werden zusätzliche Bewegungsgleichungen aufgestellt, die Einflüsse von Feder-/Dämpferelementen und Stabilisatoren auf das Eigenlenkverhalten beschreiben. Das Modell ermöglicht Untersuchungen zu Lastwechselreaktionen, Über-/Untersteuern sowie aktiver Fahrwerksbeeinflussung. Abschließend wird eine Fahrbahnmodellierung vorgestellt, die Vertikalbewegungen und Steigungsfahrten einbezieht. Die Implementierung in Matlab/Simulink erlaubt praxisnahe Simulationen zur Analyse von Fahrverhalten, Stabilität und Fahrwerksabstimmung.