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Auto/Motor

FKFS und Universität Stuttgart weihen drei neue Fahrzeug- und Motorenprüfstände ein

Testen der nächsten Generation: Mit drei neuen
Prüfeinrichtungen richten das Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und
Fahrzeugmotoren Stuttgart FKFS und das Institut für Verbrennungsmotoren
und Kraftfahrwesen (IVK) der Universität Stuttgart ihren Fokus konsequent
auf Technologien für das Automobil der Zukunft. Im Rahmen einer
Festveranstaltung am Donnerstag, den 23. Mai 2019, wurden die neuen
Prüfstände eingeweiht und waren erstmals „in Aktion“ zu erleben.

Elektromobilität, Hybridantriebe, automatisiertes und autonomes Fahren:
Auf die Entwicklung und Erprobung dieser Technologien für die gegenwärtige
und zukünftige Mobilität zahlen die drei hochmodernen Neuzugänge unter den
Instituts-Prüfständen ein. Sie wurden gemeinsam von FKFS und IVK
entwickelt und realisiert – ein Prozess, in den zahlreiche innovative
Ansätze aus beiden Instituten einflossen. Am 23. Mai startete nun
offiziell der Forschungs- und Testbetrieb auf den zum Teil europaweit
einzigartigen Prüfeinrichtungen. „Für die Institute sind diese
Investitionen – nach der umfassenden Modernisierung des Windkanals im Jahr
2014 und mehrfachen Erweiterungs- und Neubauten am Stuttgarter
Pfaffenwaldring – ein weiterer Meilenstein ihrer strategischen Ausrichtung
auf die Mobilität von morgen.“, so Prof. Dr.-Ing. Hans-Christian Reuss,
aktueller Vorstandsvorsitzender am FKFS und geschäftsführender Direktor
des IVK.

Hochleistungs-Elektroantriebsstrang-Prüfstand

Hoch flexibel – mit zwei Radmaschinen und einer Antriebsmaschine – ist der
neue Hochleistungs-Elektroantriebsstrang-Prüfstand (HEP) zur Erprobung von
kompletten E-Antrieben oder einzelnen Komponenten aufgebaut. Um zukünftige
Anforderungen für elektrische Antriebsstränge in Bezug auf Leistung,
Drehzahlen und Spannungslage zu erfüllen, wurde der HEP auf wegbereitende
Kenndaten ausgelegt. So erfolgt etwa die Energieversorgung der Prüflinge
durch einen leistungsfähigen Batteriesimulator für Spanungsebenen bis
1.000 Volt. Neben der Antriebsapplikation und Funktionsentwicklung sind
auf dem neuen Prüfstand dynamische Belastungstests und Dauererprobungen
möglich. Außerdem können Wirkungsgrad- und Systemvermessungen mit
hochpräziser Leistungsmesstechnik und Parameter-Identifikation von
E-Maschinen dargestellt werden. Der neue Prüfstand wird außerdem die
Erprobung hoch verfügbarer Antriebe im automatisierten Fahrzeug unter
realistischen Lastkollektiven und Ausfallszenarien ermöglichen.

Hybridmotoren-Prüfstand

Der Hybridmotoren-Prüfstand übernimmt eine Doppelrolle und leistet darin
einen Beitrag zur Einhaltung der CO2-Ziele: Einerseits verfügt der neue
Hybridmotoren-Prüfstand über Belastungseinrichtungen, die
Verbrennungsmotoren im Hybridbetrieb simulieren, inklusive einer Anlage
zur gesetzkonformen Abgasanalyse. Andererseits lässt sich der
Antriebsstrang unter Belastung mit leistungsstarken elektrischen
Verbrauchern erproben, wobei verschiedenste Messtechniken zur Online-
Analyse limitierter Schadstoffkomponenten eingesetzt werden. Mit dem neuen
Hybridmotoren-Prüfstand kann so das Emissionsverhalten von Hybrid-
Antriebssträngen in einem sehr frühen Stadium getestet und beurteilt
werden. Außerdem sind die Institute damit in der Lage, komplette
Entwicklungsprozesse von Hybridsystemen zu beschreiben: von der
Funktionsentwicklung über die Modellierung des Rohemissionsverhaltens und
der Umsetzungswirkungsgrade des Abgasnachbehandlungssystems bis hin zur
Parametrierung und Validierung des fertigen Systems unter stationären
Bedingungen sowohl in gesetzlichen als auch in realen Prüfzyklen.

Fahrzeugdynamik-Prüfstand

Der neue Fahrzeugdynamik-Prüfstand steht für ein modernes, hoch
innovatives Testkonzept, das in Europa bislang einzigartig ist: Erstmals
lassen sich damit längs-, quer- und vertikaldynamische
Fahrzeugeigenschaften unter Laborbedingungen untersuchen –- und dies nicht
nur isoliert, sondern auch ganzheitlich mit einer detaillierten und
reproduzierbaren Betrachtung der Wechselwirkungen. Das eröffnet ein
breites Anwendungsspektrum für aktuelle und zukünftige Technologien, von
der Unterstützung des klassischen Fahrversuchs bis hin zur Erprobung des
Zusammenspiels von neuartigen An-triebs- und Fahrwerkskonzepten. So können
beispielsweise Assistenzsysteme, aktive Lenk- und Fahrwerksysteme oder
integrierte Fahrdynamikregesysteme weiterentwickelt, erprobt und
zertifiziert werden. Außerdem ist auf dem neuen Prüfstand das Testen von
Funktionen aus dem Bereich der Advanced Driver Assistance Systems (ADAS)
oder dem autonomen Fahren unter sicheren Bedingungen möglich.

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Deutsche Verkehrswacht

Nicht bürgerfreundlich sondern lebensgefährdend“ - Deutsche Verkehrswacht kritisiert Antrag zu Elektrokleinstfahrzeugen

Deutsche Verkehrswacht
Deutsche Verkehrswacht

Am Mittwoch, den 8. Mai 2019, fand in Berlin eine Anhörung zu einem Antrag der FDP-Bundestagsfraktion zu E-Scooter und Hoverboards statt. Der Antrag fordert eine deutliche Lockerung der geplanten Verordnung für Elektrokleinstfahrzeuge. Dies betrifft höhere Geschwindigkeiten, Nutzung von Gehwegen und Wegfall von Altersbeschränkungen und Versicherungspflicht. Außerdem sollen Fahrzeuge ohne Lenkstange erlaubt werden. Die Deutsche Verkehrswacht (DVW) kritisiert den Antrag in einer entsprechenden Stellungnahme scharf und fordert dazu auf, ihn im Sinne der Verkehrssicherheit entschieden abzulehnen.

Die DVW sieht beim FDP-Antrag „E-Scooter und Hoverboards jetzt bürgerfreundlich zulassen – Flexible Mobilität schnell und innovativ ermöglichen“ massive negative Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit. Für DVW-Präsident Prof. Kurt Bodewig wäre darum eine Realisierung unverantwortlich:
 „Vor allem zu Fuß Gehende, insbesondere behinderte und ältere Menschen, sowie Kinder und Jugendliche als Nutzer wären hier in hohem Maße gefährdet. Das zeigen auch Erfahrungen aus dem Ausland. Der Antrag ist damit nicht ‚bürgerfreundlich‘ sondern lebensgefährdend!“

 

Die Bewertung des FDP-Antrags

Die DVW sieht beim Antrag eine Missachtung elementarer Rahmenbedingung für einen weitgehend sicheren Einsatz. Fahrzeuge, inklusive selbstbalancierende, ohne Lenk- oder Haltestange sind durch die geringe Systemstabilität gänzlich ungeeignet für den Straßenverkehr. Weitere kritische Punkte sieht die DWV bei der Einteilung der Nutzerklassen.

In der „Freizeitklasse“ soll bis 12 km/h der Gehweg genutzt werden. Die „Pendlerklasse“ soll bis 25 Km/h auf Radverkehrsanlagen fahren. Bei beiden fiele eine Altersbeschränkung und ein sonstiger Nachweis von Kompetenzen zur sicheren Verkehrsteilnahme wie eine Mofa-Prüfbescheinigung oder Führerschein weg, genauso wie ein Versicherungsschutz. Gerade die Öffnung für den Gehweg würde laut DVW einen aggressiven Nutzungskonflikt provozieren. Hier hatte zwischenzeitlich auch die Bundesregierung die Kritik berücksichtigt und plant, den Gehweg nicht mehr freizugeben.

Eine Prüfbescheinigung oder ein Führerschein und damit ein Mindestalter von 15 Jahren dürfen laut DVW genauso wenig fehlen wie ein Versicherungsschutz, um für entstehenden Schaden aufzukommen.

Die „Sportlerklasse“ gilt für Fahrzeuge bis 45 km/h Höchstgeschwindigkeit. Es darf nur die Straße genutzt werden. Ferner ist eine Versicherungsplakette vorgeschrieben, ein Helm sowie ein Führerschein und damit ein Mindestalter von 16 Jahren. Dieser Geschwindigkeitsbereich ist für Elektrokleinstfahrzeuge völlig ungeeignet und birgt besonders bei Fahrzeugen ohne Lenkstange ein extrem hohes Gefährdungspotential für Fahrer und andere Verkehrsteilnehmer.

 

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Ganzfahrzeugerprobung mit adaptiven Dämpfern.  Grafik: Fraunhofer LBF

Angesagte aktive Fahrwerkssysteme: Fraunhofer LBF adaptiert Betriebsfestigkeitsprüfungen

Ganzfahrzeugerprobung mit adaptiven Dämpfern.  Grafik: Fraunhofer LBF
Ganzfahrzeugerprobung mit adaptiven Dämpfern. Grafik: Fraunhofer LBF

Aktive Fahrwerkssysteme stellen zusätzliche Anforderung an den
Betriebsfestigkeitsnachweis und die Bewertung der Zuverlässigkeit. Als
Reaktion auf diese Herausforderungen hat das Fraunhofer-Institut für
Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF seine Prüfumgebung im
Labor erweitert und angepasst. Dadurch ist die hohe Aussagegüte der
Betriebsfestigkeitsprüfungen sichergestellt. Fahrzeughersteller und ihre
Zulieferer profitieren von diesen Werkzeugen und können ihre aktiven
Fahrwerkssysteme dort im Hinblick auf deren Zuverlässigkeit absichern
lassen. Weitere Information gibt das Forschungsinstitut auf der Messe
Automotive Testing, Stuttgart, 21.-23. Mai 2019 (Stand 8052).

Mehr Komfort im Auto geht immer. Diesen Trend befördern insbesondere
Premiumhersteller und statten ihre Modelle zunehmend mit aktiver
Hinterradlenkung, aktiven Stabilisatoren oder aktiven Federungen aus. Mit
diesen Fahrwerkssystemen gelingt es, den Zielkonflikt zwischen Komfort und
Fahrsicherheit zu entschärfen. Speziell bei den SUV und anderen Fahrzeugen
mit hohem Gewicht und einem erhöhten Schwerpunkt lassen sich die Nachteile
in der Fahrdynamik durch situative Abstimmung des Fahrzeugverhaltens
deutlich mindern.

»Aktive Fahrwerkssysteme erfordern ein Umdenken in der traditionellen
Betriebsfestigkeitsprüfung im Labor«, betont Marc Wallmichrath,
Abteilungsleiter Baugruppen und Systeme im Fraunhofer LBF. Bereits mit dem
Aufkommen adaptiver Dämpfersysteme stellte sich die Frage, welchen
Einfluss die mögliche Änderung in den Dämpferkennlinien auf die
Belastungen im Fahrwerk hat und daraus resultierend, wie dieser Einfluss
beim Betriebsfestigkeitsnachweis des Fahrwerks oder gar des Ganzfahrzeugs
auf dem Prüfstand zu berücksichtigen ist.

Zwei grundlegende Fragestellungen geklärt

»Aktuelle und zukünftige aktive Fahrwerkssysteme bieten eine so hohe
Anpassungsvarianz, dass ihre Kennlinieneinstellungen/Einstellparameter
einen signifikanten Einfluss auf die im Fahrwerk entstehenden Belastungen
haben. Das bisherige Vorgehen ist für diese Systeme nicht mehr
zielführend«, erläutert Wallmichrath. Gefragt sind Lösungen zu zwei
grundlegenden Fragestellungen: Zum einen müssen zukünftig auch im Versuch
die jeweils zu den Fahrzeugbelastungen passenden Einstellungen und
Ansteuersignale für die adaptiven beziehungsweise aktiven Fahrwerkssysteme
aufgebracht werden, um die Bauteilbelastungen korrekt zu simulieren. Zum
anderen müssen zeitgeraffte Prüfungen für die neuen aktiven Systeme
entwickelt werden, wobei im Kontext der Elektromobilität gegebenenfalls
auch Hochvoltkomponenten einzubeziehen sind.

Ansteuersignale aus Fahrbetriebsmessungen oder Rechenmodellen

Zur Lösung der ersten Fragestellung nutzen Wissenschaftler im Fraunhofer
LBF zwei alternative Verfahren: Zum einen ist es möglich, die aktiven
Fahrwerkssysteme mit gemessenen Signalen aus Fahrbetriebsmessungen
anzusteuern, die mit den ebenfalls aus Messungen stammenden
Gesamtsystembelastungen korreliert sind (CAN-/Restbussimulation).
Alternativ dazu bietet ein zweites Verfahren die Möglichkeit, die
Ansteuersignale für die aktiven Fahrwerkssysteme mit einem Fahrzeugmodell,
gegebenenfalls erweitert um ein Modell des Reglers, auf einer
Echtzeithardware zu berechnen. Auch hierbei werden die Kräfte, Wege oder
Momente der aktiven Systeme angepasst an die sonstigen Systembelastungen
wie Fahrsituation, Fahrzeug- und Beladungszustand. Neben einer rein
modellbasierten Berechnung aller Systemgrößen lassen sich zusätzlich
gemessene Signale von Sensoren einbeziehen, die sich im zu prüfenden
System befinden.

Durch das belastungsabhängige Verhalten der aktiven Systeme ergeben sich
am Prüfstand Herausforderungen bei der Generierung der finalen
Ansteuersignale im Iterationsprozess. Daher nutzt das Fraunhofer LBF
virtuelle Abbilder beziehungsweise digitale Zwillinge der Prüfstände und
Fahrwerkssysteme, um bereits im Vorfeld effizient und zielgerichtet
konvergierende Iterationsstrategien für die finalen Systemprüfungen zu
entwickeln.

Methodenentwicklung für zeitgeraffte Prüfungen

Im Kontext der zweiten Fragestellung entwickeln die Experten im Fraunhofer
LBF derzeit Methoden, um aktive/mechatronische Systeme im Hinblick auf
ihre Systemzuverlässigkeit hin zu bewerten und zu prüfen. Mit diesen
Methoden lassen sich im Darmstädter Institut aktive oder über einen weiten
Bereich adaptierbare Fahrwerkssysteme einem zuverlässigen
Betriebsfestigkeitsnachweis unterziehen sowie mit aktiven
Fahrwerkssystemen ausgerüstete Ganzfahrzeuge prüfen. Die
Prüfstandsteuerung übernimmt dabei in allen Fällen weiterhin
vollumfänglich die Versuchssteuerung mit allen Überwachungs- und
Sicherheitsfunktionen.

»Die flexibel einsetzbaren Technologien ›Restbussimulation‹ und
›echtzeitfähige Fahrzeugmodelle‹ lassen sich in die etablierten
Prüfumgebungen einbinden. Mit diesen Werkzeugen können im Fraunhofer LBF
aktive Fahrwerkssysteme im Hinblick auf ihre Zuverlässigkeit abgesichert
werden«, so das Resümee von Abteilungsleiter Wallmichrath.

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Bundesrat erlaubt Elektrokleinstfahrzeuge in Deutschland - Deutsche Verkehrswacht lobt Nachbesserungen bei der Verkehrssicherheit

Gestern verabschiedete der Bundesrat die Verordnung für Elektrokleinstfahrzeuge wie Elektrotretroller. Dabei folgte er den Empfehlungen der Fachausschüsse und gab entgegen dem Verordnungsentwurf des Bundesverkehrsministeriums Gehwege nicht als Verkehrsfläche frei. Außerdem wird nur eine Kategorie bis 20 km/h auf Radverkehrsanlagen erlaubt und das Mindestalter wird auf 14 Jahre gesetzt. Weiterhin fordert der Bundesrat, von einer Erlaubnis für Fahrzeuge ohne Lenkstange abzusehen. Der Präsident der Deutschen Verkehrswacht, Prof. Kurt Bodewig, begrüßt dieses Ergebnis: „Ich freue mich, dass der Bundesrat beim Thema Elektrokleinstfahrzeuge weitgehend auch auf unsere Vorschläge eingegangen ist. So können wir Menschen sicherer auf E-Scooter und ähnliche Fahrzeuge bringen. Trotzdem sollten wir die Situation aufmerksam beobachten.“

Der letzte Verordnungsentwurf für Elektrokleinstfahrzeuge des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) war kritisch diskutiert worden, da bei einigen geplanten Regulierungen die Verkehrssicherheit maßgeblich gefährdet würde. So sollten 12-Jährige mit bis zu 12 km/h auf Gehwegen fahren dürfen. Später sollten innerhalb einer Ausnahmeregelung auch Fahrzeuge ohne Lenk- und Haltestange wie zum Beispiel E-Skateboards oder selbstbalancierende Hoverboards kommen. Beides hatte die Deutsche Verkehrswacht im Vorfeld öffentlich kritisiert und folgte dabei auch den Ergebnissen einer entsprechenden Untersuchung der Bundesanstalt für Straßenwesen. Das Bundesverkehrsministerium ist aufgefordert, die Empfehlung zu berücksichtigen und Fahrzeuge ohne Lenkstange nicht für den Straßenverkehr zuzulassen  

Nach wie vor wird es für Elektrokleinstfahrzeuge eine Versicherungspflicht geben, ein Helm ist weiterhin nicht vorgeschrieben, genauso brauchen Nutzer keinen Nachweis von Kenntnissen zur sicheren Verkehrsteilnahme, was Bodewig bedauerte: „Eine Grundqualifikation analog einer Mofa-Prüfbescheinigung und damit ein Mindestalter von 15 Jahren hätten wir gern gesehen, denn es handelt sich immerhin um Kraftfahrzeuge und ihre sichere Handhabung im Straßenverkehr braucht entsprechende Kenntnisse.“

 

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