Prüfstände bilden Straßenoberflächen nur unzureichend ab. Deshalb möchte Jaguar Land Rover mit Hilfe realer Daten ein präzises Reifenmodell entwickeln. So sollen Entwicklungszeiten reduziert und die Systemrobustheit erhöht werden. Radkraftsensoren erfassen die dafür notwendigen Daten.

Die Automobilindustrie nutzt seit Jahren das computergestützte Design (CAD) und die computergestützte Entwicklung (CAE), um die Kosten und Bearbeitungszeiten zu reduzieren, die bei der Produktentwicklung entstehen. Gleichzeitig werden die Qualität und Langlebigkeit des Endprodukts verbessert. Von den Fertigungsprozessen bis hin zur dynamischen Leistung  – fast jeder Aspekt eines neuen Designs lässt sich so im Vorfeld überprüfen. Ein Bereich, in dem diese Werkzeuge bisher nur unzureichend genutzt wird, ist die Reifenentwicklung. Jaguar Land Rover möchte diese Lücke schließen. Um Reifenparameter auch berechnen zu können, braucht der Automobilhersteller reale Daten.

Umfangreiches Datenvolumen als Basis

Dazu nutzt Jaguar Land Rover die RoaDyn-Radkraftmesssysteme von Kistler, und misst so die Kräfte und Momente, die bei einem drehenden Rad unter realen Betriebsbedingungen entstehen. Mit einem großen SUV-Fahrzeug, das mit vier RoaDyn-Messrädern und anderen Sensoren ausgestattet ist, werden Daten über die Reifencharakteristik auf verschiedenen Straßen- und Off-Road-Oberflächen gesammelt.
Ein Vorteil des RoaDyn-Systems besteht darin, dass die Signale der sechs 3-Komponenten-DMS-Messdosen in der Messzelle verstärkt und der Radelektronik zugeführt werden. Dort werden die Daten gefiltert, digitalisiert und codiert. Damit wird das Signalrauschen und Übersprechen vor der Übertragung des Datenstroms über ein Rotor-/ Statorpaar zur Radinnenseite, der Weiterleitung in die Bordelektronik und der Ausgabe an eine Messdatenerfassung erheblich reduziert. Mit rund 170 Kanälen mit hohen Abtastraten erfasst Jaguar Land Rover das momentane Verhalten des Reifens. Auf diese Weise entsteht für jede Reifen- und Straßenoberflächenkombination ein umfangreiches Datenvolumen.

Unter realen Bedingungen

Neben den Prüfverfahren auf seiner Teststrecke in England führt Jaguar Land Rover auch Reifen-Tests auf verschiedenen On-Road- und Off-Road-Oberflächen durch. Unter dynamischen Fahrzeugeinsatzbedingungen bis hin zu Fahrten auf Eis, Schnee und Schlamm wird ein umfassendes Datenpaket für die Entwicklung eines hochpräzisen, computergenerierten Reifenmodells erzeugt.
Gemeinsam mit anderen Fahrzeugherstellern nutzt Jaguar Land Rover derzeit Daten, die aus sandpapierüberzogenen Flachbahnprüfständen stammen. Obwohl diese Prüfstände eine hohe Messkonsistenz und Wiederholgenauigkeit bieten, können sie reale Straßenoberflächen nur unzureichend abbilden. Mit Hilfe des Fahrzeugs, das mit dem RoaDyn-System ausgerüstet ist, soll nun ein genaueres Reifenmodell entwickelt werden, das reale Fahrbedingungen berücksichtigt. Die Modelle können dann in Computersimulationen eingesetzt werden und tragen dazu bei, Entwicklungszeiten zu reduzieren, die Systemrobustheit zu erhöhen und den Entwicklungsprozess insgesamt effizienter zu gestalten.

Winter-Erprobungen reduzieren

Simon O’Neill, Technical Specialist Durability Measurement and Analysis bei Jaguar Land Rover, beschreibt seine Erfahrungen: „Neben der Bereitstellung von erheblich besseren Echtzeitdaten ermöglicht uns das Kistler-RoaDyn-System einen größeren Einblick in das Verhalten der Reifen auf der Straße und im Gelände. Damit kann Jaguar Land Rover physische Prüfungen insbesondere in Umgebungen mit einem eingeschränkten Testfenster, beispielsweise im Winterbetrieb, bedeutend reduzieren. Neben Einsparungen bei den Entwicklungskosten wird uns das mittel- und langfristig Kooperationen mit Reifenherstellern ermöglichen. Dabei soll auf Grundlage der Simulationsergebnisse ein Reifen nach unseren Wünschen entstehen. Mit den robusten Daten können wir zukünftig CAE-Anwendungen im gesamten Entwicklungsprozesses, einschließlich der Reifen, verlässlich einsetzen.“