Kombinierte Stabilität von Fahrzeug und Fahrer - Versuch und Simulation

Abstract

Die Fahrzeugentwicklungen der letzten Jahre zeigen eine deutliche Tendenz zu Neuerungen, die sich nicht nur auf äußere, augenscheinliche Änderungen zwischen Baureihen beschränken. Die Hersteller erwarten sich durch die Einführung von neuen Technologien eine Verbesserung des Gesamtkonzeptes 'Fahrzeug'. Grund dafür ist sicher nicht zuletzt die seit diesem Jahrtausend sinkende Zahl an Neuzulassungen, welche dabei einen noch viel höher werdenden Innovationsdruck bei den Fahrzeugherstellern und deren Zulieferern bewirkt. In dieser Arbeit soll der Fokus auf Teilsystemen liegen, die durch die gezielte Beeinflussung der Querdynamik auf das Stabilitätsverhalten des Fahrzeugs Einfluss nehmen. Die Interaktion zwischen jenen Systemen und dem Fahrer ist ein wichtiges Thema derzeitiger Forschungen. Diese Tatsache macht die Kenntnis über die Lenkaufgabe des Fahrers und dessen Verhalten dieser Aufgabe gegenüber essenziell. In dieser Arbeit soll für die Anwendung in extremen Fahrsituationen passende Modelle für Fahrer, Fahrzeug und Reifen verwendet und verifiziert werden. Als Test wurde der Kickplattentest auf nasser Fahrbahn gewählt, bei der die Hinterachse des gerade aus fahrenden Fahrzeugs lateral verschoben wird um so eine Störung auf das System Fahrer und Fahrzeug aufzubringen. Auf die Abweichungen der Reaktionen von Fahrern mit unterschiedlichen Wissensständen und Erfahrungen soll dabei eingegangen werden. Der Versuch soll mithilfe der Modelle nachgestellt und simuliert werden, was eine anschließende Darstellung und Auswertung der Verbesserungspotentiale durch aktive Sicherheitssysteme ermöglicht.

Vehicle developments in recent years show a clear tendency toward innovations that are not limited to external, apparent changes between model series. Manufacturers expect the introduction of new technologies to improve the overall concept of the vehicle. The reason for this is certainly not least the decreasing number of new registrations since this millennium, which causes a much higher innovation pressure on the vehicle manufacturers and their suppliers. In this thesis, the focus will be on subsystems that influence a number of criteria by specifically influencing the lateral dynamics of the vehicle. The interaction between those systems and the driver is an important topic of current research. This fact makes knowledge about the driver's steering task and his behavior towards this task essential. In the literature many approaches are presented which are good approximations. In this work, suitable models for driver, vehicle and tires will be used and verified for the application in extreme driving situations. As a test the kick plate test on a wet road was chosen, where the rear axle of the vehicle driving straight out is shifted laterally to apply a disturbance to the driver and vehicle system. The variations in the reactions of drivers with different levels of knowledge and experience will be addressed. The test is to be simulated with the help of the models, which will enable a subsequent presentation and evaluation of the potential for improvement through active safety systems.