Fahrzeug-Mechatronik I

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Mona Esser
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1 Fahrzeug-Mechatronik I Dieter Ammon /

2 Vorlesungsinhalt 0. Einführung: Mechatronik in der Fahrzeugtechnik 1. Fahrzeugregelungssysteme 1.1 Brems- und Traktionsregelungen (ABS, ASR, autom. Sperren) 1.2 Aktive und semiaktive Federungssysteme, aktive Stabilisatoren 1.3 Fahrdynamik-Regelungen, Assistenzsysteme 2. Modellbildung 2.1 Mechanik - Mehrkörperdynamik 2.2 Elektrik/Elektronik, Regelungen 2.3 Hydraulik 2.4 Verbundsysteme 3. Simulationstechnik 3.1 Integrationsverfahren 3.2 Qualität (Verifikation, Betriebsbereich, Genauigkeit, Performance) 3.3 Simulator-Kopplungen (Hardware-in-the-loop, Software-in-the-loop) 4. Systemdesign (am Beispiel einer Bremsregelung) 4.1 Anforderungen (Funktion, Sicherheit, Robustheit) 4.2 Problemkonstitution (Analyse - Modellierung - Modellreduktion) 4.3 Lösungsansätze 4.4 Bewertung (Qualität, Effizienz, Gültigkeitsbereich, Machbarkeit) Dieter Ammon /

3 Organisation und Information Ort und Zeit: Dienstags, ca. 14-tägig, Uhr, im Raum 602, Geb , 6.OG Termine im WS13/14: , , , , , , fast-602 Unterlagen: Literatur: Dieter Ammon /

4 Organisation und Information Prüfungstermine: Ggf. nach den Vorlesungsterminen , jeweils von 14:00 bis 18:00 Uhr , jeweils von 14:00 bis 18:00 Uhr Ggf. nach den Vorlesungsterminen im WS 14/15 Dieter Ammon /

5 Mechatronik in der Fahrzeugtechnik Was ist Mechatronik? Eine Systemwissenschaft (wie Konstruktionslehre oder Volkswirtschaftslehre), die das Zusammenwirken mechanischer, elektrisch/elektronischer und informationstechnischer Komponenten in den Vordergrund der Betrachtung stellt. Fachdisziplinen in der Mechatronik (Literatur z.b. Roddeck, Min, Hardtke et.al.): Elektrik/ Elektronik (Elektrotechnik) Messtechnik/ Prozeßrechner Aktuatorik/ Sensorik Mechatronik Modellbildung/ Simulation Mechanik (Maschinenbau) Informationstechnik (Imformatik) Dieter Ammon /

6 Historie Begriff Mechatronik um 1980 in Japan geprägt, ursprünglich im Bereich Robotic in Europa zuerst von Prof. Schweitzer, ETH Zürich, vertreten und fachlich verallgemeinert auf "Mechanik + Elektronik + (etwas) Intelligenz + Handlungsfähigkeit inzwischen "Trendfachrichtung", Mechatronik-Schwerpunkte in Paderborn, Duisburg, Linz, Definitionen und Positionierungen > Google( Mechatronik ) Beispiele für mechatronische Systeme: CD-Player, Video-Kamera, nicht Fernsehapparat Industrie-Roboter incl. Steuerung/Regelung Raketen-Zielführungssystem Fahrsimulator Dieter Ammon /

7 Was ist ein mechatronisches System? 1. GRUNDSTRUKTUR: Physikalische Größen Sensor Messwerte Messwert- Verarbeitung Steuer-Rückmeldungen Steuersignale Aktuator Kräfte, Bewegungen Digital-Rechner/ Programmcode mechanische Struktur 2. AUFGABE: Was ist der originäre Zweck der Einrichtung? 3. EINSATZBEDINGUNGEN: Unter welchen Randbedingungen (z.b. Temperatur, Erschütterungen, Frequenzanforderungen, etc.) muss die Aufgabe erfüllt werden? Dieter Ammon /

8 Mechatronische Systeme im Kraftfahrzeug Airbag Motorsteuerung /-regelung ABS, Traktionsregelung, Elektronische Bremskraftverteilung Adaptive Dämpfer, Aktive Federungssysteme Fahrdynamik-Regelungen Abstandsregelungen Steer-by-wire-Systeme elektrische Fensterheber? Dieter Ammon /

9 Besonderheiten mechatronischer Systeme Dynamik steht im Vordergrund mehrere unterschiedliche Fachdisziplinen meist "höhere" Komplexität konfigurierbar über Software sicherheitstechnisch komplexer als monodisziplinäre Systeme (schwer vollständig testbar) Modellbildung und Simulationstechnik zur Analyse und Synthese unverzichtbar! zum Vorlesungskonzept: Abschnitte 1-3 sequentiell, beispielorientierte Diskussion von Analysetechniken, Abschnitt 4 "Systemdesign" ist querschnittlich stets präsent, wird am Ende aber nochmals in Form einer Gesamtsystembetrachtung zusammengefasst. Übersicht: Präsentation/Vortrag Systemtechnische Herausforderungen Dieter Ammon /

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