Digitaler Zwilling zur Virtualisierung von Arbeitsprozessen am Powertrain-in-the-Loop-Prüfstand

Table of Contents

1. Frontmatter

2. 1. Einleitung

   Jannes Schilling

   Zusammenfassung

   Antriebsstrangprüfstände sind ein Entwicklungswerkzeug in der Validierung von Fahrzeugantriebssträngen, um den Antriebsstrang in frühen Entwicklungsphasen ohne Prototypenfahrzeug zu testen. Die Tests umfassen unter anderem Mechanik- und Festigkeitstests, Fahrmanöver wie bspw. Rennstarts oder Nassüberfahrten, Rundstreckentests sowie Funktions- und Applikationstests.

3. 2. Grundlagen und Stand der Technik

   Jannes Schilling

   Zusammenfassung

   Zur Förderung des Verständnisses für die nachfolgende technische Analyse einer Erprobung an einem Antriebsstrangprüfstand (Abschnitt 3.2) beschreibt Abschnitt 2.1 den Aufbau und die Funktionen eines Antriebsstrangprüfstands. Dabei legt der Abschnitt 2.1.5 einen Fokus auf den Powertrain-in-the-Loop (PiL)-Betrieb. Die Grundlagen zur Modellierung menschlichen Fahrerverhaltens sind anschließend in Abschnitt 2.2 dargestellt.

4. 3. Herleitung einer Methode zum Einsatz eines digitalen Zwillings an Antriebsstrangprüfständen

   Jannes Schilling

   Zusammenfassung

   Der Hauptteil dieser Arbeit ist nach der Methodik zum Forschungsdesign (DRM, engl. Design Research Methodology) von Blessing und Chakrabarti aufgebaut [92]. Diese Methodik beschreibt eine strukturierte Vorgehensweise für Forschungsvorhaben in mehreren Schritte. Das Vorgehen für das Forschungsvorhaben dieser Arbeit besteht aus vier Schritten.

5. 4. Fahrermodellierung

   Jannes Schilling

   Zusammenfassung

   Dieses Kapitel befasst sich mit verschiedenen Ansätzen zur Modellierung menschlichen Fahrverhaltens. Zunächst werden in Abschnitt 4.1 mehrere Kriterien zur Bewertung von Fahrermodellen vorgestellt. Im Anschluss daran beschreibt Abschnitt 4.2 eine Umgebung sowieWerkzeuge zur Modellierung von Fahrermodellen für Antriebsstrangprüfstände unter Verwendung von Reinforcement-Learning (vgl. Abschnitt 2.4).

6. 5. Anwendung der Methode zur Integration eines Drift-Fahrers

   Jannes Schilling

   Zusammenfassung

   Das folgende Kapitel behandelt die DS-II im Kontext der DRM. Der Aufbau folgt der in Kapitel 3 beschriebenen Methode zur Virtualisierung von Arbeitsprozessen eines Antriebsstrangprüfstands unter Verwendung eines digitalen Zwillings. Zunächst wird ein initialer digitaler Zwilling auf Basis eines in dieser Arbeit untersuchten Prüfstands konzipiert (Abschnitt 5.1).

7. 6. Zusammenfassung und Ausblick

   Jannes Schilling

   Zusammenfassung

   Der Einsatz von Antriebsstrangprüfständen in Kombination mit einer Echtzeitsimulation im PiL-Betrieb ermöglicht die Verlagerung von Fahrzeugerprobungen auf den Prüfstand. Die virtuelle Umgebung erlaubt die realitätsnahe Abbildung verschiedener Szenarien und gleichzeitig die Nutzung der Vorteile eines Prüfstands. In der vorliegenden Arbeit wurde der zunehmenden Komplexität der Echtzeitsimulation durch die Konzeption einer Methode zur Virtualisierung von Arbeitsprozessen eines Antriebsstrangprüfstands unter Verwendung eines digitalen Zwillings entgegengewirkt.

8. Backmatter