Ziel dieser Arbeit ist es einen Bremsvorgang eines Fahrzeugs ohne ABS zu simulieren. Im Rahmen dieser Simulation wird auf Ergebnisse und Prämissen von SCHERF zurückgegriffen. Eine eigene Herleitung erfolgt hierbei nicht, vielmehr werden Sie von SCHERF direkt übernommen. Neben der Aufstellung der entsprechenden Bewegungsgleichungen gilt es das zugehörige Blockschaltbild in Matlab-Simulink zu erstellen.
Mittels dieses Blockschaltbildes gilt es dann, durch variieren der Anfangsgeschwindigkeiten und der Fahrzeugmassen die Radgeschwindigkeiten innerhalb realistischer Wertebereiche mit einer aussagekräftigen Anzahl an Wertekombinationen zu simulieren und grafisch darzustellen, sowie diese im Zeitverlauf zu untersuchen.
Anhand dieser Ergebnisse lassen sich Rückschlüsse und Schlussfolgerungen für das „sichere Fahren“ ziehen, welche es abschließend gilt, kritisch zu diskutieren.
Seitdem es statistische Daten zu Opferzahlen im Straßenverkehr in Deutschland gibt, sind diese stark rückläufig. Dies ist umso mehr beeindruckend, da sich die Population an KFZs in Deutschland kontinuierlich erhöht. Während die Zahl der gemeldeten Unfälle, bezogen auf die Anzahl der zugelassenen KFZs, sich nicht so wesentlich verändert hat, hat sich hingegen der Anteil der Personenschäden deutlich reduziert. So war vor 100 Jahren das Risiko bei einem Verkehrsunfall zu sterben mehr als 100 Mal größer als heute.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1. Zielsetzung
1.2. Aufbau der Arbeit
2. Bremsvorgang und „sicheres Fahren“, was verstehen wir darunter
2.1. Bremsvorgang eines Fahrzeugs (ohne ABS)
2.2. Definition „Sicheres Fahren“
3. Forschungsdesign und Operationalisierung der Kriterien
3.1. Darstellung der Bewegungsgleichungen
3.2. Aufstellung des Blockschaltbilds in Matlab-Simulink
3.3. Festlegen der Untersuchungseinheiten
3.4. Durchführung der Simulation
3.4.1. Veränderung der Fahrzeugmasse
3.4.2. Veränderung der Anfangsgeschwindigkeit
4. Schlussfolgerung der Simulationsergebnisse und kritische Würdigung
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Ziel dieser Arbeit ist die Simulation eines Bremsvorgangs für ein Fahrzeug ohne ABS unter Variation verschiedener Parameter wie Fahrzeugmasse und Anfangsgeschwindigkeit, um Rückschlüsse auf die Verkehrssicherheit zu ziehen.
- Simulation von Bremsvorgängen ohne Antiblockiersystem (ABS)
- Modellierung und Analyse mittels Matlab-Simulink
- Untersuchung der Einflüsse von Fahrzeugmasse und Anfangsgeschwindigkeit auf den Bremsweg
- Kritische Diskussion der Kriterien für ein „sicheres Fahren“
- Analyse des physikalischen Schlupfverhaltens bei Vollbremsungen
Auszug aus dem Buch
3.4.1. Veränderung der Fahrzeugmasse
Interessanterweise führt zunächst eine Erhöhung der Masse um das Gewicht von einer Person (75 kg) unter Beibehaltung aller weiteren Faktoren und Parameter zu einer signifikanten Verkürzung des Bremswegs auf ca. 34 m.
Dies resultiert daher, dass anders als in der Ausgangssituation, die Räder bei einer Vollbremsung nicht blockieren. Mit der in diesem Beispiel zugrunde liegenden Bremsanlage mit einem Bremsmoment von 5335 Nm können die Räder nicht zum Blockieren gebracht werden, da dieses zu gering ist. Sowohl die Radgeschwindigkeit als auch die Fahrzeuggeschwindigkeit nehmen linear zur Zeit ab, so dass beide bei ca. 2,5 Sekunden bei 0 angekommen sind.
Durch die höhere Masse wirkt die Bremse besser. Der Schlupf fällt von 100% =1 auf ca. 8% (0,08). Wird der Schlupf kleiner, steigt der der Reibwert etwas an. Bei rollenden Rädern und optimalem Schlupf werden also höhere Bremskräfte übertragen als bei blockierten Rädern mit 100% Schlupf. Somit ist das Bremsen mit blockierten Rädern aus physikalischer Sicht nicht sinnvoll.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung beleuchtet die rückläufigen Opferzahlen im deutschen Straßenverkehr trotz steigender Fahrzeugpopulation und führt in die Thematik der Fahrzeugsicherheit ein.
2. Bremsvorgang und „sicheres Fahren“, was verstehen wir darunter: Das Kapitel definiert den physikalischen Bremsvorgang ohne ABS sowie den Begriff des sicheren Fahrens unter Einbeziehung verschiedener verkehrsrelevanter Faktoren.
3. Forschungsdesign und Operationalisierung der Kriterien: Hier wird das Simulationsmodell basierend auf Bewegungsgleichungen und deren Umsetzung in Matlab-Simulink beschrieben sowie die verschiedenen Untersuchungsszenarien festgelegt.
4. Schlussfolgerung der Simulationsergebnisse und kritische Würdigung: Der Autor bewertet die Ergebnisse der Simulation im Hinblick auf die Verkehrssicherheit und diskutiert die Bedeutung des Fahrerverhaltens bei Notbremsungen.
Schlüsselwörter
Bremsvorgang, ABS, Fahrzeugsicherheit, Simulation, Matlab-Simulink, Bremsweg, Schlupf, Fahrzeugmasse, Anfangsgeschwindigkeit, Verkehrssicherheit, Notbremsung, Bewegungsgleichung, Haftbeiwert, Reibungskraft, Fahrsicherheitstraining
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundlegend?
Die Arbeit untersucht das Verhalten eines Fahrzeugs ohne Antiblockiersystem (ABS) während eines Bremsvorgangs unter verschiedenen physikalischen Bedingungen.
Welches ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, durch Simulationen zu analysieren, wie sich Änderungen der Anfangsgeschwindigkeit und der Fahrzeugmasse auf den Bremsweg auswirken und welche Bedeutung dies für das sichere Fahren hat.
Welche wissenschaftliche Methode wird in dieser Arbeit verwendet?
Es wird eine modellbasierte Simulation in Matlab-Simulink durchgeführt, die auf den Bewegungsgleichungen für Fahrzeug und Rad basiert.
Was sind die zentralen Themenfelder der Analyse?
Zentrale Themen sind die physikalische Beschreibung des Bremsvorgangs, der Einfluss des Schlupfes auf die Bremsleistung und die Definition von Kriterien für sicheres Fahren.
Was wird im Hauptteil der Arbeit schwerpunktmäßig behandelt?
Der Hauptteil konzentriert sich auf die Darstellung der Bewegungsgleichungen, die Erstellung des Blockschaltbildes und die Durchführung verschiedener Simulationsläufe mit unterschiedlichen Parametern.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Forschungsarbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie Bremsweg, Schlupf, Simulation und Verkehrssicherheit bestimmt.
Warum führt eine Erhöhung der Fahrzeugmasse in bestimmten Fällen zu einer Verkürzung des Bremswegs?
Weil bei einer höheren Masse das vorliegende Bremsmoment nicht ausreicht, um die Räder zu blockieren, wodurch das Rad im Bereich des optimalen Schlupfes bleibt und eine höhere Reibungskraft übertragen werden kann.
Welchen Einfluss hat das Blockieren der Räder auf die Lenkbarkeit des Fahrzeugs?
Ein blockiertes Rad verliert die Fähigkeit, Seitenführungskräfte zu übertragen, wodurch das Fahrzeug instabil wird und nicht mehr gelenkt werden kann.
Welche Rolle spielt die „Schrecksekunde“ in der Sicherheitsbetrachtung?
Die Schrecksekunde beschreibt die Reaktionszeit des Fahrers, in der das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit bereits eine beträchtliche Strecke ungebremst zurücklegt, was den gesamten Anhalteweg maßgeblich verlängert.
- Citation du texte
- Holger Schmid (Auteur), 2017, Bremsvorgang ohne ABS. Simulation eines Bremsvorgangs mit Matlab Simulink mit verschiedenen Eingabevariablen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/357335
