Methoden zur Bestimmung der Ausfallraten von elektrischen und elektronischen Systemen am Beispiel der Lenkungselektronik

verfasst von: Ulrike Weinrich

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : Wissenschaftliche Reihe Fahrzeugtechnik Universität Stuttgart

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Ulrike Weinrich beschreibt zwei Methoden zur Berechnung realistischer Ausfallraten von elektrischen/elektronischen Systemen am Beispiel des Steuergeräts der elektrischen Servolenkung. Basierend auf den untersuchten Einflussgrößen der Ausfallratenberechnung wird aus der Kombination von Mess- und Prüfstandsfahrten ein Temperaturprofil der Umgebungsluft des Lenkungssteuergeräts bestimmt. Die zweite Methode beschreibt die Determinierung der Feldbewährung von E/E-Komponenten und -Baugruppen auf Grundlage der Ausfall- und Betriebszeiten mithilfe der Bayes’schen Statistik. Der praktische Nachweis dieser Methode wird in Form einer Simulationsstudie durchgeführt.

Die Autorin:

Ulrike Weinrich hat am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) an der Universität Stuttgart promoviert. Heute ist sie als Projektleiterin für den Aufbau und die Inbetriebnahme eines Elektroantriebprüfstands am FKFS tätig.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Zusammenfassung

Der motorisierte Individualverkehr ist fürMenschen von außerordentlicher Bedeutung. Hauptträger dieser individuellen Mobilität ist bis heute das Automobil, da es Flexibilität und Unabhängigkeit schafft. Für die Entwicklung neuer Funktionalitäten und zur Erhöhung des (Fahr-)Komforts ist beispielsweise die Elektrifizierung des Antriebsstrangs besonders hervorzuheben.

Ulrike Weinrich

Kapitel 2. Grundlagen

Zusammenfassung

Seit Jahren lässt sich ein Anstieg der sicherheitskritischen Elektronikfunktionen in Fahrzeugen beobachten. Damit wird die Betrachtung aus der Zuverlässigkeitsperspektive unumgänglich. Zu Beginn dieses Kapitels werden die Grundlagen zu funktionaler Sicherheit, Statistik und Zuverlässigkeit erläutert.

Ulrike Weinrich

Kapitel 3. Analyse der Ausfallratenberechnung

Zusammenfassung

Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Analyse und Ermittlung von geeigneten Methoden zur Berechnung von realistischen Ausfallraten elektronischer Steuergeräte am Beispiel des Lenkungssteuergeräts.Dieses Vorhaben erfordert einerseits detaillierte Kenntnisse darüber, wie Ausfallraten aktuell berechnet (oder eher geschätzt) werden. Andererseits bedarf es der Identifizierung von Einflussgrößen und der Analyse ihrer quantitativen Werte. Die systematische Vorgehensweise zur Entwicklung alternativer Lösungen setzt sich aus den folgenden drei Schritten zusammen.

Ulrike Weinrich

Kapitel 4. Experimentelle Bestimmung des Temperaturprofils

Zusammenfassung

Da sich eine Vielzahl von Faktoren, die im realen Betrieb auftreten, nicht oder nur bedingt mit einbeziehen lassen, sind numerische Simulationen von Fahrzeugkomponenten im realen Einsatz nur eingeschränkt aussagekräftig. Ein zusätzlicher Nachteil im Vergleich zur Fahrt auf öffentlichen Straßen besteht im Fehlen der Fahrbahnlängsneigung, die nachweisbar Fahrerverhalten, Fahrleistung und Verbrauch beeinflusst [125]. Das individuelle Verhalten des Fahrers eines Kraftfahrzeugs im Realverkehr kann ebenfalls nicht mit den oben genannten Simulationen erfasst werden.

Ulrike Weinrich

Kapitel 5. Methode für felddatenbasierte Ausfallraten

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird eine Methode zur Berechnung der Ausfallrate von E/ESystemen in Kraftfahrzeugen basierend auf den Felddaten vorgestellt. Durch die Anwendung der vielseitigen Weibullverteilung können sowohl Frühausfälle, konstante Fehlerraten sowie Ausfälle aufgrund von Ermüdung beschrieben werden – eine geplante Verallgemeinerung für den universellen Einsatz der Methode. Zunächst werden Felddaten allgemein und die verschiedenen Möglichkeiten zur Felddatenerfassung dargestellt.

Ulrike Weinrich

Kapitel 6. Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung

Ungeachtet dessen, wie sich die Lenkkonzepte für selbstfahrende Autos entwickeln werden, zählen elektrisch unterstützte Lenksysteme derzeit zu den gebräuchlichsten Lenkungskonzepten im Pkw-Bereich für die Aufprägung eines Lenkwinkels an den Rädern der Vorderachse – bei Allradlenkung ebenfalls an der Hinterachse. Die Unterstützungskraft wird durch einen Elektromotor erzeugt, der über das Bordnetz gespeist wird. Um Gefährdungen, die durch das Fehlverhalten solcher elektronischer Systeme entstehen können, abzuwenden bzw. komplett zu verhindern, werden Maßnahmen und deren technische Umsetzung zur Erreichung funktionaler Sicherheit gefordert.

Ulrike Weinrich

Backmatter

Titel: Methoden zur Bestimmung der Ausfallraten von elektrischen und elektronischen Systemen am Beispiel der Lenkungselektronik
verfasst von: Ulrike Weinrich
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-25463-6
Print ISBN: 978-3-658-25462-9
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-25463-6

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Über dieses Buch

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Kapitel 2. Grundlagen

Kapitel 3. Analyse der Ausfallratenberechnung

Kapitel 4. Experimentelle Bestimmung des Temperaturprofils

Kapitel 5. Methode für felddatenbasierte Ausfallraten

Kapitel 6. Zusammenfassung und Ausblick

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