Reifentests mit intelligenter Traktions- und Schlupf-Detektion

  • Continental führt mittels Dual-GPS-System GPS100View von TBJ und Büch.IT Testfahrten durch.Continental führt mittels Dual-GPS-System GPS100View von TBJ und Büch.IT Testfahrten durch.
  • Continental führt mittels Dual-GPS-System GPS100View von TBJ und Büch.IT Testfahrten durch.
  • Das kombinierte Mess- und Anzeigesysteme ­GPS100View wird an der Windschutzscheibe montiert und  führt den Fahrer mit grafischen und akustischen Anweisungen durch den Versuchsablauf.

Fahrerassistenzsysteme vermitteln den Autofahrern heute ein subjektives Gefühl der Sicherheit. Letztendlich bildet jedoch die Bereifung die maßgebliche Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Fahrbahnbelag. Mit hohem Aufwand wird deshalb von der Reifenindustrie die Entwicklung einer für alle Fahrbedingungen geeigneten Bereifung vorangetrieben.

Nassbremsleistung, Kraftstoffeffizienz und Rollgeräusch: Diese Parameter werden zur Bewertung von Fahrzeugreifen herangezogen. Bei Winterreifen müssen zusätzliche Eigenschaften beurteilt werden, wie das Verhalten bei einer Schneebremsung, die Seitenführung und die Traktionseigenschaften. Um aussagekräftige und reproduzierbare Daten zu erhalten, führt Hersteller Continental umfangreiche Testfahrten durch – sowohl im hauseigenen Contidrom als auch bei Wintereinsätzen im schwedischen Östersund. Bei den Testfahrten setzen die Ingenieure von Continental auf das von TBJ und Büch.IT entwickelte Dual-GPS-System GPS100View. Das Mess- und Anzeigesystem erfasst die Geschwindigkeitswerte, Bremswege, Verzögerungen und gibt Fahrerinstruktionen grafisch aus. Mit seinen Genauigkeiten im Geschwindigkeitsbereich von 0 bis 300 km/h, in Kombination mit einer zuverlässigen Stillstandserkennung und einer latenzfreien Signalausgabe, erfüllte das kompakte System bereits in Vortests die von Continental gestellten Anforderungen. Zur Ablauf­steuerung variierender Testreihen lassen sich die dafür notwendigen Schwellwerte und ­Parameter individuell einstellen. Auch bei einer wirtschaftlichen Betrachtung überzeugte das System mit einem Rüstaufwand von weniger als drei Minuten. Bei Testfahrten mit wechselnden Versuchsfahrzeugen ist das System im Rahmen eines ­„Boxenstopps“ schnell installiert und sofort wieder messbereit. An der Windschutzscheibe im Blickfeld montiert, führt das kombinierte Mess- und Anzeigesystem den Fahrer mit ­grafischen und akustischen Anweisungen durch die einzuhaltenden Testvorgaben.

Zuverlässige Stillstandserkennung

Die über eine GPS-Auswertung realisierte Stillstandserkennung ermöglicht ­exakte ­Beschleunigungs- und Bremswegergebnisse. Hierbei liegt die nahezu rauschfreie Schwelle bei < 0,15 km/h.

Eine Verknüpfung mit den Messwerten aus der Fahrzeugelek­tronik ­sichert die Testergebnisse zusätzlich ab. Um den Bremskraftkoeffizienten zu ermitteln, speichert das System die mittlere Verzögerung innerhalb der individuell dafür einstellbaren Schwellwerte ab.

Ermittlung der Traktionseigenschaften

Das wesentliche Bewertungskriterium für die Sicherheit und Funktionalität von Winterreifen ist die Erfassung der Traktions­eigenschaften auf Schnee und Eis. Für das gebremste wie auch das angetriebene Rad wird hierzu die kraftschlüssige Verbindung zur Fahrbahnoberfläche mit den Begriffen Haftreibung, Traktion und Schlupf beschrieben. Mit Traktion wird die Fähigkeit des Fahrzeugs – hier: der Reifen – bezeichnet, die Antriebskraft des Motors in eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs umzusetzen. Der Reifenschlupf ist definiert als das Verhältnis der Relativ­geschwindigkeit zwischen der Aufstandsfläche des Reifens und der Fahrbahn zur effektiven Fahrzeuggeschwindigkeit. Es wird im Bereich von 0 Prozent (frei rollendes Rad) bis 100 Prozent (blockierendes Rad) skaliert. Bei einem komplett durchdrehenden Rad (Fahrzeug­geschwindigkeit: 0 km/h) ist der Schlupf demnach unendlich. Die Begriffe Antriebsschlupf und Bremsschlupf werden entsprechend über ein positives beziehungsweise negatives Vorzeichen beschrieben.

Verschiedene Datenquellen verbessern Ergebnisse

Frontgetriebene Fahrzeuge „rumpeln“ bei Reifenschlupf, heckgetriebene Fahrzeuge dagegen reagieren mit einem seitlichen Ausbrechen des Fahrzeughecks. In Abhängigkeit des Antriebssystems – Front-, Heck- oder Allradantrieb – wählt der Anwender das geeignete Mess- und Auswerteverfahren zur Traktionsdetektion. Das System GPS100View verknüpft hierfür ­Informationen aus der Fahrzeugelektronik mit Messdaten eines extern fixierten, mehraxialen Beschleunigungs- und Drehratensensor. Ohne zusätzliche Pedal-Sensorik ­erkennt das System den vom Fahrer eingeleiteten ­Beschleunigungsvorgang. Intelligente ­Algorithmen, in Verbindung mit einer hochwertigen GPS-Performance, vermitteln dem Versuchsingenieur über das integrierte 7-Zoll-Farbdisplay einen Verlauf des Traktionsaufbaus. Die innerhalb einer Testreihe eingefahrenen Einzelmessungen (inklusive der daraus errechneten Mittelwerte) werden unmittelbar nach Abschluss einer gültigen Messung tabellarisch angezeigt und im System gespeichert. Ergänzend wird eine direkte Online-Funkübertragung der Ergebnisse an stationäre Auswerte-Einheiten angeboten.

Ausblick

Im Sinne einer möglichst wirtschaftlichen Nutzung lässt sich das multifunktionale Displaysystem im GPS100View mit seiner vielseitigen Ausstattung auch unabhängig von Reifentests in einer Vielzahl von weiteren Applikationen im Fahrversuch einsetzen. Die leistungsstarke Hardware bietet darüber hinaus Möglichkeiten für die Realisierung kundenspezifischer Lösungen. Das Angebot optional verfügbarer Systemerweiterungen umfasst neben gängigen Automotive-Schnittstellen wie OBD2, WWH-OBD, 4 x CAN-Classic, und 4 x CAN-FD auch Datenspeicher bis 128 GByte, intelligente Grenzwertüberwachung, diverse Messablaufsteuerungen und einen Setup-Browser.

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