Die Rückgewinnung von kinetischer Fahrzeugenergie beim Bremsvorgang ist eine wichtige Maßnahme zur Effizienzerhöhung von Kraftfahrzeugen mit Elektromotor. Je nach maximal verfügbarem rekuperativen Bremsmoment und Bremssituation muss ein zusätzlicher Anteil an Reibbremsmoment erzeugt werden, um das Zielbremsmoment zu erreichen. Solche Pkw-Bremsanlagen stellen besondere Anforderungen an die ergonomiegerechte Ausgestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstellen.
Zunächst werden Möglichkeiten zur Erfassung der Abläufe bei der Bremsbetätigung aus humanphysiologischer Sicht beschrieben. Die Besonderheiten unterschiedlicher entkoppelter Bremsanlagen werden unter Nutzung einer speziell für solche Anwendungen entwickelten Pedalbetätigungsautomatik herausgearbeitet. Einen weiteren Schwerpunkt bilden gezielte Probandenuntersuchungen zu Fühlbarkeits- und Akzeptanzschwellen des Fahrers bei der Bremsbetätigung. Abschließend werden Empfehlungen für die Auslegung von Bremsanlagen mit Schwerpunkt auf den Pedalcharakteristiksimulatoren und Bremsmomenterzeugungssystemen von entkoppelten Bremsanlagen abgeleitet.The recovery of the kinetic energy of the car during braking is an
important measure to increase the efficiency of electric and hybrid
electric vehicles. Till today, no car in series production is known that
brakes exclusively via recuperative brake torque and therefore disclaims of
a conventional friction brake at all. Depending on the maximum available
recuperative brake torque and the braking situation an additional
frictional braking moment has to be generated to reach the total brake
torque demand. Such braking systems have special requirements for the
design of the human-machine interface.
This thesis is a contribution to ergonomics-oriented design of
human-machine-interfaces of current passenger car braking systems. In
particular this includes recuperative braking systems and decoupled braking
systems. Basic methodologies are developed and applied, considering
physiological and psychological factors beside the technical aspects.
First, methods to capture the processes during the brake actuation are
described from the human physiological point of view. It examines the
influences of cockpit designs, braking maneuvers, driver and brake pedal
characteristics on the actuation processes. The special characteristics of
different decoupled braking systems are evaluated using a purpose-built
pedal actuation robot. In particular, potentially perturbations which may
occur during regenerative braking (e. g. disturbances in the deceleration
behavior) and the pedal characteristic simulation (unsuitable and/or
synthetic pedal and braking characteristics) are in the focus of attention.
Another focus deals with customer clinics regarding tactility and
acceptance thresholds of the driver during the brake actuation. Basic
examinations will be presented that indicate, which characteristics of the
brake feel of decoupled brake systems can be recognized or even be
disturbing for the driver. Finally, recommendations for the design of pedal
characteristic simulators and decoupled brake systems will be given