Verbrauch & Fahrleistung: Präzise Vorhersagen und Analysen

Verbrauch und Fahrleistung sind entscheidende Zielgrößen in der Fahrzeugentwicklung. So ist der Kraftstoff- beziehungsweise Energieverbrauch des Fahrzeugs neben dem aktuellen Topthema Schadstoffemissionen ein zentraler Aspekt der Antriebsentwicklung. Ähnlich der EU-Emissionsrichtlinien gilt es auch hier mit den verschärften Flottenverbrauchsvorgaben strikte CO2-Grenzwerte des Gesetzgebers einzuhalten. Parallel dazu ist es nicht nur wichtig, den Verbrauch fossiler Kraftstoffe durch konventionelle Antriebe zu verringern. Auch die Reduzierung des Energieverbrauchs neuer Antriebssysteme ist ein zentrales Entwicklungsziel, um beispielsweise die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu verbessern. 

In der Antriebsentwicklung spielen die Vorhersage des Kraftstoff- und Energieverbrauchs zu Beginn des Entwicklungsprozesses eine wichtige Rolle. In späteren Entwicklungsstadien liegt der Fokus zunehmend auf der Analyse der konkreten Verbrauchswerte.

Die Fahrleistungen als zweite zentrale Zielgröße der Fahrzeugentwicklung haben einen wesentlichen Einfluss auf das Fahrerlebnis und sind damit der Schlüssel zu einer möglichst hohen Kundenakzeptanz beziehungsweise zur Begeisterung, die der Fahrzeugantrieb beim Fahrer auslöst. Ganz unabhängig von Ihrem gewählten Antriebskonzept ist dies ein wichtiger Faktor für den Verkaufserfolg des Fahrzeugs.

Mit dem virtuellen Fahrversuch bieten wir Ihnen eine Testmethode, die sich sowohl für die Untersuchung und die Optimierung des Verbrauchs als auch der Fahrleistung Ihres Fahrzeugs in jedem Stadium des Entwicklungsprozesses für Sie auszahlt: Mit der CarMaker-Produktfamilie können Sie alle relevanten Werte sowohl in einer frühen Entwicklungsphase rein simulationsbasiert vorhersagen als auch in einem späteren Entwicklungsstadium am Prüfstand im virtuellen Fahrversuch analysieren.

Simulationsbasierte Kraftstoff- und Energieverbrauchsanalyse

Realistische Verbrauchsprognosen in frühen Entwicklungsphasen

Der Energieverbrauch von Fahrzeugen hängt nicht nur vom Antrieb und dessen Effizienz, sondern auch von vielen anderen Faktoren ab. Diese machen eine Gesamtfahrzeugbetrachtung notwendig. Zusätzlich zum Antriebswirkungsgrad wird der Verbrauch maßgeblich durch alle bei Realfahrten im Gesamtfahrzeug auftretenden Fahrwiderstände sowie durch den Verbrauch von Zusatz- und Nebenaggregaten wie der Heizung oder Klimatisierung und des Infotainments beeinflusst.

Mit unseren Simulationslösungen lassen sich bereits in frühen Entwicklungsphasen Verbrauchsprognosen erstellen, die das Gesamtfahrzeug mitsamt aller Fahrwiderstände, Antriebskonfigurationen und der Betriebsstrategie berücksichtigen. Dabei können mit geringem Aufwand Untersuchungen sowohl in den klassischen und neuen Norm-Fahrzyklen als auch bei Realfahrten erfolgen.

So unterstützen wir Sie bei simulationsbasierten Verbrauchsuntersuchungen mit dem virtuellen Fahrversuch:

  • Berechnen Sie den Verbrauch Ihres Fahrzeugs in klassischen und neuen Norm-Fahrzyklen sowie im Realfahrbetrieb mit CarMaker, TruckMaker und MotorcycleMaker
  • Mit unseren Simulationslösungen können sowohl der Energiebedarf von Nebenverbrauchern analysiert als auch Einzelmaßnahmen im Gesamtfahrzeug bewertet werden
  • Zahlreiche Modellschnittstellen ermöglichen die Einbindung detaillierter mechanischer und thermischer Modelle anderer Anbieter
  • Dank des Umweltmodells können Sie sämtliche Umweltrandbedingungen wie Temperatur, Luftdruck, Wind oder Sonneneinstrahlung im virtuellen Fahrversuch abbilden
  • Untersuchen Sie mit der CarMaker-Produktfamilie vorausschauende Systeme und nutzen Sie die parametrierbare Modellumgebung für Betriebsstrategieanalysen von Hybrid- und Elektrofahrzeugen
Simulationsbasierte Fahrleistungsanalyse

Fahrleistungen in Realfahrsituationen frühzeitig bewerten

Die Fahrleistung des Fahrzeugs definiert die erreichbare Begeisterungsfähigkeit des Kunden und fließt somit immer in Bewertungen ein – direkt von Kunden oder in Form von Testberichten. Mit überzeugenden Fahrleistungen gelingt es Ihnen, ein optimales Fahrgefühl zu erzielen und dadurch die oft für den Kauf des Fahrzeugs entscheidende Emotion zu wecken. 

In verschiedensten Fahrsituationen sind Fahrleistungen wie beispielsweise Beschleunigung, Elastizität und Höchstgeschwindigkeit oder auch die erreichbare Rundenzeit auf Test- und Rennstrecken sogar ein zentrales Element bei der Konzeptauslegung und Bewertung. Mit dem virtuellen Fahrversuch bieten wir Ihnen die Möglichkeit, die Fahrleistungen frühzeitig vorherzusagen und damit Ihre Entwicklungsprozesse effizient zu gestalten.


So unterstützen wir Sie mit dem virtuellen Fahrversuch bei Ihrem Entwicklungsziel im Bereich der Fahrleistungen:

  • CarMaker, TruckMaker und MotorcycleMaker ermöglichen die effektive Untersuchung des Antriebs- oder Gesamtfahrzeugkonzepts unter Berücksichtigung aller relevanten Randbedingungen
  • Längs- und Querdynamik des Fahrzeugs können zeitgleich bewertet werden
  • Analysieren Sie die Regelsystemauswirkungen auf die Fahrleistungen des Fahrzeugs 
  • Klassische Fahrleistungsangaben und Fahrleistungen in Realfahrsituationen sowie beispielsweise Rundenzeiten und Steigfähigkeit können sicher bewertet werden 
  • Der intuitive Vergleich von Fahrzeugkonzepten und der Vergleich der Auswirkungen verschiedener Einzelmaßnahmen lassen sich unkompliziert durchführen
Prüfstandstests: Engine-in-the-Loop

Den Realverbrauch und Fahrleistungen am Motorprüfstand bestimmen

Wie auch im Bereich Emissionen steht im Kontext der niedrigeren CO2-Grenzwerte verstärkt die Frage nach dem geeigneten Messverfahren im Mittelpunkt des Interesses. Bislang klafft die Schere zwischen dem realen Verbrauch eines Fahrzeugs und den gemessenen Werten am Prüfstand oft weit auseinander.

Mit unseren Simulationslösungen und Testsystemen ermöglichen wir Realfahrten am Motorprüfstand und damit reproduzierbare Realverbrauchsmessungen. Der Verbrennungsmotor wird dabei am Prüfstand direkt in die CarMaker-Simulationsumgebung eingebunden und so im virtuellen Gesamtfahrzeug mit virtuellem Antriebsstrang betrieben.

Über die Prüfstandssteuerung lässt sich der Motor dynamisch und mit allen im Fahrzeug bei einer Realfahrt entstehenden Belastungen betreiben. Durch die Online-Berechnung und Aufprägung aller Fahrwiderstände im virtuellen Fahrversuch bringen wir so Realfahrten an den Motorprüfstand. Die Closed-Loop-Prüfstandsanbindung erfolgt über unsere Prüfstandsschnittstelle, die wir speziell für die besonderen Anforderungen des Betriebs am Motorprüfstand entwickelt haben. Unsere Lösung ist sowohl für die Ausstattung neuer Prüfstände als auch für die Aufrüstung bestehender Prüfstände verfügbar.

So können Sie unseren Ansatz des modellbasierten Testens einsetzen und von den Vorteilen der integrierten Simulation am Motorprüfstand profitieren:

  • "Engine-in-the-Loop“ mit CarMaker oder TruckMaker ermöglicht die Integration eines realen Motors in die Simulationsumgebung und damit reproduzierbare Messungen des Verbrauchs von Fahrzeugen in Realfahrszenarien und in Norm-Fahrzyklen am Motorprüfstand
  • Gesamtfahrzeug und Szenario am Prüfstand lassen sich online visualisieren
  • Den Einfluss von Einzelmaßnahmen und Teilsystemänderungen sowie des Fahrerverhaltens können Sie reproduzierbar im Realbetrieb unter Einsatz von Standard- und Sondermesstechnik bewerten
  • Durch den Betrieb des realen Motors mit virtuellem Antriebsstrang und Gesamtfahrzeug ermöglichen wir schnelle und frühzeitige Verbrauchseinflussanalysen, beispielsweise von Elektrifizierung, Getriebe und sonstigen Veränderungen am Gesamtfahrzeug
  • Führen Sie Motorapplikation im transienten Realbetrieb flexibel in verschiedenen Triebstrangkonfigurationen, Fahrzeugvarianten und -baureihen durch
Prüfstandstests: Powertrain-in-the-Loop

Den Realverbrauch und Fahrleistungen am Antriebsstrang- und Gesamtfahrzeugprüfstand bestimmen

Mit unseren Simulationslösungen und Testsystemen können Sie Realfahrten und damit reproduzierbare Realverbrauchsmessungen an Antriebsstrang- und Gesamtfahrzeugprüfständen durchführen. Der gesamte reale Antriebsstrang des Fahrzeugs wird dabei am Prüfstand direkt in unsere CarMaker-Simulationsumgebung eingebunden und erfährt damit die bei einer Realfahrt entstehenden Belastungen. Hierzu verbinden wir an Antriebsstrangprüfständen einzelne Lastmaschinen mit den Radnaben des Fahrzeugs, während an Rollen- oder Flachbandprüfständen die Belastungen – wie auch auf der Straße – über die Reifen des Fahrzeugs eingeleitet werden. Die Prüfstandsanbindung erfolgt über unsere Prüfstandsschnittstelle, die wir für die besonderen Anforderungen des Betriebs an Antriebsstrang- und Gesamtfahrzeugprüfständen entwickelt haben. Unsere Lösung ist sowohl für die Ausstattung neuer Prüfstände als auch für die Aufrüstung bestehender Prüfstände verfügbar.

So profitieren Sie mit unserem Ansatz des modellbasierten Testens von den kombinierten Vorteilen der Simulation und des Prüfstandstests:

  • "Powertrain-in-the-Loop" mit CarMaker oder TruckMaker ermöglicht die Integration eines realen Antriebssystems in die Simulationsumgebung und damit reproduzierbare Messungen des Verbrauchs von Fahrzeugen in Realfahrszenarien und in Norm-Fahrzyklen am Antriebsstrang- und Gesamtfahrzeugprüfstand
  • Betrieb mit menschlichem Fahrer, Fahrroboter oder "Drive-by-Wire" möglich
  • Gesamtfahrzeug und Szenario am Prüfstand lassen sich online visualisieren 
  • Untersuchen Sie den Verbrauchseinfluss der Betriebsstrategie, des Fahrerverhaltens und die Auswirkungen neuer Funktionen, beispielsweise vorausschauende Systeme, im Gesamtfahrzeug
  • Setzen Sie Standard- und Sondermesstechnik am Prüfstand in realen und zugleich reproduzierbaren Fahrsituationen ein
  • Führen Sie Motor- und Getriebe- beziehungsweise Antriebssystemapplikation im transienten Realbetrieb flexibel und automatisiert in verschiedensten Szenarien durch

Hier finden Sie weitere Informationen zum Thema.

Broschüre Dyno Interface
1.87 MB / PDF / 2017 / IPG Automotive / Deutsch
Wettereinflüsse und Verbrauch: CarMaker bei FZI (Apply & Innovate 2016)
3.43 MB / PDF / 2016 / FZI, Stefan Köhler / Englisch
RDE- und Verbrauchsanalyse: CarMaker bei Kanazawa Institute of Technology (Apply & Innovate 2016)
3.12 MB / PDF / 2016 / Kanazawa Institute of Technology, Prof. Dr. Kaname Naganuma / Englisch
Frontloading bei AVL für Effizienz- und Sicherheitsgewinn (Apply & Innovate 2014)
3.16 MB / PDF / 2014 / AVL List GmbH, Dr. Stephen Jones / Englisch
Reichweitenvorhersage: Projekt Green Navigation am FZI (Apply & Innovate 2014)
3.31 MB / PDF / 2014 / FZI, Stefan Köhler / Englisch
Virtual Driving Test: Co-Simulation of Vehicle and Driver Behavior to Support Transmission Development (Apply & Innovate 2012)
1.32 MB / PDF / 2012 / ZF Friedrichshafen, Michael Matthäi / Englisch

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