Mechatronische Fahrwerke mit aktiver Spurführung können Verschleiß und Lärm im Vergleich zu konventionellen Fahrwerken durch Vermeidung des Spurkranzanlaufs reduzieren. Trotz wissenschaftlicher Untersuchungen, die das Potential aufzeigen, wird eine technische Umsetzung selten vorgenommen. Dies liegt unter anderem an unzureichender Verfügbarkeit von geeigneter Messtechnik, insbesondere von Sensoren. Zur Regelung des Spurführungsverhaltens benötigen mechatronische Fahrwerke Kenntnisse über ihren aktuellen Zustand. Am Markt erhältliche Sensoren sind oft ungeeignet, wichtige Zustandsgrößen am Fahrwerk während der Fahrt direkt zu messen. Alternative Ansätze, die interessierenden Größen über Zustandsschätzer ableiten, sind oft unzureichend genau. In dieser Arbeit wird anhand eines aktiv gelenkten Radpaars ein neues Sensorkonzept zur direkten Bestimmung der Zustandsgrößen Anlaufwinkel und Lateralversatz vorgestellt. Aus den Anforderungen mechatronischer Fahrwerke wird mittels des V-Modells in drei Makrozyklen ein Sensorkonzept entwickelt und prototypisch aufgebaut. Das Sensorkonzept nutzt dabei die ferromagnetischen Eigenschaften der Schiene. Ein durch den Sensor künstlich erzeugtes Magnetfeld wird durch die Schiene verändert, und Hallsensorelemente messen diese Veränderungen. Aus den Messdaten wird die Lateralposition der Schiene unter dem Sensor über einen Luftspalt von 20mm mit ausreichender Genauigkeit berechnet. Der Sensorprototyp wird mittels einer Simulation des aktiv gelenkten Radpaars in verschiedenen Testszenarien validiert. Mit zusätzlichen Hardware-in-the-loop-Versuchen wird gezeigt, dass das Sensorkonzept für die mechatronische Spurführung eignet ist.


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    Title :

    Sensorkonzept zur direkten Bestimmung von Zustandsgrößen an aktiv gelenkten Fahrwerken für Straßenbahnen


    Contributors:
    Jost, Franz (author)

    Publication date :

    2020



    Type of media :

    Miscellaneous


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    German