Mechatronische Systeme im Automobil I

Mechatronische Systeme im Automobil I Steigende Anforderungen an Komfort und Sicherheit von Kraftfahrzeugen bedingen eine zunehmende Integration verschiedener mechanischer und elektronischer Subsysteme und Komponenten und deren Zusammenwirken. Auf diese Weise wird die Funktionsvielfalt erhöht. Zwangsläufig entwickeln sich so mechatronische Systeme von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung. Mechatronik: Die Mechatronik beschäftigt sich interdisziplinär mit dem Zusammenwirken mechanischer, elektronischer und informationstechnischer Systeme. Ein elektronisches System wirkt aufgrund von Meßgrößen und der von außen kommenden Führungsgrößen in steuerndem und regelndem Sinne auf den mechanischen Prozeß ein. Wenn dann das mechanische und elektronische System zu einem untrennbaren Gesamtsystem verschmelzen, entsteht ein integriertes mechanisch-elektronisches System. Solche integrierten Systeme werden zunehmend als -mechatronische Systeme- bezeichnet, die dadurch charakterisiert sind, daß Prozeß und elektronisches System als räumlich und funktionell integriertes Gesamtsystem zu betrachten ist. Mechatronik im Automobil: Nicht erst seit der Einführung des vollautomatischen Notbremsassistenten von DaimlerChrysler im Actros wird offensichtlich, daß Innovationen in der Automobiltechnik ohne Elektronische Komponenten undenkbar sind. Diese innovativen Systeme zeichnen sich zumeist dadurch aus, daß die Elektronik Automatisierungs- und Regelungsfunktionen mechanischer Komponenten übernimmt. In den wesentlichen mechanischen Subsystemen im Fahrzeug Fahrwerk, Triebstrang und Kabinenbereich werden die mechanischen Systeme immer mehr von Elektronik überwacht, gesteuert und geregelt. In Zukunft werden sie möglicherweise sogar mehr oder weniger autonom betrieben. Funktionale Verbesserungen, die durch die Einführung der Elektronik und das Zusammenwirken mit der Mechanik und der Informationstechnik möglich werden, treiben die Innovation auf dem Gebiet der Mechatronik in Kraftfahrzeugen voran, da der Wunsch nach erhöhtem Komfort, nach Steigerung der Sicherheit und Zuverlässigkeit auf andere Weise nicht erfüllt werden könnte. Die Forderungen der Gesetzgeber nach umweltfreundlicher Mobilität sowie deren Sicherheitsvorgaben sind ebenfalls nur so zu realisieren. Aktoren und Sensoren wirken mit der Informationsverarbeitung zusammen, um verbesserte und individuell einstellbare Fahreigenschaften zu erreichen oder reduzierten Treibstoffverbrauch bei geringen Abgasemissionen zu erzielen. Alle diese Fortschritte stehen unter der Restriktion, bei geringsten Herstellkosten in begrenztem Bauraum realisiert werden zu können. Vielleicht sind die Fahrwerkssysteme die bekanntesten mechatronischen Systeme im Automobil. Bereits Ende der 1970er Jahre wurde das Anti-Blockier-System (ABS) in Serien-PKW eingeführt. Das elektronische Stabilitätsprogramm bereits seit Mitte der 1990er Jahre. Beide sind mittlerweile – zumindest im westlichen Europa – selbst aus den meisten Kleinfahrzeugen nicht mehr wegzudenken. Andere solcher mechatronischen Systeme wurden ohne großen Medienaufwand nahezu unmerklich in die Großserie eingeführt. Hierzu zählen elektronische Drosselklappen und die verschiedensten Einspritz- und Abgasnachbehandlungssysteme. Im Rahmen der Vorlesung -Mechatronische Systeme im Automobil- werden anwendungsbezogen die wesentlichen mechatronischen Systeme vorgestellt. Deren Verständnis wird leicht, da zunächst die Grundlagen vermittelt werden: Hydraulische und pneumatische Systeme und deren Komponenten, Sensoren und die notwendige Signalverarbeitung. Fahrzeugbau (Automotive Engineering), Bachelor, PO 2008 Universität Siegen SoSe 2010 Dr.-Ing. Müller Axel Ing