Böcker i Wissenschaftliche Reihe Fahrzeugtechnik Universitat Stuttgar-serien

David Bauer befasst sich mit der Verlustanalyse und -berechnung sowie der resultierenden Schnittstelle zu thermischen Netzwerkmodellen bei permanentmagneterregten Synchronmaschinen, welche in Elektro- und Hybridfahrzeugen eingesetzt werden. Die einzelnen Verlustarten untersucht der Autor hierbei hinsichtlich relevanter Verlusteffekte und analysiert die räumliche Verlustverteilung sowie das temperaturabhängige Verhalten der Verluste. Darauf aufbauend entwickelt er sowohl entsprechende Methoden zur Verlustübergabe an die thermische Domäne als auch Skalierungsvorschriften und -formeln zur Abbildung der Temperaturabhängigkeit.Der AutorDavid Bauer promovierte an der Universität Stuttgart und ist heute im Bereich der Auslegung elektrischer Maschinen für Elektro- und Hybridantriebe tätig.

Infolge der auftretenden Verlustleistungen in elektrischen Antriebsmaschinen erwärmen sich die Bauteile. Überschreiten die Bauteiltemperaturen gegebene Grenzwerte, ist eine irreversible Schädigung die Folge. Um die Antriebe zielgerichtet und effizient auslegen zu können, sind Berechnungsmodelle zur Vorausberechnung erforderlich. Stefan Oechslen untersucht die thermische Modellierung. Er stellt Methoden zur Modellierung der Wärmeleitfähigkeit der Wicklung und Wickelköpfe sowie zur Analyse des Diskretisierungseinflusses vor und leitet zusätzlich zu einem hochaufgelösten Modell auch ein schnellrechnendes Modell ab. Darüber hinaus wendet der Autor den vorgestellten Modellierungsprozess auf ein zukunftsweisendes Kühlkonzept an.Der Autor Stefan Oechslen arbeitet als Ingenieur in der Antriebsvorentwicklung bei einem deutschen Automobilhersteller im Bereich Triebstrang und Elektrifizierung. Er hat am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart am Lehrstuhl für Kraftfahrzeugmechatronik promoviert.

Alexander Link untersucht den Ventilationswiderstand von Pkw-Rädern. Im Fokus liegt die Entwicklung einer Messmethode zur Bestimmung dieses aerodynamischen Widerstands im 1:1-Windkanal für Gesamtfahrzeuge. Die Messmethode entwickelt der Autor basierend auf Voruntersuchungen im Modellwindkanal und Studien in einem 1:1-Windkanal mit 5-Band-System. Die Messmethode wird in weiteren 1:1-Windkanälen validiert. Der Autor untersucht in einer Sensitivitätsanalyse den Einfluss unterschiedlicher geometrischer Variationen auf den Ventilationswiderstand sowie auf den aerodynamischen Gesamtwiderstand.Der Autor Alexander Link wurde am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen am Lehrstuhl für Kraftfahrwesen im Bereich Fahrzeugaerodynamik und Thermomanagement promoviert. Er arbeitet als Entwicklungsingenieur bei einem deutschen Sportwagenhersteller im Bereich Aerodynamik.

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 AutorWillibald 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.

Hannes Vollmer entwickelt und beschreibt quantitative Methoden zur Analyse der Benetzung von Pkw-Seitenscheiben auf Grundlage von optischen Verfahren. Zur automatisierten Detektion der Benetzung setzt er sowohl die Fluoreszenzmethode als auch die neu entwickelte Methode der opaken Schicht ein. Mit beiden Methoden wird die Benetzung der Pkw-Seitenscheiben zeitaufgelöst betrachtet. Der Autor stellt eine visuelle Darstellungsform vor, die in einem Bild die Informationen einer Bildfolge zeigt und so die transiente Charakteristik der Benetzung berücksichtigt. Damit kann er aufzeigen, dass die Benetzbarkeit von Oberflächen einen entscheidenden Einfluss auf die Sichtfreihaltung hat.Der AutorHannes Vollmer hat am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart am Lehrstuhl für Kraftfahrwesen promoviert und arbeitet derzeit als Entwicklungsingenieur bei einem deutschen Automobilhersteller im Fachbereich Aerodynamik.

Kerstin Rensing beschäftigt sich mit der Bewertung und Verbesserung der Messqualität eines hydraulischen Messgeräts zur außermotorischen Bestimmung von Einspritzverlauf und -masse. Durch die Analyse der relevanten Einflussgrößen für die Einspritzverlaufsmessungen, wie Raildruck, Drehzahl, Gegendruck und Temperatur, konnte die Autorin die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse deutlich verbessern. Zusätzlich bewertet sie die Übertragbarkeit auf motorische Einspritzmengenmessungen, unter anderem durch die Ergebnisse einer Prüfmedienvariation und durch Messungen mit verschiedenen Gegenmedien.Die AutorinKerstin Rensing war als externe Doktorandin des IVK der Universität Stuttgart bei einem namhaften deutschen Automobilhersteller in der Forschung für Verbrennungsmotoren beschäftigt. Zurzeit ist sie dort als Entwicklungsingenieurin im Bereich Klimaregelungssoftware tätig.

Jens Neubeck stellt einen Ansatz zur Verbesserung von Verbrauchsprognosen vor. Auf Basis realer Fahrversuche entwickelt der Autor ein Reifenmodell, das eine realistische Prognose des thermischen Reifenverhaltens und der transienten Rollwiderstandsverläufe ermöglicht. Er integriert das Rollwiderstandsmodell in eine dynamische Gesamtfahrzeugsimulationsumgebung. So können unter Berücksichtigung der Umgebungs- und Fahrbahntemperaturen für individuelle oder repräsentative Fahr- und Strecken­profile sowie Beladungssituationen realistische Verbräuche im Güterfernverkehr prognostiziert werden.Der Autor Jens Neubeck ist Mitarbeiter des Forschungsinstituts für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS). Er leitet den Bereich Fahrdynamik und Fahrzeugtechnik und betreut Forschungs- und Entwicklungsvorhaben sowohl für die Automobil- und Zulieferindustrie als auch für öffentliche Forschungsgeber. Seine wissenschaftlichen Schwerpunkte umfassen neben dem Thema Reifen und Energieeffizienz insbesondere Fahreigenschaften, Fahrdynamiksysteme sowie Fahrer-Fahrzeug-Interaktion. Er ist Dozent an zwei Universitäten.

Daniel Stoll untersucht anhand experimenteller und korrespondierender numerischer Methoden die Seitenwindempfindlichkeit von Fahrzeugen sowie den Einfluss der Windkanalumgebung auf die ermittelten instationären Kräfte und Momente. Er stellt einen Ansatz vor, den Windkanalstrahl mit Methoden der linearen zeitinvarianten Systemtheorie zu beschreiben. Dadurch kann er zeigen, dass das Strömungsfeld in einem Windkanal mit offener Messstrecke ein dynamisches Verhalten besitzt, welches sich unter Seitenwindanregung dem Verhalten des Fahrzeugs überlagert. Mit dem vorgestellten validierten Simulationsmodell und der numerischen Simulationsumgebung ohne Interferenzeffekte ist es erstmals möglich, das aerodynamische Übertragungsverhalten eines Fahrzeugs zu bestimmen. Die Arbeit leistet damit einen entscheidenden Beitrag zur zukünftigen Entwicklung der instationären aerodynamischen Fahrzeugeigenschaften.Der Autor Daniel Stoll arbeitet als Entwicklungsingenieur im Bereich Fahrzeugaerodynamik und Windkanalforschung am Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart.

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.

Christopher Kober beschreibt eine Methode, realistischen deutschen Autobahnverkehr zu simulieren. Dadurch kann er Fahrerassistenz- und automatisierte Funktionen umfangreicher als bisher in der Simulation und im Labor testen. Der Verkehrsfluss entsteht durch die Interaktion von Fahrerverhaltensmodellen, die er anhand statistischer Untersuchungen parametriert. Den Bezug zu realem Verkehrsfluss stellt der Autor über zwei Fahrsimulatorstudien sowie über die Auswertung von Zählstellendaten her.Der Autor:Christopher Kober arbeitet derzeit im Bereich E/E Testing Prüfstand bei einem deutschen Automobilhersteller. Dort ist er themenverantwortlich für die "Digitale Erprobungsfahrt", die sich zum Ziel gesetzt hat, eine reale Erprobung durch komplexe Simulation nachzubilden, um E/E-Komponenten im Labor zu testen. Er promovierte berufsbegleitend am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) der Universität Stuttgart.

Barbara Krausz stellt eine Methode vor, mit welcher der Reifegrad in der Fahrzeugentwicklung mittels Fehlerkategorisierung von Diagnoseinformationen gesteigert werden kann. Dazu ordnet sie gelöste Fehlerfälle bzw. Fehlerspeichereinträge zuvor definierten Ursachenkategorien zu. Die Kategorien wählt die Autorin hierbei so, dass eine Unterscheidung zwischen entwicklungsspezifischen und serienrelevanten Ursachen möglich ist. Sie trainiert einen geeigneten Klassifikator mit den gelösten Trainingsfällen und ordnet die Fälle anhand der Ähnlichkeit der Fehlerumgebungsdaten den entsprechenden Ursachenkategorien zu. Mit dieser Methode wird die Fehleranalyse in der Fahrzeugentwicklung beschleunigt und der Reifegrad der Diagnose bereits vor dem SOP (Start of Production) erhöht.Die AutorinBarbara Krausz ist bei einem großen deutschen Automobilhersteller als Entwicklungsingenieurin in der Powertrain-Entwicklung für PKW tätig. Sie promovierte am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) der Universität Stuttgart.

Thomas Rothermel stellt ein Assistenzsystem vor, das eine Längsführung von Elektrofahrzeugen unter Berücksichtigung von sicherheitsrelevanten Informationen aus dem Fahrzeugumfeld ermöglicht. Dabei optimiert das System eine vom Fahrer vorgegebene Geschwindigkeitstrajektorie hinsichtlich der Minimierung des Kollisionsrisikos mit Fußgängern. Durch eine variable Eingriffsintensität kann ein ideales Verhältnis zwischen Fahrerakzeptanz und Nutzen gefunden werden. Der Autor untersucht in einer repräsentativen Probandenstudie im Stuttgarter Fahrsimulator das Assistenzsystem in Bezug auf Fahrerakzeptanz und Nutzen.Der Autor Thomas Rothermel war bis 2017 am Lehrstuhl für Kraftfahrzeugmechatronik am IVK in Stuttgart tätig und promovierte dort. Seine wissenschaftlichen Schwerpunkte liegen in den Bereichen Fahrerassistenz, Trajektorienoptimierung, Fahrdynamikregelung und der virtuellen Systemvalidierung. Momentan ist er als Entwicklungsingenieur für Fahrerassistenzsysteme und automatisiertes Fahren in der Industrie tätig.

Markus Orner stellt eine Methodik vor, mit deren Hilfe der Antriebsstrang und die Fahrzeugreichweite von Elektrofahrzeugen gezielt auf gegebene Anwendungsszenarien ausgelegt werden. Die zweistufige Methode verwendet dazu reale Nutzungsdaten und ist für alle Anwendungsbereiche mit homogener Nutzung einsetzbar. Dabei variiert der Autor Rahmenbedingungen wie Ladeinfrastruktur und Batteriekosten. Das Vorgehen stellt er am Beispiel der Anwendung "Free-Floating Car-Sharing" dar. Die Studie hilft somit, elektrische Antriebsstränge gezielt an neue Mobilitätsformen wie Car-Sharing anzupassen.Der Autor Markus Orner promovierte am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) der Universität Stuttgart und arbeitet heute im Bereich Auslegung und Erprobung elektrischer Antriebsstränge.