OTAM BULTEN-aralık

SAYI 5
ARALIK 2009
OTAM AYLIK BÜLTEN
OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ
ARAŞTIRMA GELİŞTİRME
SAN. ve TİC. A.Ş.
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
OTOMOTİV SANAYİİ DERNEĞİ
TAŞIT ARAÇLARI YAN SANAYİİ DERNEĞİ
ULUDAĞ İHRACATÇILAR BİRLİĞİ
Önsöz
D
eğerli okurlarımız, bültenimizin beşinci sayısını da sizlere ulaştırmış olmaktan gurur duyuyoruz. 2009 yılını özellikle Otomotiv Sektörün‐
de yaşanan kriz ve sıkıntılarıyla arkamız‐
da bırakıyoruz. Önümüzdeki yıl ile ilgili beklentiler yine zorlu mücadelelerle dolu görünmektedir. Ancak bitirdiğimiz yılın belirsizlik ve iş kaybetme ağırlıklı karakterinin yerini toparlanma ve yeniden yapılanmaya bırakması kuvvetle olasıdır. katılacakları yarışmalarda başarı kazanmalarını diliyor ve kendilerini destekliyoruz. 2010’un hepimize başarı ve esenlik getirmesini diler, OTAM ekibi olarak yeni yılınızı kutlarız. Saygılarımla. Prof.Dr. Ali G. GÖKTAN OTAM Y.K.Bşk. ‐ Gn.Koordinatör Sektör, Teknoloji Üretimi ve Ar‐Ge’ye yöneliş hızını düşür‐
müş olsa da özellikle yılın son aylarında yeniden canlanma eğilimleri göstermesi umut vericidir. Sektörün bu konudaki gelişiminde bütün paydaşlarımızla birlikte yapıcı ve teşvik edici bir rol üslenmeye devam ediyoruz. Yoğun olarak sür‐
dürmekte olduğumuz Ar‐Ge, Analiz, Test, Eğitim ve Alt Yapı projelerimiz paralelinde OTAM yürütücülüğünde sürdürdü‐
ğümüz Otomotiv Teknoloji Platformu (OTEP) ile ilgili çalış‐
malarımız bütün hızıyla devam etmekte olup 2010 yılı orta‐
larında sektörün Teknoloji ve Ar‐Ge çalışmaları için ayrıntılı bir Vizyon ve Stratejik Araştırma Planı ortaya konulacak ve dinamik olarak izlenebilmesi için gayret gösterilecektir. Bültenimizin bu sayısında otomotiv konusundaki Ar‐Ge ye‐
teneklerimizin tanıtımına devam ediyoruz. İTÜ Otomotiv Laboratuvarları akademisyenlerimizden Dr. Müh. Orhan ATABAY “Otomotiv Sürüş Simülasyonu Olanaklarımız” konusunda bilgi vermektedir. Ürün geliştir‐
mede sanal ortam ve simülasyonun giderek daha fazla ağır‐
lık kazandığı günümüzde tanıtılan bu yeteneğimizin de öneminin artacağı görüşü hakimdir. İTÜ Makine Fakültesi akademisyenlerinden Prof.Dr. Levent GÜVENÇ, yürütücüsü olduğu MEKAR Mekatronik Araştırma Laboratuvarını yetenek ve faaliyetleri ile tanıtmaktadır. MEKAR, özellikle hibrid ve elektrikli taşıtlar konusunda ger‐
çekleştirdiğimiz projelerde OTAM’la birlikte uyum içinde çalışmış ve çalışmaları yoğun olarak süren, İTÜ’nün önemli bir birimi olup, ileriye dönük ortak projeler için yeni başvu‐
rular da yapılmış, sonuç alınması beklenmektedir. İTÜ’nün otomotiv konusundaki öğrenci projelerinden “İTÜ Formula SAE” çalışmaları, ekip tarafından tanıtılmış olup bu grubun hazırlıklarını tamamlamak üzere olduğu araç ile İÇİNDEKİLER
Önsöz
Sürüş Simülasyonu Araştırma Olanaklarımız
MEKAR Mekatronik Araştırma Laboratuvarı
İTÜ Formula SAE
1
2
4
7
OTAM AYLIK BÜLTEN
Otomotiv Sürüş Simülasyonu Araştırma Olanaklarımız
Dr. Müh. Orhan ATABAY (*)
O
tomotiv sektöründe model çeşitliliği ve ürün karmaşıklığı her geçen gün artmakta, buna karşın AR‐GE maliyetleri ve har‐
canan zaman azaltılmaya çalışılmakta‐
dır. Bu süreçte gerçek prototiplerin hazırlanıp denenmesi ile oluşan yük‐
sek maliyet ve harcanan fazla zaman çok dikkat çekmektedir. Taşıt özelliklerinin, sürücülerin, yolcu‐
ların, yayaların ve diğer tüm trafik pay‐
daşlarının memnuniyetine göre opti‐
mize edilmesi çok karmaşık bir teknik problem haline gelmiştir. Araştırma ve geliştirme çalışmaları için yapılan yük‐
sek yatırımların bir gereği olarak, taşıt‐
ların pazardaki satış başarısı, henüz AR
‐GE sürecinde garanti altına alınmaya çalışılmaktadır. Mevcut bu karmaşık, maliyetli ve za‐
man alıcı durumdan çıkış yolu, tüm yol ve hatta laboratuvar testlerinin müm‐
kün olduğunca hesaplama platformla‐
rına (bilgisayarlara) taşınmasından geçmektedir. Bilgisayarların ve yazı‐
lımların kurulması ve işletilmesi, ger‐
çek prototip ve test çalışmalarına göre çok daha kolay ve az maliyetlidir. Bilgi‐
sayar destekli hesaplama, başarı olası‐
lığı yüksek olan (konstrüktif) seçenek‐
lerin ön elemeye tabi tutulmasında rahatlık sağlamaktadır. Ancak yine de henüz pek çok alt konuda fiziksel ola‐
yın karmaşıklığı sebebi ile ölçümleri tamamen saf dışı bırakıp, bilgisayar başında tasarım sürecini tamamlamak mümkün olamamaktadır. Seyir dinamiği kavramı “sürücü‐taşıt‐
çevre kapalı kontrol çevrimi” öğeleri‐
nin beraberce davranışı anlamına ge‐
lir. Bu “çevrimde” temelde frekansı 5 Hz’e kadar olan değişimler rol oynar. Bu frekansların üzerinde kabaca 20 Hz’e kadar, örneğin direksiyon sistemi darbe davranışı, Shimmy hareketleri gibi efektler incelenebilir. Taşıt düşey dinamiği de beraber düşünüldüğünde 30 Hz’e kadar çıkılabilir. “Seyir dinamiği” adı verilen bu araştır‐
ma bölgesinde aks aralığı, iz genişliği, ağırlık merkezinin konumu, aerodina‐
mik özellikler gibi taşıtın konsepti ile ilgili temel kavramlar, pnömatik lastik tekerlek özellikleri, tekerlek asılış sis‐
temi özellikleri (aks çerçeveleri, askı kolları, yaylar, sönümleyiciler ve burç‐
lar), tekerlek ve gövde hareketlerini kontrol eden ABS, ASR ve ESP gibi kontrol sistemleri rol oynarlar. Seyir dinamiği incelemelerinde “sürücü‐taşıt‐çevre kapalı kontrol çev‐
rimi”’nin öğeleri bir etkileşim içinde‐
dir. Sürücünün, taşıta seyir esnasında‐
ki etkilerini, taşıtın kendi tasarım para‐
metrelerine bağlı yapısından doğan tepkileri izler. Sürücü taşıta, direksiyon sistemi, motor (tahrik makinası) ve fren sistemi ile kumandaeder. Bu es‐
nada, taşıt hareket büyüklüklerini (konum, hız ve ivmeler) olmaları gere‐
ken değerlerde tutar, seyir ödevini (rotayı) ve karayolu yapısını (haritayı) bilerek davranır. Taşıtının seyir özellik‐
lerini (tecrübe), trafik kurallarını ve aktüel trafik durumunu dikkate alır. Yorgunluk, alkol, ilaç gibi hususların ve psikolojik durumunun etkisinde kalır. Sürücü davranışlarına, sürücünün ken‐
di vücuduna dair atalet ve kumanda kuvvetleri de etki ederler. Çevre şart‐
ları (zemin özellikleri, yan rüzgarlar gibi) da sistemin davranışında etkin roller oynarlar. İncelenecek senaryonun kapsamına göre kurulabilecek “taşıt seyir dinami‐
ği simülasyon modelleri”, konuyu bilgi‐
sayar ortamına taşırlar. Bu modeller bir ülkenin, bir bölgenin ya da sadece bir karayolunun virtüel oluşumlarıdır. “Makro” simülasyonlar karayolu ağları üzerindeki trafik akımlarını incelerler ve karmaşık bir boru şebekesinde akan 2
akışkan teorisini temel alarak tasarla‐
nırlar. “Mikro” simülasyonlar ise sade‐
ce az sayıda taşıtın belirli bölgelerdeki davranışını mümkün olduğu kadar bireysellikleri de hesaba katarak ince‐
lemeye çalışırlar. Daha çok otomotiv mühendisliğinin konusu olan seyir dinamiği simülasyonları (sürüş simü‐
lasyonları) ise bu sınıflandırmada mikroskopik‐altı (sub‐mikroskopik) simülasyonlarıdır. Günümüzde aktüel olan analitik tipteki sürüş simülasyonlarında taşıtın dina‐
mik denklemleri hesabın çatısını oluş‐
tururlar. Bu denklemler içlerinde doğ‐
rudan zaman ve yol ilişkilerini içerirler ve belli pasajlar için entegre edilirler. İTÜ Makina Fakültesi Otomotiv Laboratuvarlarında 1998 yılında başla‐
yan bir projeler zinciri sürecinde bir sürüş simülasyonu yazılımı ve bu yazı‐
lımı temel alan sabit platformlu bir sürüş simülatörü geliştirilmiştir. Bu simülatör, yazılımı ve donanımı ile laboratuvar ortamında taşıt sürüşünü taklit etmeye çalışarak, taşıt tekniği ile ilgili çok yönlü araştırmalara imkan tanıyan teknik bir sistemdir. Sistemin başlıca avantajları istenen detay sevi‐
yesinde, tehlikesiz, aşınmasız, nere‐
deyse maliyetsiz, şartları ve paramet‐
releri kontrollü olarak rahatlıkla değiş‐
Sürüş Simülatörü Görüntüsü (Sürüm 1.0) tirilebilir ve kaydedilebilir, izole para‐
metre etüdlerine imkan veren ve tek‐
rarlanabilirlik özellikleri mükemmel sürüş deneylerine imkan vermesidir. Belirli seyir manevraları için doğrulan‐
mış bir taşıt modeli üzerine kurulmuş OTAM AYLIK BÜLTEN
Otomotiv Sürüş Simülasyonu Araştırma Olanaklarımız
olan sistem, tüm alt öğeleri ile C++ programlama dilinde oluşturulmuş bir bilgisayar koduna dayanmaktadır. Kişi‐
sel bilgisayar tabanlı olarak geliştirilen yazılım, bir sürüş simülatörünün temel öğeleri olan görüntü, ses ve sürücü arayüzü için Microsoft DirectX® kütüp‐
hanelerinden destek almaktadır. Çevre senaryolarının oluşturulması için AutoCAD® yazılımı kullanılabilmekte ve programlanabilecek parkur uzun‐
lukları için pratikte bir sınır bulunma‐
maktadır. Sistem üzerindeki en son geliştirme projesi 2008 yılında Almanya Braunschweig Teknik Üniversitesi Taşıt Tekniği Enstitüsü ile ortak olarak ger‐
çekleştirilmiştir. Bu kapsamda simüla‐
tör gerçek bir taşıt ile CAN üzerinden bağlanarak, bir “Şeritten Ayrılma Uya‐
rısı” (Lane Departure Warning) sistemi Sürüş Simülatörü Görüntüsü (Sürüm 2.0 – Formula 1 Senaryosu) uygulaması yapılmıştır. Bu uygulama‐
da, gerçek zamanlı olarak simülatör görüntüsünden şerit algılaması yapıla‐
rak, sürücüye şerit takibi konusunda destek olacak algoritmaların demons‐
trasyonu ve incelemesi yapılmıştır. Sistem bu haliyle Almanya/Münih’te yapılan FISITA 2008 Dünya Otomotiv Kongresi’nde sergilenmiştir. Özgün sürüş simülasyonu yazılımı ge‐
liştirme çalışmalarına paralel şekilde, İTÜ Makina Fakültesi Otomotiv Laboratuvarlarında ticari taşıt dinamiği simülasyon yazılımı uygulamaları da 10 yılı aşkın zamandır sürmektedir. Seyir simülasyonu grubunun örneğin MSC.ADAMS yazılımı kullanarak orta‐
Sürüş Simülatörü Uygulaması (Sürüm 3.0 – FISITA 2008 Dünya Otomotiv Kongre‐
si) ‐ (Sürüş Simülatörü yazılımı İTÜ Ekibine, Gerçek Taşıt ve Fuar Standı Braunschweig Teknik Üniversitesi Taşıt Tekniği Enstitüsü’ne aittir.) ya çıkardığı çalışmalar arasında, gerek akademik amaçlarla yapılan seyir dina‐
miği modelleri, gerekse bazı taşıt üre‐
ticileri ile beraber yapılmış olan “taşıt+deney standı” düşey dinamik modelleri mevcuttur. Projelerde ge‐
rekli görülen aşamalarda ADAMS ve MATLAB yazılımları beraberce çalıştırı‐
larak (Co‐Simulation) parametre etüdleri ve optimizasyonlar yapılmış‐
tır. Grubun ayrıca Tesis/veDYNA ve IPG/CarMaker gibi yazılımlarda da pratik tecrübesi mevcuttur. 2010 ve 2011 yılı için planlanan çalış‐
malar arasında laboratuvarlarımızda bulunan özgün simülatörün ilave mo‐
düllerle (sürücü modeli uzaktan haber‐
leşmesi, otomatik pilot, geri planda çalışma, görüntüsüz çalışma gibi) do‐
natılması bulunmaktadır. MSC‐ADAMS ile “Taşıt + Deney Standı” Simülasyonu ‐ Düşey Dinamik (Bir Taşıt Üreticisi ile Ortak Proje) Simülatör geliştirme çalışmalarına paralel olarak kurulması planlanan simülasyon laboratuvarına bazı ilave ticari seyir dinamiği simülasyon yazı‐
lımları alınması planlanmıştır. Bünye‐
mizde bulunan mevcut bilgi birikimi eşliğinde, öğrencilerimizin bu konular‐
daki deneyimlerinin arttırılmasına çalı‐
şılacaktır. Sanayimizin de seyir dinami‐
ği, sürüş simülasyonu (alternatif tahrik sistemlerini de içerecek şekilde) ve yürüyen aksam geliştirme konuların‐
daki AR‐GE çalışmalarına katkı veril‐
mesi hedeflenmektedir. (*)
İ.T.Ü. Makina Fakültesi, Otomotiv Laboratuvarı MSC.ADAMS ile Seyir Dinamiği Simü‐
lasyon modeli 3
[email protected] OTAM AYLIK BÜLTEN
MEKAR Mekatronik Araştırmaları Laboratuvarı
Prof. Dr. Levent GÜVENÇ (*)
G
ünümüz yol taşıtları giderek sensörler, aktüatörler, bunları destekleyecek elektrik sistem‐
leri, elektronik kontrol üniteleri ve bu ünitelerdeki kontrol algoritması yazı‐
lımlarıyla mekatronik birer sistem hali‐
ne gelmektedir. Yol taşıtlarındaki en karmaşık algoritmalar aracın sürüş özelliklerinden ödün vermeden yakıt tüketimini ve emisyon seviyelerini azaltmaya çalışan içten yanmalı motor elektronik kontrol ünitesinde bulunur. ABS ve çekiş kontrol sistemini de bün‐
yesinde bulunduran ESP dinamik ka‐
rarlılık sistemi çok yakın bir gelecekte yeni araçlar için standart hale gelecek‐
tir. Adaptif seyir takibi içeren ACC sisteminin de yakın zamanda standart hale gelmesi beklenmektedir. Çarpış‐
ma ve devrilme engelleme, otomatik şerit takibi, yanal güvenlik ve gece görüşü gibi bir çok aktif güvenlik amaçlı sürüş destek sistemi halen satı‐
lan bazı araçlarda mevcuttur. Aracı tahrik etmek için içten yanmalı motor ile elektrik motorları birlikte kullanan hibrid elektrikli araçlar yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Tüm dünya‐
da içten yanmalı motor içermeyen elektrikli araçların sayısı da artmakta, yeni modeller geliştirilmektedir. En son yenilik olarak araçlar birbirleriyle ve yol altyapısıyla kablosuz iletişim ağları kullanarak haberleşmektedir. Bu haberleşmenin kullanıldığı kooperatif ACC sistemleri halen geliştirme aşama‐
sındadır. Yol taşıtlarıyla ilgili bütün bu gelişmeler yol taşıtlarına artık mekatronik sistem yaklaşımı ile bakıl‐
masını zorunlu kılmakta ve otomotiv alanında mekatronik ve kontrol algo‐
ritmalarının önemini arttırmaktadır. İTÜ Mekar laboratuarlarının ana amaçlarından biri bu otomotiv mekatronik sistemlerinin modellen‐
mesinde, donanım içeren simülasyo‐
nunda ve kontrolünde ileri seviyede araştırma çalışmaları yapmak ve bu araştırma çalışmalarını yapan sanayi kuruluşlarına üniversite‐sanayi işbirliği kapsamında destek vermektir. Mekar ismi faaliyet alanlarımızı iyi bir şekilde tanımlayan Mekatronik Araş‐
tırmaları ya da Mekatronik Araç ifade‐
lerinin kısaltılmış şeklidir. Mekar Araş‐
tırma Laboratuarları 1997 yılında İs‐
tanbul Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi bünyesinde kurulan küçük bir araştırma laboratuarının devamını oluşturmaktadırlar. Şu anda Mekar laboratuarlarının İTÜ Makine Fakültesi Gümüşsuyu binasında yaklaşık 90 m2 lik iki ofis ve laboratuar alanı, yaklaşık 15 m2 lik bir ofis alanı ve otonom araç çalışmalarının yürütüldüğü küçük bir atölyesi vardır. Mekar’ın en önemli projelerinden biri 2005‐2008 yılları arasında koordine ederek başarıyla bitirdiği AB 6. ÇP des‐
tekli AUTOCOM Otomotiv Kontrolü ve Mekatroniği Merkezi projesidir. Bu merkez halen Mekar bünyesinde üni‐
versite‐sanayi işbirliği faaliyetlerine devam etmektedir. AUTOCOM proje‐
sinde ikisi İTÜ dışından olmak üzere toplam beş öğretim üyesi, iki doktoralı araştırmacı, beş lisans üstü öğrencisi araştırmacı ve bir proje yönetim asis‐
tanı görev almışlardır. İTÜ Mekar’ın tek partner ve koordinatör olduğu bu projenin ana amacı Otomotiv Kontro‐
lü ve Mekatroniği Merkezi’nin: “aktif güvenlik sistemleri”, “içten yanmalı motor ve güç aktarma sistemlerinin modellenmesi, kontrolü ve donanım içeren simülasyonu” ve “hibrid elekt‐
rikli araçların modellenmesi ve kontro‐
lü” ana alanlarında araştırma kapasite‐
sini arttırması olmuştur. Otomotiv Kontrolü ve Mekatroniği Merkezi AB 6. ÇP projesi 13 uluslararası makale, 45 bildiri ve 2 kitap editörlüğü ve üç uluslararası çalıştay editörlüğü ile so‐
nuçlanmıştır. Proje grubu ayrıca 2007 4
IEEE Intelligent Vehicles Symposium başlıklı sempozyumu da 4 çalıştayı ve demo günüyle beraber İstanbul’da düzenlemiştir. Mekar laboratuarlarının içinde yer aldığı önemli projelerden bazıları Ford Otosan FOHEV‐I ve FOHEV‐II hibrid elektrikli Ford Transit araç projeleri ve DPT destekli Güvenli Sürüş projesi olmuştur. FOHEV projeleri kapsamın‐
da Mekar grubu hibrid elektrikli aracın ön tasarımı, modelinin oluşturulması ve simülasyonu, donanım içeren simü‐
lasyonu, güç yönetimi/rejeneratif frenleme/dur‐kalk/otomatik kavrama kontrol algoritmaları ve aracın perfor‐
mans değerlendirme testlerinde çalış‐
mıştır. Güvenli Sürüş projesi Sabancı Üniversitesi koordinatörlüğünde yürü‐
tülen bir projedir ve 2009 yılı sonunda bitecektir. Sabancı Üniversitesi ve İTÜ Mekar dışındaki partnerler OTAM, Koç Üniversitesi, Ford Otosan, Tofaş‐Fiat ve Renault olmuştur. Projenin amacı sürücü yorgunluğunun görüntü ve ses dahil sürücü sinyallerinin analizi ile saptanması ve sonrasında da gerekli sürücü uyarı ve destek sistemlerinin devreye girmesidir. Tam enstrüman‐
tasyonlu proje veri toplama aracı Uya‐
nık ile yaklaşık 30 km.lik bir rotada 110 denekten veri toplanmıştır. İTÜ Mekar, Güvenli Sürüş projesine veri toplama aracının oluşturulması; de‐
neylerle valide edilmiş araç modelinin oluşturulması; araç CAN hattı, GPS, IMU ve Lidar verilerinin toplanması; yorgun sürücü belirlendiğinde devreye girecek şerit takip sistemi; çarpışma, devrilme ve savrulma engelleyici kont‐
rol sistemlerinin geliştirilmesi konula‐
rında destek vermiştir. OTAM AYLIK BÜLTEN
MEKAR Mekatronik Araştırmaları Laboratuvarı
Otomotiv ile ilgili olan içinde yer aldı‐
ğımız önemli projelerin bir listesi, araş‐
tırma faaliyet alanlarımız ve bazı önemli araştırma altyapımız bu yazının sonunda bulunabilir. Otomotiv kontro‐
lü ve mekatroniği dışında Mekar Labo‐
ratuarlarında atomik kuvvet mikrosko‐
bu kontrolü, esnek mekanizmaların tasarımı/imalatı/kontrolü, otomasyon sistemleri ve helikopter otopilot kont‐
rolü gibi alanlarda da araştırma çalış‐
maları yapılmıştır ve yapılmaktadır. Sanayi ile ortak yaptığımız projeler ve tez çalışmaları sonucunda donanım olarak: Donanım içeren bir simülasyon (motor EKÜsü, ESP EKÜsü, elektronik direksi‐
yon sistemi, fren sistemi bağlanabili‐
yor) sistemi, İki sabit tabanlı sürüş simülatörü (elektrikli ve hibrid elekt‐
rikli araç, aktif güvenlik sistemleri, kamera) ve yazılım olarak: bir Simulink araç modelleri kütüpha‐
nesi, içten yanmalı motor elektronik kontrol ünitesi sinyal analizi yazılımı, optimal süspansiyon karakteristiği belirleme yazılımı oluşturulmuştur ve başka çalışmalarda da kullanılabilmek‐
tedir. Donanım içeren simülasyon sis‐
temi kullanılarak ESP homologasyon testlerine yardımcı olunabilmektedir. Mekar laboratuarları Eylül 2011’de Helmond Hollanda’ da yapılacak olan Grand Cooperative Driving Challenge (GCDC) başlıklı birbiriyle ve yol altyapı‐
sıyla iletişim kuran otonom araç yarışı‐
na katılmayı planlamaktadır. Bu yarış‐
maya katılım ile yeni araştırma alanı‐
mız olan araçlar arası iletişim ve bura‐
dan gelen bilginin araç güç yönetimi ve aktif güvenlik sistemlerinde kullanı‐
mında daha üst bir seviyeye ulaşmayı planlıyoruz. Şu andaki laboratuar ekibimizde dört öğretim üyesi, bir doktoralı araştırma‐
cı, bir çok doktora ve yüksek lisans öğrencisi (Makina, Mekatronik, Kont‐
rol, Elekrik‐Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği mezunu) bulunmakta. OTAM ve İTÜ Makina Fakültesi Oto‐
motiv Laboratuvarı ile işbirliği içinde çalışmaktayız. İTÜ içi ve İstanbul’daki diğer üniversitelerdeki öğretim üyele‐
riyle gerektiğinde proje bazlı ortak araştırma çalışması yapabilmekteyiz. Mekar laboratuar ekibi olarak İTÜ’de lisans ve lisans üstü seviyede otomotiv kontrolü, mekatronik bileşenler, mekatronik modelleme ve simülasyon ve mekatronik kontrol ve tasarım ko‐
5
nularında beş değişik ders veriyoruz. Ekibin iki öğretim üyesi IFAC Otomotiv Kontrolü ve Mekatronik teknik komi‐
tesi ve bir üyesi de IEEE Otomotiv Kontrolü teknik komitesi üyesidir. Bir öğretim üyemiz AB 7. ÇP Transport program komitesi çalışmaları için ulu‐
sal uzman olarak görev yapmakta, bir diğeri de ICT tematik alanı için ulusal uzman olarak önerilmiş durumdadır. Ekip öğretim üyeleri AB 6. ÇP ve AB 7. ÇP çağrılarında otomotiv kontrolü ve mekatroniği ile ilgili alanlarda proje izleyiciliği ve hakemlik yapmış ve yap‐
maktadır. Otomotiv kontrolü ve mekatroniğinde sizlerle ortak çalışmalar yapmaktan mutluluk duyacağız. (*)
İ.T.Ü. Makina Fakültesi, MEKAR Laboratuvarları Yöneticisi [email protected] OTAM AYLIK BÜLTEN
MEKAR Mekatronik Araştırmaları Laboratuvarı
Otomotivle İlgili Araştırma Faaliyet Alanları: Mekatronik Sistemlerin Kontrolü Araç Dinamiği ve Kontrolü Süspansiyon sistemi optimizasyonu Aktif, Yarı‐Aktif süspansiyon sistem‐
leri, aktif gövde kontrolü Aktif direksiyon sistemleri, elektro‐
nik direksiyon, drive‐by‐wire Araç dinamiği simülasyonu, simülas‐
yon modelleri, model validasyonu Adaptif Seyir Sistemleri ve Dur‐Kalk Sistemleri Araç aktif güvenlik sistemleri (ESP, devrilme engelleme, çarpışma en‐
gelleme, otomatik şerit takibi, oto‐
matik park etme) İçten yanmalı motor ve güç aktarma organlarının modellenmesi ve kont‐
rolü Dizel motor elektronik kontrol ünite‐
sinin donanım içeren simülasyonu Elektrikli ve Hibrid Elektrikli Araç modellenmesi, simülasyonu, dona‐
nım içeren simülasyonu, kontrolü ve kontrol algoritmasının test aracına uygulanması Sensörü (Tofaş Fiat, 2008 – 2009) Yanal Sürüş Güvenliği (Tofaş Fiat, 2008 – 2009) Ford Transit Hibrid Elektrikli Araç Geliştirme, FOHEV‐I ve FOHEV‐II (Ford Otosan, 2005‐2009) Ford Transit Connect Süspansiyon Parametresi Optimizasyonu (Ford Otosan, 2007‐2008) Ford Transit Connect Global Aktif Şasi Kontrolü I, II ((Ford Otosan, 2005‐2007) Energy Conversion Systems and their Environmental Impact (Leonardo Projesi, Koordi‐
natör: University of Salerno, 2005‐2007) Araçlar arası ve araç yol altyapısı iletişimi ve bu iletişimin güç yöneti‐
minde ve aktif güvenlik sistemlerin‐
de kullanımı Proje Örnekleri: ESP için Savrulma Açısal Hızı Sanal Bir adet çift işlemcili dSpace DS1103 hızlı prototiplendirme kartı Bir adet donanım içeren içten yan‐
malı motor elektronik kontrol üniteli test düzeneği İki adet araç dinamiği simülatörü FFT analizörü Osiloskop, multimetre, akü şarj ciha‐
zı Çok sayıda çeşitli amaçlar için kulla‐
nılan sensörler, veri toplama kartları Güvenli Sürüş (DPT, Koordi‐
natör: Sabancı Üniversitesi, 2005‐2009) Automotive Control and Mechatronics Research Cen‐
ter for Actively Safe, Clean and Efficient Road Vehicles – the AUTOCOM Center (AB 6. ÇP, 2005‐2008) Heavy Duty Vehicle Modeling, Roll‐
over Detection and Prevention Re‐
search (CAR‐IT, Ohio State Univer‐
sity, 2004) Donanım İçeren Simülatör ile İYM EKÜ Analizi (Ford Otosan, 2004) Akıllı taşıt teknolojileri (yarı otonom ve otonom yol taşıtları) Bir adet DS1005, DS2210 dSpace benzetimcisi Yazılım: Microsoft yazılımları, Adams ve Adams/Car, Matlab/Simulink (üniversite lisanslı yazılımları) Carmaker, Carmaker HiL Dymola İYM Donanım İçeren Simülasyon Test Sistemi (Ford Otosan, 2003) dSpace gerçek zamanlı kontrol arayüzü Ford Cargo Kamyon Güç Aktarma Organları Modeli Validasyonu (Ford Otosan, 2003) dSpace Controldesk Ford Cargo Kamyon Güç Aktarma Organları Modeli Geliştirilmesi (Ford Otosan, 2003) dSpace Motiondesk Araştırma altyapısı örnekleri: Donanım: Bir çok PC, laptop, yazıcı ve tarayıcı Bir adet genel amaçlı dSpace elekt‐
ronik kontrol ünitesi 6
dSpace CAN blockset Labview Step 7 Fluidsim‐P enDYNA Sherpa motor modeli OTAM AYLIK BÜLTEN
F
İTÜ - Formula SAE
ormula SAE Nedir? Formula SAE, Society of Automotive Engineers (SAE)(1) kurumunun üniversiteler arasında 20 yılı aşkın bir süredir düzenlediği, öğrencilerin formula tipi yarış araçları tasarlayıp üreterek katıldıkları bir mühendislik yarışmasıdır. Organizasyonun topladığı ilginin büyüklüğü sayesinde (2008 yılında Amerika'daki organizasyona 120'den fazla takım katılmak için başvurmuştur), Formula SAE otomotiv sektö‐
rünün dev kuruluşlarının desteğini de alarak şu anda 8 farklı ülkede (ABD, Avustralya, Brezilya, İtalya, İngiltere ve bu sene takvime katılan Almanya) düzenlenmeye başlamıştır. Aracın, mümkün oldu‐
ğunca takımın kendi tasarımı ve üretimi ola‐
bilmesi gayretiyle, 2008 yılının ilk çeyreği boyun‐
ca Türkiye’deki üretim yöntemleri araştırılmış‐
tır. Böylece tasarımı bilgisayar ortamında bitirilen aracın, tüm üretim yöntemi ekip tarafından planlanmış ve araç üretilmiştir. Aracın temelini oluştu‐
ran şasi ve süspansiyon sistemi, üretimleri için tasarlanan fikstürler üzerinde yapılmıştır. Bunun sayesinde üreti‐
min hassas ve maliyeti‐
nin düşük olması sağ‐
lanmıştır. Üretilecek diğer parçalar (Emme sistemi‐ Süspan‐
siyon sistemi ‐ Pedal sistemi ‐ yakıt deposu vs.) kullanılacak‐
ları yere ve maliyetine göre genelde alüminyum seçilerek tasarımda hafiflik hedeflenmiştir. Hafifliği ve 600 cc'lik Hon‐
da motorundan aldığı gücü sayesinde aracımız 0‐100 km/h hızlanmasını yaklaşık 4 saniyede tamamlamaktadır. Tasarla‐
nan maksimum hız 180 km/h olmasına rağmen, yarışma Formula SAE, Formula 1'deki gibi bir yarış olsa da, Formula 1'den çok önemli farklılıkları bu‐
lunmaktadır. Organizas‐
yon sadece bir pist yarı‐
şı olmaktan öteye bir mühendislik yarışıdır. Katılan ekiplerden iste‐
nen, “bir otomobil fir‐
masının hafta sonları amatör olarak yarışan pilotlar için satı‐
şa sürmek istediği yarış araçlarını hazırlamak” şeklindeki senaryoya en uygun aracı gerçekleştirmeleridir. Bu nedenle takımların hazırladıkları araçların sadece performansları değil; tasarım raporları, maliyetleri ve üretilebilirlikleri de başarılarında önemli rol oynamaktadır. Ekiplerin ürettikleri araçlar öncelikle teknik denetimden geçerek, pist yarışlarına katılabilmek için gereken güvenlik kurallarını sağlayıp sağlamadıkları test edilir. Güvenlik dene‐
timinden geçen ekipler, bir otomotiv firmasının yöneticileri‐
ni temsil eden jürilerin önünde, araçlarının tanıtım sunumu‐
nu yaparlar. Bunu tasarım ve maliyet raporlarının sunumu izler. Araçlar jüri üyelerine sunulduktan sonra dinamik karşı‐
laşmalara geçilir. Bu karşılaşmalar hızlanma, viraj alma, ya‐
rış performansı, dayanıklılık ve yakıt tüketimi olmak üzere 5 ana dalda yapılır. İTÜ Formula SAE Ekibi 2006‐2007 akademik yılında Türkiye'de ilk defa olarak For‐
mula SAE yarışına katılma amacıyla kurulan İTÜ Formula SAE Ekibi, bugün lisans ve lisansüstü öğretimlerini sürdüren arkadaşlardan oluşmaktadır. Bir formula aracı yapmanın verdiği heyecanla bir araya gelen İTÜ öğrencileri, Formula SAE organizasyonunun güvenlik ve performans kriterlerini sağlayabilmek için 2 sene gibi uzun bir zamandır birlikte çalışmaktadırlar. Bu uzun zaman içinde ekibe yeni arkadaş‐
lar katılmış, bazı arkadaşları mezun olmuştur. İTÜ Formula SAE projesi, mezun ettiği arkadaşlarının da aynı zamanda bitirme projesi konusu olmuş, bu saydede bir öğrenci proje‐
sinin akademik bir katkı sağlamasına da çalışılmıştır. 7
OTAM AYLIK BÜLTEN
İTÜ - Formula SAE
esnasında ulaşılabilecek maksimum hız yaklaşık 120 km/h olduğundan, son dişli oranları buna göre düzenlenmiştir. Süspansiyon tasarımı ve slick lastikleri ile yol tutuşu fazlasıy‐
la iyi olan araç, dört tekerlekte disk fren sistemine sahiptir. Kaza anında gerek uzay kafes şasi yapısı ve tasarımı, gerek şasi önündeki darbe sönümleyici, gerekse 5 noktalı emniyet kemerleri ile oldukça güvenlidir. Aracın güvenilirliği ve per‐
formansı kadar tasarımı üzerinde de çalışılmış ve ortaya çıkan kabuk fiber malzemeden üretilmiştir ve sedefli bir maviye boyanmıştır. Projeye, proje danışmanı olarak destek veren Yard. Doç. Dr. Akın Kutlar ve İTÜ Otomotiv Anabilim Dalı başta olmak üze‐
re, Makine Fakültesi, Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi, çeşitli anabilim dallarındaki öğretim ve araştırma görevlileri ve sponsorlarımız destek vermektedirler. Sponsorlarımız  T.C Başbakanlık Dış Ticaret Müsteşarlığı Uludağ İhracatçı‐
lar Birliği (UİB)  HONDA Türkiye A.Ş.  Otomotiv Teknoloji Ar‐Ge Merkezi (OTAM)  Yonca Onuk Formula SAE organizasyonunu üniversitemiz için bir gelenek haline getirerek, Türkiye’deki diğer üniversitelerin de bu organizasyona katılmalarını sağlamayı ve beraberinde gü‐
neş arabası yarışları gibi bu alanda da Türkiye'nin önde ge‐
len üniversitesi olmayı ve ülkemizdeki yüksek öğrenimin teorik ve pratik çalışmalarını kaynaştırabilen bir proje olma‐
yı amaçlamaktayız. Belki bir gün yarış takvimine Türkiye'yi de ekleyerek, bütün dünyadaki üniversiteleri İTÜ'de ağırla‐
ma şansına erişiriz. İTÜ‐Formula SAE Ekibi (1)
Society of Automotive Engineers Kara, Deniz, Hava ve Uzay alanlarında kullanılan araçların tüm tasarım ve üretim aşamalarında kullanılan standartları belirleyen, geliştiren ve aynı zamanda bu konu ile ilgili et‐
kinlikler düzenleyen bir kurumdur. İletişim Bilgileri :
İstanbul Teknik Üniversitesi Ayazağa Yerleşkesi, Motorlar ve Taşıtlar Laboratuarı, OTAM A.Ş. 34396 Maslak / İstanbul Tel: 0212 276 16 12 E‐posta: [email protected] Faks: 0212 276 16 13 Web: www.otam.com.tr 8