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Über dieses Buch

Der Autor vermittelt anhand einer Roadmap Bedeutung und Konzepte von Fahrversuchen als Teil des Entwicklungsprozesses von Kraftfahrzeugen. Er zeigt, dass Fahrversuche nicht nur ein Optimierungs- und Erprobungsprozess in der Fahrzeugentwicklung sind, sondern auch Grundlage valider Simulationen. Unter Sicherheits- und Zuverlässigkeitsaspekten werden die Wechselwirkungen zwischen Fahrern und Fahrzeugen dargestellt. Besonderes Gewicht legt der Autor auf die Qualität moderner experimenteller Versuchsplanung, Messtechnik, Einschätzungen, Messgütekriterien, Standardisierung der Versuchsbedingungen, Analyse und statistische Tests, Reliabilität und Validität sowie Driverless Testing. Er stellt Fahrversuche nicht als technisches Problem dar, sondern als komplexes experimentelles Ereignis, dessen Planung, Durchführung und Auswertung Kompetenzen erfordert, welche über die gängige Ingenieurausbildung hinausgehen.
Der Leser erhält fundierte Kenntnisse zu Organisation, Durchführung und Auswertung von Fahrversuchen mit validen Ergebnissen. Außerdem gewinnt er Einblicke in Abläufe und Rollen bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen unter Berücksichtigung der Zwänge von Großserienproduktionen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Hintergrund, Problemstellung und Zielsetzung von Fahrversuchen

Das Kapitel begründet die Methodenlehre „Test und Evaluation in der Fahrzeugtechnik“. Es gibt Einblicke in die Geschichte der „Fahrversuche“ und begründet ihre Notwendigkeit im Rahmen der praktischen Erprobung sowie zur Validierung von Simulationen. Es ordnet sie den Phasen moderner Herstellungsprozesse zu und begründet die theoriegeleitete Bedeutungsanalyse der Ergebnisse, die systematische Evaluation. Aus fachlich-wissenschaftlicher Sicht begründet es die Notwendigkeit von Versuchsplanung, Skalierung, Fahrzeugausrüstung, Messtechnik, Versuchsdurchführung und Analyse theoretisch und experimentell.
Wolf Dieter Käppler

2. Grundlagen, Möglichkeiten und Grenzen von Fahrversuchen

Kapitel 2 beschreibt unerlässliche Grundlagen für das Verständnis von Fahrversuchen als technischer und psychometrischer Prozess des physikalischen Messens und der Einschätzung durch Fahrer. Hier werden Grundbegriffe erläutert und Definitionen dargelegt, die für das Verständnis von Test und Evaluation in der Fahrzeugtechnik unerlässlich sind.
Wolf Dieter Käppler

3. Testing Roadmap: Durchführung, Analyse und Bewertung von Fahrversuchen

Jeder Versuch, das Konstrukt Fahrverhalten durch Schätzskalen, Fahrzeugparameter oder beides reliabel und valide in Fahrversuchen abzubilden oder durch Korrelationen zwischen beidem in ein valides, physikalisch definiertes Abbild zu wandeln, wird durch eine Kombination von Problemen erschwert. ISO (1975) erkannte z. B. Variationsquellen aufgrund der Vielfältigkeit von Fahrzeug-, menschlichen und externen Faktoren und nannte die Problemkreise:
Wolf Dieter Käppler

4. Vorteile und Risiken

Das Kapitel erörtert Vorteile und Risiken der Verfahren. Test und Evaluation erfordern eine Reihe interdisziplinärer Kompetenzen. Expertenwissen führt zu neuen Erkenntnissen, wenn die vorgestellten Verfahren nach den Regeln der Versuchsplanung und Auswertung angewendet werden. Statistische Inferenz- und datenreduzierende Verfahren können besser genutzt werden. Varianzanalysen und Signifikanzprüfungen geben über Wechselwirkung Auskünfte, die so manche Hypothese falsifizieren. Korrekte Auswahl von Stichproben und Tests sind wesentliche Voraussetzungen. Fahrversuche bieten demnach Vorteile auf drei unterschiedlichen Ebenen: Unterstützung und Standardisierung operativ/administrativer Prozesse, Qualitätssicherung von Informationen und Maßnahmen und Kostensenkung und Ressourcenschonung.
Das Kapitel geht auch auf Risiken ein. Fahrversuche sind teuer und Risiken durch hohe Fahrgeschwindigkeiten und Gefahrensituationen hoch. Ethische Belange und die Arbeit entsprechender Kommissionen werden am Rand erwähnt.
Der jahrzehntelange Einsatz von Informationstechnologie erzeugt zudem ungeheure Datenmengen auch in Fahrversuchen. Immer bessere Algorithmen, Verfahren und Technologien zu deren Verarbeitung werden entwickelt, Schlagwort „Bigdata“. Auf unterschiedliche Ziele der Massendatenverarbeitung wird eingegangen. Aus Massendaten von Fahrversuchen können gezielte Informationen über Strukturen abgeleitet werden – weitgehend automatisiert. Risiken bestehen darin, dass nicht die Wirksamkeit in der Breite das Ziel ist, sondern Entscheidungen über das einzelne Individuum und sein Verhalten im Straßenverkehr getroffen werden. Dass nachrichtendienstliche Profile von Personen in großen Massen erhoben werden, führt bekanntlich zu verifizierbar besseren Analysen über Gefahrenpotentiale und regionale Entwicklungen.
An diese Grenzen stoßen auch Fahrversuche: Viele Informationen über das Handeln und Entscheiden bestimmter Berufs-, Alters- oder sozialer Gruppen und die Performanz von Fahrzeugen ermöglichen zum Beispiel generelle Vorhersagen der Risiken des Verhaltens betroffener Stichproben mit ähnlichen Merkmalen, darauf geht dieses Kapitel näher ein.
Wolf Dieter Käppler

5. Zusammenfassung und Ausblick

ist ein gedankliches Konstrukt und bezeichnet dynamische Wechselwirkungen zwischen Fahrern und Fahrzeugen. Es wird in Fahrversuchen untersucht. Einschätzungen von Fahrern gelten als Kriterium des Fahrverhaltens. Das Fachbuch vermittelt anhand einer Roadmap Bedeutung und Konzepte von Fahrversuchen als Teil des Entwicklungsprozesses von Kraftfahrzeugen. Es zeigt, dass Fahrversuche nicht nur ein Optimierungs- und Erprobungsprozess in der Fahrzeugentwicklung sind, sondern auch Grundlage valider Simulationen. Unter Sicherheits- und Zuverlässigkeitsaspekten werden die Wechselwirkungen zwischen Fahrern und Fahrzeugen dargestellt. Besonderes Gewicht legt das Buch auf die Qualität moderner experimenteller Versuchsplanung, Messtechnik, Einschätzungen, Messgütekriterien, Standardisierung der Versuchsbedingungen, Analyse und statistische Tests. Es stellt Fahrversuche nicht als technisches Problem, sondern als komplexes experimentelles Ereignis dar, dessen Planung, Durchführung und Auswertung Kompetenzen erfordert, die über die gängige Ingenieurausbildung weit hinausgehen.
Wolf Dieter Käppler

6. Anhang Untersuchungen und Ergebnisse für Anwender

Zum praktischen Erlernen und Vertiefen der beschriebenen Vorgehensweisen stellt der Anhang fünf Untersuchungen des Fahrverhaltens in Open- und Closed-Loop Tests sowie Befragungen mit Messfahrzeugen, Geländewagen, Lkw und Motorrädern beispielhaft und detailliert vor. Sie bauen hinsichtlich Komplexität, Anforderungen und Schwierigkeitsgrad aufeinander auf. Zum besseren Verständnis wird angeraten, mit der ersten Studie zu beginnen und fortlaufend zu verfahren.
Wolf Dieter Käppler

Backmatter

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