6. Mai 2020
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Zuverlässiger Partner bei der Gesamtfahrzeugentwicklung
Aus einer Hand – Teil II
Teil zwei von drei aus der Reihe „Gesamtfahrzeugentwicklung aus einer Hand“
Den ersten Teil aus dieser Reihe finden Sie hier.FEV hat sich innerhalb der letzten Dekade zu einem Engineering-Dienstleister entwickelt, der das gesamte Service-Spektrum in der Fahrzeugentwicklung abdecken kann. In drei Beiträgen wird auf die Fahrzeugmodule Rohbau, Exterieur/Interieur, Licht und Sicht und das Fahrwerk eingegangen. Dabei werden Fahrzeugeigenschaften wie Akustik, Fahrdynamik, passive und aktive Sicherheit und auch Dauerfestigkeit betrachtet. Entwicklungswerkzeuge sind hier die virtuelle und reale Erprobung. Begleitet werden die Aktivitäten von diversen Steuerungsaufgaben wie Benchmarking mit anschließendem Targetsetting, Versuchs- und Prototypenplanung, Gewichtsmanagement und Homologation.
FEV übernimmt Verantwortung für die komplette Bandbreite der Gesamtfahrzeugentwicklung sowie für die Entwicklung einzelner Module und für punktuelle Konstruktions- und Berechnungsumfänge einzelner Bauteile. Die Tatsache, dass die Entwicklungskompetenz für Antrieb, Getriebe und Fahrzeug aus einer Hand kommen, macht FEV zu einem optimalen Entwicklungspartner – auch für elektrifizierte Fahrzeuge. Besondere Expertise bietet FEV bei der Konversion konventionell angetriebener Fahrzeuge zu Elektromobilen, da gerade hier die eng verzahnte und parallele Entwicklung von Antriebsstrang und Fahrzeug zu einem optimalen Ergebnis führt. Im Weiteren werden einige Aufgaben aus der Gesamtfahrzeugentwicklung vorgestellt.
Licht und Sicht
In der Automobilentwicklung nimmt der Bereich „Licht und Sicht“ eine zentrale Rolle an der Schnittstelle von Design, Komfort und Sicherheit ein. Aufgrund langjähriger Erfahrung bietet FEV seinen Kunden eine umfassende Betreuung in der Vor- und Serienentwicklung. Die besondere Spezialisierung liegt in der Berechnung, Auslegung und fertigungsgerechten Konstruktion von Scheinwerfern, Rückleuchten, Seiten- und Interieurleuchten. Egal, ob Laser-Licht-Entwicklungen für Scheinwerfer oder transparente OLEDs für Rücklichtanwendungen, beim Setzen neuer Standards nimmt FEV vielfach eine Vorreiterrolle ein. Das Unternehmen verfügt über ein breites Know-how und Kompetenzen im Bereich mikrooptischer Komponenten, wie der MLA-Technologie und der REALEYES 3D-Technologie. Der bionische Ansatz der Mikro-Linsen-Array-Technologie (MLA; Abbildung 1) ermöglicht erstmals die Realisierung von LED-Projektoren mit gänzlich neuen Eigenschaften: Die kompakte Größe des LED-Projektors mit scharfen Projektionsbildern auf beliebigen Geometrien unter kleinstem Einfallswinkel.
>> BEIM SETZEN NEUER STANDARDS NIMMT FEV VIELFACH EINE VORREITERROLLE EIN
Mit Einsatz der REALEYES 3D-Technologie ist es möglich, 3D-Grafiken und Logos „vor“ einem Display erscheinen zu lassen, ohne eine 3D-Brille oder andere Hilfsmittel zu benötigen. Diese höchst innovative Technologie wird aktuell für den Automotive-Bereich weiterentwickelt und bietet unter anderem hinsichtlich Fahrerinformationen und Sicherheit große Potenziale.
Test und Validierung
Die Fahrzeugentwicklung ist von hohen Kunden- und Marktanforderungen geprägt. Zuverlässigkeit ist neben Innovation, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit eine wichtige Voraussetzung, die sich direkt auf die Folgekosten auswirkt. Die länderspezifische Gesetzgebung stellt grundlegende Anforderungen an ein vollständiges Fahrzeug. Diese liegen jedem Entwicklungsprojekt als Basis zugrunde und definieren somit den Entwicklungsprozess. Ein wichtiger Schritt hierbei ist die Validierung, bei der die Erfüllung dieser Anforderungen nachgewiesen wird.
Der Begriff Validierung beinhaltet die Themen Dauerfestigkeit, Funktion und Leistung. Dafür verfügt FEV über umfangreiche Testmöglichkeiten sowie umfassende Kenntnisse der erforderlichen Zielparameter. Im Dauerfahrversuch wird die Dauerfestigkeit des Antriebsstrangs, der Fahrwerkskomponenten und der Fahrzeugzellenstruktur validiert. Bei einem Validierungsprüfprogramm für das geplante Einsatzspektrum eines Fahrzeugs wird die akkumulierte Strecke in verschiedene Fahrabschnitte unterteilt, die Stadtverkehr, Autobahnfahrten sowie Fahrten auf Landstraßen, auf Straßen mit schlechten Oberflächen sowie Bergstraßen repräsentieren. Ebenfalls enthalten sind Heiß- und Kaltlanderprobungen. Jeder Abschnitt stellt eine andere Herausforderung für den Antriebsstrang und das gesamte Fahrzeug dar.
>> DIE LÄNDERSPEZIFISCHE GESETZGEBUNG STELLT GRUNDLEGENDE ANFORDERUNGEN AN EIN VOLLSTÄNDIGES FAHRZEUG
Diese Testszenarien berücksichtigen jedoch noch nicht die Besonderheiten von ADAS-/AD-Fahrzeugen. Um ein geeignetes Testprogramm für diese Fahrzeuge zu entwickeln, müssen neue Szenarien definiert werden, welche die Steuergeräte auf verschiedenen Ebenen testen. Diese neuen Szenarien hängen mehr von der Umgebung der geplanten Route ab, etwa Ampeln, Straßenmarkierungen und anderen Verkehrsteilnehmern, als von der Route selbst. Der Einfluss dieser umgebenden Elemente sowie deren Verfolgung müssen systematisch hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der Steuergeräte untersucht werden. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass ein erheblicher Anteil dieser Elemente räumlich und zeitlich veränderbar ist. Mit dem FEV Advanced Road Rating System (ARRS) basieren die Tests für ADAS-/AD-Fahrzeuge auf objektiven Bewertungskriterien, um verschiedene Testrouten vergleichbar zu machen. Der Fokus des ARRS-Ansatzes liegt auf objektiven und effizienten Robustheitstests von ADAS-/AD-Systemen in der realen Welt. Damit ist FEV in der Lage, Testmethoden für die Validierung zukünftiger Technologien wie besagter Systeme systematisch und effizient zu entwickeln.
Fahrzeugakustik (Noise Vibration Harshness – NVH)
Fahrzeuginnengeräusche und Schwingungen werden vom Endkunden direkt erlebt und sind daher ein wichtiges, oft unbewusst wahrgenommenes Entscheidungskriterium für den Kauf eines Fahrzeuges. Sie sollen einerseits als angenehm wahrgenommen werden, andererseits aber auch je nach Fahrzeugklasse die Dynamik ausdrücken und zur Marke passen. Das Außengeräusch des Fahrzeugs ist Gegenstand gesetzlicher Vorgaben: Zum einen wird das Vorbeifahrtgeräusch begrenzt, um die Belastung für andere Verkehrsteilnehmer und Anwohner zu reduzieren. Zum anderen werden für den Fußgängerschutz Warngeräusche für potenziell sehr leise Elektrofahrzeuge vorgeschrieben (Abbildung 2). Für die Erreichung dieser NVH-Ziele ist eine konsequente Betrachtung von Akustik und Schwingungen im gesamten Fahrzeugentwicklungsprozess notwendig. Das beginnt mit einer dezidierten Definition der Zielwerte auf Gesamtfahrzeugebene. Hieraus werden dann – basierend auf Erfahrungen mit dem Vorgängerfahrzeug, Wettbewerbsvergleichen oder der systematischen Betrachtung der Geräuschtransferpfade – Zielwerte für die einzelnen Komponenten wie etwa Motor, Getriebe, Karosserie und Motorlager abgeleitet.
In der frühen Phase des Entwicklungsprozesses werden die Auslegung des Gesamtkonzeptes und auch das detaillierte Layout der akustisch relevanten Komponenten durch Simulationen unterstützt. Das beinhaltet zum Beispiel die Mehrkörpersimulation des Antriebsstrangs und die „Finite Elemente Simulation“ der Karosserie. Im weiteren Projektverlauf wird mit wachsendem Reifegrad der Hardware die Erreichung der Akustikziele auch durch Messungen und Subjektivbewertungen überprüft. Gegebenenfalls werden notwendige Optimierungen an die Bauteilverantwortlichen gemeldet (siehe Abbildungen 3 und 4).
Dieser etablierte Prozess steht durch die aktuellen Trends in der Automobilindustrie wie Elektrifizierung und autonomes Fahren vor neuen Herausforderungen.
Klicken Sie hier um den dritten Teil dieser Artikelreihe zu lesen.
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