Fahrzeugkoordinatensystem

Ein Fahrzeugkoordinatensystem ist ein dreidimensionales kartesisches Koordinatensystem, das fest mit dem Fahrzeug verbunden ist.

Fahrzeugkoordinatensystem und -winkel (englisch body frame) von Autos und anderen Landfahrzeugen für den Bereich der Fahrdynamik – rechts das als Bezug verwendete äußere Koordinatensystem (englisch world frame)

Die (positive) Ausrichtung der drei Achsen unterscheidet sich je nach Anwendungsbereich. Aus der Ausrichtung von x- und z-Achse ergibt sich dabei jeweils die Ausrichtung der y-Achse, da es sich in jedem Fall um ein rechtshändiges Koordinatensystem handelt.

CAE-Techniken

Beim Einsatz von CAE-Techniken (insbesondere CAD und CAQ) ist die Kenntnis der jeweiligen Fahrzeugkoordinaten wichtig, um alle simulierten Bauteile stets lagerichtig zu einem virtuellen Fahrzeug zusammensetzen zu können. Die x-Achse weist hier nach hinten, die z-Achse nach oben.

Fahrdynamik

In der Fahrdynamik dient es zur Beschreibung der Raumlage des Fahrzeugs gegenüber dem ortsfesten Koordinatensystem (DIN ISO 8855). Die x-Achse weist nach vorn, die z-Achse nach oben. Die Orientierung wird durch drei Eulerwinkel definiert (Gierwinkel, Nickwinkel, Wankwinkel). Im Englischen entspricht dies den Bezeichnungen Yaw (Gierwinkel), Pitch (Nickwinkel), Roll (Wankwinkel) (vgl. Zeichnung). Das Koordinatensystem, das durch die erste Drehung um den Gierwinkel entsteht, wird als horizontiertes Achsensystem bezeichnet. In diesem ist z. B. die Querbeschleunigung definiert.

Luftfahrt

Fahrzeugkoordinaten­system und -winkel von Luftfahrzeugen

In der Luftfahrt ist nach DIN 9300 die x-Achse nach vorn, die z-Achse nach unten gerichtet.

Literatur

• Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik. 2. Auflage. Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden, 2001, ISBN 3-528-13114-4.
• Deutsches Institut für Normung e. V. (Hrsg.): DIN ISO 8855 Straßenfahrzeuge – Fahrzeugdynamik und Fahrverhalten – Begriffe (ISO 8855:2011). November 2013. 

Einzelnachweise

1. Rolf Isermann (Hrsg.): Fahrdynamik-Regelung: Modellbildung, Fahrerassistenzsysteme, Mechatronik. Vieweg, 2006, ISBN 978-3-8348-0109-8, S. 30 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).