ATZ/MTZ-Fachbuch

Die komplexe Technik heutiger Kraftfahrzeuge macht einen immer größer werdendenFundus an Informationen notwendig, um die Funktion und die Arbeitsweise von Kom-ponenten oder Systemen zu verstehen. Den raschen und sicheren Zugriff auf diese Infor-mationenbietet die ReiheATZ/MTZ-Fachbuch,welchedie zumVerständnis erforderlichenGrundlagen, Daten und Erklärungen anschaulich, systematisch, aktuell und anwendungs-orientiert zusammenstellt.

Die Reihe wendet sich an Fahrzeugingenieure in Praxis und Studium, die im Rahmen be-ruflicher WeiterbildungNachschlagebedarf haben und im Zusammenhang Fragestellun-gen ihres Arbeitsfeldes verstehen müssen sowie an Professoren und Dozenten an Hoch-und Fachhochschulen mit Schwerpunkt Kraftfahrzeugtechnik. Sie liefert gleichzeitig dastheoretische Rüstzeug für dasVerständniswie auchdieAnwendungen,wie sie fürGutach-ter, Prüfer und Entwicklungsingenieure in der Automobil- und Zulieferindustrie benötigtwerden.

Hans-Hermann BraessUlrich SeiffertHerausgeber

Vieweg HandbuchKraftfahrzeugtechnik7., aktualisierte Auflage

Mit 1283 Abbildungen und 50 Tabellen

Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Hans-Hermann BraessGrünwald, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. Ulrich SeiffertBraunschweig, Deutschland

ISBN 978-3-658-01690-6 ISBN 978-3-658-01691-3 (eBook)DOI 10.1007/978-3-658-01691-3

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Lektorat: Ewald Schmitt/Elisabeth Lange

Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier

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Vorwort

Die Neuauflage des Handbuches Kraftfahrzeugtechnik ist der Nachfolger des über vieleJahrzehnte herausgegebenen Taschenbuches der Professoren Heinrich Buschmann und PaulKoeßler. Dessen Erstausgabe erschien im Jahre 1940. Professor Koeßler gab im Jahre 1973die achte und damit letzte Auflage heraus. Fahrzeugingenieure benutzen noch heute die indiesem Buch dargestellten Grundlagen für ihre Arbeit. Wir haben es deshalb als besondereHerausforderung empfunden, an der vollständigen Neufassung dieses für Lehre, Forschungund Praxis wichtigen Werkes als Herausgeber und Autoren mitwirken zu können. Das vor-liegende Buch beschreibt in umfassender Weise die faszinierende Welt des Automobils undseiner Entwicklung. Mehr als 100 namhafte Persönlichkeiten der Wissenschaft und der Au-tomobil- und Zulieferindustrie sind als Mitautoren beteiligt. Damit ist dieses Handbuch auchein Zeitdokument, welches den heutigen hohen Stand und die rasante Weiterentwicklungdes Kraftfahrzeuges beschreibt.

Ausgehend von den Bedürfnissen nachMobilität werden die Anforderungen und die dar-aus folgenden Zielkonflikte definiert, aus denen sich in Verbindung mit den physikalisch-technischenGrundlagen die Rahmenbedingungen für moderne Fahrzeuge ergeben. Das De-sign ist ein ganz wesentliches Element für Kundengewinnung, Kaufentscheid undKundenak-zeptanz und wird deshalb ausführlich behandelt. Das Kapitel Fahrzeugkonzepte und Packagezeigt auf, dass es, je nach konkreten Schwerpunktsetzungen, zu einer großen Vielfalt unter-schiedlicher Gesamtkonzepte und Varianten kommt. Ergänzend wird auf spezielle Aspekteund Konsequenzen alternativer Antriebskonzepte wie Elektroantrieb, Brennstoffzelle, Hybri-dantrieb und Gasturbine eingegangen.

Einen breiten Raum nimmt das Kapitel der »klassischen« Antriebe ein. Moderne Hub-kolbenmotor-Technik für Otto- und Dieselmotoren prägen neben der Elektromobilität dieabsehbare Zukunft. Es wird deutlich, dass beide Motorarten weiterhin ein hohes Weiterent-wicklungspotenzial aufweisen. Abgasnachbehandlung, Aufladung und Optimierung der Ne-benaggregate sind weitere wichtige Themen. Die Getriebevarianten werden immer zahlrei-cher, wie die Beispiele Doppelkupplungsgetriebe oder Allradantriebskonzepte zeigen. Auchwenn es um den Zweitaktmotor wieder ruhig geworden ist, werden dennoch seine Chan-cen und Probleme analysiert. Langfristig von großer Bedeutung sind additive und alternativeKraftstoffe bzw. Antriebsenergien, die im Vergleich behandelt werden. Der Fahrzeugaufbauwird ebenfalls immer anspruchsvoller und komplexer, wie schon die Anzahl der behandeltenThemen zeigt. Diese reichen von denGrundlagen selbsttragender Karosserien, Space-Frame-Techniken und Cabriolets über Ergonomie und Komfort bis hin zu Kommunikations- undNavigationssystemen. Auch im Fahrwerk steigt der Elektronik-Umfang weiter an – Stichwor-te sind »Drive byWire« und Fahrerassistenzsysteme. Damit ist schon angedeutet, dass fast alleFunktionen und Systeme im Fahrzeug elektronische Komponenten beinhalten werden. Neuist das umfassende Kapitel Fahrzeugsicherheit. In diesem werden die unfallvorbeugenden,die unfallfolgenmildernden Maßnahmen und die integrale Sicherheit dargelegt.

Die steigenden Anforderungen haben in den letzen Jahrzehnten zu deutlichen Erhöhun-gen der Fahrzeuggewichte geführt. EineUmkehr dieserGewichtszunahme findet zurzeit statt.Werkstofftechnik, Fertigungsverfahren und Bauweisen der Zukunft haben deshalb besondersder Forderung nach Leichtbau zu genügen, ohne dabei weitere Aspekte, wie das Recycling, zuvernachlässigen. Bei der damit zusammenhängenden steigenden Komplexität der Fahrzeuge,ihrer Entwicklung, der Vernetzung der Fahrzeughersteller und ihrer Systemlieferanten, welt-

VI Vorwort

weiter Fertigungsstätten usw. ist es zwangsläufig, dass der Optimierung des Produktentste-hungsprozesses eine immer größere Bedeutung zukommt. Verkürzung der Entwicklungszei-ten, Begrenzung der Entwicklungskosten bei steigenden Qualitätsansprüchen zwingen zumsystematischen Einsatz von Berechnungs-, Simulations-, Mess-/Versuchs- und Qualitätssi-cherungsverfahren sowie »Virtual Reality«-Methoden; alle am ProduktentstehungsprozessBeteiligten arbeiten, wie ausführlich gezeigt wird, von Anfang an zusammen (»SimultaneousEngineering«).

Die siebte Auflage enthält Aktualisierungen und Erweiterungen, z. B. hinsichtlich derFahrzeugsicherheit, Software und Wettbewerbsfahrzeuge. Dies zeigt sich im HauptkapitelElektrik, Elektronik und Software. In diesem Zusammenhang sind besonders Telematik,Infotainment und Multimediaanwendungen zu nennen. Dabei wird das Automobil immerstärker in die globale Kommunikationswelt einbezogen. Eine Aktualisierung der Literatur-verzeichnisse enthält die jeweils neuestenHinweise auf thematisch passendes Schrifttum undmit den Verbesserungen von Bildern wurde dem Informationsbedarf Rechnung getragen.

Verschiedene Neuentwicklungen, aber auch die öffentlichen Diskussionen zur globalenCO2-Situation, zum Feinstaub und Stickoxid haben einen starken Einfluss auf die Fahrzeug-entwicklung. Die Aktualisierungen zeigen sich in praktisch allen Antriebskapiteln, vor allembei den Hybridantriebs-Konzepten und reinen Elektroantrieben sowie beim umfassendenBordenergie-Management. Wegen der rasanten Weiterentwicklung war es notwendig, rele-vante Kapitel zu überarbeiten und zu aktualisieren.

Bei der Erstellung diesesHandbuches stand das große Fachwissen vieler Experten aus wis-senschaftlichenEinrichtungenundder gesamtendeutschsprachigen Industrie zurVerfügung.Allen Autoren sagen wir für ihre Beiträge herzlichen Dank, ebenso wie dem Springer ViewegVerlag für die Anregung, diesesHandbuch herauszubringen, und denMitarbeitern, vor allemFrau Elisabeth Lange und Herrn Ewald Schmitt sowie allen Lesern für die Hinweise, die zuden Verbesserungen in der sechsten Auflage geführt haben.

Grünwald/Braunschweig im September 2013 Hans-Hermann BraessUlrich Seiffert

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Inhaltsverzeichnis

Kapitel, Beiträge undMitarbeiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XXXVIII

Firmen- und Institutionenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . XLIII

Autorenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XLVII

1 Mobilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Ursachen und Arten der Mobilität . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2.1 Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2.2 Aktivitäten bestimmen Mobilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2.3 Transportsysteme für den Güterverkehr . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2.4 Einige spezielle Ausprägungen von Mobilität . . . . . . . . . . . . . . 61.3 Spannungsfelder und Auswirkungen der Mobilität . . . . . . . . . . . 61.4 Mobilitätsrelevante Anforderungen an Automobile . . . . . . . . . . 81.4.1 Grundsätzliche Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.4.2 Einige spezielle Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2 Anforderungen, Zielkonflikte . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.1 Produktinnovation, bisherige Fortschritte . . . . . . . . . . . . . . 122.1.1 Kundenwünsche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.1.2 Gesetzgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.1.3 Fahrzeugtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.2 Anforderungen durch den Gesetzgeber . . . . . . . . . . . . . . . 212.2.1 Zulassung zum Straßenverkehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2.2 Die nationalen und supranationalen Rechtsquellen . . . . . . . . . . . . 222.2.2.1 Straßenverkehrsrecht mit StVZO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.2.2.2 Rechtsakte der Europäischen Union . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.2.2.3 Regelungen der UN-Wirtschaftskommission für Europa . . . . . . . . . . 272.2.2.4 Weitere Maßnahmen zum Abbau von Handelshemmnissen . . . . . . . . . 282.2.3 Unfallvorbeugung (aktive Sicherheit) . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.2.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.2.3.2 Bremsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.2.3.3 Sichtfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292.2.3.4 Lichttechnische Einrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302.2.4 Unfallfolgenmilderung (passive Sicherheit) . . . . . . . . . . . . . . . 302.2.4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302.2.4.2 Insassenschutz bei Frontalaufprall . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302.2.4.3 Insassenschutz bei Seitenaufprall . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.2.4.4 Fußgängerschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.2.5 Anforderungen an das Emissionsverhalten . . . . . . . . . . . . . . . 322.2.5.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322.2.5.2 Geräuschpegel und Auspuffanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

VIII Inhaltsverzeichnis

2.2.5.3 Abgase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322.2.5.3.1 Emissionen von Kraftfahrzeugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322.2.5.4 Elektromagnetische Verträglichkeit und Funkstörung . . . . . . . . . . . 342.2.6 Verschiedenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.2.6.1 Anbringung des hinteren Kennzeichens . . . . . . . . . . . . . . . . 362.2.6.2 Sicherungseinrichtungen gegen unbefugte Benutzung, Wegfahrsperre, Dieb-

stahlschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.2.6.3 Fabrikschild, Fahrzeugidentifizierungsnummer . . . . . . . . . . . . . 362.2.6.4 Messung der Motorleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.2.6.5 Massen und Abmessungen von Klasse M1-Fahrzeugen . . . . . . . . . . 362.2.6.6 Altfahrzeuge, Recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.2.7 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.2.8 Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.2.8.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.2.8.2 Nationale und internationale Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.2.8.3 Grundregeln der Normungsarbeit und Anwendung von Normen . . . . . . . 382.2.8.4 Erarbeitung einer Norm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.2.8.5 Facharbeit in Normenausschüssen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.2.8.6 Normung in der Automobiltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.2.8.7 Aufgaben des NA Automobil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402.2.8.8 Normungsfelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402.2.8.9 Nutzen der Normung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.3 Neue Technologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Literatur zu Abschnitt 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Allgemeine Literatur zu Abschnitt 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Literatur zu Abschnitt 2.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Relevante Internetseiten zu Abschnitt 2.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Literatur zu Abschnitt 2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3 Fahrzeugphysik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.1.1 Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.1.2 Fahrwiderstand und Antrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.1.2.1 Gesamtwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.1.2.2 Rollwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.1.2.3 Luftwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.1.2.4 Antriebswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.1.2.5 Steigungswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.1.2.6 Beschleunigungswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.1.2.7 Zugkraftausnutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.1.2.8 Zugkraftdiagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.1.3 Kraftstoffverbrauch beeinflussende Maßnahmen . . . . . . . . . . . . . 523.1.4 Dynamische Kräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523.1.4.1 Fahrdynamik und Fahrverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523.1.5 Weitere Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

InhaltsverzeichnisIX

3.2 Aerodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.2.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.2.2 Wirkungsbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.2.2.1 Luftwiderstand/Fahrleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.2.2.2 Fahrsicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.2.2.3 Benetzung und Verschmutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.2.2.4 Einzelkräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.2.2.5 Kühlung/Bauteiltemperaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.2.2.6 Innenraumklima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.2.2.7 Windgeräusche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.2.3 Einordnung in die Gesamtentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . 643.3 Wärmetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643.3.1 Kühlung von Verbrennungsmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . 643.3.1.1 Auslegung von Kühlern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.3.1.2 Kühlerbauarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673.3.1.3 Lüfter und Lüfterantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693.3.1.4 Kühlmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693.3.1.5 Gesamtsystem Motorkühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693.3.2 Beheizen und Kühlen des Fahrgastraumes . . . . . . . . . . . . . . . 703.3.2.1 Die Funktion Heizen und ihre Komponenten . . . . . . . . . . . . . . 713.3.2.2 Die Funktion der Kälteanlage und ihre Komponenten . . . . . . . . . . . 723.3.2.3 Verdichter und Regelung der Kälteleistung . . . . . . . . . . . . . . . 753.3.2.4 Auslegung der Klimaanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753.3.2.5 Kraftstoffmehrverbrauch durch die Klimaanlage . . . . . . . . . . . . . 773.3.3 Komponenten und Systeme zur Heizung und Kühlung von Fahrzeugen

mit alternativen Antriebssystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.3.3.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.3.3.2 Microhybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.3.3.3 Milde Hybride und Batteriekühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . 793.3.3.4 Vollhybride und Plug-in-Hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813.3.3.5 Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.4 Akustik und Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.4.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.4.2 Fahrgeräusche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.4.3 Antriebsgeräusch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.4.3.1 Luftschall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883.4.3.2 Aktive Luftschallbeeinflussung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.4.3.3 Körperschall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923.4.3.4 Auslegung Akustik und Schwingungskomfort am Beispiel eines 3-Zylinder-Motors 953.4.4 Rollgeräusch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.4.5 Windgeräusch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983.4.6 Mechatronische Geräusche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013.4.6.1 Stellmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013.4.6.2 Fahrzeugklimatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.4.6.3 Lüfter und Gebläse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033.4.6.4 Lenkungssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.4.6.5 Fahrwerksregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.4.6.6 Biegeschlaffe Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

X Inhaltsverzeichnis

3.4.7 Klappern, Knarzen, Quietschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.4.8 Außengeräusch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.4.8.1 Standgeräusch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.4.8.2 Fahrgeräusche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073.4.8.3 Vorbeifahrt nach ISO 362 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073.4.8.4 Reifen/Fahrbahngeräusch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093.4.9 Schwingungskomfort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093.4.9.1 Motorerregte Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113.4.9.2 Fahrbahnerregte Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1123.4.9.3 Raderregte Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1133.4.10 Akustik und Schwingungen beim Elektrischen Fahren . . . . . . . . . . . 1143.4.11 Prozess Akustikentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Literatur zu Abschn. 3.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Literatur zu Abschn. 3.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116Literatur zu Abschn. 3.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116Literatur zu Abschn. 3.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

4 Formen und neue Konzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194.1 Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204.1.1 Die Bedeutung von Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204.1.2 Designziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204.1.3 Der Designprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214.1.4 Der kreative Prozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214.1.4.1 Einflüsse durch Gesetze und Vorschriften . . . . . . . . . . . . . . . 1234.1.4.2 Interieur und Ergonomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244.1.5 Der virtuelle Designprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244.1.6 Modellphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254.1.7 Color, Trim und Individualisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254.1.8 Designaktivitäten in der Produktionsvorbereitung . . . . . . . . . . . . 1264.1.9 Entscheidungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1264.1.10 Designstudien und Advanced Design . . . . . . . . . . . . . . . . . 1274.1.11 Sinnliche Wahrnehmung im Design . . . . . . . . . . . . . . . . . 1274.2 Fahrzeugkonzept und Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1304.2.1 Einführung und Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1304.2.1.1 Definition Fahrzeugkonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1304.2.1.2 Definition Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314.2.2 Gestaltung von Fahrzeugkonzepten . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314.2.2.1 Außenabmessungen und Fahrzeugklassen . . . . . . . . . . . . . . . 1324.2.2.2 Aufbauausprägungen und Konzeptsegmente . . . . . . . . . . . . . . 1324.2.2.3 Fahrzeuggrundformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334.2.2.4 Sitzigkeit, Gepäckraum und Innenraumvariabilität . . . . . . . . . . . . 1364.2.2.5 Wesentliche Innenraumabmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . 1364.2.2.6 Aggregate- und Antriebsstrangkonzepte . . . . . . . . . . . . . . . 1404.2.2.6.1 Bauart des Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414.2.2.6.2 Aggregateanordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

InhaltsverzeichnisXI

4.2.2.6.3 Antriebskonzept und Triebstrang . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414.2.2.6.4 Antriebsstrangkonzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1444.2.2.7 Elektrifizierung des Antriebsstrangs . . . . . . . . . . . . . . . . . 1454.2.2.7.1 Hybridkonzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1454.2.2.7.2 Elektrofahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.2.2.8 Fahrzeuggewicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.2.3 Einflussfaktoren und Gestaltungsfelder des Package . . . . . . . . . . . 1494.2.3.1 Gesetze und Vorschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1494.2.3.2 Innenraummaßkonzeption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1494.2.3.3 Konzeptbeeinflussende Maßketten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.2.3.3.1 Die Fahrzeuglänge definierende Maßketten . . . . . . . . . . . . . . 1524.2.3.3.2 Die Fahrzeughöhe definierende Maßketten . . . . . . . . . . . . . . . 1534.2.3.3.3 Die Fahrzeugbreite definierende Maßketten . . . . . . . . . . . . . . 1534.2.3.4 Ausgewählte Aspekte des Packages . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.2.3.4.1 Karosseriestruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.2.3.4.2 Motorraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.2.3.4.3 Unterboden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.2.3.4.4 Tank, Leitungen und Reserverad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554.2.3.5 Anforderungen aus Produktion und Kundendienst . . . . . . . . . . . . 1554.2.3.5.1 Produktion undModularisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554.2.3.5.2 Kundendienst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554.2.3.6 Einfluss von Plattform und Baukästen . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554.2.4 Beispiele ausgewählter Fahrzeugkonzepte in unterschiedlichen Klassen . . . . 1564.2.4.1 Beispiele nach Fahrzeuggrößenklasse . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.2.4.1.1 Kompaktklasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.2.4.1.2 Minicar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.2.4.1.3 Mittelklasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.2.4.1.4 Obere Mittelklasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.2.4.1.5 Oberklasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.2.4.1.6 Luxusklasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.2.4.2 Beispiele nach Fahrzeugausprägung . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.2.4.2.1 Roadster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.2.4.2.2 Coupé und Sportcoupé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.2.4.2.3 Sport Utility Vehicles (SUV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.2.4.2.4 Van . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.2.5 Konzeption und Packageprozess in der industriellen Praxis . . . . . . . . . 1584.2.6 Entwicklung der Fahrzeugkonzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . 1604.3 Neuartige Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1614.3.1 Elektroantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1614.3.1.1 Antriebssystem für Elektrofahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . 1624.3.1.2 Elektromotoren für Elektrofahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . 1624.3.1.2.1 Gleichstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1644.3.1.2.2 Drehstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1644.3.1.2.3 Spezialmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1654.3.1.3 Umrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1654.3.1.3.1 Gleichstromsteller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664.3.1.3.2 Umrichter mit Gleichspannungszwischenkreis . . . . . . . . . . . . . . 166

XII Inhaltsverzeichnis

4.3.1.4 Traktionsbatterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664.3.1.4.1 Bleibatterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684.3.1.4.2 Nickel/Cadmium-Batterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684.3.1.4.3 Nickel/Metallhydrid-Batterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684.3.1.4.4 Natrium/Nickelchlorid-Batterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.3.1.4.5 Lithium/Ionen-Batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.3.1.4.6 Lithium/Polymer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.3.1.4.7 Zink/Luft-Batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.3.1.5 Superkondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.3.1.6 Ladegeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.3.1.7 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1704.3.2 Brennstoffzellenantriebssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1704.3.2.1 Antriebsarchitektur mit PEM-Brennstoffzellen . . . . . . . . . . . . . . 1714.3.2.1.1 Brennstoffzellen-Stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1724.3.2.1.2 Stack-Peripherie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1764.3.2.1.3 Mobile Wasserstoffspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1774.3.2.1.4 Hybridisierter Brennstoffzellenantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . 1784.3.2.2 Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1794.3.2.3 Rechtsvorschriften und Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1804.3.2.4 Brennstoffzellen-Fahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1804.3.2.4.1 Brennstoffzellen – Pkw und Transporter . . . . . . . . . . . . . . . . 1814.3.2.4.2 Brennstoffzellen-Busse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1824.3.2.4.3 Demonstrationen und Flottenversuche . . . . . . . . . . . . . . . . 1834.3.2.5 Kraftstoffversorgung und Infrastruktur . . . . . . . . . . . . . . . . 1834.3.2.6 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1864.3.3 Hybridantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1874.3.3.1 Szenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1874.3.3.1.1 Marktentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1874.3.3.2 Konzepte und Betriebsstrategien . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1874.3.3.2.1 Parallelhybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1874.3.3.2.2 Serielle Hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1914.3.3.2.3 Mischhybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1924.3.3.3 Betriebsstrategien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1944.3.3.4 Plug-In Hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1964.3.3.5 Hybrid Sportwagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1984.3.3.6 Antriebskomponenten aus Hybridsicht . . . . . . . . . . . . . . . . 2004.3.3.6.1 Wärmekraftmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2004.3.3.6.2 Batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2004.3.3.6.3 Getriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2014.3.3.6.4 Elektromaschinen und Leistungselektronik . . . . . . . . . . . . . . . 2014.3.3.7 Fahrzeugintegration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2024.3.4 Stirlingmotor, Dampfmotor, Gasturbine und Schwungrad . . . . . . . . . 2024.3.4.1 Stirlingmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2024.3.4.1.1 Kennwerte von Stirlingmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2044.3.4.2 Dampfmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2054.3.4.3 Gasturbine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2054.3.4.4 Schwungrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

InhaltsverzeichnisXIII

4.3.5 Der Wasserstoff-Verbrennungsmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . 2104.3.5.1 Konstruktive Merkmale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2114.3.5.2 H2-Brennverfahren mit äußerer Gemischbildung . . . . . . . . . . . . . 2124.3.5.3 H2-Brennverfahren mit innerer Gemischbildung . . . . . . . . . . . . . 2134.3.5.4 Wirkungsgradpotenziale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2134.3.5.5 H2-Ottomotor als Fahrzeugantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215Literatur und Abbildungen zu Abschnitt 4.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215Literatur zu Abschnitt 4.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215Literatur zu Abschnitt 4.3.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215Literatur zu Abschnitt 4.3.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216Literatur zu Abschnitt 4.3.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217Literatur zu Abschnitt 4.3.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218Literatur zu Abschnitt 4.3.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

5 Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2215.1 Grundlagen der Motorentechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2225.1.1 Prozess des Verbrennungsmotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2225.1.1.1 Viertakt-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2225.1.1.2 Zweitakt-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2235.1.2 Definitionen und Kenngrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.1.2.1 Leistungskenngrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.1.2.2 Spezifische Motorkenngrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.1.2.3 Wirkungsgrade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2255.1.3 Bauarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2275.1.3.1 Hubkolbenmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2275.1.3.1.1 Bauformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2275.1.3.1.2 Kinematik des Kurbeltriebs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2295.1.3.1.3 Kräfte undMomente im Triebwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2295.1.3.2 Rotationskolbenmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2345.1.4 Konstruktion und Motormechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2355.1.4.1 Kurbelgehäuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2355.1.4.2 Kurbelwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2375.1.4.3 Pleuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2375.1.4.4 Kolben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2385.1.4.5 Zylinderkopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2385.1.4.6 Ventiltrieb und Steuertrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2395.1.4.6.1 Hauptbauteile des Ventiltriebs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2395.1.4.6.2 Bauformen des Ventiltriebs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2405.1.4.6.3 Variable Ventilsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2435.1.4.7 Motorkühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2475.1.4.8 Motorschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2495.1.4.9 Saugrohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2525.1.4.10 Nebenaggregate und Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

XIV Inhaltsverzeichnis

5.1.5 Ottomotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2545.1.5.1 Ladungswechsel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2565.1.5.1.1 Ansaugsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2565.1.5.1.2 Abgassystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2575.1.5.1.3 Ventilsteuerzeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2595.1.5.1.4 Variable Ventilsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2595.1.5.2 Gemischbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2625.1.5.2.1 Homogene Gemischbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2635.1.5.2.2 Benzin-Direkteinspritzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2645.1.5.2.3 Abgasrückführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2725.1.5.2.4 Ladungsbewegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2735.1.5.3 Zündung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2745.1.5.4 Downsizing und Aufladung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2785.1.5.4.1 Betriebspunktverlagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2795.1.5.4.2 Variable Verdichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2805.1.5.5 Verbrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2815.1.5.6 Abgasreinigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2845.1.5.6.1 Drei-Wege-Katalysator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2855.1.5.6.2 DeNOx -Katalysator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2885.1.5.7 Motormanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2915.1.5.7.1 Motorsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2915.1.5.7.2 Betriebsstrategie undMotormanagement bei Benzin-Direkteinspritzung . . . . 2945.2 Dieselmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2965.2.1 Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2965.2.1.1 Verbrennungsmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2965.2.1.2 Dieselmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2965.2.2 Historie des Dieselmotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2965.2.3 Motortechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2975.2.3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2975.2.3.2 Vergleich motorischer Verbrennungsverfahren . . . . . . . . . . . . . 2975.2.3.3 Die Thermodynamik des Dieselmotors . . . . . . . . . . . . . . . . 3005.2.4 Die dieselmotorische Verbrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3025.2.4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3025.2.4.2 Einspritzung und Gemischbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3025.2.4.3 Selbstzündung und Zündverzug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3045.2.4.4 Verbrennung und Brennverlauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3055.2.4.5 Abgasemissionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3055.2.5 Die dieselmotorischen Verbrennungsverfahren . . . . . . . . . . . . . 3095.2.5.1 Ausführungsformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3095.2.5.2 Vorkammerverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3105.2.5.3 Wirbelkammerverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3115.2.5.4 Direkte Einspritzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3115.2.5.5 Qualitative Bewertung von Verbrennungsverfahren . . . . . . . . . . . . 3135.2.5.6 Simulation der dieselmotorischen Verbrennung . . . . . . . . . . . . . 3145.2.6 Konstruktive und funktionale Merkmale des Dieselmotors . . . . . . . . . 3155.2.6.1 Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehäuse . . . . . . . . . . . . . . . 3155.2.6.2 Einspritzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3175.2.6.3 Aufladung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

InhaltsverzeichnisXV

5.2.6.4 Abgasrückführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3255.2.6.5 Luftmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3275.2.6.6 Brennverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3275.2.6.7 Downsizing und Downspeeding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3275.2.7 Abgasnachbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3285.2.7.1 Oxidationskatalysator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3285.2.7.2 Dieselpartikelfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3285.2.7.3 Entstickung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3325.2.8 Dieselkraftstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3375.2.9 Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3395.2.10 Die Zukunft des Dieselmotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3405.3 Aufladung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3505.3.1 Hintergrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3505.3.2 Aufladeprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3525.3.2.1 Schwingrohraufladung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3525.3.2.2 Kompressoraufladung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3535.3.2.3 Abgasturboaufladung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3535.3.2.4 Sonstige Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3545.3.3 Konstruktiver Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3565.3.4 Kopplung von Motor und Verdichter . . . . . . . . . . . . . . . . . 3575.3.5 Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3575.3.5.1 Kompressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3575.3.5.2 Turbolader mit Bypassregelung (Wastegate) . . . . . . . . . . . . . . 3585.3.5.3 Turbolader mit Regelung über einen verstellbaren Düsenring . . . . . . . . 3585.3.5.4 Zweistufig geregelte Aufladung aus zwei Abgasturboladern . . . . . . . . 3595.3.5.5 Zweistufig geregelte Aufladung aus Abgasturbolader und Kompressor . . . . . 3605.3.6 Motorkomponenten im unmittelbaren Zusammenhang zur Aufladung . . . . . 3605.3.6.1 Ladeluftkühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3605.3.6.2 Abgasrückführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3615.3.6.3 Schubumluft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3615.3.7 Sonstige Regelungssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3615.3.7.1 Turbolader mit Regelung über eine verschiebbare Hülse am Turbineneintritt . . . 3615.3.7.2 Elektrisch unterstützte Aufladung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3615.3.7.3 Registeraufladung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3625.3.7.4 Turbo-Compound-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3625.3.8 Downsizing und Aufladung: Potentiale, Grenzen, Auswirkungen . . . . . . . 3625.3.9 Methoden in der Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3635.3.10 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3665.4 Triebstrang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3665.4.1 Überblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3665.4.1.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3665.4.1.2 Aufgaben des Getriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3675.4.1.3 Aufbau und Elemente des Triebstrangs . . . . . . . . . . . . . . . . 3695.4.1.4 Achsantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3695.4.1.5 Differenzialgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3695.4.1.6 Allrad-Verteilergetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3705.4.1.7 Gelenkwellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370

XVI Inhaltsverzeichnis

5.4.1.8 Schwingungssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3715.4.1.8.1 Torsionsschwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3715.4.1.8.2 Biegeschwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3715.4.2 Anfahrelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3715.4.2.1 Kupplungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3715.4.2.1.1 Drehmomentübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3725.4.2.1.2 Trennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3735.4.2.1.3 Drehschwingungsdämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3735.4.2.1.4 Kupplungsbetätigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3745.4.2.2 Hydrodynamische Drehmomentwandler . . . . . . . . . . . . . . . 3755.4.2.2.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3755.4.2.2.2 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3755.4.2.2.3 Funktionsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3765.4.2.2.4 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3785.4.3 Das Handschaltgetriebe-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3795.4.3.1 Funktion und Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3795.4.3.2 Verzahnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3805.4.3.3 Synchronisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3805.4.3.4 Weitere Getriebekomponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3815.4.3.5 Getriebeschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3815.4.3.6 Ausführungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3825.4.3.7 Automatisierte Schaltgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3825.4.4 Stufenautomatgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3835.4.4.1 Funktionsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3835.4.4.2 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3855.4.4.3 Baugruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3865.4.4.4 Betätigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3905.4.4.5 Betriebsverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3915.4.4.6 Ausführungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3925.4.5 Stufenlose Getriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3935.4.5.1 Funktionsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3935.4.5.2 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3955.4.5.3 Baugruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3965.4.5.4 Betätigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3975.4.5.5 Betriebsverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3985.4.5.6 Ausführungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3995.4.6 Doppelkupplungsgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4005.4.6.1 Funktionen und Bauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4015.4.6.2 Radsatzsynthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4035.4.7 Hybridantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4035.4.7.1 Hybridsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4035.4.7.2 Mikrohybrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4055.4.7.3 Mildhybrid und Vollhybrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4055.4.7.4 Verbrauchseinsparung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4055.4.8 Elektronische Getriebesteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4065.4.8.1 Gesamtsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4075.4.8.2 Steuergerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

InhaltsverzeichnisXVII

5.4.8.3 Bauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4085.4.8.4 Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4105.4.9 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4135.5 Allradantriebe, Brems- und Antriebsregelungen . . . . . . . . . . . . 4145.5.1 Allradantriebs-Konzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4145.5.1.1 Verwendung von Allradantrieben . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4145.5.1.2 Kennlinien von Allradantrieben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4155.5.1.3 Systematik der Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4165.5.1.4 Systemkomponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4175.5.1.4.1 Zentraldifferenziale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4175.5.1.4.2 Kupplungenmit selbsttätiger Momentenanpassung . . . . . . . . . . . 4205.5.1.5 Getriebeabtriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4275.5.1.6 Systemauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4285.5.1.7 Einfluss auf Crashverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4295.5.1.8 Geräusch- und Schwingungstechnik Noise-Vibration-Harshness (NVH) . . . . . 4305.5.1.9 Dimensionierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4305.5.1.10 Allradantrieb und Regelsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4305.5.2 Antriebs- und Bremsregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4315.5.2.1 Unfallvorbeugende Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4315.5.2.2 Traktionssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4315.5.2.3 Stabilitätssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4315.5.2.3.1 Passive Systeme ASC, ASR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4325.5.2.3.2 Aktive Systeme, DSC, ESP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4335.5.2.3.3 Elektronisches Bremsen Management EBM . . . . . . . . . . . . . . . 4355.5.2.3.4 EBMx für Allradfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4365.5.2.3.5 Weiterentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4365.5.2.4 DSC, ESP mit Fremdkraft-Bremsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . 4375.5.2.5 Bremssysteme für Fahrzeuge mit Hybridantrieb . . . . . . . . . . . . . 4385.5.2.6 Sensorik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4385.5.2.6.1 Raddrehzahlfühler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4385.5.2.6.2 Fahrdynamiksensorik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4395.6 Abgasanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4395.6.1 Aufgaben und Komponenten der Abgasanlage . . . . . . . . . . . . . 4395.6.2 Katalysatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4415.6.3 Partikelfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4425.6.4 Canning und Monolith-Lagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4435.6.5 Schalldämpfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4465.6.6 Akustische Abstimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4475.6.7 Körperschall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4485.7 Bordenergie-Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4495.7.1 Ausgangssituation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4495.7.2 Der Klauenpolgenerator im Energiebordnetz . . . . . . . . . . . . . . 4505.7.2.1 Leistungs- undWirkungsgradverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . 4515.7.2.2 Überspannungsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4525.7.2.3 Generator mit Schnittstellenregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452

XVIII Inhaltsverzeichnis

5.7.3 Elektrische Speicher im Energiebordnetz . . . . . . . . . . . . . . . . 4535.7.3.1 Blei-Säure Batterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4535.7.3.1.1 Entladen von Blei-Säure-Batterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4535.7.3.1.2 Laden von Blei-Säure-Batterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4555.7.3.2 Traktionsspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4555.7.3.2.1 Aufbau und Auslegung von Traktionsbatterien . . . . . . . . . . . . . 4555.7.4 Energiebordnetze für konventionelle Fahrzeuge . . . . . . . . . . . . . 4565.7.4.1 Energiebordnetze für Start/Stopp Fahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . 4565.7.4.2 Zwei-Batterien-Bordnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4565.7.4.3 Elektrisches Energiemanagement EEM in konventionellen Fahrzeugen . . . . . 4575.7.4.3.1 Ruhestrommanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4585.7.4.3.2 Fahrbetrieb/Dynamisches Energiemanagement . . . . . . . . . . . . . 4585.7.4.3.3 Diagnose und Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4595.7.4.3.4 Zusatzfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4595.7.4.3.5 Batteriezustandserkennung/Batteriemanagement . . . . . . . . . . . . 4605.7.4.3.6 Batteriesensor EBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4605.7.5 Energiebordnetze für Fahrzeuge mit elektrifiziertem Antriebsstrang . . . . . . 4625.8 Chancen und Risiken des Zweitaktmotors . . . . . . . . . . . . . . 4635.8.1 Das Zweitaktverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4635.8.2 Das verwendete Konzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4635.8.3 Die Entwicklungsschwerpunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4645.8.3.1 Abgasverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4645.8.3.2 Geräuschverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4655.8.3.3 Kraftstoffverbrauch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4655.8.3.4 Mechanische Standfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4665.8.3.5 Package/Gewicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4675.8.3.6 Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4685.8.4 Zusammenfassung und Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . 4695.9 Konventionelle und alternative Kraftstoffe und Energieträger . . . . . . . 4695.9.1 Marktwirtschaftliche Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4715.9.2 Energieversorgungssicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4745.9.3 Fossile Energiequellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4745.9.4 Regenerative Energiequellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4775.9.5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4825.9.6 Kraftstoffsteckbriefe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489Literatur zu Abschnitt 5.1.1 bis 5.1.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489Literatur zu Abschnitt 5.1.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489Literatur zu Abschnitt 5.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491Allgemeine Literatur zu Abschnitt 5.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492Literatur zu Abschnitt 5.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492Literatur zu Abschnitt 5.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492Literatur zu Abschnitt 5.5.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493Literatur zu Abschnitt 5.5.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494Literatur zu Abschnitt 5.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494Literatur zu Abschnitt 5.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495Literatur zu Abschnitt 5.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495Literatur zu Abschnitt 5.9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495

InhaltsverzeichnisXIX

6 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4976.1 Karosseriebauweisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4986.1.1 Selbsttragende Karosserie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4986.1.1.1 Entwicklungsanforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4986.1.1.2 Außenhaut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4986.1.1.2.1 Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4986.1.1.2.2 Aerodynamik und Aeroakustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4996.1.1.3 Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5006.1.1.4 Karosseriestruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5026.1.1.4.1 Unterbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5026.1.1.4.2 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5046.1.1.4.3 Zusammenbau Seitenwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5046.1.1.4.4 Dach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5056.1.1.4.5 Anbauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5056.1.1.4.6 Verbindungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5076.1.1.4.7 Materialauswahl und Leichtbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5076.1.1.4.8 Sicken und Verprägungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5096.1.1.5 Karosserieeigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5096.1.1.5.1 Zusammenbautoleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5096.1.1.5.2 Karosseriesteifigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5096.1.1.5.3 Aufprallverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5106.1.1.6 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5116.1.2 Space-Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5116.1.2.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5116.1.2.2 AUDI-Space-Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5126.1.2.3 Das Karosseriekonzept des ASF® . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5136.1.2.4 Der Aufbau der ASF Karosserie A8 (D3) . . . . . . . . . . . . . . . . 5146.1.2.4.1 Fortschritte in der ASF Architektur nach sechzehn Jahren Produktionserfahrung . 5156.1.2.5 Werkstoffe und Fertigungstechnologien . . . . . . . . . . . . . . . . 5166.1.2.5.1 Blechteile und Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5166.1.2.5.2 Strangpressprofile und Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5176.1.2.5.3 Gussteile und Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5186.1.2.6 Fügeverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5196.1.2.6.1 MIG-Schweißen mit Impulslichtbogen . . . . . . . . . . . . . . . . 5196.1.2.6.2 Stanznietenmit Halbhohlniet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5196.1.2.6.3 Vollstanznieten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5206.1.2.6.4 Automatisiertes Direktverschrauben (FDS – Flow Drill Screws) . . . . . . . . 5206.1.2.6.5 Laserstrahl-Schweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5216.1.2.6.6 Laserstrahl-MIG-Hybridschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5216.1.2.6.7 Rollfalzen + Kleben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5216.1.2.7 Reparaturkonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5216.1.2.8 Energiebilanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5226.1.3 Karosserie Stahlleichtbau-Studien . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5236.1.3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5236.1.3.2 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5246.1.3.3 Umsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5246.1.3.3.1 Werkstoffleichtbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525

XX Inhaltsverzeichnis

6.1.3.4 Fertigungsleichtbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5256.1.3.4.1 Innenhochdruckumformung (IHU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5256.1.3.4.2 Laserschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5266.1.3.4.3 Tailored blanks/Tailored tubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5276.1.3.4.4 Formleichtbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5276.1.3.5 Wirtschaftlichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5286.1.3.6 Ergebnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5296.1.4 Cabriolet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5306.1.4.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5306.1.4.2 Rohbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5306.1.4.2.1 Karosseriesteifigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5316.1.4.2.2 Karosserietilger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5326.1.4.2.3 Betriebsfeste Auslegung von Cabrioletkarosserien . . . . . . . . . . . . 5326.1.4.3 Sicherheitsrelevante Auslegung von Cabriolets . . . . . . . . . . . . . 5336.1.4.4 Aeroakustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5346.1.4.5 Türen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5356.1.4.6 Dachsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5356.1.4.6.1 Faltbares Festdach (Retractable Hardtop) . . . . . . . . . . . . . . . 5356.1.4.6.2 Stoffverdeck (Softtop) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5366.1.5 Frontendmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5386.1.5.1 Bestandteile von Frontendmodulen . . . . . . . . . . . . . . . . . 5396.1.5.2 Entwicklungs- und Fertigungskompetenz für Frontendmodule . . . . . . . . 5396.1.5.3 Innovationen für Frontendmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5406.2 Materialien der Karosserie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5406.2.1 Historischer Rückblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5406.2.2 Konzepte und Bauweisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5416.2.3 Anforderungen und Auslegungskriterien an dieWerkstoffe der Karosserie . . . 5436.2.4 Typische Karosseriewerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5466.2.4.1 Stahlwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5466.2.4.2 Aluminiumlegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5486.2.4.3 Magnesiumlegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5506.2.4.4 Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5506.2.4.4.1 Thermoplaste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5536.2.4.4.2 Duroplaste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5546.2.5 Sortenreine Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5556.2.5.1 Stahl Seitenrahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5556.2.5.2 Aluminium Seitentür . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5556.2.5.3 Magnesium Instrumententafelträger . . . . . . . . . . . . . . . . . 5556.2.5.4 Hardtop als Sandwichkonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5556.2.6 Mischbauweisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5556.2.6.1 Mischbau in der Karosserie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5556.2.6.2 Mischbau im Innenraum (Cockpit) und Frontendmodule . . . . . . . . . . 5586.2.7 Materialspezifische Aspekte der Fertigungstechnik . . . . . . . . . . . . 5626.2.7.1 Tailored products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5626.2.7.2 Superplastisches Umformen (SPF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5636.2.7.3 Innenhochdruckumformen (IHU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5636.2.7.4 Folientechnik als Alternative zur Nasslackierung . . . . . . . . . . . . . 5646.2.7.5 Fügevefahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565

InhaltsverzeichnisXXI

6.3 Oberflächenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5666.3.1 Nutzen des Oberflächenschutzes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5676.3.1.1 Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5676.3.1.2 Oberflächenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5686.3.2 Entwicklung und Produktion des Oberflächenschutzes . . . . . . . . . . 5686.3.2.1 Blechvorbeschichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5686.3.2.2 Maßnahmen in der Karosseriekonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . 5696.3.2.3 Maßnahmen in der Produktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5706.3.2.3.1 Kleben und Dichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5726.3.2.3.2 Vorbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5726.3.2.3.3 Elektrotauchlackierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5746.3.2.3.4 Grund- und Decklackierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5756.3.2.4 Hohlraumkonservierung und Unterbodenschutz . . . . . . . . . . . . . 5776.3.2.4.1 Hohlraumkonservierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5776.3.2.4.2 Unterbodenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5776.3.2.5 Transportschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5796.3.3 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5796.4 Fahrzeuginnenraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5816.4.1 Ergonomie und Komfort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5816.4.1.1 Ergonomische Anforderungen an das »Gesamtfahrzeug« . . . . . . . . . . 5816.4.1.2 Ergonomische Grundauslegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5846.4.1.3 Entwicklungsmethoden, Einbindungder Ergonomie indenProduktentstehungsprozess 5876.4.1.4 Neue Entwicklungen zur Mensch-Maschine-Interaktion . . . . . . . . . . 5916.4.2 Kommunikationssysteme und Navigation . . . . . . . . . . . . . . . 5936.4.2.1 Ziele und Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5936.4.2.2 Rundfunkempfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5936.4.2.2.1 Analoger Rundfunkempfänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5936.4.2.2.2 RDS (Radio Data System) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5956.4.2.2.3 TMC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5956.4.2.3 Digitaler Rundfunkempfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5966.4.2.3.1 DAB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5966.4.2.3.2 DRM (Digital Radio Mondiale) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5966.4.2.3.3 Satellitenradio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5966.4.2.4 Mobilfunk im Kfz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5976.4.2.4.1 UMTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5986.4.2.4.2 Handys im Fahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5986.4.2.4.3 Internet Dienste im Fahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5986.4.2.5 Bakenkommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5986.4.2.6 Fahrzeug-Fahrzeug und Fahrzeug Infrastruktur Kommunikation . . . . . . . 5996.4.2.7 Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5996.4.2.8 Digitale Karte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6006.4.2.8.1 Dynamische Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6016.4.2.8.2 Fahrerinformationssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6026.4.3 Innenraumbehaglichkeit/Thermischer Komfort . . . . . . . . . . . . . 6026.4.3.1 Komfortbedürfnisse der Fahrzeuginsassen . . . . . . . . . . . . . . . 6026.4.3.2 Funktionen und Aufbau von Klimageräten . . . . . . . . . . . . . . . 6036.4.3.2.1 Funktionen des Klimagerätes – Luft fördern . . . . . . . . . . . . . . . 6056.4.3.2.2 Funktionen des Klimagerätes – Luft reinigen . . . . . . . . . . . . . . 606

XXII Inhaltsverzeichnis

6.4.3.2.3 Funktionen des Klimagerätes – Luft temperieren und entfeuchten . . . . . . 6076.4.3.2.4 Funktionen des Klimagerätes – Luft verteilen . . . . . . . . . . . . . . 6096.4.3.2.5 Bauformen von Klimageräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6096.4.3.2.6 Mehrzonigkeit und Zusatzgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6106.4.3.3 Steuerung und Regelung von Klimaanlagen . . . . . . . . . . . . . . 6116.4.3.3.1 Regelung und Automatisierungsgrade . . . . . . . . . . . . . . . . 6116.4.3.3.2 Bedienung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6116.4.3.3.3 Aktuatorik, Sensorik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6126.4.4 Fahrzeuginnenausstattung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6136.4.4.1 Zur Geschichte des Innenraums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6136.4.4.2 Anforderungen an Innenraum und Komponenten . . . . . . . . . . . . 6136.4.4.2.1 Optik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6136.4.4.2.2 Olfaktorik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6146.4.4.2.3 Ergonomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6146.4.4.2.4 Haptik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6156.4.4.2.5 Akustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6156.4.4.2.6 Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6156.4.4.2.7 Thermischer Komfort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6166.4.4.3 Baugruppen des Innenraums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6166.4.4.3.1 Cockpit/Tunnelkonsole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6166.4.4.3.2 Sitze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6176.4.4.3.3 Tür-, Seitenverkleidungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6196.4.4.3.4 Dachhimmel, Säulenverkleidung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6206.4.4.3.5 Gepäckraum/Laderaum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6206.4.4.3.6 Bodenverkleidung, Akustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6216.4.4.4 Entwicklungsablauf Innenraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6216.4.4.4.1 Lastenheft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6216.4.4.4.2 Berechnung/Digital Mockup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6226.4.4.4.3 Teilekonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6236.4.4.4.4 Datenkontrollmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6236.4.4.4.5 Prototypen/Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6236.4.4.4.6 Serienproduktion/Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6236.4.4.4.7 Variantenmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6246.4.4.5 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6246.5 Wischer- undWascheranlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625Literatur zu Abschnitt 6.1.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625Literatur zu Abschnitt 6.1.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625Literatur zu Abschnitt 6.1.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626Weiterführende Literatur zu Abschnitt 6.1.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626Literatur zu Abschnitt 6.1.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626Literatur zu Abschnitt 6.1.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626Literatur zu Abschnitt 6.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626Literatur zu Abschnitt 6.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 627Literatur zu Abschnitt 6.4.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 628Literatur zu Abschnitt 6.4.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629Literatur zu Abschnitt 6.4.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629

InhaltsverzeichnisXXIII

Literatur zu Abschnitt 6.4.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629Literatur zu Abschnitt 6.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 630

7 Fahrwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6317.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6327.1.1 Definition des Begriffs Fahrwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6327.1.2 Aufgaben des Fahrwerks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6327.1.3 Fahrdynamik und Fahrwerkskräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6347.1.3.1 Querdynamik: Fahrwerkskräfte in Querrichtung . . . . . . . . . . . . . 6347.1.3.1.1 Lenken der Räder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6357.1.3.1.2 Querverschiebung des Radaufstandspunktes . . . . . . . . . . . . . . 6367.1.3.1.3 Stabilisieren des Fahrzeugs auf einer vorgegebenen Bahn . . . . . . . . . 6377.1.3.2 Längsdynamik: Fahrwerkskräfte in Fahrzeuglängsrichtung . . . . . . . . . 6377.1.3.3 Vertikaldynamik: Fahrwerkskräfte in Fahrzeughochrichtung . . . . . . . . . 6397.1.4 Basis-Zielkonflikte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6407.1.5 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6417.2 Bremssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6437.2.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6437.2.2 Auslegung von Bremssystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6437.2.2.1 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6447.2.2.2 Bremskraftverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6467.2.2.3 Bremspedalcharakteristik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6477.2.2.4 Thermische Dimensionierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6487.2.2.5 Auslegungsaspekte bei regenerativen Bremssystemen . . . . . . . . . . . 6507.2.3 Bremssystemkomponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6507.2.3.1 Bremspedal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6527.2.3.2 Bremskraftverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6527.2.3.3 Vakuumpumpe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6527.2.3.4 (Tandem)-Hauptzylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6547.2.3.5 Ausgleichbehälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6547.2.3.6 Bremsflüssigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6557.2.3.7 Bremsleitungen und -schläuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6557.2.3.8 Bremskraftverteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6567.2.3.9 Hydraulisch/Elektronische Regeleinheit (HECU) . . . . . . . . . . . . . 6577.2.3.10 Scheibenbremsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6597.2.3.11 Bremsscheiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6637.2.3.12 Bremsbeläge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6647.2.3.13 Trommelbremsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6657.2.4 Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6677.2.4.1 Betätigungswegsensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6677.2.4.2 Raddrehzahlsensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6677.2.4.3 Beschleunigungssensor (längs und quer) . . . . . . . . . . . . . . . 6687.2.4.4 Gierratensensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6687.2.4.5 Lenkradwinkelsensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6697.2.4.6 Drucksensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6707.2.4.7 Abstandssensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670

XXIV Inhaltsverzeichnis

7.2.5 Bremsenfunktionen und Assistenzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . 6707.2.5.1 Antiblockiersystem (ABS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6707.2.5.2 Elektronische Bremskraftverteilung (EBV) . . . . . . . . . . . . . . . 6767.2.5.3 Erweitertes Stabilitäts-Bremssystem (ABSplus) . . . . . . . . . . . . . . 6767.2.5.4 Antriebsschlupfregelung (ASR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6777.2.5.5 Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP/DSC/VSC) . . . . . . . . . . . . 6787.2.5.6 Bremsassistent (MBA, EBA, HBA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6797.2.5.7 Bremskraftverstärkerunterstützung . . . . . . . . . . . . . . . . . 6807.2.5.8 Active Rollover Protection (ARP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6817.2.5.9 Abstandsregelsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6817.2.5.10 Elektrische Feststellbremse (Parkbremse) EPB . . . . . . . . . . . . . . 6817.2.6 Neue und zukünftige Systemarchitekturen . . . . . . . . . . . . . . . 6847.2.6.1 Elektrohydraulisches Bremssystem (EHB) . . . . . . . . . . . . . . . . 6847.2.6.2 Regeneratives Bremsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6857.2.6.3 Elektrisch-Hydraulische Combi Bremse (EHCB) . . . . . . . . . . . . . . 6867.2.6.4 Vernetztes Chassis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6887.2.6.5 Elektromechanisches Bremssystem (EMB) . . . . . . . . . . . . . . . 6897.2.6.6 Elektro-Hydraulische Bremsbetätigung . . . . . . . . . . . . . . . . 6917.2.6.7 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6917.3 Reifen, Räder, Gleitschutzketten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6927.3.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6927.3.2 Reifenaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6937.3.3 Anforderungen an Reifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6937.3.3.1 Gebrauchseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6947.3.3.2 Gesetzliche Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6977.3.3.3 Reifen und Räder, Normung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6987.3.3.4 Reifenkennzeichnung, EU-Label . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6987.3.4 Kraftübertragung Reifen–Fahrbahn . . . . . . . . . . . . . . . . . 7007.3.4.1 Tragverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7007.3.4.2 Kraftschlussverhalten, Aufbau von Horizontalkräften . . . . . . . . . . . 7007.3.4.3 Antreiben und Bremsen; Umfangskräfte . . . . . . . . . . . . . . . . 7027.3.4.4 Schräglauf; Kräfte und Momente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7037.3.4.5 Reifen unter Quer- und Längsschlupf . . . . . . . . . . . . . . . . . 7057.3.4.6 Reifengleichförmigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7067.3.5 Reifen als integraler Baustein des Gesamtsystems Fahrzeug . . . . . . . . . 7077.3.5.1 Reifenmechanik, Materialeigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . 7077.3.5.2 Reifenmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7097.3.5.3 Gesamtmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7097.3.5.4 Beschreibung des Fahrverhaltens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7107.3.5.5 Synergien zwischen Reifen und anderen Systemkomponenten . . . . . . . . 7107.3.5.6 Reifensysteme mit Notlaufeigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . 7107.3.6 Zukünftige Reifentechnologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7117.3.6.1 Reifenbezogene Zusatzprodukte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7117.3.6.2 Reifendruckkontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7117.3.6.3 Auf Reifen abgestimmte Komponenten im Fahrwerk . . . . . . . . . . . 7127.3.6.4 Materialentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7127.3.6.5 Reifen mit erweiterten Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713

InhaltsverzeichnisXXV

7.3.7 Räder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7137.3.7.1 Einführung/Historie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7137.3.7.2 Normung/Terminologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7147.3.7.3 Wesentliche Herstellverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7147.3.7.4 Serieneinsatz (Marktanteile heute und in Zukunft) . . . . . . . . . . . . 7147.3.7.5 Entwicklungs-Methodik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7147.3.7.5.1 CAD Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7147.3.7.5.2 Finite Elemente Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7147.3.7.5.3 Prüfstandserprobung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7157.3.7.5.4 Fahrerprobung im Rahmen der Fahrzeugentwicklung (Dauerläufer) . . . . . . 7187.3.7.5.5 Entwicklungstendenzen zur Methodik . . . . . . . . . . . . . . . . 7187.3.7.6 Fertigungsverfahren – Weiterentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . 7197.3.7.6.1 Stahlrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7197.3.7.6.2 Leichtmetallrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7197.3.7.6.3 Kunststoff-Rad (Composite-Rad) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7217.3.7.7 Gewichtsrelationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7217.3.7.8 Größenrelationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7217.3.7.9 Rad/Reifen – Besondere Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7217.3.7.10 Energiebetrachtung bei Herstellung/Recycling . . . . . . . . . . . . . 7227.3.7.11 Umweltschonung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7227.3.8 Gleitschutzketten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7237.3.8.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7237.3.8.2 Wirkungsprinzip von Gleitschutzketten . . . . . . . . . . . . . . . . 7237.3.8.3 Aufbau von Gleitschutzketten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7237.3.8.3.1 Laufnetzformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7237.3.8.3.2 Greifelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7237.3.8.3.3 Dimensionierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7247.3.8.4 Kraftübertragung Kette–Fahrbahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7247.3.8.5 Montagesysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7257.4 Fahrwerkauslegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7267.4.1 Kinematik der Radaufhängung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7267.4.1.1 Radhubkinematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7277.4.1.2 Lenkkinematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7297.4.2 Elastokinematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7307.4.2.1 Wirkung von Bauteilelastizitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7307.4.2.2 Elastomerlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7317.4.2.3 Wirkung äußerer Kräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7387.4.3 Radaufhängungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7427.4.3.1 Starrachsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7437.4.3.2 Einzelradaufhängungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7447.4.3.3 Verbundachsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7487.4.4 Federung, Dämpfung, Stabilisatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . 7497.4.4.1 Tragfeder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7497.4.4.2 Stabilisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7527.4.4.3 Schwingungsdämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7547.4.4.4 Vertikaldynamiksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7577.4.4.5 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762

XXVI Inhaltsverzeichnis

7.4.5 Lenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7637.4.5.1 Lenkungskinematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7637.4.5.2 Lenkgetriebe und -gestänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7737.4.5.3 Lenkunterstützung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7767.4.6 Aktive Lenksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7827.4.6.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7827.4.6.2 Aktive Vorderradlenkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7837.4.6.2.1 Aktive Servolenkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7837.4.6.2.2 Lenkungen mit aktiv veränderlicher Übersetzung . . . . . . . . . . . . 7837.4.6.2.3 Überlagerungslenkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7847.4.6.2.4 Integration von Überlagerungslenkung und geregelter Servolenkung . . . . . 7867.4.6.2.5 »Steer by wire«-Lenksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7877.4.6.3 Aktive Hinterradlenkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7887.4.6.3.1 Hinterradlenkungen ohne fahrdynamische Regelung . . . . . . . . . . . 7917.4.6.3.2 Hinterradlenkungen mit fahrdynamischer Regelung . . . . . . . . . . . 7927.4.6.4 Aktive geregelte Vorder- und Hinterachslenksysteme . . . . . . . . . . . 7947.5 Beurteilungskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7957.5.1 Subjektive Fahreigenschaftsbeurteilung . . . . . . . . . . . . . . . . 7957.5.2 Objektive Fahreigenschaftsbeurteilung . . . . . . . . . . . . . . . . 7967.5.2.1 Geradeausfahrt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7987.5.2.2 Kurvenverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7997.5.2.3 Übergangsverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8007.5.2.4 Weitere Testverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8027.5.2.5 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8037.6 Kraftstoffsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8047.6.1 Gesetzliche und kundenspezifische Vorschriften . . . . . . . . . . . . . 8047.6.1.1 Gesetzliche Vorschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8047.6.1.2 Kundenspezifische Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8077.6.2 Anordnung im Fahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8077.6.3 Systemvarianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8087.6.3.1 Externes Ausgleichsvolumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8087.6.3.2 Internes Ausgleichsvolumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8087.6.3.3 Auslegungskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8097.6.4 Kraftstoff-Behälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8097.6.4.1 Metall-Kraftstoff-Behälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8097.6.4.2 Kunststoff-Kraftstoff-Behälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8097.6.5 Fördersysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8117.6.5.1 Förderung des Kraftstoffs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8117.6.5.2 Elektro-Kraftstoff-Pumpe (EKP) und deren Anordnung . . . . . . . . . . . 8117.6.5.3 Pumpenanordnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8127.6.5.4 Anforderungen zur elektrischen/elektronischen Systemeinbindung . . . . . . 8127.6.5.5 Elektro-Kraftstoff-Pumpen-Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . 8137.6.5.6 Saugstrahlpumpe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8137.6.5.7 Schwalltopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8137.6.6 Filtrierung des Kraftstoffs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8147.6.7 Volumen-Messeinrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8147.6.7.1 Hebelgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8157.6.7.2 Tauchrohrgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815

InhaltsverzeichnisXXVII

7.6.8 Aktivkohlefilter (AKF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8157.6.9 Besondere Anforderungen an die KVA bei hybridisierten Fahrzeugen . . . . . 8167.6.10 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8177.7 Kraftstoffversorgungsanlagen für alternative Energieträger . . . . . . . 8177.7.1 Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8177.7.2 Gesetzliche Vorschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8187.7.3 Anordnung im Fahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8187.7.4 Kraftstoffbehälter und Kraftstoffsysteme für Druckgas . . . . . . . . . . . 8197.7.4.1 Kraftstoffbehälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8197.7.4.2 Kraftstoffsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8207.7.5 Kraftstoffbehälter und Kraftstoffsysteme für tiefkalt flüssige Gase . . . . . . . 8217.7.5.1 Kraftstoffbehälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8217.7.5.2 Kraftstoffsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8227.7.6 Entwicklungstendenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824Literatur zu Abschn. 7.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824Literatur zu Abschn. 7.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824Literatur zu Abschn. 7.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 825Literatur zu Abschn. 7.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827Literatur zu Abschn. 7.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 830Literatur zu Abschn. 7.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831Literatur zu Abschn. 7.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831

8 Elektrik/Elektronik/Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8338.1 Bedeutung Elektrik/Elektronik/Software für das Automobil . . . . . . . 8348.1.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8348.1.2 Neue Anforderungen an Entwicklungsprozess und Technologie . . . . . . . 8358.1.3 Systems Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8378.1.3.1 Eigenschaften des Entwicklungsprozesses . . . . . . . . . . . . . . . 8378.1.3.2 Systemintegration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8408.1.4 Neues Technologiekonzept: AUTOSAR . . . . . . . . . . . . . . . . 8428.1.5 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8458.2 Das Bordnetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8458.2.1 Bestandteile des Bordnetzes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8458.2.1.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8458.2.1.2 Randbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8478.2.1.3 Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8478.2.1.4 Knotenpunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8488.2.1.5 Sicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8498.2.1.6 Steckverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8508.2.1.7 Kontakte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8528.2.2 Auslegungskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8538.2.2.1 Bestandteile einer qualitätsorientierten Bordnetzauslegung . . . . . . . . . 8538.2.2.2 Leitungsstrangfertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8558.2.2.3 Variantenbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8578.2.2.4 Logistik und Fahrzeugmontage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858

XXVIII Inhaltsverzeichnis

8.2.3 Architektur des Bordnetzes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8608.2.3.1 Topologie, Koppel- und Trennstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . 8608.2.3.2 Ausstattungsvarianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8618.2.3.3 Systemarchitekturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8618.2.3.4 Energieversorgung und Absicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . 8638.2.3.5 Bordnetzstabilisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8658.2.3.6 Bordnetzspannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8678.2.3.7 Hochvoltbordnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8688.2.4 Der Bordnetz-Entwicklungsprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8708.2.4.1 Abläufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8708.2.4.2 CAE und CAD-Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8728.2.4.3 Lieferantenstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8748.2.5 Entwicklungstrends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8768.3 Kommunikationsbordnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8778.3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8778.3.2 Kabelgebundene Bordnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8788.3.2.1 Elektrische Kommunikationsbordnetze . . . . . . . . . . . . . . . . 8798.3.2.2 Optische Kommunikationsbordnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . 8818.3.3 Drahtlose Kommunikationsbordnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . 8828.3.4 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8858.4 Elektromagnetische Verträglichkeit – EMV . . . . . . . . . . . . . . 8868.4.1 Eigenentstörung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8868.4.2 Störfestigkeit gegen externe elektromagnetische Felder . . . . . . . . . . 8888.4.3 Fernentstörung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8888.4.4 Normen und Richtlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8898.4.5 Sicherstellung der EMV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8908.5 Funktionsdomänen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8908.5.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8908.5.2 Beleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8908.5.2.1 Zulassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8908.5.2.2 Lichttechnische Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8918.5.2.3 Scheinwerfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8918.5.2.3.1 Historische Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8918.5.2.3.2 Scheinwerferarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8928.5.2.3.3 Reflektortechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8928.5.2.3.4 Abschlussscheibe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8948.5.2.3.5 Scheinwerfer-Einstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8948.5.2.3.6 Scheinwerfer-Lichtquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8958.5.2.3.7 Xenonlicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8968.5.2.4 Bi-Xenon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8988.5.2.5 Lichtbewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8988.5.2.6 Tagfahrlicht und Positionslicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8998.5.2.7 Zusatzscheinwerfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9008.5.2.8 Intelligente Scheinwerfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9008.5.2.9 LED Scheinwerfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9028.5.2.10 Signalleuchten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9038.5.2.11 Lichtquellen für Signalleuchten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9048.5.2.12 Bauformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905

InhaltsverzeichnisXXIX

8.5.2.13 Dynamisches Bremslicht und Leuchten-Zukunftsentwicklungen . . . . . . . 9058.5.2.14 Innenbeleuchtung und Einstiegsleuchten . . . . . . . . . . . . . . . 9068.5.2.15 Beleuchtungsstyling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9068.5.3 Cockpit-Instrumentierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9068.5.3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9068.5.3.2 Informationsdarstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9078.5.3.2.1 Kombinations-Instrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9078.5.3.2.2 LC-Displays im Kombinations-Instrument . . . . . . . . . . . . . . . 9088.5.3.2.3 Weitere Display-Arten im Cockpit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9088.5.3.2.4 Head-up-Display (HUD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9088.5.3.3 Eingabeelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9098.5.3.4 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9108.5.4 Infotainment/Multimedia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9108.5.4.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9108.5.4.2 Broadcasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9118.5.4.2.1 Audio Broadcasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9118.5.4.2.2 Video Broadcasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9128.5.4.3 Medien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9138.5.4.3.1 Interne Medienquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9138.5.4.3.2 Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9148.5.4.4 HMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9178.5.4.4.1 Anzeigeelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9178.5.4.4.2 Bedienelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9188.5.4.4.3 Spracherkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9188.5.4.5 Architektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9198.5.4.5.1 Hardwarearchitektur im Fahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9198.5.4.5.2 Infotainment-Hardwarearchitekturen . . . . . . . . . . . . . . . . . 9218.5.4.5.3 Infotainment-Softwarearchitekturen . . . . . . . . . . . . . . . . . 9238.5.4.6 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9248.5.4.7 Fahrzeugantennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9248.5.5 Fahrerassistenzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9298.5.5.1 Unfallursachen und Fahrerassistenzsysteme zu ihrer Vermeidung . . . . . . . 9298.5.5.2 Fahrerassistenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9308.5.5.3 Fahrzeugkommunikationssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9318.5.5.4 Fahrerassistenzsysteme zur Fahrzeugstabilisierung . . . . . . . . . . . . 9318.5.5.5 Prädiktive Fahrerassistenzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9318.5.5.5.1 Sensoren für Fahrerassistenzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . 9318.5.5.5.2 Ultranahbereichssensoren in Ultraschalltechnik . . . . . . . . . . . . . 9328.5.5.5.3 Fernbereichsradar 77GHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9338.5.5.5.4 Fernbereichslidar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9338.5.5.5.5 Nahbereichssensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9338.5.5.5.6 Video Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9348.5.5.6 Fahrerassistenzsysteme für Komfort und Sicherheit . . . . . . . . . . . . 9348.5.5.6.1 Einparkhilfe-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9348.5.5.6.2 Adaptive Cruise Control (ACC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9358.5.5.6.3 Prädiktive Sicherheitssysteme (Predictive Safety Systems, PSS) . . . . . . . . 9368.5.5.6.4 Bildgebende Video Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9388.5.5.6.5 Videosystememit Bildverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . 940

XXX Inhaltsverzeichnis

8.5.5.7 Adaptive Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9438.5.5.8 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9448.5.6 Telematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9458.5.6.1 Grundlagen und Technologien der Verkehrstelematik . . . . . . . . . . . 9468.5.6.2 Endgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9498.5.6.3 Dienstleistungen der Zukunft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9498.6 Mensch-Maschine-Interaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9518.6.1 Das System Fahrer–Fahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9538.6.2 Informationsvermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9558.6.3 Ein einfaches kognitives Fahrermodell . . . . . . . . . . . . . . . . 9568.6.4 Messung der Leistung, Belastung und Beanspruchung . . . . . . . . . . . 9588.6.5 Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9588.7 Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9608.7.1 Vorbemerkungen zum Thema Software . . . . . . . . . . . . . . . . 9608.7.2 Softwareentwicklungsprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9618.7.2.1 Einbettung in den Systementwicklungsprozess . . . . . . . . . . . . . 9618.7.2.2 Anforderungsanalyse und -spezifikation . . . . . . . . . . . . . . . . 9628.7.2.3 Design und Architektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9628.7.2.4 Implementierung und Modultest . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9638.7.2.5 Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9638.7.2.6 Validierung und Verifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9638.7.2.7 Produktion undWartung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9648.7.3 Erfolgsfaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9648.7.3.1 Modellbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9648.7.3.2 Mensch-Maschine-Interaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9648.7.3.3 Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9658.7.4 Entkopplung von Infrastruktur und Plattformen . . . . . . . . . . . . . 9658.7.5 Produktlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9668.7.6 Anwendungsfelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9668.7.6.1 Fahrerassistenzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9678.7.6.2 Infotainment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9678.7.6.3 Karosserie- und Komfortfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . 9688.7.6.4 Sicherheitsfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9688.7.7 Technische Herausforderungen zur Software im Fahrzeug . . . . . . . . . 9688.7.7.1 Zuverlässigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9688.7.7.2 Wartung und Logistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9698.7.7.3 Vernetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9698.7.7.4 Multiplexing, Zeitbeherrschung und Determinismus . . . . . . . . . . . 9708.7.7.5 Funktionale Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9708.7.7.6 IT-Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9708.7.8 Potenzial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9718.7.9 Organisatorische Herausforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 9718.7.9.1 Prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9718.7.9.2 Auswirkungen und langfristige Perspektiven . . . . . . . . . . . . . . 972

InhaltsverzeichnisXXXI

8.8 ModerneMethoden der Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . . . 9728.8.1 Anforderungen an Regelsysteme im Kraftfahrzeug . . . . . . . . . . . . 9728.8.2 Moderne Reglerentwurfsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9738.8.2.1 Adaptive Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9738.8.2.2 Fuzzy-Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9748.8.2.3 � -Synthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9748.8.2.4 Neuronale Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9758.8.2.5 Norm-optimale Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9758.8.2.6 Prädiktive Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9768.8.2.7 Quantitative Feedback Theory (QFT) . . . . . . . . . . . . . . . . . 9768.8.3 Evaluierungmoderner Regelungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . 9778.8.4 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 978Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 979Literatur zu Abschn. 8.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 979Ergänzende Literatur zum Thema Bordnetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 980Literatur zu Abschn. 8.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 980Weitere Informationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 980Literatur zu Abschn. 8.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 980Literatur zu Abschn. 8.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 981Literatur zu Abschn. 8.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982Literatur zu Abschn. 8.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983Literatur zu Abschn. 8.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983

9 Fahrzeugsicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9859.1 Allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9869.2 Gebiete der Fahrzeugsicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9869.3 Ergebnisse aus der Unfallforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . 9889.3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9889.3.2 Amtliche Straßenverkehrsunfallstatistik . . . . . . . . . . . . . . . . 9889.3.3 Verkehrsunfalldaten der Versicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . 9899.3.4 »In-Depth« Unfallerhebungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9899.4 Unfallvermeidende Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9939.4.1 Assistenzsysteme der Fahrzeugebene . . . . . . . . . . . . . . . . . 9949.4.2 Assistenzsysteme mit Umfeldsensorik . . . . . . . . . . . . . . . . . 9959.4.2.1 Systeme der Längsführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9959.4.2.2 Systeme der Querführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9959.4.2.3 Nachtassistenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9979.5 Biomechanik und Schutzkriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . 9989.5.1 Biomechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9989.5.1.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9989.5.1.2 Belastungsgrenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9999.5.2 Schutzkriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10009.5.3 Simulationseinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10029.5.3.1 Kopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10029.5.3.2 Bein, Hüfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10029.5.3.3 Rumpf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10029.5.3.4 Gesamtkörper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1002

XXXII Inhaltsverzeichnis

9.6 Quasistatische Anforderungen an die Karosserie . . . . . . . . . . . . 10039.6.1 Sitz- und Sicherheitsgurtverankerungspunkttests . . . . . . . . . . . . 10039.6.2 Dachfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10039.6.3 Seitenstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10039.7 Dynamische Fahrzeugkollision . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10049.7.1 Frontale Kollision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10049.7.2 Seitliche Kollisionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10079.7.3 Heckkollision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10079.7.4 Fahrzeugüberschlag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10079.8 Insassenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10099.8.1 Fahrzeuginnenraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10099.8.2 Rückhaltesysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10099.8.2.1 Sicherheitsgurte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10099.8.2.2 Kinderrückhaltesysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10119.8.2.3 Airbag-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10119.8.2.4 Sitze, Sitzlehne und Kopfstütze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10149.8.3 Zusammenwirken von Rückhaltesystemen und Fahrzeug . . . . . . . . . . 10149.8.3.1 Insasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10149.8.3.2 Angelegter Dreipunktgurt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10149.8.3.3 Airbag-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10169.8.4 Seitenkollisionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10179.8.4.1 Theoretische Betrachtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10179.8.4.2 In den USA und Europa definierte Seitenaufpralltests . . . . . . . . . . . 10189.8.5 Kompatibilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10189.8.5.1 Allgemeine Aussage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10189.8.5.2 Pkw/Lkw-Kollision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10209.8.5.3 Fußgängerkollision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10209.9 Integrale Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10219.9.1 Fahrer, Fahrzeug und Umfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10229.9.2 PreCrash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10239.9.2.1 Automatischer Bremseingriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10239.9.2.2 Präventiv wirkender Insassenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . 10249.9.2.3 Irreversible Rückhaltesysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10259.9.3 Integraler Fußgängerschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10269.9.4 Entwicklungsprozess integraler Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . 10289.9.4.1 Simulation vorausschauender Sicherheitssysteme . . . . . . . . . . . . 10289.9.5 Retten und Bergen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10299.9.6 Car2X Safety – Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10309.10 Rechnerunterstützung bei der Entwicklung von Sicherheitskomponenten . . 10319.10.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10319.10.2 Beschreibung der numerischen Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . 10329.10.3 Komponentenberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10329.10.4 Gesamtfahrzeugauslegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10339.10.4.1 Gesamtfahrzeugmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10339.10.4.2 Fahrzeugmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10339.10.4.3 Insassensimulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10349.11 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1035

InhaltsverzeichnisXXXIII

Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036Allgemeine Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1038

10 Werkstoffeund Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . 103910.1 Ein Blick zurück . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104010.2 Werkstoffe moderner Kraftfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . 104310.2.1 Materialanteile im Automobilbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104310.2.2 Fortschritte in den Leistungsmerkmalen . . . . . . . . . . . . . . . . 104510.2.2.1 Festigkeit und Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104510.2.2.1.1 Stahlwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104510.2.2.1.2 Leichtmetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105110.2.2.1.3 Edelmetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106410.2.2.1.4 Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106410.2.2.2 Tribologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107410.2.2.3 Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107710.2.3 Fortschritte in der Fügetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107910.2.3.1 Schweißen und Löten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107910.2.3.2 Mechanische Fügeverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108010.2.3.3 Kleben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108210.2.4 Fortschritte in der Um- und Urformung . . . . . . . . . . . . . . . . 108410.2.4.1 Metalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108410.2.4.1.1 Innenhochdruckumformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108410.2.4.1.2 Hydromechanisches Umformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108610.2.4.1.3 Zwei-Platinen-Innenhochdruckumformen . . . . . . . . . . . . . . . 108610.2.4.1.4 Kaltfließpressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108710.2.4.1.5 Gießtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108810.2.4.1.6 Schmieden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109110.2.4.1.7 Schmiedestahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109110.2.4.2 Polymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109210.2.5 Fortschritte in der Umweltverträglichkeit . . . . . . . . . . . . . . . 109510.2.6 Thermoelektrizität undmögliche Anwendungen im Pkw . . . . . . . . . . 110010.2.7 Nanotechnologie (im Automobil) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110210.3 Wettbewerb und Zusammenspiel der Werkstoffe . . . . . . . . . . . 110910.4 Wälzlager im Fahrzeugbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111110.4.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111110.4.2 GebräuchlicheWälzlager-Bauarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111310.4.2.1 Einreihige Rillenkugellager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111310.4.2.2 Nadellager, Nadelkränze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111310.4.2.3 Kegelrollenlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111310.4.3 Auslegung von Wälzlagern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111310.4.3.1 Wellen- und Lagerberechnung nach Formelsammlung . . . . . . . . . . 111310.4.3.2 Wellen- und Lagerberechnung mittels spezieller Software . . . . . . . . . 111410.4.4 Exemplarische Ausführungen aus der jüngeren Wälzlager-Entwicklung . . . . . 111510.4.4.1 Wälzgelagerter Turbolader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111610.4.4.2 Radlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116

XXXIV Inhaltsverzeichnis

10.4.4.3 Beispiele für richtungweisende Technologien mit Wälzlagerung . . . . . . . 111910.4.4.3.1 Doppelkupplungs-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111910.4.4.3.2 Ausgleichswellen mit direkter Wälzlagerung . . . . . . . . . . . . . . 112010.4.4.3.3 Kugelgewinde-Antrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112110.4.4.3.4 CVT-Getriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112110.4.4.3.5 Leichtbau-Differenzial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112110.4.4.3.6 Hybridantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112210.4.4.3.7 Wälzlagerung des Kurbeltriebs im Verbrennungsmotor . . . . . . . . . . 112310.4.5 Schmierung und Schmierstoffe für Wälzlager . . . . . . . . . . . . . . 1123Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1125Literatur zu Abschn. 10.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1125Literatur zu Abschn. 10.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1125Literatur zu Abschn. 10.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1130Weiterführende Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1130

11 Produktentstehungsprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113311.1 Simultaneous Engineering und Projektmanagement

im Produktentstehungsprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113411.1.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113411.1.2 Produktentstehungsprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113411.1.2.1 Organisationsformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113411.1.2.2 Projektorganisation eines OEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113711.1.2.3 PEP-Ablauf undMeilenstein-Definition . . . . . . . . . . . . . . . . 113711.1.3 Produktplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113911.1.4 Innovationsmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114111.1.5 Produktinhalte, Lastenhefte, Gesetze . . . . . . . . . . . . . . . . . 114211.1.6 Konzeptentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114311.1.7 Produkt Daten Management (PDM) . . . . . . . . . . . . . . . . . 114411.1.8 Product Lifecycle Management (PLM) . . . . . . . . . . . . . . . . . 114511.1.9 Serienentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114711.1.9.1 Strak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114711.1.9.2 Datenkontrollprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114711.1.9.3 Planungsfreigabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114711.1.9.4 Virtuelle Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114811.1.9.5 Fahrzeugerprobung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114911.1.9.6 Änderungsmanagement und Launch-Freigabe . . . . . . . . . . . . . 115111.1.9.7 Meisterbock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115111.1.9.8 Breitenabsicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115111.1.10 Serienbetreuung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115211.1.11 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115211.2 Fahrzeugkonzeption in der frühen Entwicklungsphase . . . . . . . . . 115311.2.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115311.2.1.1 Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115311.2.1.2 Zielsetzung der frühen Entwicklungsphase . . . . . . . . . . . . . . . 115311.2.1.3 Fahrzeugkonzeptinhalte der frühen Phase . . . . . . . . . . . . . . . 1153

InhaltsverzeichnisXXXV

11.2.2 Vorgehensweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115411.2.2.1 Prozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115411.2.2.2 Digitaler Prototyp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115511.2.2.3 Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115611.2.3 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115711.2.3.1 Fahrdynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115711.2.3.2 Passive Sicherheit – Betriebsfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 115811.2.3.3 Aerodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115811.2.3.4 Fahrleistung und Verbrauch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115811.2.4 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115811.3 Berechnung und Simulation in der Fahrzeugentwicklung . . . . . . . . 115911.3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115911.3.2 CAE-Prozess und notwendige Infrastruktur in der Produktentstehung . . . . . 115911.3.2.1 CAE-Einsatz in den unterschiedlichen Entwicklungsphasen . . . . . . . . . 116011.3.2.2 CAE-Organisation im Unternehmen . . . . . . . . . . . . . . . . . 116211.3.2.3 Computer Ressourcen für CAE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116311.3.3 Anwendungsgebiete und Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . 116311.3.3.1 Finite Element-Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116611.3.3.2 Mehrkörpersystem-Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117011.3.3.3 Strömungssimulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117211.3.3.4 Elektromagnetische Verträglichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117611.3.4 Simulation von Bauteil-Herstellprozessen . . . . . . . . . . . . . . . 117711.3.4.1 Umformsimulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117711.3.4.2 Gießsimulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117811.3.4.3 Schweißsimulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117911.3.4.4 Lackiersimulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117911.3.5 Optimierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117911.3.5.1 Struktur-Optimierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118011.3.5.2 Multidimensionale Optimierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118111.3.5.3 Stochastische Simulationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118111.4 Mess- und Versuchstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118211.4.1 Kurzer Rückblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118211.4.2 Grundsätzliches zur Mess- und Versuchstechnik im Automobilbau . . . . . . 118211.4.3 Einige ausgewählte Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118811.4.4 Zur Effizienz der Mess- und Versuchstechnik . . . . . . . . . . . . . . 119111.5 Qualitätsmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119211.6 Betrieb und Instandhaltung von Kraftfahrzeugen . . . . . . . . . . . 119511.6.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119611.6.1.1 Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119611.6.1.2 Entwicklungstendenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119611.6.2 Instandhaltbarkeit und Zuverlässigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 119711.6.2.1 Zuverlässigkeitskenngrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119811.6.2.2 Weibullverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119811.6.2.3 Anwendung von Zuverlässigkeitskenngrößen . . . . . . . . . . . . . . 120011.6.3 Lebenslaufkosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120111.6.3.1 Anschaffungskosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120111.6.3.2 Gesetzgeber abhängige Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120211.6.3.3 Versicherungskosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1202

XXXVI Inhaltsverzeichnis

11.6.3.4 Betriebskosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120211.6.3.5 Werkstattkosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120211.6.4 Organisation des Service-Prozesses in den Werkstätten . . . . . . . . . . 120311.6.5 Instandhaltungsgerechte Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . 120411.6.5.1 Ziele und Anforderungen zur Instandhaltbarkeit . . . . . . . . . . . . . 120411.6.5.2 Werkstattkostenfaktor Zeit (Instandhaltungszeit, Planzeiten) . . . . . . . . 120511.6.5.3 Kostenfaktor Werkstattausrüstung, Spezialwerkzeuge . . . . . . . . . . . 120611.6.5.4 Ersatzteile, Zerlegungstiefe, Transport-, Lagerfähigkeit und Lieferzeitraum . . . 120711.6.5.5 Nachweis der Instandhaltbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120711.6.5.6 Datensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120811.6.5.7 Virtuelle Beurteilung der Servicefreundlichkeit . . . . . . . . . . . . . 120911.6.5.8 Berichtswesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120911.6.6 Strategie und Konzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121011.6.6.1 Instandhaltungsstrategien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121011.6.6.2 Instandhaltungskonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121011.6.6.3 Anforderungen zur Instandhaltbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 121111.6.6.4 Kunden- und Lieferantenbeziehungen . . . . . . . . . . . . . . . . 121111.6.6.5 Rolle des Managements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121111.6.6.6 Einfluss der EU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121211.6.6.7 Einfluss alternativer Antriebskonzeptionen . . . . . . . . . . . . . . . 1212Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1213Literatur zu Abschnitt 11.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1213Allgemeine Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214Literatur zu Abschnitt 11.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214Literatur zu Abschnitt 11.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214Literatur zu Abschnitt 11.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1215Literatur zu Abschnitt 11.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1217Literatur zu Abschnitt 11.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1218

12 Rennfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122112.1 Einsatzbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122212.1.1 Sportbehörde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122212.1.2 Technik-Reglement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122212.1.3 Sport-Reglement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122212.2 Fahrzeug-Kategorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122212.3 Bauweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122512.3.1 Monocoque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122512.3.1.1 Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122512.3.1.2 Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122612.3.1.3 Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122612.3.2 Bodywork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122612.3.3 Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122612.3.4 Getriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122712.3.5 Fahrwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122912.3.5.1 Achskonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122912.3.5.2 Federungssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1230

InhaltsverzeichnisXXXVII

12.3.5.3 Dämpfungssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123012.3.5.4 Abstimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123012.4 Performance und Rundenzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123112.4.1 Fahrzeugparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123112.4.2 Sensitivität der direkt messbaren Fahrzeugparameter . . . . . . . . . . . 123112.4.3 Entwicklungspotenzial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123112.5 Entwicklung Aerodynamik und Fahrdynamik . . . . . . . . . . . . . 123312.5.1 Aerodynamische Effizienz und Aerobalance . . . . . . . . . . . . . . 123312.5.2 Einflussgrößen auf die Aerodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . 123312.5.2.1 Radeinschlag beim Lenken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123412.5.2.2 Gierwinkel und Schräganströmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123412.5.2.3 Mechanische Fahrwerksabstimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . 123412.5.2.4 Durchströmung des Fahrzeugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123512.5.3 Aerodynamik und Reifeneinfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123512.5.4 Aerodynamik und Fahrdynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123712.6 Zuverlässigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1237Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1238

13 Ausblick –Wo geht es hin? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1239Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1241

Serviceteil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244

Kapitel, Beiträge undMitarbeiter

1 Mobilität Dipl.-Kfm. Frank Hansen

2 Anforderungen, Zielkonflikte

2.1 Produktinnovation, bisherige Fortschritte Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert

2.2 Anforderungen durch den Gesetzgeber Ekhard ZinkeHans-Jürgen Nettlau

2.2.8 Normen Egbert Fritzsche

2.3 Neue Technologien Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.Hans-Hermann Braess

3 Fahrzeugphysik

3.1 Grundlagen Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert

3.2 Aerodynamik Dr.-Ing. Heinz MankauDr.-Ing. Carsten Repmann

3.3 Wärmetechnik Dr. Andreas EilemannDr. Eberhard PantowDr. Markus WawzyniakDr. AchimWiebelt

3.4 Akustik und Schwingungen Dr.-Ing. Mihiar Ayoubi

4 Formen und neue Konzepte

4.1 Design Dipl.-Des. Hans Dieter Futschik

4.2 Fahrzeugkonzept und Package Dipl. Ing. Dipl. Wirtsch.Ing. August AchleitnerDipl.-Ing. Christiaan BurgersDr.-Ing. Gernot Döllner

4.3 Neuartige Antriebe

4.3.1 Elektroantriebe Dr.-Ing. Jürgen K.-H. Friedrich

4.3.2 Brennstoffzellenantriebssysteme Dr. Christian H. MohrdieckHerbert SchulzeDr. Martin Wöhr

4.3.3 Hybridantrieb Dipl.-Ing. (FH) Peter AntonyDipl.-Ing. Felix Ascher

4.3.4 Stirlingmotor, Dampfmotor, Gasturbineund Schwungrad

Prof. Dipl.-Ing. Karl E. NoreikatMarkus Wagner, B. Eng.

4.3.5 Der Wasserstoff-Verbrennungsmotor Dr. Edgar BergerDipl.-Ing. Manfred GruberDr.-Ing. Gerrit Kiesgen

Kapitel, Beiträge und MitarbeiterXXXIX

5 Antriebe

5.1 Grundlagen der Motorentechnik Prof. Dr. Dr. E.h. Franz PischingerDr.-Ing. Philipp Adomeit

5.1.5 Ottomotoren Prof. Dr. Dr. E.h. Franz PischingerDr.-Ing. Philipp Adomeit

5.2 Dieselmotor Dipl.-Ing. Richard DorenkampDr. Klaus-Peter Schindler

5.3 Aufladung Prof. Dr.-Ing. Roland Baar

5.4 Triebstrang Dr. Jürgen GreinerDr.-Ing. Gerhard GumpoltsbergerDr. Christoph SasseDipl.-Ing. Klaus Steinel

5.5 Allradantriebe, Brems- und Antriebsrege-lungen

5.5.1 Allradantriebs-Konzepte Dipl.-Ing. Heribert LanzerIng. Hermann Pecnik

5.5.2 Antriebs- und Bremsregelung Gerhard Kurz

5.6 Abgasanlagen Dr. Dennis BönnenDipl.-Ing. Emmanuel JeanDipl.-Ing. Klaus Spindler

5.7 Bordenergie-Management Dipl.-Ing. Markus Beck

5.8 Chancen und Risiken des Zweitaktmotors Dipl.-Ing. MSc Bert Pingen

5.9 Konventionelle und alternative Kraftstoffeund Energieträger

Dr. rer. nat. Ingo DrescherDr.-Ing. Eckart Heinl

6 Aufbau

6.1 Karosseriebauweisen Dipl.-Ing. Lothar TeskeDipl.-Ing. Helmut Goßmann

6.1.2 Space-Frame Dipl.-Ing. Heinrich Timm

6.1.3 Karosserie Stahlleichtbau-Studien Dr. rer. pol. Dipl.-Ing. Ludwig HammDipl.-Ing. Volker Peitz

6.1.4 Cabriolet Walter Pecho

6.1.5 Frontendmodule Prof. Dr.-Ing. Roland Lachmayer

6.2 Materialien der Karosserie Prof. Dr. Rudolf StauberDr.-Ing. René Konorsa

6.3 Oberflächenschutz Dr. Klaus Werner Thomer

XL Kapitel, Beiträge und Mitarbeiter

6.4 Fahrzeuginnenraum

6.4.1 Ergonomie und Komfort Thomas HerpelDipl.-Des. Peer-Oliver Wagner

6.4.2 Kommunikationssysteme und Navigation Dipl.-Ing. Ernst Peter Neukirchner

6.4.3 Innenraumbehaglichkeit/ThermischerKomfort

Dr. Markus Wawzyniak

6.4.4 Fahrzeuginnenausstattung Georg LaukartDipl.-Ing. Thomas Vorberg

6.5 Wischer- und Wascheranlagen Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.Hans-Hermann Braess

7 Fahrwerk

7.1 Einführung Dr.-Ing. Axel Pauly

7.2 Bremssysteme Dipl.-Ing. Steffen GruberDipl.-Ing. Norbert OcvirkDipl.-Ing. James Remfrey

7.3 Reifen, Räder, Gleitschutzketten Dipl.-Phys. Heiner Volk

7.3.7 Räder Dipl.-Ing. Roman Müller

7.3.8 Gleitschutzketten Dr.-Ing. Hansjörg Rieger

7.4 Fahrwerkauslegung Dr.-Ing. Andreas BootzDipl.-Ing. Oliver HohenöckerDipl.-Ing. Johann NiklasDipl.-Ing. Ludwig Seethaler

7.5 Beurteilungskriterien Dr.-Ing. Erich SaganDipl.-Ing. Martin SchwarzDipl.-Ing. Thomas Unterstraßer (†)

7.6 Kraftstoffsystem Dipl.-Ing (FH) Martin LauterbachMaik Miklis

7.7 Kraftstoffversorgungsanlagen für alternati-ve Energieträger

Dipl.-Ing. Gregor FischerDr. rer. nat. Oliver Kircher

8 Elektrik/Elektronik/Software

8.1 Bedeutung Elektrik/Elektronik/Software fürdas Automobil

Dipl.-Ing. Bernd KunkelDr.-Ing. Thomas ScharnhorstDr. Gabriel Schwab

8.2 Das Bordnetz Prof. Dr. rer. nat. Ludwig BrabetzProf. Dr.-Ing. Jürgen Leohold

8.3 Kommunikationsbordnetze Dr. Dirk DudenbostelDipl.-Ing. Klaus SchneiderDipl.-Ing. Thomas Volk

Kapitel, Beiträge und MitarbeiterXLI

8.4 Elektromagnetische Verträglichkeit Dr. Wolfgang Pfaff

8.5 Funktionsdomänen

8.5.1 Einleitung

8.5.2 Beleuchtung Prof. Dr.-Ing. Roland Lachmayer

8.5.3 Cockpit-Instrumentierung Dr. Heinz-Bernhard AbelDr. Heinrich-Jochen Blume

8.5.4 Infotainment/Multimedia Dipl.-Ing. Gerhard HeyenDipl.-Ing. Markus Kreye

8.5.4.7 Fahrzeugantennen Dr.-Ing. Guido Schneider

8.5.5 Fahrerassistenzsysteme Prof. Dr.-Ing. Peter Knoll

8.5.6 Telematik Dipl.-Ing. Günther Kasties

8.6 Mensch-Maschine-Interaktion Prof. Dr.-Ing. Karsten Lemmer

8.7 Software Prof. Dr. Dr. h.c. Manfred Broy

8.8 Moderne Methoden der Regelungstechnik Dr. Jörg HelbigDr. Lothar Ganzelmeier

9 Fahrzeugsicherheit Dr.-Ing. Mark GonterDr.-Ing. Thomas SchwarzProf. Dr.-Ing. Ulrich SeiffertDr. rer. nat. Robert Zobel

9.1 Allgemein

9.2 Gebiete der Fahrzeugsicherheit

9.3 Ergebnisse aus der Unfallforschung

9.4 Unfallvermeidende Sicherheit

9.5 Biomechanik und Schutzkriterien

9.6 Quasistatische Anforderungen an die Ka-rosserie

9.7 Dynamische Fahrzeugkollision

9.8 Insassenschutz

9.9 Integrale Sicherheit

9.10 Rechnerunterstützung bei der Entwicklungvon Sicherheitskomponenten

9.11 Zusammenfassung

XLII Kapitel, Beiträge und Mitarbeiter

10 Werkstoffe und Fertigungsverfahren

10.1 Ein Blick zurück Dr. rer. pol. Dipl.-Ing. Ludwig HammDipl.-Ing. Volker Peitz

10.2 Werkstoffe moderner Kraftfahrzeuge

10.3 Wettbewerb und Zusammenspiel derWerkstoffe

10.4 Wälzlager im Fahrzeugbau Dr.-Ing. Robert PlankBerthold KrautkrämerReinhart MalikDr. Peter Solfrank

11 Produktentstehungsprozess

11.1 Simultaneous Engineering und Projektma-nagement im Produktentstehungsprozess

Dr.-Ing. Ulrich WidmannDr.-Ing. Ulrich Hackenberg

11.2 Fahrzeugkonzeption in der frühen Entwick-lungsphase

Dr.-Ing. Claus EhlersProf. Dr.-Ing. Thomas Breitling

11.3 Berechnung und Simulation in der Fahr-zeugentwicklung

Dr.-Ing. Ulrich Widmann

11.4 Mess- und Versuchstechnik Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.Hans-Hermann Braess

11.5 Qualitätsmanagement Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.Hans-Hermann Braess

11.6 Betrieb und Instandhaltung von Kraftfahr-zeugen

Dipl.-Ing. Norbert GrawunderProf. Dr.-Ing. Volker Liskowsky

12 Rennfahrzeuge Dipl.-Ing.Willy RampfDipl.-Ing. Ulrich SchulzProf. Dr.-Ing. Mario Theissen

12.1 Einsatzbedingungen

12.2 Fahrzeug-Kategorien

12.3 Bauweise

12.4 Performance und Rundenzeit

12.5 Entwicklung Aerodynamik und Fahrdyna-mik

12.6 Zuverlässigkeit

13 Ausblick –Wo geht es hin? Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.Hans-Hermann BraessProf. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert

XLIII

Firmen- und Institutionenverzeichnis

4 Adam Opel AG, Rüsselsheim5 Dipl.-Ing. Helmut Goßmann5 Dipl.-Ing. Lothar Teske5 Dr. Klaus Werner Thomer (vormals)

4 Altair Engineering GmbH, Böblingen5 Dipl.-Ing. Thomas Vorberg

4 Audi AG, Ingolstadt5 Dr.-Ing. Ulrich Hackenberg5 Dr.-Ing. Thomas Schwarz5 Dipl.-Ing. Heinrich Timm (vormals)5 Dr.-Ing. Ulrich Widmann

4 BBSMotorsport GmbH, Haslach5 Dipl.-Ing. (FH) Roman Müller

4 Behr GmbH & Co. KG, Stuttgart5 Dr. Andreas Eilemann5 Dr. Eberhard Pantow5 Dr. Markus Wawzyniak5 Dr. AchimWiebelt

4 BMWGroup, München5 Dr.-Ing. Mihiar Ayoubi5 Dr. Edgar Berger5 Dr.-Ing. Andreas Bootz5 Dipl.-Ing. Gregor Fischer5 Dipl.-Ing. Manfred Gruber5 Dipl.-Kfm. Frank Hansen5 Thomas Herpel5 Dr.-Ing. Gerrit Kiesgen5 Dr. rer. nat. Oliver Kircher5 Dr.-Ing. René Konorsa5 Gerhard Kurz5 Dipl.-Ing. (FH) Martin Lauterbach5 Maik Miklis5 Dipl.-Ing. Oliver Hohenöcker5 Dipl.-Ing. Johann Niklas5 Dr.-Ing. Axel Pauly5 Dr.-Ing. Erich Sagan (vormals)5 Dipl.-Ing. Ulrich Schulz5 Dipl.-Ing. Martin Schwarz5 Dipl.-Ing. Ludwig Seethaler5 Prof. Dr.-Ing. MarioTheissen (vormals)5 Dipl.-Ing. Thomas Unterstraßer (†)5 Dipl.-Des. Peer-Oliver Wagner

4 Bosch Engineering GmbH, Abstatt5 Dipl.-Ing. Markus Beck

XLIV Firmen- und Institutionenverzeichnis

4 Continental AG, Hannover5 Dipl.-Phys. Heiner Volk

4 Continental Automotive Systems Ind., Deer Park, IL (USA)5 Dr.-Ing. Dirk Dudenbostel

4 Continental Automotive GmbH, Babenhausen5 Dr. Heinz-Bernhard Abel5 Dr. Heinrich-Jochen Blume5 Dipl.-Ing. Klaus Schneider

4 Continental Automotive GmbH, Wetzlar5 Dipl.-Ing. Thomas Volk

4 Continental Teves AG & Co. oHG, Frankfurt5 Dipl.-Ing. Steffen Gruber5 Dipl.-Ing. Norbert Ocvirk5 Dipl.-Ing. James Remfrey

4 Daimler AG, Kirchheim/Teck-Nabern5 Dr. Christian H. Mohrdieck5 Herbert Schulze5 Dr. Martin Wöhr

4 Daimler AG, Sindelfingen5 Dipl.-Ing. (FH) Peter Antony5 Dipl.-Ing. Felix Ascher5 Prof. Dr.-Ing. Thomas Breitling5 Dr.-Ing. Claus Ehlers5 Dr.-Ing. Jürgen K.-H. Friedrich5 Dipl.-Designer Hans Dieter Futschik

4 Daimler AG, Stuttgart-Untertürkheim5 Markus Wagner, B. Eng.

4 Faurecia Emissions Control Technologies, Augsburg5 Dr. Denis Bönnen5 Dipl.-Ing. Emmanuel Jean5 Dipl.-Ing. Klaus Spinder

4 FEV GmbH, Aachen5 Prof. Dr. Dr. E. h. Franz Pischinger5 Dr.-Ing. Philipp Adomeit

4 Ford-Werke GmbH, Köln5 Dipl.-Ing. MSc Bert Pingen

4 Hella KGaA, Lippstadt5 Prof. Dr.-Ing. Roland Lachmayer (Jetzt: Institut für Produktentwicklung,

Leibniz Universität Hannover)4 Magna Exteriors & Interiors Management GmbH, München

5 Georg Laukart4 MAGNA STEYR Engineering AG & CO KG, A-Graz

5 Dipl.-Ing. Heribert Lanzer5 Ing. Hermann Pecnik

4 OECON P&S GmbH, Braunschweig5 Dipl.-Ing. Günther Kasties

4 Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Stuttgart5 Dr.-Ing. Gernot Döllner

Firmen- und InstitutionenverzeichnisXLV

4 Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Weissach5 Dipl. Ing. Dipl. Wirtsch. Ing. August Achleitner5 Dipl.-Ing. Christiaan Burgers5 Dr. rer. pol. Dipl.-Ing. Ludwig Hamm (vormals)5 Dipl.-Ing. Volker Peitz

4 Robert Bosch GmbH, Hildesheim5 Dipl.-Ing. Ernst Peter Neukirchner (vormals)

4 Robert Bosch GmbH, Stuttgart5 Dr. Wolfgang Pfaff

4 RUD KettenRieger & Dietz GmbH & Co. KG, Aalen5 Dr. Hansjörg Rieger

4 Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Herzogenaurach5 Berthold Krautkrämer5 Reinhart Malik5 Dr. Robert Plank5 Dr. Peter Solfrank

4 Vehico GmbH, Braunschweig5 Dr. Lothar Ganzelmeier5 Dr. Jörg Helbig

4 Visteon Innovation & Technology GmbH, Kerpen5 Dipl.-Ing. Gerhard Heyen5 Dipl.-Ing. Markus Kreye

4 Volkswagen AG, Wolfsburg5 Richard Dorenkamp5 Dr. rer. nat. Ingo Drescher5 Dr.-Ing. Mark Gonter5 Dipl.-Ing. Norbert Grawunder5 Dr.-Ing. Eckart Heinl5 Dipl.-Ing. Bernd Kunkel5 Prof. Dr.-Ing. Jürgen Leohold5 Dr.-Ing. Heinz Mankau (vormals)5 Dr.-Ing. Carsten Repmann5 Dr. Klaus-Peter Schindler5 Dr.-Ing. Guido Schneider5 Dr. Gabriel Schwab5 Dr. Robert Zobel

4 Webasto-Edscha Cabrio GmbH, Hengersberg5 Walter Pecho

4 WiTech Engineering GmbH, Braunschweig5 Dr.-Ing. Thomas Scharnhorst5 Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert

4 ZF Friedrichshafen AG, Friedrichshafen5 Dr.-Ing. Gerhard Gumpoltsberger

4 ZF Getriebe GmbH Saarbrücken, Kressbronn5 Dr. Jürgen Greiner

4 ZF Sachs AG, Schweinfurt5 Dr. Christoph Sasse5 Dipl.-Ing. Klaus Steinel

XLVI Firmen- und Institutionenverzeichnis

Institutionenverzeichnis

4 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Braunschweig5 Prof. Dr.-Ing. Karsten Lemmer

4 Karlsruher Institut für Technologie (KIT)5 Prof. Dr.-Ing. Peter M. Knoll

4 Kraftfahrt-Bundesamt, Flensburg5 Ekhard Zinke5 Hans-Jürgen Nettlau

4 NorCon Scientific Consulting, Esslingen5 Prof. Dipl.-Ing. Karl E. Noreikat

4 Technische Universität Berlin5 Prof. Dr.-Ing. Roland Baar

4 Technische Universität München5 Prof. Dr. Dr. h.c. Manfred Broy

4 Universität Kassel5 Prof. Dr. rer. nat. Ludwig Brabetz

4 Verband der Automobilindustrie e.V. (VDA), Berlin5 Egbert Fritzsche

4 Westsächsische Hochschule Zwickau5 Prof. Dr.-Ing. Volker Liskowsky

4 Zentralinstitut für Neue Materialien und Prozesstechnik der Universität Erlangen-Nürnberg5 Prof. Dr. Rudolf Stauber

XLVII

Autorenverzeichnis

Abel, Heinz-Bernhard, Dr.Continental Automotive GmbH, Babenhausenwww.continental-corporation.com

Achleitner, August, Dipl.-Ing.Dipl. Wirtsch. Ing.Dr.-Ing. h.c. F. Porsche AG, Weissachwww.porsche.de

Adomeit, Philipp, Dr.-Ing.FEV GmbH, Aachenwww.fev.com

Antony, Peter, Dipl.-Ing. (FH)Daimler AG, Sindelfingenwww.daimler.com

Ascher, Felix, Dipl.-Ing.Daimler AG, Sindelfingenwww.daimler.com

Ayoubi, Mihiar, Dr.-Ing.BMWGroup, Münchenwww.bmwgroup.de

Baar, Roland, Prof. Dr.-Ing.Technische Universität Berlinwww.vkm.tu-berlin.de

Beck, Markus, Dipl.-Ing.Bosch Engineering GmbH, Abstattwww.bosch-engineering.de

Berger, Edgar, Dr.BMWGroup, Münchenwww.bmwgroup.com

Blume, Heinrich-Jochen, Dr.Continental Automotive GmbH, Babenhausenwww.continental-corporation.com

Bönnen, Denis, Dr.Faurecia Emissions Control Technologies, Augsburgwww.faurecia.com

Bootz, Andreas, Dr.-Ing.BMWGroup, Münchenwww.bmwgroup.com

Braess, Hans-Hermann, Prof. Dr.-Ing.,Dr.-Ing. E.h.Honorarprofessor an der TU München, TU Dresdenund HTWDresden

Brabetz, Ludwig, Prof. Dr. rer. nat.Universität Kasselwww.uni-kassel/fb16/fsg

Breitling, Thomas, Prof. Dr.-Ing.Daimler AG, Sindelfingenwww.daimler.com

Broy, Manfred, Prof. Dr. Dr. h.c.Technische Universität München, Garchingwww.tu-muenchen.de

Burgers, Christiaan, Dipl.-Ing.Dr.-Ing. h.c. F. Porsche AG, Weissachwww.porsche.de

Döllner, Gernot, Dr.-Ing.Dr.-Ing. h.c. F. Porsche AG, Stuttgartwww.porsche.de

Dorenkamp, Richard, Dipl.-Ing.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.de

Drescher, Ingo, Dr. rer. nat.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.de

Dudenbostel, Dirk, Dr.-Ing.Continental Automotive Systems Inc., Deer Park,IL (USA)www.continental-corporation.com

Ehlers, Claus, Dr.-Ing.Daimler AG, Sindelfingenwww.daimler.com

Eilemann, Andreas, Dr.Behr GmbH & Co. KG, Stuttgartwww.behrgroup.com

XLVIII Autorenverzeichnis

Fischer, Gregor, Dipl.-Ing.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.com

Friedrich, Jürgen K.-H., Dr.-Ing.Daimler AG, Sindelfingenwww.daimler.com

Fritzsche, EgbertVerband der Automobilindustrie e. V. (VDA), Berlinwww.vda.de

Futschik, Hans Dieter, Dipl.-DesignerDaimler AG, Sindelfingenwww.daimler.com

Ganzelmeier, Lothar, Dr.VEHICO GmbH, Braunschweigwww.vehico.de

Gonter, Mark, Dr.-Ing.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.de

Goßmann, Helmut, Dipl.-Ing.Adam Opel AG, Rüsselsheimwww.opel.de

Grawunder, Norbert, Dipl.-Ing.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.de

Greiner, Jürgen, Dr.ZF Getriebe GmbH Saarbrücken, Kressbronnwww.zf.com

Gruber, Manfred, Dipl.-Ing.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.com

Gruber, Steffen, Dipl.-Ing.Continental Teves AG & Co. oHG, Frankfurtwww.conti-online.com

Gumpoltsberger, Gerhard, Dr.-Ing.ZF Friedrichshafen AG, Friedrichshafenwww.zf.com

Hackenberg, Ulrich, Dr.-Ing.Audi AG, Ingolstadtwww.audi.de

Hamm, Ludwig, Dr. rer. pol. Dipl.-Ing.Dr.-Ing. h.c. F. Porsche AG, Weissach (vormals)www.porsche.de

Hansen, Frank, Dipl.-Kfm.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.com

Heinl, Eckart, Dr.-Ing.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.de

Helbig, Jörg, Dr.VEHICO GmbH, Braunschweigwww.vehico.de

Herpel, ThomasBMW Group, Münchenwww.bmwgroup.de

Heyen, Gerhard, Dipl.-Ing.Visteon Innovation & Technology GmbH, Kerpenwww.visteon.com

Hohenöcker, Oliver, Dipl.-Ing.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.com

Jean, Emmanuel, Dipl.-Ing.Faurecia Emissions Control Technologies, Augsburgwww.faurecia.com

Kasties, Günther, Dipl.-Ing.OECON P&S GmbH, Braunschweigwww.oecon-line.de

Kiesgen, Gerrit, Dr.-Ing.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.com

Kircher, Oliver, Dr. rer. nat.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.de

Knoll, Peter M., Prof. Dr.-Ing.Karlsruher Institut für Technologie (KIT)www.kit.edu

Konorsa, René, Dr.-Ing.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.com

AutorenverzeichnisXLIX

Krautkrämer, BertholdSchaeffler Technologies AG & Co. KG,Herzogenaurachwww.schaeffler.com

Kreye, Markus, Dipl.-Ing.Visteon Innovation & Technology GmbH, Kerpenwww.visteon.com

Kunkel, Bernd, Dipl.-Ing.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.de

Kurz, GerhardBMWGroup, Münchenwww.bmwgroup.com

Lachmayer, Roland, Prof. Dr.-Ing.Hella KGaA, Lippstadt (jetzt: Institut für Produktent-wicklung, Leibniz Universität Hannover)www.hella.com

Lanzer, Heribert, Dipl.-Ing.MAGNA STEYR Engineering AG & CO KG, A-Grazwww.magnasteyr.com

Laukart, GeorgMagna Exteriors & Interiors Management GmbH,Münchenwww.magna.com

Lauterbach,Martin, Dipl.-Ing. (FH)BMWGroup, Münchenwww.bmwgroup.com

Lemmer, Karsten, Prof. Dr.-Ing.Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.,Braunschweigwww.dlr.de/ts

Leohold, Jürgen, Prof. Dr.-Ing.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.com

Liskowsky, Volker, Prof. Dr.Westsächsische Hochschule, Zwickauwww.fh-zwickau.de

Malik, ReinhartSchaeffler Technologies AG & Co. KG,Herzogenaurachwww.schaeffler.com

Mankau, Heinz, Dr.Volkswagen AG, Wolfsburg (vormals)www.volkswagen.de

Miklis, MaikBMW Group, Münchenwww.bmwgroup.com

Mohrdieck, Christian H., Dr.Daimler AG, Kirchheim/Teck-Nabernwww.daimler.com

Müller, Roman, Dipl.-Ing. (FH)BBS Motorsport GmbH, Haslachwww.bbs.com

Nettlau, Hans-JürgenKraftfahrt-Bundesamt, Flensburgwww.kba.de

Neukirchner, Ernst Peter, Dipl.-Ing.Robert Bosch GmbH, Hildesheim (vormals)www.bosch.com

Niklas, Johann, Dipl.-Ing.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.com

Noreikat, Karl E., Prof. Dipl.-Ing.NorCon Scientific Consulting, Esslingen

Ocvirk, Norbert, Dipl.-Ing.Continental Teves AG & Co. oHG, Frankfurtwww.conti-online.com

Pantow, Eberhard, Dr.Behr GmbH & Co. KG, Stuttgartwww.behrgroup.com

Pauly, Axel, Dr.-Ing.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.com

Pecho, WalterWebasto-Edscha Cabrio GmbH, Hengersbergwww.webasto.com

Pecnik, Hermann, Ing.MAGNA STEYR Engineering AG & CO KG, A-Grazwww.magnasteyr.com

L Autorenverzeichnis

Peitz, Volker, Dipl.-Ing.Dr.-Ing. h.c. F. Porsche AG, Weissachwww.porsche.de

Pfaff, Wolfgang, Dr.Robert Bosch GmbH, Stuttgartwww.bosch.com

Pingen, Bert, Dipl.-Ing. MScFord-Werke GmbH, Kölnwww.ford.com

Plank, Robert, Dr.-Ing.Schaeffler Technologies AG & Co. KG,Herzogenaurachwww.schaeffler.com

Pischinger, Franz, Prof. Dr. Dr. E.h.FEV GmbH, Aachenwww.fev.com

Rampf, Willy, Dipl.-Ing.

Remfrey, James, Dipl.-Ing.Continental Teves AG & Co. oHG, Frankfurtwww.conti-online.com

Repmann, Carsten, Dr.-Ing.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.de

Rieger, Hansjörg, Dr.-Ing.RUD Ketten Rieger & Dietz GmbH & Co. KG, Aalenwww.rud.de

Sagan, Erich, Dr.-Ing.BMW Group, München (vormals)www.bmwgroup.com

Sasse, Christoph, Dr.ZF Sachs AG, Schweinfurtwww.zf.com

Scharnhorst, Thomas, Dr.-Ing.WiTech Engineering GmbHwww.witech-engineering.de

Schindler, Klaus-Peter, Dr.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.de

Schneider, Guido, Dr.-Ing.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.de

Schneider, Klaus, Dipl.-Ing.Continental Automotive GmbH, Babenhausenwww.continental-corporation.com

Schulz, Ulrich, Dipl.-Ing.BMW Group, Münchenwww.bmw-motorsport.com

Schulze, HerbertDaimler AG, Kirchheim/Teck-Nabernwww.daimler.com

Schwab, Gabriel, Dr.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.de

Schwarz, Martin, Dipl.-Ing.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.de

Schwarz, Thomas, Dr.-Ing.Audi AG, Ingolstadtwww.audi.com

Seethaler, Ludwig, Dipl.-Ing.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.com

Seiffert, Ulrich, Prof. Dr.-Ing.WiTech Engineering GmbH, Braunschweigwww.witech-engineering.de

Solfrank, Peter, Dr.Schaeffler Technologies AG & Co. KG,Herzogenaurachwww.schaeffler.com

Spindler, Klaus, Dipl.-Ing.Faurecia Emissions Control Technologies, Augsburgwww.faurecia.com

Stauber, Rudolf, Prof. Dr.Zentralinstitut für Neue Materialien und Prozess-technik der Universität Erlangen-Nürnbergwww.zmp.uni-erlangen.de

Steinel, Klaus, Dipl.-Ing.ZF Sachs AG, Schweinfurtwww.zf.com

AutorenverzeichnisLI

Teske, Lothar, Dipl.-Ing.Adam Opel AG, Rüsselsheimwww.opel.de

Theissen, Mario, Prof. Dr.-Ing.BMWGroup, München (vormals)www.bmw-motorsport.com

Thomer, Klaus Werner, Dr.Adam Opel AG, Rüsselsheim (vormals)www.opel.de

Timm, Heinrich, Dipl.-Ing.Audi AG, Ingolstadt (vormals)www.audi.de

Unterstraßer, Thomas, Dipl.-Ing. (†)BMWGroup, Münchenwww.bmwgroup.com

Volk, Heiner, Dipl.-Phys.Continental AG, Hannoverwww.conti-online.com

Volk, Thomas, Dipl.-Ing.Continental Automotive GmbH, Wetzlarwww.continental-corporation.com

Vorberg, Thomas, Dipl.-Ing.Altair Engineering GmbH, Böblingenwww.altairproductdesign.de

Wagner, Markus, B. Eng.Daimler AG, Stuttgartwww.daimler.com

Wagner, Peer-Oliver, Dipl.-Des.BMW Group, Münchenwww.bmwgroup.com

Wawzyniak, Markus, Dr.Behr GmbH & Co. KG, Stuttgartwww.behrgroup.com

Widmann, Ulrich, Dr.-Ing.Audi AG, Ingolstadtwww.audi.de

Wiebelt, Achim, Dr.Behr GmbH & Co. KG, Stuttgartwww.behrgroup.com

Wöhr, Martin, Dr.Daimler AG, Kirchheim/Teck-Nabernwww.daimler.com

Zinke, EkhardKraftfahrt-Bundesamt, Flensburgwww.kba.de

Zobel, Robert, Dr.Volkswagen AG, Wolfsburgwww.volkswagen.de