4 research outputs found
Analytische und experimentelle Untersuchung der Mensch-Maschine-Schnittstellen von Pkw-Bremsanlagen
Moderne Pkw zeichnen sich durch einen hohen technischen Stand aus und sind fĂĽr
den Kunden technologisch immer weniger differenzierbar. Deshalb sind Eigenschaften,
die in der unmittelbaren Interaktion mit dem Fahrzeug erlebt werden, bedeutende
Differenzierungsmerkmale. Der Betriebsbremse kommt hierbei besondere Bedeutung
zu, weil sie den Fahrprozess und damit die aktive Fahrzeugsicherheit unmittelbar
betrifft. Da es der Fahrzeugforschung bisher nicht gelungen ist, zuverlässige
Methoden zur zielgerichteten Entwicklung des „Bremspedalgefühls“ bereitzustellen,
wird die kritische Auseinandersetzung mit der bisherigen Methodik und den erarbeiteten
Ergebnissen zunehmend gefordert. Die vorliegende Arbeit greift diese Forderung
auf und verfolgt sie systematisch.
Zunächst wird der veröffentlichte Stand kritisch analysiert. Nach der grundsätzlichen
Auseinandersetzung mit der mechanischen Mensch-Maschine-Interaktion folgt die
Charakterisierung der Teilsysteme „Fahrer“ und „Fahrzeug“ sowie der Fahrer-
Fahrzeug-Interaktion beim Abbremsen. Auf dieser Grundlage werden drei Schwerpunkte
verfolgt. Zunächst wird eine objektive Methode zur Beschreibung der Pedalund
Bremscharakteristik moderner Mittelklasse-Pkw entwickelt. Resultat sind u. a.
eine Pedalbetätigungsautomatik zur experimentellen Identifikation sowie ein parametrisches
Modell, das die Pedal- und Bremscharakteristik bei Komfortbremsungen
umfassend beschreibt. Den zweiten Schwerpunkt bilden Subjektiv-Objektiv-
Untersuchungen. Eingesetzt wird das Forschungsfahrzeug PEGASYS, dessen besonderes
Merkmal die Fähigkeit zur modellbasierten Veränderung der Pedal- und
Bremscharakteristik ist. Nach der Beschreibung wesentlicher Anforderungen an eine
authentische Haptiksimulation und deren technische Umsetzung in PEGASYS werden
Probandenfahrversuche vorgestellt, die Auskunft über das Betätigungsverhalten
des Normalfahrers, die subjektive Wirkung objektiver Parameter und das Potenzial
neuartiger Konzepte fĂĽr die Pedal- und Bremscharakteristik geben. Aus den Ergebnissen
werden Gestaltungsrichtlinien fĂĽr komfortoptimale Pedal- und Bremscharakteristiken
abgeleitet. Der dritte Schwerpunkt ist schlieĂźlich die Benennung konstruktiver
Einflussgrößen auf die Pedal- und Bremscharakteristik. Zu diesem Zweck wird ein
detailliertes physikalisches Modell der Bremsanlage eines Mittelklasse-Pkw entwickelt.
Anhand von Messungen und Simulationsrechnungen werden die Merkmale der
Schnittstellencharakteristik bis zur Einzelkomponente zurĂĽckverfolgt. Die Arbeit
schließt mit Vorschlägen für Schwerpunkte zukünftiger Forschungstätigkeit zur
Mensch-Maschine-Interaktion beim Abbremsen.Investigation of the human-machine interface in the case of car braking
systems, by analysis and experiment
Modern cars are always highly technological and it is ever more difficult for the
customer to tell the types of technology apart. The qualities that are experienced by
the driver in direct interaction with the car mechanics have thus come to be
significant distinguishing features. The brake system is particularly important
because it belongs to the essence of driving and of keeping the vehicle under control.
Because automotive research has failed so far to find reliable ways of developing the
technology of a particular braking sensation, there is a need to view previous
methodology and its outcomes with a critical eye. The present work rises to the
challenge in a systematic manner.
There is first a critical analysis of the status quo in published research. After
discussion of the mechanical issues in the driver-vehicle interaction when the brakes
are applied, “driver” and “vehicle” are presented as elements of a system in which
these two elements interact during braking. There are then three foci. First, a means
of objective representation of the brake and pedal characteristic for a middle-sized
family car is developed. Results are a brake pedal robot to help with experimental
characterisation and a parametric model which constitutes a full description regarding
normal traffic conditions. Secondly, there are investigations focussing on both the
subjective and the objective. The PEGASYS research vehicle is employed. It is
capable of being modified to give different (model-based) varieties of brake and
pedal feel. The challenges to the production of an authentic simulation of the feel,
and how they were overcome in the PEGASYS vehicle, are described. There follows
an account of drive tests which provide information on drivers’ normal braking
behaviour and the subjective effect of certain objective parameters, and on what
might have innovative design potential as far as the pedal and braking characteristics
are concerned. From the results, guidelines are derived by which braking and pedal
feel characteristics which are associated with optimum comfort may be configured.
Thirdly, the dimensions which will at the design stage be vital to the eventual brake
and pedal feel are listed. A detailed physical model of the brake system in a middlesized
car is developed for the purpose. From actual measurements and calculations
from simulation, the cause of the feel at the human-machine interface is traced to the
individual car parts or components. Finally, suggestions are made as to potentially
productive future research on human-machine interaction during braking