Reifenmodellierung in der Unfallrekonstruktion

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2016, pp. 300 – 307 (#9)

Wie werden die spezifischen Reifeneigenschaften der beteiligten Fahrzeuge in der Unfallrekonstruktion abgebildet? Der Reifen ist das Kontaktelement zur Fahrbahn und beispielsweise in der postkollisionären Auslaufphase mit entscheidend für die Fahrzeugbewegung. Mangels verfügbarer Messungen müssen in der täglichen Rekonstruktionspraxis meist mit Schätzwerten gefütterte Näherungsmodelle Verwendung finden. Dieser Beitrag liefert deshalb eine handliche Übersicht verschiedenster Reifenkennfeld-Messungen sowohl von Longitudinal- als auch Lateraleigenschaften. Die Bandbreite der Messungen gibt dem Rekonstrukteur für die Vorwärtsrechnung Hinweise zur Eingrenzung der Kraftübertragungseigenschaften in der Simulation eines konkreten Unfalls. Die wesentlichen Auswirkungen unterschiedlicher Kennlinien auf die Fahrdynamik werden abschließend auch an einem Simulationsmodell diskutiert.


Tyre Modeling in Accident Reconstruction
How are the specific tyre properties of involved vehicles represented in accident reconstruction? The tyre contact patch is the linking element to driving surface and essential for the vehicular trajectory regarding e.g. the post-collisionary run-out. In the absence of available measurements, approximation models fed with estimated values have to be applied. This contribution therefore deals with manageable overview of different tyre characteristic measurements in longitudinal and lateral direction. The spread of measurements provides indications to the analyst regarding the localization of properties of force transmission in simulation of a concrete accident. The main consequences of different head curves onto driving dynamics are finally discussed also by means of a simulation model.

Zitat

Fürbeth, U.: Reifenmodellierung in der Unfallrekonstruktion. Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 54 (2016), pp. 300 – 307 (#9)

Inhaltsangabe

Der Autor passt die Parameter des TMeasy-Reifenmodells an Reifenkennlinien aus verschiedensten Quellen an. Auf diese Weise ermittelt er die in Betracht zu ziehende Bandbreite dieser Parameter. Anschließend werden Brems-Auschweich-Manövern mit PC-Crash simuliert, mit jeweils gleichen Stellsignalen (Ausgangsgeschwindigkeit, Lenkradwinkel und Bremspedalkraft). Dabei ergeben sich je nach Reifenkennlinie unterschiedliche Bewegungskurven und Endlagen.

Errata

Die Veröffentlichung orientiert sich an der dem Unfallanalytiker geläufige Definition des Bremsschlupfes\[ \lambda = \frac {v - \omega \, r} v \] mit v als Längsgeschwindigkeit und ω r als Radumfangsgeschwindigkeit. (Zweite Gleichung im Beitrag, hier mit umgekehrtem Vorzeichen, sodass es zu der Darstellung in den Diagrammen passt.)

TMeasy bezieht des Schlupf jedoch auf die Radumfangsgeschwindigkeit\[ \lambda' = \frac {v - \omega \, r} {\omega \, r} \] sodass\[ \lambda' = \frac \lambda {1 - \lambda} \] bzw.\[ \lambda = \frac {\lambda'} {1 + \lambda'} \] gilt. Dies »verzerrt« die x-Achse des Schlupfdiagrams insbesondere bei höheren Schluipfwerten. Der Standardwert für den Übergang ins Gleiten λ' = 0,5 entspricht lediglich λ = 0,33. Die von TMeasy verwendete Definition nennt sich auch Antriebsschlupf.

Bei Bild 1 handelt es sich um vom Autor digitalisierte Schlupfkurven aus unterschiedlichsten Quellen, ohne dass klar wird, welche Kurve aus welcher Quelle stammt und welche Definition in der jeweiligen Quelle verwendet wird. Die exemplarische Überprüfung der Definition in Quelle [6] (Gnadler, R.; Unrau, H.-J.; Fischlein, H.; Frey, M.: Ermittlung von μ-Schlupf-Kurven an Pkw-Reifen. FAT-Schriftenreihe Nr. 119, 1995) ergab, dass dort tatsächlich der Bremsschlupf verwendet wurde. Es wäre jedoch zu prüfen, ob dass in allen verwendeten Quellen der Fall ist. Wäre das der Fall, so wäre nur die x-Achse (Schlupfachse) des Diagramms mit obigen Gleichungen umzurechnen.

Bei den Parameterangaben wären λmax und λgleit gemäß obiger Gleichungen umzurechnen. Die Anfangssteigung bei λ = 0 bliebe hingegen, wie sie ist.

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Weitere Infos zum Thema

  • SAE 2009-01-0102 Tire Models for Vehicle Dynamic Simulation and Accident Reconstruction