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Über dieses Buch

Diese Arbeit präsentiert die Ergebnisse der Optimierung eines Fahrsimulators für die Nutzung in der querdynamischen Eigenschaftsbewertung. Einen Schwerpunkt bildet eine umfassende Analyse und Verbesserung der dynamischen Eigenschaften des gesamten Fahrsimulators. Daneben werden gezielt für die Anwendung in der querdynamischen Eigenschaftsbewertung neue Motion-Cueing-Algorithmen entwickelt. In einer Studie mit professionellen Testfahrern wird nachgewiesen, dass der verwendete Fahrsimulator ein geeignetes Werkzeug für die subjektive Querdynamikbeurteilung ist.

Über den Autor
Willibald Brems war wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) der Universität Stuttgart. In Kooperation mit einem deutschen Automobilhersteller hat er für seine Promotion an der Optimierung eines Fahrsimulators für die querdynamische Eigenschaftsbewertung gearbeitet. Nach seiner Promotion ist er aktuell als Softwareentwickler für selbstfahrende Fahrzeuge im urbanen Umfeld tätig.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Virtuelle Methoden und Werkzeuge sind heute wesentlicher Bestandteil des Fahrzeugentwicklungsprozesses in der Automobilindustrie. Zum einen ermöglicht die fortschreitende Technologieentwicklung im Bereich der Computertechnik den Einsatz der Simulation in immer mehr Anwendungsgebieten. Zum anderen wird die virtuelle Entwicklung forciert durch immer kürzer werdende Produktzyklen, erhöhte Variantenvielfalt und den damit einhergehenden Zwang zur Zeit- und Kosteneinsparung.

Willibald Brems

Kapitel 2. Stand der Technik und Grundlagen

Im Rahmen dieser Arbeit wird die konzeptionelle Optimierung von Fahrsimulatoren für die Nutzung in der Querdynamikbeurteilung erarbeitet. Dazu werden zunächst die grundlegenden Zusammenhänge bei der Querdynamikbeurteilung erläutert. Anschließend folgt ein Überblick über die Technik der Fahrsimulation, bevor der im Rahmen dieser Arbeit verwendete Fahrsimulator vorgestellt wird. Da die Optimierung der Bewegungssteuerung ein wichtiger Bestandteil des vorgestellten Konzepts ist, werden abschließend bekannte Motion-Cueing-Algorithmen diskutiert.

Willibald Brems

Kapitel 3. Querdynamikbewertung im Fahrsimulator

In diesem Kapitel werden in einem ersten Schritt die Anforderungen an den Prüfstandskomplex Fahrsimulator zur Querdynamikbewertung herausgearbeitet. Dazu wird zunächst in Kapitel 3.1 das Konzept des erweiterten Fahrer-Fahrzeug-Umwelt-Regelkreises zur Bewertung von Querdynamik im Fahrsimulator vorgestellt. In den folgenden Abschnitten werden die einzelnen Komponenten des erweiterten Fahrer-Fahrzeug-Umwelt-Regelkreises im Hinblick auf die Querdynamikbewertung im Fahrsimulator näher beleuchtet.

Willibald Brems

Kapitel 4. Motion-Cueing-Algorithmen zur Querdynamikbewertung

In einem Simulator können die auf den Fahrer wirkenden Kräfte und Beschleunigungen durch die Bewegungsplattform nicht vollständig dargestellt werden. Deshalb werden durch Motion-Cueing-Algorithmen aus den Fahrzeugbeschleunigungen Stellgrößen ermittelt, die im limitierten Arbeitsraum der Bewegungsplattform abgebildet werden können. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei Motion-Cueing-Algorithmen für den Anwendungsfall Querdynamikbewertung entwickelt, die in den Kapiteln 4.2 und 4.3 vorgestellt werden.

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Kapitel 5. Anwendung des optimierten Fahrsimulators

Mit den in Kapitel 3.2.2 vorgestellten Optimierungsschritten konnte der Immersionsgrad, also die objektiv messbare Qualität des verwendeten Fahrsimulators, gesteigert werden. Durch die Optimierung der dynamischen Eigenschaften des Simulators wird die Darstellung der Fahrzeugeigenschaften im erweiterten Fahrer-Fahrzeug-Umwelt-Regelkreis verbessert. Auch die in den Kapiteln 4.2 und 4.3 entwickelten Motion-Cueing-Algorithmen verbessern die Abbildungsgüte der fahrdynamischen Eigenschaften im Fahrsimulator. Dennoch bleibt der Simulator immer nur ein unvollständiges Abbild der Realität.

Willibald Brems

Kapitel 6. Fazit und Ausblick

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Optimierungsschritte für einen bestehenden Fahrsimulator zur Nutzung in der Querdynamikbewertung erarbeitet. Mit dem Konzept des um den Fahrsimulator erweiterten Fahrer-Fahrzeug-Umwelt-Regelkreises werden die dynamischen Anforderungen an den Fahrsimulator abgeleitet. Für den verwendeten Fahrsimulator werden in einer umfassenden Systemanalyse die dynamischen Eigenschaften und Verbesserungspotenziale identifiziert.

Willibald Brems

Backmatter

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