Institut für Kraftfahrwesen und Kolbenmaschinen Kraftfahrwesen Prof. Dr.-Ing. I. C. Schmid

Allgemeines

Fahrsimulatoren sind Einrichtungen zur Nachbildung des Fahrverhaltens von Straßenfahrzeugen, wobei der Mensch als Fahrzeugführer als Echtteil in das Simulationssystem integriert wird. Sie sind mit ihrer Flexibilität und Reproduzierbarkeit hinsichtlich der Versuchsparameter für systematische wissenschaftliche Untersuchungen gut geeignet. Durch die Einbeziehung des Menschen als Fahrzeugführer müssen dem Fahrer alle für die Fahrzeugführung relevanten Informationen dargeboten werden.

 

Informationsdarbietung optisch Sichtsimulation über Monitor bzw. Großbildprojektor  vestibular Bewegungssimulation der Querbeschleunigung mit einem Translationssystem  haptisch  Rückstellmomentsimulation mit einem Scheibenläufermotor  akustisch Fahrgeräuschsimulation über  Lautsprecher

Untersuchungen am Fahrsimulator Reaktionsverhalten des Fahrzeugführers Einfluß der Bewegungsinformation Streß im Straßenverkehr Alkoholeinfluß Automatische Kurskorrektur Einfluß von Fahrerinformationen auf die Fähigkeit des Menschen

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Dynamischer Fahrsimulator mit Einkoppelung von Echtteilen

Fahrkabine Zur Untersuchung des Regelkreises Fahrer-Fahrzeug verfügt das Institut über ein Simulationssystem, bei dem neben dem Fahrer auch die Reifen als Echtteile in die Simulation integriert werden können. Hierfür wird parallel zum Fahrsimulator eine Reifenprüfanlage betrieben. Die am Reifen gemessenen Seitenführungs- kräfte werden in Echtzeit an das Fahrzeugmodell auf dem Rechner übertragen, welches die daraus resultierenden Radlasten, Schräglaufwinkel und Sturzwinkel sowie die Bewegung des Fahrzeugs berechnet. Mit den dynamischen Größen wird die Reifenprüfanlage geregelt, wodurch der Simulations- kreis geschlossen ist.  Das Simulationssystem stellt ein Experimental- Fahrzeug dar, bei dem die Fahrzeuggrundauslegung sowie die Achskinematik im Rechner nachgebildet wird. Der Fahrer und die vier Reifen des Fahrzeugs werden als Echtteile einbezogen. Damit kann eine Abstimmung des Fahrverhaltens auf dem Simulator erfolgen, unter anderem mit dem Vorteil schneller Änderungen der Fahrzeugparameter.

Analogschaltbild für die Echtteil-Integration Reifenprüfanlage

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Fahrschulsimulatoren

Fahrschulsimulatoren wurden bislang vorwiegend in der Forschung genutzt. Neuerdings wird erwogen, auch bei der Ausbildung von LKW-Fahrern Simulatoren einzusetzen. So wurde an der Universität der Bundeswehr in Hamburg in interdisziplinärer Zusammenarbeit von Psychologen, Pädagogen, Ingenieuren und Fahrlehrern untersucht, welche Anforderungen an einen Fahrschulsimulator zu stellen sind und welcher Lernerfolg mit Simulatoren bei der Fahrausbildung zu erzielen ist.  Die Beurteilung von Fahrschulsimulatoren erfolgte interdisziplinär im Rahmen einer 1993 durchgeführten Studie des BWB über "LKW-Simulatoren als Ausbildungsmittel" anhand physiologischer Messungen an Fahrschülern und Messungen zur Untersuchung der technischen Ähnlichkeit.

Physiologische Messungen Herzfrequenz FVF (Flimmer-Verschmelz-Frequenz) Reaktiontest Blutdruck Physiologische Messung an Fahrschülern

Technische Ähnlichkeit Bedienkräfte Lenkrad, Gas, Bremse, Kupplung und Schaltgestänge  Akustik Motorgeräusch, Fahrgeräusch, Windgeräusch    Querdynamik stationäres Fahrverhalten, Lenkwinkelsprung, Frequenzverhalten und Fahrstabilität    Längsdynamik Beschleuigungs- und Bremsverhalten

Für den Einsatz eines Fahrsimulators für die Fahrschulausbildung sind durch interdisziplinäre Zusammenarbeit Erfahrungen auf den folgenden Gebieten vorhanden:  didaktisches Auslegungskonzept Auslegung von Bewegungssystemen Nachbildung der Fahrdynamik auf der Straße und im Gelände Nachbildung von Fahrzeugschwingungen

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Links zu weiteren Fahrsimulatoren   Simulator des Instituts für Straßen- und Schienenverkehrs der TU Berlin  Simulator der University of Leeds

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Winfried Tomaske Dipl.-Ing. Clemens Breidenbach Dipl.-Ing. Thomas Fortmüller

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