Antriebsbelastung automatisierter Fahrzeuge

Von:

Gerrit Maximilian Brandes

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Die Weiterentwicklung von Fahrerassistenz- und automatisierten Fahrfunktionen stellt gegenwärtig einen wesentlichen Innovationstreiber in der Fahrzeugtechnik dar. Daher widmet sich diese Dissertation der Forschungsfrage, mit welchen Antriebsbelastungen im automatisierten Fahrzeugbetrieb im Vergleich zum menschlich gesteuerten Betrieb zu rechnen ist. Hierzu wird eine Methodik entwickelt, die die Aufbereitung von Messdaten aus dem menschlich gesteuerten Fahrzeugbetrieb, das Ableiten statistischer Fahrumgebungsinformationen, die synthetische Generierung virtueller Fahrumgebungen und die Langzeitsimulation des automatisierten Fahrzeugbetriebs umfasst. Für die Fahrzeuglängsführung werden insgesamt drei automatisierte Fahrfunktionsvarianten entwickelt. Während der Simulation wird ein längsdynamisches Fahrzeugmodell genutzt, um die auftretenden Fahrwiderstände und die resultierenden Antriebsmomente zu quantifizieren. Anhand von Zählverfahren und vereinfachten Schädigungsmodellen werden so Pseudoschädigungen für verschiedene Bauteile und Schädigungsmechanismen des Antriebsstrangs berechnet. Die Analyse der Antriebsbelastungen und Pseudoschädigungen erfolgt schließlich unter Variation der betrachteten Fahrzeuge, Kundentypen und mehrerer Einsatzszenarien. Der direkte Vergleich des automatisierten und menschlich gesteuerten Fahrzeugbetriebs lässt keine pauschalen Aussagen darüber zu, welche Betriebsart mit geringeren Antriebsbelastungen einhergeht. Unter Berücksichtigung auslegungsrelevanter Kundentypen zeigt sich jedoch bei vollständigem Ersatz des menschlich gesteuerten durch den automatisierten Fahrzeugbetrieb je nach betrachtetem Bauteil und Schädigungsmechanismus ein Schädigungsreduktionspotential i. H. v. 76 % bis 97 % bei gleicher Laufleistung.