Das Ziel dieser Arbeit ist die Identifikation des Konzepts „sicheres Fahren“ für das System „dynamischer Bremsvorgang eines Pkw ohne ABS“ unter besonderer Berücksichtigung variabler Fahrzeuggeschwindigkeiten und Fahrzeugmassen. Ein besonderes Augenmerk liegt auf den unterschiedlichen Radgeschwindigkeiten und blockierenden Rädern im Zeitverlauf, aus welchen Schlussfolgerungen für „sicheres Fahren“ abgeleitet werden. Als Modalziel ist die korrekte mathematische Identifikation des Systems sowie die Veranschaulichung des Modells in MATLAB-Simulink aufzuführen. Ferner sollen in einem weiteren Modalziel die Anfangsgeschwindigkeit und Fahrzeugmasse als Treiber der Radgeschwindigkeit und des Bremsvorgangs im zeitlichen Verlauf identifiziert werden. Im letzten Modalziel soll der Schlupf als Kerngröße effizienter Bremssysteme herausgestellt werden.
Die Anzahl der Pkw-Neuzulassungen in Deutschland pro Jahr stieg bis vor der Coronakrise auf einen Höchstwert von 3,61 Mio. Die Anzahl zugelassener Pkw erreichte im Jahr 2022 einen Höchststand von 49 Mio. Proportional hierzu verhielten sich die Straßenverkehrsunfälle in Deutschland pro Jahr: Sie erreichten im Jahr 2018 einen Höchststand von 2,7 Mio. Paradoxerweise verhielten sich die Zahlen der Unfalltoten antiproportional zu den aufgeführten Entwicklungen. Die 2,4 Tsd. Verstorbenen bei Straßenverkehrsunfällen in Deutschland im Jahr 2021 stellen einen Tiefpunkt dar. Hieraus lässt sich eine Zunahme der Sicherheit im Straßenverkehr ableiten. Dies hängt zum einen mit technischen Entwicklungen wie dem Antiblockiersystem (ABS) zusammen, als auch mit einer erhöhten Sensibilität im Straßenverkehr auf Seiten der Bevölkerung.
Mit Blick auf das Verkehrsaufkommen in Deutschland tendiert die Gesellschaft zu hochmotorisierten SUV-Modellen. Im Jahr 2021 erreichte die Zahl der Neuzulassungen von Pkw nach Segmenten für SUV in Deutschland einen Höchstwert von 670 Tsd.. Ferner sind sicherheitsrelevante Bauteile sowie leistungsfähigere und größere Motoren die Treiber einer höheren Fahrzeugmasse.
Inhaltsverzeichnis
- Definition und Grundlagen
- Gender-Hinweis
- Einleitung
- Systemmodellierung und Simulation
- Latsch und Schlupf
- Bremsvorgang eines sicheren Fahrzeugs
- Sicheres Fahren
- Systemidentifikation
- Bremsvorgang eines Pkw ohne ABS
- Aufstellen der Bewegungsgleichungen
- Aufbau und Beschreibung des Blockschaltbilds
- Simulation und Diskussion
- Durchführung der Simulation
- Veränderung der Anfangsgeschwindigkeit
- Veränderung der Fahrzeugmasse
- Analyse der Ergebnisse: Anfangsgeschwindigkeit
- Analyse der Ergebnisse: Fahrzeugmasse
- Analyse der Ergebnisse: Schlupf
- Ergebnisse mit Blick auf die Fahrsicherheit
- Fazit
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Modellierung und Simulation des Bremsvorgangs eines Pkw ohne ABS unter Verwendung von MATLAB Simulink. Die Zielsetzung ist es, die physikalischen Zusammenhänge des Bremsvorgangs zu verstehen und anhand eines Simulink-Modells zu visualisieren und zu analysieren.
- Entwicklung eines physikalischen Modells für den Bremsvorgang eines Pkw ohne ABS
- Simulation des Bremsvorgangs mit variierenden Parametern wie Anfangsgeschwindigkeit und Fahrzeugmasse
- Analyse des Einflusses von Schlupf auf die Bremsleistung und Fahrsicherheit
- Bewertung der Ergebnisse im Hinblick auf die Fahrsicherheit
- Diskussion der Grenzen des entwickelten Modells
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Dieses Kapitel führt in das Thema des Bremsvorgangs ohne ABS ein und erläutert die Relevanz des Themas. Es werden die Zielsetzung der Arbeit und der Aufbau der Arbeit vorgestellt.
- Systemmodellierung und Simulation: Dieses Kapitel beschreibt die physikalischen Grundlagen des Bremsvorgangs. Es werden die Begriffe Latsch und Schlupf sowie die relevanten Größen wie Radgeschwindigkeit, Fahrzeuggeschwindigkeit und Reibungskraft definiert. Die Simulation des Bremsvorgangs mit MATLAB Simulink wird vorgestellt.
- Bremsvorgang eines Pkw ohne ABS: Dieses Kapitel konzentriert sich auf die Modellierung und Simulation des Bremsvorgangs eines Pkw ohne ABS. Es werden die Bewegungsgleichungen des Fahrzeugs aufgestellt und das Blockschaltbild des Simulink-Modells beschrieben.
- Simulation und Diskussion: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der Simulation des Bremsvorgangs mit unterschiedlichen Parametern wie Anfangsgeschwindigkeit und Fahrzeugmasse. Es wird der Einfluss dieser Parameter auf den Bremsweg, die Bremsdauer und den Schlupf analysiert.
Schlüsselwörter
Bremsvorgang, ABS, MATLAB Simulink, Systemmodellierung, Simulation, Schlupf, Reibungskoeffizient, Bremsweg, Bremsdauer, Fahrsicherheit
- Quote paper
- Marius Utz (Author), 2022, Der Bremsvorgang ohne ABS. Modellierung und Simulation mit MATLAB Simulink, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/1320811
