Konzeption und Auslegung eines Lenk- und Sturzwinkelaktuators für ein Corner-System. - 115 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Das Elektrofahrzeug kann bisher die hohen Erwartungen von Gesellschaft und Politik noch nicht erfüllen und sich auf einem breiten Markt durchsetzen. Der Grund dafür ist überwiegend der Energiespeicher, der bei angemessener Reichweite schwer und kostenintensiv wird. Doch nicht nur durch Optimierung dessen, sondern auch anderer Systeme im Fahrzeug, können Energieeffizienz und Attraktivität für den Verbraucher gesteigert werden. Aktive, funktionsintegrierte Fahrwerkssysteme bieten großes Potenzial hinsichtlich Leichtbau, Minimierung von Fahrwiderständen und Optimierung von Fahrerassistenzfunktionen. Ziel dieser Arbeit ist die Konzeption eines elektromechanischen Lenk- und Sturzwinkelaktuators als Bestandteil eines aktiven Corner-Systems. Dazu werden eine umfassende Recherche zu vorhandenen Bauformen durchgeführt, Anforderungen an das System erarbeitet und technische Prinzipe erstellt. Aus einer vergleichenden Bewertung gehen Vorzugsvarianten hervor, die überschläglich ausgelegt und in typischen Einbausituationen dargestellt werden. Zum Abschluss werden grundsätzliche Simulationsmöglichkeiten in AMESim® und IPG CarMaker® vorgestellt.
Auslegung, Konfiguration und Integration eines aktiven Schallwandlers im Kfz zur Verstärkung des eigenen und/oder Generierung eines sportlichen Fahrzeugsounds - dargestellt am Beispiel einer Mercedes A-Klasse. - 75 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Diese Arbeit setzt sich mit der Ermittlung der Transferpfadanalyse eines Kraftfahrzeuges auseinander. Dabei steht nicht die Herleitung sondern die Anwendung der Selbigen im Vordergrund. Die Transferpfadanalyse dient hier der Bestimmung der Übertragungsfunktion. Anhand der Übertragungsfunktion lassen sich geeignete potentielle Einleitungsstellen für Körperschallanreger im Fahrzeug ausfindig machen. So genannten Körperschallaktuatoren erlauben einen Geräuscheintrag in die Karosserie. Durch Überlagerung der motoreigenen mit den erzeugten Geräuschen entsteht dadurch ein neues Tongemisch. Durch die ordnungsbasierte Anregung wird dem Fahrer ein verändertes Innenraumgeräusch geboten. Ein 4-Zylindermotor soll auf diesem Wege einen Motor mit mehreren Zylindern akustisch imitieren. Des Weiteren wird mit einem Bewertungsbogen eine Tendenz des möglichen Zielgeräusches abgeprüft. Mit einer akustischen Analyse eines Zielfahrzeugs wird die Korrelation zu der subjektiven Wahrnehmung vorgenommen.
Konzeption eines mechatronischen Radbremsmoduls für ein kompaktes Corner-System. - 75 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Das in den letzten Jahren von Gesellschaft und Politik getriebene und wach-sende Umweltbewusstsein, sowie die zunehmende Ressourcenknappheit machen eine Neuorientierung des Automobilbaus unumgänglich. Das Verlangen nach energiesparenden und umweltfreundlichen Mobilitätskonzepten stellt besonders die Forschung und Entwicklung im Bereich intelligenter, funktionsintegrierter Leichtbaukonzepte in den Fokus. Hier bieten neben dem Chassis auch Betriebseinrichtungen wie Fahrwerk und Bremsanlage erhebliches Optimierungspotential. Bisher bewährte hydraulische Bremssysteme müssen nun an die veränderten Betriebsbedingungen und zunehmende Elektrifizierung des Antriebsstranges angepasst werden. Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, die Konzeption eines mechatronischen Radbremsmoduls, welches insbesondere die Integration in ein kompaktes Corner-Modul und elektrische Rekuperation der Bremsleistung im Vordergrund stellt. Dafür wurde zuerst eine umfassende Recherche zu existierenden Ausführungsformen und Konzepten sowie Patenten mechatronischer Radbremskonzepte durchgeführt. Darauf aufbauend folgt die Erstellung und Bewertung technischer Prinzipe. Die daraus hervorgehenden Vorzugsvarianten wurden überschläglich ausgelegt und in typischen Einbausituationen dargestellt.
Methodenentwicklung zur Beschreibung der Luftströmung im PKW-Radhaus und am Unterboden. - 77 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Bei modernen strömungstechnischen Untersuchungen am Kraftfahrzeug werden zunehmend auch Betrachtungen des Fahrzeugunterbodens durchgeführt. Der Unterboden macht die Hälfte des cw-Wertes aus und bietet ein hohes Potenzial, die laminare Strömung unter dem Auto gezielt abzugreifen und an die Stelle zu leiten, an der sie gebraucht wird. Grundlage dieser Arbeit ist die Untersuchung von möglichen Maßnahmen zur Einflussnahme auf den Strömungsverlauf innerhalb des Radhauses unter Nutzung eines vereinfachten Strömungsmodells eines Fahrzeugunterbodens mit Radhaus und Radgeometrie. Diese Untersuchungen wurden mithilfe von modernen CFD-Werkzeugen durchgeführt. Aus markanten Punkten innerhalb und seitlich des Radhauses werden die Geschwindigkeitswerte eines erstellten Grundmodells übernommen, um diese dann mit den Geschwindigkeitswerten der einzelnen Maßnahmen zu vergleichen. Unter Betrachtung verschiedener Kriterien soll am Ende untersucht werden, welche Maßnahmen zur Zielführung einer Absenkung und Maximierung der Strömung im Radhaus besonders effektiv sind.
Konzipierung und Durchführung von Probandenversuchen zur Analyse des Bremspedalgefühls entkoppelter Bremsanlagen. - 59 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Wie die Recherche von aktuellen Berichten und eigene Untersuchungen zeigen, gibt es momentan viel Entwicklungsspielraum bei Bremssystemen aktueller Automobilprojekte. Allem voran wird bei zahlreichen auf dem Markt erschienenen Fahrzeugen eine Verzögerung im Bremsdruckaufbau nach Betätigung des Pedals bemerkt und bemängelt. Diese Verzugszeit wurde im Rahmen dieser Ausführung näher untersucht. Es galt einen Wert zu finden, ab dem die Fahrzeugführer eine Verzögerung der Fahrzeugreaktion auf den Bremswunsch bemerken. Um ein möglichst aussagekräftiges Ergebnis zu erzielen, testeten verschiedene Probanden im Forschungsfahrzeug "PEGASYS eP" der TU Ilmenau eine Vielzahl von Verzugszeiten in alltäglichen Fahrmanövern auf einem Testkurs und bewerteten diese. So wurde ein relativ genauer Wert, von 100 ms, als Wahrnehmungsschwelle von Normalfahrern identifiziert und anhand von Versuchsergebnissen begründet. Des Weiteren wurden Effekte aufgezeigt, die beim Fahren mit unterschiedlichen Latenzzeiten bei diversen Manövern auftreten können. So wurde das "Überbremsen" des Fahrzeugs mehrfach bildlich dargestellt und definiert. Das Ausarbeiten der erreichten Maximaldrücke aller Probanden während der einzelnen Manöver bestätigte das Bewertungsergebnis nochmals. In der zweiten Versuchsreihe dieser Ausführungen wurde sich auf das von mehreren Autoren beschriebene Verbesserungspotential von statischer und dynamischer Hysterese am Bremspedal konzentriert. Anhand von Voruntersuchungen wurden Einstellungen gefiltert, die im Laufe einer zweiten Probandenstudie abgeprüft wurden. Die Ergebnisse zeigen den Einfluss von statischer und dynamischer Hysterese auf das Sicherheits- und Komfortempfinden, auf die Dosierbarkeit des Bremsdrucks in unterschiedlichen Manövern und das allgemeine Auffassen der Charakteristik eines solchen Settings. Die Ergebnisse bieten einen Rahmen für weitere Untersuchungen auf diesem Gebiet und erleichtern die zukünftige Entwicklung adaptiver und variabler Bremssysteme, die es dem Fahrer je nach Fahrsituation und Fahrwunsch möglich machen sollen, das Fahrzeug komfortabel und sicher führen zu können.
Planung, Durchführung und Auswertung von Probandenversuchen zur Bewertung des Bremspedalgefühls regenerativer Bremsanlagen. - 55 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs von Kraftfahrzeugen bietet neue Möglichkeit deren Bedienung komfortabler und sicherer zu gestalten. Frei parametrierbare Pedalhaptiksimulatoren können zur Nachbildung des gewohnten Pedalgefühls oder dessen Verbesserung dienen. Nur durch geeignete Probandenstudien kann die subjektive Wirkung der Änderung objektiver Pedalparameter ermittelt werden. Diese Arbeit befasst sich mit der Planung, Durchführung und Auswertung von Probandenstudien zur Bewertung des Bremspedalgefühls mit dem Ziel kurzer Pedalwege. Der Einfluss von Parametern der Pedalkraft/-weg- sowie Bremsdruck-Pedalkraft-Zusammenhänge auf das Urteil der Probanden werden herausgearbeitet. Probandenstudien zur Beurteilung des Einflusses statischer und dynamischer Hysteresen werden vorbereitet. Aktuelle Brake-by-wire Anlagen weisen große Zeitverzüge zwischen Pedalbetätigung und Verzögerungsaufbau auf. In dieser Arbeit werden zwei Methoden zur plausiblen Ermittlung dieses Zeitverzugs anhand von vorhandenen Messdaten vorgestellt.
Erzeugung eines Lebensdauermodells für Lithium-Ionen-Batterien unter Verwendung von Data-Mining-Methoden und künstlichen neuronalen Netzen. - VII, 59 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012
Die zunehmende Umweltverschmutzung, die globale Erwärmung und die Ressourcenverknappung stellen in der heutigen Welt ein wachsendes Problem dar. Insbesondere durch das begrenzte Vorkommen an fossilen Brennstoffen ergeben sich für die Automobilindustrie neue Herausforderungen. So sind neue Antriebskonzepte erforderlich, die nachhaltig sind und die Unabhängigkeit vom Erdöl steigern. Auf dem Weg zum Zero Emission Vehicle bilden die Hybridfahrzeuge einen ersten Entwicklungsschritt zur Optimierung der Energieeffizienz des Automobils. Sie besitzen zusätzlich zum Verbrennungsmotor einen in den Antriebsstrang integrierten Elektromotor. Dieser ermöglicht es den Hybridfahrzeugen, Bremsenergie, die bei konventionellen Fahrzeugen in Wärme umgewandelt wird und verloren geht, zurückzugewinnen. Die so gewonnene Energie kann zum Beispiel zum Vortrieb genutzt werden und dadurch helfen, Kraftstoff zu sparen. Um über die gesamte Lebensdauer des Automobils die Batterie optimal innerhalb der Leistungsgrenzen nutzen zu können, ist es erforderlich, zu jeder Zeit den aktuellen "Gesundheitszustand" (State of Health) der Batterie zu kennen. In diesem Zusammenhang wird intensiv an der Alterungsbestimmung des Akkumulators geforscht, um die Lebensdauer zu optimieren und bevorstehende Ausfälle frühzeitig erkennen zu können. Derzeit erfolgt die Alterungsbestimmung der Lithium-Ionen-Batterie in einem relativ zeitaufwändigen Verfahren. Um diesen Aufwand deutlich zu reduzieren und ein flexibleres Alterungsmodell zu erzeugen, werden in dieser Arbeit künstliche neuronale Netze (KNN) eingesetzt. Die dafür benötigten Messdaten stammen von einer Versuchsflotte Hybridfahrzeuge. Dabei wurde auf Messdaten aus synthetischen Fahrprofilen zurückgegriffen. Zur Bestimmung der optimalen Netzeingänge wird das Greedy-Wrapper-Verfahren verwendet. Die Genauigkeit des gefundenen Netzes reicht nicht aus, um diese in die Hybridfahrzeuge zu implementieren und im realen Fahrzeugeinsatz zur Alterungsbestimmung der Lithium-Ionen-Batterie zu nutzen.
Auswirkung gezielter Reifendruckänderungen auf die Fahrdynamik und den Kraftstoffverbrauch. - VII, 133 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012
Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Auswirkung definierter Reifendruckänderungen auf das querdynamische Fahrverhalten ausgewählter Fahrzeuge. Betrachtet werden hierbei die zwei grundsätzlich unterschiedlichen Fahrzeugkonzepte Sportwagen und Transporter sowie deren fahrzeugspezifische Bereifung bestehend aus Niederquerschnittsreifen und Nutzfahrzeugreifen. Zur Beurteilung des Fahrverhaltens werden kritische Fahrmanöver ausgewählt, in denen die Reifen an die Grenzen ihrer Kraftübertragungsfähigkeit gelangen und welche im täglichen Fahrbetrieb ein hohes Sicherheitsrisiko beinhalten. Die Durchführung der Fahrmanöver erfolgt zunächst simulativ im Fahrdynamiksimulationsprogramm IPG CarMaker. Die hierfür benötigten Fahrzeugmodelle werden parametrisiert und mit geeigneten Reifenmodellen, die den Reifendruck als separaten Eingangsparameter zuführen, ergänzt. Im weiteren Verlauf der Arbeit erfolgt die Durchführung eines ausgewählten Fahrmanövers, dessen Ergebnisse mit denen der Simulation verglichen werden. Aus dem Vergleich werden am Ende potenzielle Anwendungsgebiete einer Reifendruckregelanlage abgeleitet Zusätzlich erfolgt eine kurze Betrachtung der Zusammenhänge zwischen Rollwiderstand und Kraftstoffverbrauch.
Aufbau eines IPG-Carmaker-Simulationsmodells zur Ermittlung von Einflüssen auf die Reichweite eines Elektrofahrzeugs. - IX, 85 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Die Arbeit befasst sich mit der Ermittlung von Einflüssen auf den Energieverbrauch und die Reichweite von Elektrofahrzeugen. Die Untersuchungen werden am Beispiel des Mitsubishi i-MiEV vorgenommen. Der Hauptbestandteil der Arbeit ist die Modellierung des Elektrofahrzeugs in IPG Car-Maker, dies beinhaltet die Implementierung eines elektrischen Antriebsstrangs mit Matlab/Simulink. Anhand verschiedener simulierter Fahrszenarien werden die Einflüsse auf den Energieverbrauch und die Reichweite des Testfahrzeugs aufgezeigt. Die aus der Simulation gewonnenen Ergebnisse werden mit den realen Daten validiert.
Kleinkollisionen von Kraftfahrzeugen und deren Wahrnehmbarkeit durch den Fahrzeugführer. - 96 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Kleinkollisionen von Kraftfahrzeugen und deren Wahrnehmbarkeit durch den Fahrzeugführer.