Optimierung von leistungsverzweigten Antriebsstrangtopologien mit Optimierungsverfahren unter Verwendung von realen Fahrzyklen. - 105 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2013
In dieser Arbeit wird ein Auslegungsinstrument in Matlab erstellt, das der Bestimmung der Getriebeparamater leistungsverzweigter Hybridfahrzeuge dient. Dabei wird zunächst auf den Aufbau des Antriebsstrangs eingegangen und wie dieser im Simulationsmodell umgesetzt ist. Das Simulationsmodell wird dabei auf die Grundkonfiguration eines VW Jetta Hybrid aufgesetzt, um einen Kreuzvergleich zu einem Parallelhybrid durchzuführen. Des Weiteren erfolgt die Identifikation und Implementierung einer passenden Betriebsstrategie. Die Wahl des passenden Betriebsmodus erfolgt dabei anhand eines kombinierten Wirkungsgrades der Einzelkomponenten. Darüber hinaus wird ein Schwerpunkt auf die Plug-In-Fähigkeit gesetzt. Darin enthalten ist die Möglichkeit die HV-Batterie zu skalieren und unterschiedliche Verbrauchsbestimmungsmethoden zu wählen. Abschließend erfolgt einerseits eine Bewertung der Antriebsstrangauslegungen und derer Ursachen. Andererseits wird ein Vergleich der Betriebs- und der Systemkosten durchgeführt, um die Wahl der HV-Batterie bewerten zu können.
Entwicklung einer Regelstrategie zur dynamischen Anpassung des Reifenfülldrucks zur Optimierung der Fahrzeuglängsdynamik. - XIII, 115 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2013
Die Vermeidung von Unfällen und die Verringerung von Unfallfolgeschäden sind für die Sicherheit der Insassen eines Fahrzeugs entscheidende Faktoren bei der Entwicklung aktueller und zukünftiger Automobile. Ausschlaggebend ist hier oft die Länge des Bremswegs, von dem abhängig ist, ob es zu einem Aufprall kommt, oder das Fahrzeug sicher vor einem Hindernis zum Stillstand gebracht werden kann. Die wichtigste Einflussgröße dabei ist das Kraftübertragungsverhalten der Reifen in der Kontaktzone zwischen Reifen und Fahrbahn. Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit das Potential für die Optimierung des Bremswegs durch Anpassung der Reifeneigenschaften mit der Änderung des Reifenfülldrucks untersucht. Dazu wird der Einfluss des Reifenfülldrucks bei Nutzfahrzeug- und Niederquerschnittsreifen anhand von Messungen am Reifenprüfstand diskutiert. Basierend auf diesen Ergebnissen wird ein Reifenmodell entwickelt, bei dem sich die Reifeneigenschaften druckabhängig ändern. Dieses wird danach mit einem ABS-Regelalgorithmus in Matlab®/Simulink® implementiert. Darüber hinaus werden verschiedene Regelstrategien zur Anpassung des Reifenfülldrucks für eine Bremsung entwickelt und durch Simulationen mit IPG CarMaker® miteinander verglichen. Schließlich werden die Ergebnisse bei Fahrversuchen mit den beiden Versuchsfahrzeugen validiert.
Untersuchungen zu klimatischen Einflüssen auf die Ausprägung des Reibfilms an Radbremsen. - IX, VXXIII S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
In der Arbeit wird sich mit der Untersuchung der klimatischen Einflüsse auf die Reibschicht/Reibfilm und der Visualisierung der selben beschäftigt. Für den Einfluss der klimatischen Bedingungen wird versucht einige frühere Untersuchungen zu diesem Thema, gemäß der üblichen Einteilung, einer der typischen Klassen von Belägen zuzuordnen. Diesen wurde jeweils typische Verhaltensweisen zugeordnet und versucht deren Zusammenhänge darzulegen. Für eine weitere Betrachtung in Bezug auf den Einfluss von Nässe auf das Reibverhalten wurden zunächst die theoretischen Grundlagen geschaffen. Eine praktische Umsetzung hierzu ist nicht erfolgt, es wurden aber Vorschläge für spätere praktische Untersuchungen gegeben. Hierfür wurde im einzelnen ein möglicher Prüfplan geschaffen und vorgeschlagen, wie die Umsetzung einer Benässungseinrichtung aussehen könnte. Im Zusammenhang mit der Visualisierung der Vorgänge in der Reibschicht wurde eine Bremsscheibe mit Sichtfenstern konzipiert. Mit dieser ist es erstmals möglich, den Reibprozess in-situ bei Benutzung einer GG-Scheibe beobachten zu können. Der Nachweis der Belastbarkeit einer derart gestalteten Scheibe wurde mittels Versuchen, in deren Zusammenhang es um die Feststellung der möglichen Grenzbelastungen ging, bestätigt. Die Möglichkeit der zur Zufriedenstellung gereichenden Visualisierung wurde mittels Videobeweis erbracht.
Untersuchung des Antiblockiersystems mit der Schlupfregelung für ein Elektrofahrzeug. - 65 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Elektrische Fahrzeugantriebe sind Gegenstand umfangreicher Forschung, und erschließen auch der Fahrdynamikregelung neue Möglichkeiten. In diesem Kontext sollen auch Antiblockiersysteme auf Basis elektrischer Einzelradantriebe verwirklicht werden. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines solchen Systems. Zunächst wird ein Überblick über die physikalischen Grundlagen des Reifen-Fahrbahn-Kontakts gegeben, und die sich daraus ergebenden Schlußfolgerungen für den Bremsvorgang eines Fahrzeugs. Danach werden bestehende Regelphilosophien kurz vorgestellt, und ihre Adaptierbarkeit an ein elektrisches Bremssystem beschrieben. Ferner werden vorhandene Patente zum vorliegenden Thema vorgestellt und analysiert. Im Kernstück der Arbeit wird schließlich ein ABS-Algorithmus entworfen, und die gesamte Regelstrecke mit elektrischem Antriebsmotor, drehendem Rad, und Reifenmodell zu einem Einradmodell zusammengestellt, an welchem die Regelung getestet und zu einer zufriedenstellenden Funktion entwickelt werden soll. Anschließend wird in Simulationen mit einem Gesamtfahrzeugmodell die Bremsstabilität untersucht, und Maßnahmen zu ihrer Sicherstellung ergriffen.
Betrachtungen zum Porositätsverhalten in Bezug auf das Reibverhalten von trockenlaufenden Reibpaarungen . - XX, 60 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Porosität in Reibbelägen. Einleitend werden die Grundlagen der Porosität erklärt und ein Überblick über den aktuellen Stand der vorhandenen Messtechnik gegeben. In diesem theoretischen Teil werden die komplexen Zusammenhänge der Porosität mit anderen physikalischen Eigenschaften des Reibbelages und deren Auswirkungen auf das Reibverhalten heraus gearbeitet. Besonderes Augenmerk wird auf den speziellen Zusammenhang von Porosität und Kompressibilität gelegt. Auf Basis der vorgestellten Messverfahren wird eine geeignete Messmethode ausgewählt und im Detail beschrieben. Als zielführend stellt sich die Porositätsbestimmung mittels Computertomographie heraus. Da diese Methode im Bereich der Reibbeläge noch ungebräuchlich ist, werden hier neue Erkenntnisse erwartet. Die anschließende Bildauswertung erfolgt mit dem Programm NI Vision Builder. Da die Art der Bildauswertung großen Einfluss auf die Ergebnisse hat, muss sie genauer betrachtet und an die sich ändernden Anforderungen angepasst werden. Auf Grundlage der hier gewonnenen Erkenntnisse soll eine Teilautomatisierung erfolgen. Der empirische Teil dieser Arbeit soll die Erwartungen aus dem theoretischen Teil möglichst bestätigen oder neue Zusammenhänge aufzeigen. Dafür werden zum Großteil computertomographische Vermessungen durchgeführt. Für diese soll die Wiederholbarkeit und die Qualität der Ergebnisse geklärt werden. Dazu wird in ersten Messreihen die Porosität derselben Reibbeläge in verschiedenen Zuständen bestimmt. Dabei soll eine Aussage gemacht werden, ob die Computertomographie als zerstörungsfreie Methode verwertbare Ergebnisse liefert. Die getätigten Aussagen werden mit einer überschlägigen Fehlerbetrachtung abgerundet.
Untersuchungen zum Prüfstandseinfluß auf das modale Verhalten einer Radbremse. - XII, 94 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Bremsenquietschen ist die am häufigsten reklamierte, jedoch rein komfortbedingte, negative Begleiterscheinung bei Bremsvorgängen eines Fahrzeuges. Die immer höheren Ansprüche der Kundschaft an den Komfort moderner PKW lassen sich mit Störgeräuschen nicht vereinbaren. Dies trifft dabei nicht nur im hohen Preissegment der Premium-Marken zu, sondern wird auch schon in unteren Fahrzeugklassen beanstandet. Bereits in der Entwicklung liegt daher das Hauptaugenmerk nicht länger allein auf der Leistungsfähigkeit bzw. der Funktion einer Bremsanlage, denn das NVH-Verhalten rückt hier konsequenterweise immer weiter in den Fokus der Forschung. Diese akustische Problematik bildet auch die Grundlage der vorliegenden Bachelor-Arbeit. Konkrete Aufgabe ist die experimentelle Schwingungsanalyse an der Vorderrad-Bremsanlage eines Mittelklasse-PKW mittels dreidimensionaler Laser-Scanning-Vibrometrie. Dafür werden zum Einen experimentelle Modalanalysen der einzelnen Bestandteile Bremsscheibe, Bremsbeläge (finger- und kolbenseitig), Bremssattel und Bremssattelträger im Zustand "Frei-Frei" sowie der gesamten Bremse im unter realen Bedingungen verbauten Zustand im Prüfgestell durchgeführt. Ziel ist hierbei die Bestimmung der jeweiligen Eigenfrequenzen und der zugehörigen Schwingformen. Zum Anderen werden für verschiedene Aufbauten Betriebsschwingformanalysen durchgeführt. Hier wird das Schwingungsverhalten der Bremse während dem Betrieb am Prüfstand untersucht, indem die bereits bekannten Parameter angefahren werden, unter denen die Bremse bereits auffälliges NVH-Verhalten gezeigt hat.
Entwicklung einer Methodik zur Erkennung von Fahrerprofilen von Elektrofahrzeugen. - VII, 88 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
In dieser Arbeit werden die Möglichkeiten für die Entwicklung einer Methodik untersucht, um das Fahrverhalten eines Fahrers anhand von Größen wie Geschwindigkeit oder Pedalbewegung eines Elektrofahrzeuges einzuschätzen. Dazu werden zunächst einige Grundlagen präsentiert, auf denen die darauf folgende Auswertung basiert. Der Hauptteil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Auswertung vorhandener Messdaten, in der geeignete Signalgrößen gesucht und anschließend statistisch bewertet werden. Entsprechend dem Ergebnis wird dann eine Methode entwickelt, um das Fahrverhalten eines Fahrers zu klassizieren. Abschließend wird die entwickelte Methode durch weitere Messfahrten getestet.
Ermittlung des Einflusses einer Erhöhung des zulässigen Fahrzeuggewichts auf Verschleiß und Temperaturverhalten der Bremsanlage. - XI, 108 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Beim Bremsvorgang wird die kinetische Energie eines Kraftfahrzeuges durch Reibung in thermische Energie umgewandelt. Mit der Erhöhung der Gesamtmasse des Fahrzeugs kommt es zu einer höheren Belastung der Bremsanlage. Dies äußert sich durch höhere Temperaturen beim Bremsvorgang, steigendem Verschleiß der Reibpartner sowie einer Verlängerung des Bremswegs. Die Bremsanlage muss so ausgelegt werden, dass weiterhin den gesetzlichen Anforderungen entsprochen wird und die Kundenansprüche erfüllt werden. An einem Nutzfahrzeug der Klasse N2 wird in der vorliegenden Arbeit der Einfluss einer Erhöhung des zulässigen Gesamtgewichts auf das Verschleiß-, Temperatur- und Alterungsverhalten der Komponenten der Bremsanlage ermittelt. Dazu werden Messdaten mit einem Testfahrzeug im Fahrversuch generiert. Durch die ausgewerteten Messdaten werden Verbesserungspotenziale aufgezeigt und gezielte Ansätze zur Optimierung des Bremssystems und der Bremsenkühlung erarbeitet.
Entwicklung und Simulation der Antriebsschlupfregelung eines Elektrofahrzeugs. - VIII, 35 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Von Elektromotoren angetriebene Kraftfahrzeuge stehen zur Zeit im Fokus von Politik und Gesellschaft. Die zum Schutz der Umwelt vorangetriebene Entwicklung birgt neben der Reduzierung von Emissionen auch neue Möglichkeiten in der Verteilung der Aggregate im Fahrzeug und setzt in der Folge andere Anforderung an die Regelsysteme im Fahrzeug. Das Ziel der vorliegenden Arbeit, ist die Entwicklung eines Algorithmus zur Antriebs-Schlupf-Regelung eines Elektrofahrzeugs mit Einzelradantrieb an beiden bzw. einer Achse. Hierzu werden zunächst einige Grundlagen des Systems erläutert und die Aufgaben einer Antriebs-Schlupf-Regelung definiert. Nach einer Recherche zum Thema in Literatur und angemeldeten Patenten wird der Algorithmus in einem stark vereinfachten Modell in Matlab/Simulink entwickelt. Anschließend wird er zum Vergleich und zur Validierung in ein bestehendes Fahrzeug-Modell in IPG CarMaker integriert und die Ergebnisse analysiert.
Verbrauchsreduktion durch bedarfsgerechte Schmierung im Automatikgetriebe. - 140 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Die Entwicklung des Automobils ist von Anfang an gekennzeichnet durch den Energiebedarf der Fahrzeuge und dem Wunsch der Kunden immer komfortabler, sicherer, schneller und effizienter reisen zu können. Ein Teil der Strategie, die zur Erfüllung dieser Ziele führt, stellt das Automatikgetriebe dar. Der bisher größte Nachteil von Automatikgetrieben besteht im niedrigeren Wirkungsgrad gegenüber Handschaltgetrieben. Große Verluste entstehen durch die Schmierung im Automatikgetriebe. Potenziale, die durch eine bedarfsgerechte Schmierung, im Speziellen durch die Nutzung der sogenannten Nullschmierung erreicht werden können, werden in dieser Arbeit zunächst anhand von stationären Messungen aufgezeigt. Aus diesen Messungen wird ein zu erwartendes Potenzial der Verbrauchsreduktion für den NEFZ errechnet. Anschließend wird der NEFZ am Getriebeprüfstand nachgestellt und der Einfluss der Nullschmierung auf die dynamischen Messungen beurteilt, auch unter Einsatz eines möglichen Bauteils zur Umsetzung der Nullschmierung im Fahrzeug. Abschließend wird auf zu beachtende Aspekte für die Umsetzung einer Nullschmierungsbetriebsstrategie für den Kundenbetrieb eingegangen.