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Thermodynamische Reifensimulation in Echtzeit

Flavio Farroni, der CEO und Mitgründer des Start-ups MegaRide, stellt dessen Simulationstechnologie vor und erläutert, wie sein thermodynamisches Reifenmodell den Fahrzeug- und Reifenherstellern ebenso wie Rennteams, ADAS-Entwicklern und anderen eine Fülle bisher unsichtbarer Daten liefern kann.

Was sind MegaRide und thermoRIDE?
Das Unternehmen MegaRide ist ein Ableger der Forschungsgruppe Fahrzeugdynamik an der Universität Neapel. Die wichtigste Eigenschaft unserer Technologien ist die Fähigkeit, die Physik der Reifen/Straße-Wechselwirkungsphänomene durch analytische Formulierungen zu analysieren und nachzubilden. Darüber hinaus können wir diese Simulationen in Echtzeit durchführen.

Das Modell thermoRIDE zielt auf die energiebasierte Auswertung der Temperatur in jeder Schicht einer Reifenstruktur ab. Es eignet sich für die Analyse thermodynamischer Phänomene, kann aber auch in Echtzeit auf einer CPU oder einem Fahrsimulator laufen, um die Zuverlässigkeit der Daten und die Korrelationen der Leistung in Reifenentwicklung und Motorsport zu verbessern.

Was sind die wichtigsten Anwendungsbereiche?
Es ist einfach nicht möglich, die Temperaturentwicklung der verschiedenen Schichten eines Reifens in Bewegung fortlaufend zu messen. Diese Informationen können aber in zahlreichen Anwendungen von großem Nutzen sein. Ihre Simulation ist daher eine gute Alternative.

Bei der Entwicklung hochwertiger Straßen- und Rennfahrzeuge bedeutet der Besitz dieser Informationen, dass Entwicklungsteams den optimalen thermischen Arbeitsbereich für eine bestimmte Spezifikation genau bewerten können. In der Reifenindustrie bedeutet er, dass sich die geeignete Wahl der Werkstoffe, Stärken und Anordnung schon in der Konstruktionsphase vorhersagen lässt, sodass die Ingenieure spezifische Zielvorgaben festlegen können.

Bei der Entwicklung von Straßenfahrzeugen vereinfacht das Vorliegen dieser Temperaturdaten den Dialog zwischen OEMs und Reifenherstellern und verringert den Umfang der erforderlichen Tests. In der Welt der Fahrsimulationen ermöglichen diese Daten ein genaueres Modell, sodass der Benutzer unter genau den thermischen Bedingungen fahren kann, die an einem bestimmten Ort und unter bestimmten Grenzbedingungen zu erwarten sind – mit dem richtigen Fahrgefühl und den genauen, durch die Temperaturentwicklung verursachten Veränderungen von Grip, Steifigkeit und Abnutzung.

Was sind die bedeutendsten jüngsten Verbesserungen des Modells?
Da wir ein Ableger der Universität Neapel sind, kommen wir aus der Forschung und das hilft uns sehr dabei, neue und immer detailliertere Merkmale zu entwickeln. Vor Kurzem haben wir die Diskretisierung des Modells in die seitliche Richtung gebracht, was für Motorräder und lokale Analysen von entscheidender Bedeutung ist. Das Modell unterstützt bis zu 16 Rippen und kann überwiegend in Echtzeit funktionieren.

Außerdem ist das Modell in der Lage, die fortschreitende Verringerung der Lauffläche durch Abnutzung und die daraus entstehenden erheblichen Auswirkungen auf die thermische Dynamik physikalisch zu reproduzieren. Die bisher interessantesten Ergebnisse haben unsere Partner erzielt, die thermoRIDE mit dem MF-evo-Modell adheRIDE gekoppelt haben. Diese Kombination ermöglicht die Analyse der Korrelation zwischen Reifentemperatur und Viskoelastizität auf hohem Niveau, was sich auch auf die Vorhersage des Grips auswirkt.

Wie konnte das Team Ducati MotoGP hier einen Beitrag leisten?
Wie bei all unseren Motorsportpartnern in der F1, Formel E, WEC, DTM und anderen GT-Rennserien hat die Zusammenarbeit mit einem MotoGP-Team die Genauigkeit und Vorhersagbarkeit des Modells wirklich enorm erhöht. Der hohe Sturzwinkel, der für Motorradanwendungen erforderlich ist, die Mehrstoff-Laufflächen und die hohe Energiemenge, die beim Rennen vom Reifen absorbiert wird, haben unser Team dazu angetrieben, in verfeinerte Modellierungsmethodologien zu investieren. Dies hat zu fortlaufend verbesserten Versionen geführt, die mit mehreren Simulationsplattformen kompatibel sind.

Wie geht es weiter?
MegaRide ist ein Start-up-Projekt und wächst sehr schnell. Das Team und die Einnahmen haben sich in den letzten zwei Jahren verdreifacht und so können wir mit verschiedenen wichtigen Partnern eine große Vielfalt an Projekten in der Analyse, Modellierung und Simulation von Reifen verfolgen. Vor Kurzem haben wir mit der Arbeit an luftlosen Reifen, humaner Telemetrie und Software für Sensorreifen begonnen. Wir sind also immer auf dem neuesten Stand, was technische Trends in der Reifenbranche angeht. Unser Entwicklungsplan beinhaltet auch das Portieren unserer Technologien auf die Bordsysteme in Fahrzeugen. Dadurch können unsere Modelle Gripwerte in Echtzeit – abhängig von Temperatur, Abnutzung und Straßenbedingungen – an andere Systeme liefern, die sie für Fahrzeugsteuerungen, ADAS und autonomes Fahren verwenden können.

Die Präsentation von Herrn Farroni ist Teil des Themenbereichs Modellierung von Reifen, Fahrzeug und Straße an Tag 2 der Konferenz. Sehen Sie sich hier das gesamte Konferenzprogramm an.

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