Der 4×4-Rollenprüfstand Advanced erlaubt den streckengenauen Übertrag realer Straßenfahrten auf den Prüfstand unter Verwendung realistischer Fahrzeugmodelle.
TÜV Hessen
Die Angaben aus dem Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) offenbaren große Unsicherheiten zwischen gemessenem und dem tatsächlichen, individuellen Kraftstoffverbrauch. Mit einem Trick gelingt es Entwicklern, den streckengenauen Übertrag realer Straßenfahrten auf den Prüfstand zu transferieren. Sie nutzten dazu realistische Fahrzeugmodelle.
Umgebungstemperatur, Schaltpunkt und Zuladung bestimmen den Verbrauch eines Fahrzeugmodells. Um vergleichbare Verbrauchswerte zu erzielen sind zudem der Beginn der Abgasmessung und der Kaltstart des Motors wichtig. Darüber hinaus schalten die Tester alle Verbraucher aus. Dieser Neue Europäischer Fahrzyklus (NEFZ) legt genau fest, unter welchen Bedingungen und mit welchen Geschwindigkeitsabläufen ein Fahrzeug bei der Ermittlung von CO2-Emission und Energieverbrauch betrieben wird.
Während ein solcher Fahrzyklus - aus Sicht der Hersteller - Entwicklungssicherheit bietet, kritisieren Verbraucherschützer und Politik die zum Teil erheblichen Abweichungen zwischen angegebenem und tatsächlichem Verbrauch. Denn der Fahrzyklus wird üblicherweise auf einem Motoren- oder Rollenprüfstand abgefahren. Und darauf gelang es bisher nämlich nicht, einen Fahrzyklus zu definieren, der exakte Information zum tatsächlichen, individuellen Kraftstoffverbrauch gibt.
Endlich realistische Verbrauchsangaben möglich
Dass dennoch reale Straßenfahrten auf einem Pkw-Allrad-Rollenprüfstand möglich sind, zeigen der TÜV Hessen, die Technische Universität Darmstadt und AVL Zöllner. Ihnen gelang es, den streckengenauen Übertrag realer Straßenfahrten auf den Prüfstand zu transferieren. Sie nutzten dazu realistische Fahrzeugmodelle. Im Vorfeld werden verschiedene, reale Straßenfahrten mit unterschiedlichen Fahrprofilen erfasst sowie verschiedene Fahrzeuge (verschiedene Antriebskonzepte) und Fahrercharaktere untersucht, um anschließend den Übertrag auf den Rollenprüfstand abzubilden. Durch die zusätzliche Aufnahme der emissions- und kraftstoffverbrauchsrelevanten Messgrößen bei den realen Straßenfahrten wird die Zielsetzung verfolgt, neben dem präzisen Übertrag der Fahrmanöver auch Emissionen und Verbrauch realitätsnah am Prüfstand zu erzeugen und abzubilden.
Zentrales Werkzeug für das manöverbasierte Testen auf dem Prüfstand ist eine Vehicle-in-the-Loop-Simulationsumgebung. Diese offene Simulationsumgebung spielt die Schlüsselrolle gemäß des X-in-the-Loop-Frameworks für die Fahrzeug-Fahrer-Fahrbahn-Interaktion. Hier werden die Fahrzeugvarianten, Fahrercharaktere, Fahrbahn- und Verkehrsvariationen über verschiedene Schnittstellen bedient. Dadurch erhält der Testingenieur die Möglichkeit, reale Fahrsituationen auf dem Prüfstand zu untersuchen.
Auch der Verkehrsfluss wir berücksichtigt
Im Vergleich mit konventionellen Straßensimulationen auf Rollenprüfständen, bei denen eine Ausrollkurve die Grundlage der Simulation bildet, wird bei der erweiterten Straßensimulation ein physikalisches Fahrzeugmodell verwendet, das mit einer virtuellen Umwelt und einem virtuellen oder realen Fahrer interagiert. Damit ist es möglich, unter anderem Kurvenfahrten, Bergauf- und Bergabfahrten, radindividuellem Schlupf sowie die Analyse von Torque-Vectoring-Systemen am Rollenprüfstand abzubilden. Dabei werden kraftstoffverbrauchsdominierende Einflussparameter wie beispielsweise der Verkehrsfluss, aber auch Fahrzeugparameter wie Fahrzeugmasse oder Luftwiderstand modellbasiert variiert, um somit Kraftstoffverbrauch, Abgasemissionen oder den Energiefluss (Elektromotor und Batterie) und dessen Auslegungsstrategie systematisch zu untersuchen. Auch der Einfluss verschiedener Fahrercharakteristika lässt sich abbilden.
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