Adams Chassis programı ile SUV araç modellenmesi ve eş zamanlı simülasyon yardımı ile aktif güvenlik sistemleri tasarımı
SUV vehicle modelling with adams chassis program and active safety systems design using cosimulation
Yazar: MEHMET EREN UYANIK
Danışman: DOÇ. DR. BİLİN AKSUN GÜVENÇ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Otomotiv Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Araç dinamiği araçların yol yüzeyine bağlı beş ana özelliği ile ilgilenir. Bu özelliklerin her biri alt özellik olarak isimlendirilen; kontrol edilebilirlik, yol tutuşu, sürüş konforu, gövde hareketleri ve frenleme kabiliyetidir. Aracın süspansiyonunda yapılan her değişiklik bütün bu özellikleri etkilediği gibi, direksiyon sisteminde yapılan değişiklikler de hem kontrol edilebilirlik hem de yol tutuşu özelliklerinde değişiklik yaratacaktır. Dolayısı ile araç dinamiğinde en büyük zorluk özelliklerin tekil karmaşıklıklarından çok bu özelliklerin birbirleri arasındaki etkileşimin karmaşıklığıdır.Günümüzde Avrupa marketinde araçların daha geniş bir iç hacme ve çok amaçlı kullanıma sahip olması talep edilmektedir. Bu taleplerle araçlar büyümekte ve sürüş yüksekliği, ağırlık merkezi ve ağırlık değerleri yükselmektedir. B, C ve D sınıfı araçların ebatları genişlemekte ve SUV araçların pazardaki paylarını gittikçe arttırdıkları görülmektedir. Daha yüksek ağırlık merkezi ile geniş iç hacim avantajını, iz genişliğini değiştirmeden kullanmak ve bunu tipik B sınıfı araç özelliklerinden ödün vermeden sağlamak hassas ve titiz çalışmalar gerektirir.Yüksek ağırlık merkezi ve ağırlıkdan doğan problemleri B sınıfı araçların istenen özelliklerinden ödün vermeden çözebilmek, uzun ve zorlu çalışmalar gerektiren bir iştir.Araçların kinematik özelliklerinin yetersiz kaldığı durumlarda, Elektronik Stabilite Kontrolü (ESC), Aktif Devrilme Kontrolü (RSC), Aktif Yönlendirme (Active Steering) veya Aktif Viraj Denge Çubuğu (Active Anti-Roll Bar) gibi aktif güvenlik sistemleri kullanılarak konfor bozulmadan aradın yol tutuşu ve devrilme direnci geliştirilebilir.Konu aktif güvenlik sistemleri olduğunda, geliştirme aşamasında kullanılabilecek, döngüde yazılım kullanımı (Software in the Loop) ve döngüde donanım kullanımı (Software in the Loop) olmak üzere iki yöntem vardır. Bu tezde döngüde yazılım kullanımı yapılmış ve bu iş için ADAMS ve SIMULINK programları eş zamanlı olarak kullanılmıştır.Sonuçlar incelendiğinde görülmektedir ki, iyi yapılandırıldığında en iyi sonucu veren aktif güvelik sistemi, aktif devrilme kontrolü ile aktif arka aks yönlendirme kontrollerinin birleştirilmesi ile elde edilmektedir. Aktif arka aks yönlendirme kontrolünün, ESC ye göre en büyük avantajları, aracı yavaşlatmaya gerek kalmadan manevra kabiliyetini arttırması ve devreye girdiğinde sürücüye rahatsızlık vermemesidir.

Abstract:
Vehicle Dynamics is concerned of 5 attributes which are dependent on the road surface. These sub attributes, controllability, road holding, comfort, body motions and braking, can be grouped in to two main attributes which are control and isolation. Every modification on the vehicle suspension may affect all the attributes of the vehicle. The modification on the steering system affects only control attributes however may cause the need to retune the suspension afterwards. So the most important dilemma at vehicle Dynamics is not the complexity of the systems but the interaction between them.Today, the vehicles in the European market are getting bigger and more suitable to mutlipurpose usage due to market demands. This causes the center of gravity, ride height and weight to higher as well. B, C and D class vehicles are getting bigger to chop a share from the growing market for large vehicles. On the other hand the SUVs are just born to be large.It is a challenging work to overcome the problems caused by higher center of gravity and increased weight while trying to conserve the desired abilities of a B car.When the limits of the kinematic improvement are achieved, the stability can be improved using active safety systems like Electronic Stability Control (ESC), Roll Over Control (RSC), Active Steering and Active Anti-Roll Bar without causing degredation on comfort.While developing an active safety system, the most commonly used methods are ?Software in the Loop? (SIL) and ?Hardware in the Loop? (HIL) systems.In this thesis, SIL has been used to develop the active safety systems. The software used for cosimulation are MATLAB and ADAMS CHASSIS.The simulation results show that, usage of rear active steering system along with RSC is the best choice for SUV vehicles with a twist beam rear suspension. The advantage of active rear steering compared to ESC is the smoothness of the interventions and the ability to direct the vehicle to desired path without slowing it down.