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Hannover-Messe: Simulationsmodell zur Kraftstoffverbrauchsmessung von Kraftfahrzeugen

26.03.1999 - (idw) Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel

Wer sein persönliches Fahrverhalten und die dadurch bedingten Auswirkungen auf den Verbauch eines Fahrzeugs testen möchte, der sollte auf der Hannover Messe vom 19. bis 24. April 1999 in Halle 18 den Stand M16 besuchen. Aussteller ist das Institut für Fahrzeugbau der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel. Hier wurde unter der Leitung von Prof. Dipl.-Ing. Heinz Kuckertz und seinem Mitarbeiter Dipl.-Ing. Nils Werner das "Simulationsmodell zur Kraftstoffverbrauchsmessung von Kraftfahrzeugen" entwickelt. Maßgeblich beteiligt waren auch Studierende des Fachbereichs Produktions- und Verfahrenstechnik, die zuvor mit Prof. Kuckertz in einem außerplanmäßigen Seminar ein virtuelles Elektroauto bauten und sich dadurch erstmals mit der Simulation eines Kraftfahrzeugs und dessen Verbrauch anhand des eigenen Fahrstils auseinandersetzten.

Den Besuchern wird - und dies ist ungewöhnlich - auf einem "Windows-PC" mit Hilfe einer Standardsoftware aus der Regelungstechnik das Modell eines Fahrzeugs präsentiert.

Die Daten des Fahrzeugs und des Motors werden direkt eingegeben. Das Simulationsmodell erlaubt eine Echtzeitsimulation, das heißt der "Fahrer" erlebt eine virtuelle Fahrt durch das klassische Betätigen von Gas-, Brems- und Kupplungspedal. Vorgesehen sind auch Fahrten nach einem beliebigen Test-Fahrzyklus. Die Standardausgabe sieht Geschwindigkeitsverlauf, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, momentaner Verbrauch und Durchschnittsverbrauch vor.

Simulationsmodell
Mit der Software BORIS® wird das Fahrzeug mit seinen einzelnen Komponenten Karosserie, Fahrwerk, Motor und Getriebe als Blockschaltbild modelliert. Aus dieser einfachen Darstellung sind die gegenseitigen Einflußgrößen leicht zu erkennen. Die einzelnen Funktionsblöcke beschreiben den Zusammenhang zwischen den Eingangsgrößen wie z.B. Geschwindigkeit und Fahrwiderstand.

Die fahrzeugspezifischen Daten wie cw-Wert, Rollradius usw. werden als Einzelwerte eingegeben. Die Motordaten werden als Kennfelder in den entsprechenden Blöcken abgelegt. Diese sind als leicht veränderbare Textdateien aufgebaut.

Das Getriebe wird mit seinen einzelnen Übersetzungsstufen abgebildet. Für programmierte Fahrzyklen sind auch Getriebe mit mehr als fünf Gängen realisierbar.

Die Darstellung der einzelnen Größen erfolgt auf dem Rechner-Bildschirm, wobei die einzelnen darzustellenden Größen sehr einfach aus dem Blockschaltbild ausgewählt werden können. Standardmäßig werden die Geschwindigkeit in km/h, die Motordrehzahl in 1/min, der momentane und der durchschnittliche Verbrauch in ltr/100km angezeigt. Der Geschwindigkeitsverlauf und der zurückgelegte Weg werden als Zeitdiagramme dargestellt. Die im Motorkennfeld gefahrenen Betriebspunkte können abgerufen werden.

Virtuelle Fahrt
Um das persönliche Fahrverhalten darzustellen, wir die Eingabe über den klassischen Aufbau mit Gas, Brems- und Kupplungspedal und Schaltknüppel gewählt. Die Pedalstellungen werden über Potentiometer gemessen und als analoge Größen weiterverarbeitet. Die Position des Schalthebels wird über optische Sensoren erfaßt. Damit ist eine Echtzeitsimulation möglich. Der Fahrer erfährt sofort, wie er durch seine Fahrweise den Kraftstoffverbrauch beeinflußt.

Über die Vorgabe von Fahrzyklen werden reproduzierbare Verhältnisse geschaffen. Somit lassen sich mit verschiedenen Motoren, Getrieben, gewichtsträchtigen Sonderausstattungen usw. ausgerüstete Fahrzeuge hinsichtlich ihres Verbrauchs direkt vergleichen.
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