Arbeitsgruppen

Das Team "Fahrzeugmechatronik und Kommunikation" beschäftigt sich mit der Entwicklung und Vernetzung von Versuchsfahrzeugen sowie mit der Steuerung elektronischer Fahrzeugsystem bzw. der dazugehörigen Datenverarbeitung. Hierzu gehört einerseits die mechanische und elektronische Modifikation von Fahrzeugensowie die Ausstattung u.a. mit Sensorik für das automatisierte Fahren und andererseits die Kommunikation von Sensoren und Aktoren mit weiteren Steuergeräten im Fahrzeug über BUS-Systeme. Neben der Verarbeitung und Analyse von Sensordaten liegt der Fokus hier auf der Entwicklung von Reglern im Bereich der Fahrdynamik.  Ein weiteres Themenfeld ist die Kommunikation von Ego-Fahrzeugdaten mit anderen Verkehrsteilnehmer und intelligenter Infrastruktur, also die V2X-Kommunikation.

Das Team „Entwicklung und Absicherung L3+“ am IfF konzeptioniert, entwickelt und implementiert Algorithmen in den Funktionsbereichen des automatisierten Fahrens wie der Umwelterfassung & –modellierung (Perzeption), Lokalisierung & Digitale Karten, Routen- & Pfadplanung, Situationsanalyse & Handlungsstrategie sowie der Trajektorienplanung & Regelung. Hierbei liegt der Fokus speziell auf der Konzeption und dem Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz sowie die Realimplementierung in den Versuchsträgern zum automatisierten Fahren des Instituts.

Die Sicherheitsbewertung und Absicherung automatisierter Fahrsysteme stellt den zweiten Forschungsschwerpunkt im Team „Entwicklung und Absicherung L3+“ dar. Umfangreiche Datenbanken aus Realmessfahren (3F-Datenbank) ermöglichen die Forschung in der szenarienbasierten, datengetriebenen Absicherung. Arbeitsinhalte sind u.a. die KI-basierte Szenariendetektion, statistische Analysen sowie die Testfallgenerierung.

Das Team arbeitet in den Bereichen 3F-Methodik, Software in the Loop und Hardware in the Loop. Die 3F-Methodik umfasst „Fahrer“, „Fahrzeug“ und „Fahrumgebung“ und basiert auf einer Datenbank mit Informationen aus manuellem und automatisiertem Fahrbetrieb. Diese Datenanalyse unterstützt die Entwicklung von hochautomatisierten Fahrfunktionen. Die Simulation umfasst verschiedene Themen, von virtuellen Test neuer Fahrwerkskonzepte bis zu der Erprobung hochautomatisierter Fahrfunktionen. Erkenntnisse werden hier in sicherer und reproduzierbarer Umgebung getestet, bevor sie in unsere realen Experimentalfahrzeuge integriert werden. Darüber hinaus besitzt das Institut für Fahrzeugtechnik mehrere Hardware-in-the-Loop Prüfstände, einschließlich eines Dynamischen Gesamtfahrzeugsimulators (DVRS) und Lenksystemprüfständen. Diese ermöglichen die Bewertung von Fahrkomfort und anderen Faktoren, um objektive Kennzahlen für die Systemqualität zu erzeugen und kundenoptimale Systeme zu entwickeln.

Die Entwicklungsthemen des automatisierten Fahrens, der elektrifizierten Antriebe und der Fahrzeugkonzepte werden im Zuge einer sich immer weiter vernetzenden Fahrzeugentwicklung zusammenwachsen. Zudem etablieren sich künstliche Intelligenz Anwendungen in vernetzten und kooperativen Fahrzeugen sowie KI-Methoden, welche die Entwicklungsprozesse beschleunigen und signifikant verändern werden. Die Abteilung Innovative Fahrzeugtechnologien beschäftigt sich insbesondere mit Schnittstellenthemen in diesen Entwicklungsdomänen u.a.:

• KI-Methoden im Fahrzeug sowie in der Entwicklung
• Technologie-Scouting, Benchmark und Erstellung technologischer Roadmaps
• Funktionsentwicklung und Kopplung von automatisierten Fahrfunktionen und Antriebsfunktionen, wie beispielsweise Park und Charge-Funktionen
• Energiebedarfsmanagement von E-Fahrzeugen und Energiebedarfsermittlung zum optimalen eLaden
• Lebensdauerberechnung und Online-Monitoring für Re-Use von Fahrzeugkomponenten im Sinne von Kreislaufwirtschaft
• Entwicklung von Simulationsumgebungen, Toolketten und Datenbanken

Das Team „Antriebe und Getriebe“ forscht rund um die effiziente, komfortable und zuverlässige Verteilung mechanischer Leistung im Antriebsstrang. Dazu gehört die Objektivierung des Fahrverhaltens oder akustischer Phänomene des Antriebs ebenso wie die Untersuchung der Effizienz und der Haltbarkeit von Antriebsstrangkomponenten. Der Fokus liegt dabei auf dem Getriebe und seiner Steuerung. Dafür stehen verschiedene Großprüfstände wie Rollen- und Antriebsstrangprüfstände zur Verfügung. Wo Antriebskomponenten isoliert auf Ihre Eigenschaften untersucht werden sollen, werden individuelle Prüfeinrichtungen und realistische, zeiteffiziente Prüfablaufe entwickelt. Die in den Versuchen gewonnenen Erkenntnisse werden konsequent in Berechnungsmodelle überführt und dort weiterentwickelt.

Das Team "Elektro- und Hybridantriebe / Requirement Engineering" arbeitet an effizienten und kundengerechten Elektro- und Hybridantrieben.

Durch Synthese, Optimierung und Bewertung werden kundengerechte elektrische und hybride Antriebskonzepte identifiziert. Mit Hilfe validierter Simulationsmodelle werden Energiebedarf und Fahrleistungen analysiert. Diese Modelle dienen ferner als Basis für die Entwicklung, Analyse und Bewertung von Maßnahmen und Strategien des Energie- und Thermomanagements sowie von Betriebsstrategien für Elektro-, Hybrid- und Brennstoffzellenantriebe.

Der Kundenbetrieb bildet dabei die Grundlage der Forschungsarbeiten. Im Rahmen von Flottenversuchen erfolgt die Identifikation von Mobilitätsbedarfen und Anforderungen an Fahrzeugantriebe sowie die Erprobung von Elektro- und Hybridfahrzeugen in spezifischen Use-Cases. Auf Basis von Messdaten aus dem Kundenbetrieb werden das Kundenverhalten und die Fahrzeugnutzung analysiert und repräsentative Fahr- und Nutzungsprofile abgeleitet. Die Erkenntnisse aus dem Kundenbetrieb bilden außerdem die Basis für die Analyse sowie Simulation von Belastung und Lebensdauer von Antriebsstrangkomponenten sowohl im Kunden- als auch im Erprobungsbetrieb.