An die Maschinenbauer/ Fahrzeugbauer

[DonQuintal]

Hi zusammen!

Motivation:
Ich bastle an einem Regelkreis für ein Elektrofahrzeug (Modellformat). Jedes Rad (Allrad, 2 Achsen) soll über einen eigenen DC-Motor angetrieben werden, um Verluste über Getriebe oder Differential zu vermeiden. Die Regelung der Motoren erfolgt über eine PWM-Stufe mit H-Brücke, welche von einem Microcontroller gesteuert werden soll. Der elektronische Teil ist eine nette Aufgabe. Die Herrausvorderung liegt in der Mechanik.

Frage:
Gibt es aus dem Fahrzeugbau fertige Berechnungsformeln für die Radgeschwindigkeit in Abhängigkeit von: Achsbreite, Rad (Reifenbreite, Raddurchmesser) und Achsabstand? Mir ist nicht ganz klar, welche Bezugspunkte ich für die Radien ansetzen muss. Eine Erweiterung auf 3 Achsen und/oder Allradlenkung kann ich mir auch vorstellen. Für Literaturempfehlungen wäre ich auch dankbar.

 

[katsch]

wenn der motor das rad direkt bewegt hast du doch über die drehzahl die geschwindigkeit. willst du aus den einzelgeschwindigkeiten die gesamtgeschwindigkeit errechnen? geht es dir um anfahr-, bremsvorgägnge oder nur den fahrzustand bei konstanter geschwindigkeit?

 

[DonQuintal]

Bei Kurvenfahrt drehen sich die Räder unterschiedlich schnell (Innen langsamer als Außen). Betrachtet man sich die Spuren eines Fahrzeugs bei konstanter Kurvenfahrt (z.B. im Schnee), verursacht jeder Reifen einen eigenen Abdruck. Jeder Reifen vollzieht seine eigene Kreisbahn mit seiner eigenen Geschwindigkeit.

Bei einem konventionellen Antrieb wird dies durch das Differential ausgeglichen. Bei Direktantrieb ohne Differential wird die Drehgeschwindigkeit aber durch den Antrieb vorgegeben (Zwang). Das bedeutet, dass in Abhängigkeit vom Lenkanschlag die Räder bereits von der Steuerung die richtige Drehzahl vorgegeben bekommen müssen.

Ich brauche diese Geschwindigkeiten in Formeln, damit ich damit den Prozessor programmieren kann.

 

[SonGohan]

Versuchs mal hier mit ISBN 3834801054. Einsteigerbüchlein über Fahrwerke, wenn ich mich recht entsinne mit Formeln. Ansonsten Formelbuch dazu besorgen, ausm Kop kenn ich die leider nicht, nicht mein Fachgebiet.

Edit: Rein Interessehalber: was für eine Steuerung willst du verwenden?

 

[DonQuintal]

Was ich im ersten Post mit "netter Aufgabe" bezeichnet habe ist allein nicht trivial. Für die Lösung habe ich zwei bis drei Monate als Ziel gegeben.
Die Wahl des IC hängt von der Komplexität ab. Diese kann ich noch nicht abschätzen, weil mir die besagten Formeln fehlen. Derzeit probiere ich noch mit Simulink herum.
Eine Option ist eine Kombination aus einem FPGA und einem Audio-IC als ADC-DAC. Beides ist billig und einfach auf eine Platine zu bringen. Dann kommt der leichte Teil: PWM-Stufe und Motor-Treiber.

 

[katsch]

2-3 monate klingt nach diplomarbeit.

es klingt so, als müsstest du für jedes rad allein eine bewegungsgleichung bzw kreisgleichung aufstellen. nimm doch die mitte der 4 reifen als bezugspunkt und addiere die jeweiligen abstände zum radius der kurve. den radius erkennst du ja ausm lenkradeinschlag, und das wird dann ja nachm ADC ein digitaler wert sein. da wirst du vermutlich ne messreihe aufnehmen müssen und dann entscheiden wie stark die auflösung der lenkbewegung sein muss um sinnvoll arbeiten zu können.

 

[DonQuintal]

Hi katsch!

Die DA habe ich schon lange hinter mir. Ging um die Analyse der Verlustleistung von induktiven Bauteilen in Schaltnetzteilen. Eine Mischung aus Feldtheorie, Leistungselektronik und Messtechnik.
Im Studium habe ich gelernt, dass es ohne zeitliche Vorgaben nichts wird. Auch bei privaten Projekten. Den elektronischen Teil kann ich eigentlich gut beherrschen und damit den Zeitbedarf abschätzen. Wenn ich das nicht schaffen sollte, landet das ganze Projekt in der Tonne. Andernfalls müllt mir das Zeug den Rechner und das Regal voll. Und ich bekomme ein schlechtes Gewissen.

Zum Problem: Der Radius, den das Fahrzeug fährt, hängt vom Lenkeinschlag und dem Radstand ab. Der Kreismittelpunkt wandert. Bei 90° Einschlag drehen sich die vorderen Räder gleich und die hinteren in entgegengesetzte Richtung. Der Mittelpunkt ist die Mitte der Hinterachse und der Radius ist der Achsabstand.