91 Fahrzeugkonstruktion
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In recent years the boundaries between active and passive safety blurred more and more. Passive safety in the traditional term includes all safety aspects to prevent occupants to be injured or at least injury severity should be reduced. Passive Safety starts with the collision (first vehicle contact) and ends with rescue (open vehicle doors). Within this phase the occupant has to be protected by the passenger compartment whereby no intrusion should occur. Active safety on the other side was developed to interact prior to the collision whereby the goal is to prevent accidents. The extensive interaction between active and passive safety led to the terminologies "Primary" and "Secondary" safety whereas the expression Integrated Safety Concept was generated. Within this study the most well documented single vehicle accidents with cars not equipped with ESP were identified from the PENDANT database and reconstructed. Additional cases were found in the database ZEDATU of TU Graz. In comparison each case was simulated with the assumption that the cars were equipped with ESP. The differences regarding accident avoidance or crash severity as well as reduction of injury risk were analysed.
This paper uses the national accident statistics of Great Britain to evaluate the effectiveness of Electronic Stability Control Systems (ESC) to reduce crash involvement rates. The crash experience of 8,951 cars is analysed and compared to a closely matching set of non-ESC cars using case-control methods. This is one of the largest ESC samples analysed to date. Overall the cars with ESC are involved in 3% fewer crashes although the effectiveness is substantially higher under conditions of adverse road friction. ESC equipped cars are involved in 15% fewer fatal crashes although this reduction represents the combined effect of ESC and passive safety improvements.
There is a need for detecting characteristics of pedestrian movement before car-pedestrian collisions to trigger a fully reversible pedestrian protection system. For this purpose, a pedestrian sensor system has been developed. In order to evaluate the effectiveness of the sensor system, the in-depth knowledge of car-pedestrian impact scenarios is needed. This study aims at the evaluation of the sensor system. The accident data are selected from the STRADA database. The accident scenarios available in this database were evaluated and the knowledge of the most common scenarios was developed in terms of the pedestrian trajectory, the pedestrian speed, the car trajectory, the car velocity, etc. A mathematical model was then established to evaluate the sensor system with different detective angles. It was found that in order to detect all the pedestrians in the most common scenarios on time the sensor detective angle must be kept larger than 60 degrees.
Description of road traffic related knee injuries in published investigations is very heterogeneous. The purpose of this study was to estimate the risk of knee injuries in real world car impacts in Germany focusing vulnerable road users (pedestrians, bicyclists and motorcyclists) and restrained car drivers. The accident research unit analyses technical and medical data collected shortly after the accident at scene. Two different periods (years 1985-1993 and 1995-2003) were compared focusing on knee injuries (Abbreviated Injury Scale (AISKnee) 2/3). In order to determine the influences type of collision, direction and speed as well as the injury pattern and different injury scores (AIS, MAIS, ISS) were examined. 1.794 pedestrians, 742 motorcyclists, 2.728 bicyclists and 1.116 car drivers were extracted. 2% had serious ligamentous or bony injuries in relation to all injured. The risk of injury is higher for twowheelers than for pedestrians, but knee injury severity is higher for the latter group. Overall the current knee injury risk is low and significant reduced comparing both time periods (27%, p<0,0001). Severe injuries (AISKnee 2/3) were below 1%). Improved aerodynamic design of car fronts reduced the risk for severe knee injuries significantly (p=0,0015). Highest risk of injury is for motorcycle followed by pedestrians, respectively. Knee protectors could prevent injuries by reducing local forces. The classically described dashboard injury was rarely identified. The overall injury risk for knee injuries in road traffic is lower than estimated and reduced comparing both periods. The aerodynamic shape of current cars compared to older types reduced the incidence and severity of knee injuries. Further modification and optimization of the interior and exterior design could be a proper measurement. Classic described injury mechanisms were rarely identified. It seems that the AIS is still underestimating extremity injuries and their long term results.
16% aller Verkehrstoten in Deutschland sind Motorradfahrer und die Anzahl stagniert auf diesem hohen Niveau. Daher ist eine Verbesserung der Fahrsicherheit von Motorrädern zwingend erforderlich. Im Pkw leisten aktive bzw. verstellbare Fahrwerksysteme einen positiven Beitrag zur Fahrsicherheit und helfen, Unfälle zu vermeiden. Hierzu zählen neben den Fahrdynamikregelsystemen wie ABS und ESP auch Verstelldämpfer und Stabilisatorverstellsysteme. Dämpfer- und Stabilisatorsysteme beeinflussen die dynamische Radlast und können insbesondere im ABS-Regelbereich die Fahrsicherheit erhöhen. Der Einfluss geregelter Dämpfersysteme auf die Fahrsicherheit und den Komfort im Pkw-Bereich ist in ausführlichen Untersuchungen sowohl theoretisch als auch praktisch belegt. Im Kraftradbereich existieren zwar Untersuchungen zu verstellbaren Dämpfersystemen, meist werden hier aber ausschliesslich komfortorientierte Kriterien betrachtet. Neben der Übertragbarkeit der positiven Effekte, die im Pkw-Bereich hinsichtlich Komfort und Fahrsicherheit durch geregelte Dämpfersysteme erreicht werden, auf Krafträder, ist der Einfluss geregelter Systeme auf die besonderen kraftradspezifischen Eigenschaften noch nicht ausführlich simulativ betrachtet worden. Das labile System Kraftrad, das in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit stark veränderliche Eigenschaften bezüglich der Eigenstabilisierung aufweist, neigt je nach Geschwindigkeitsbereich zu unterschiedlichem Verhalten. Die Zielsetzung dieser Arbeit liegt somit in der Überpruefung der Übertragbarkeit der aus dem Pkw-Bereich bekannten Einflüsse geregelter Dämpfersysteme auf Fahrkomfort und Fahrsicherheit im Kraftradbereich. Weiter soll hierbei auf kraftradspezifische Fahrsituationen eingegangen werden, die in der Pkw-Forschung auf Grund des abweichenden Systemverhaltens keine Berücksichtigung finden. Die Untersuchung gliedert sich in die Parameterermittlung anhand eines Versuchsmotorrades, die Erstellung und Validierung eines Mehrkörpersimulationsmodells unter Verwendung der Software VI Motorcycle fuer Adams/Car, die Definition, Auswahl und Umsetzung geeigneter Fahrmanöver sowie die Beurteilung des Sicherheitsgewinns. In der Simulationsumgebung VI Motorcycle (Adams/Car) wurden Schnittstellen geschaffen, um (semi-)aktive Fahrwerke einzubinden. Die entsprechenden Regelalgorithmen sowie die Umsetzung der Dämpferkonzepte wurden hierfür in Matlab/Simulink aufgebaut. Im Rahmen dieser Untersuchung wurden zahlreiche Regelalgorithmen und Dämpferkonzepte modelliert und getestet. Es wurde ein Fahrmanöverkatalog mit solchen Fahrversuchen erstellt, die Potenzial fuer einen Sicherheitsgewinn durch aktive Dämpfer erwarten lassen. Fuer die definierten Fahrmanöver wurden Simulationen aller entwickelten Regler und als Referenz auch eines passiven Dämpfersystems durchgeführt. Die Simulationsdaten wurden anhand vorab definierter Beurteilungskriterien ausgewertet. Die Ergebnisse lassen Potenzial zur Steigerung von Fahrsicherheit und Komfort vermuten. Die Erkenntnisse aus dem Pkw-Bereich koennen in weiten Teilen auf den Kraftradbereich übertragen werden. Ein signifikanter Einfluss auf das heutige Unfallgeschehen von Motorrädern ist jedoch als unwahrscheinlich einzuschätzen.
In der öffentlichen Berichterstattung und in einschlägigen Gremien ist das Thema "Kleintransporter" immer wieder Gegenstand der Behandlung. Kleintransporter vereinen die Kapazität von kleinen Güterkraftfahrzeugen mit der Flexibilität und Leistungsfähigkeit von Pkw. Zum Führen dieser Fahrzeuge wird dabei lediglich die normale Pkw-Fahrerlaubnis benötigt. Obwohl das Unfallrisiko von Kleintransportern immer noch höher ist als das für Pkw, kann festgestellt werden, dass sich der starke Anstieg der Unfallanzahlen dieser Fahrzeuge trotz weiterhin steigender Bestandszahlen nicht weiter fortgesetzt hat. Mit dem hier durchgeführten Forschungsvorhaben wurde das Ziel verfolgt, die Maßnahmen und Qualifizierungsprogramme zur Erhöhung der Verkehrssicherheit von Kleintransportern in den zurückliegenden Jahren und auch solche Maßnahmen, die zukünftig geplant sind, umfassend zu erheben. Für solche Maßnahmen, die bereits realisiert worden sind, sollte festgestellt werden, inwiefern und in welchem Maße sie Anwendung finden. Die Grundlage des Forschungsvorhabens bildeten neben einer Literaturrecherche insbesondere empirische Untersuchungen. Diese wurden in Form von mündlich-persönlichen Befragungen mit Fahrern, Maßnahmenträgern, Unternehmen, Fahrzeugherstellern und Vermietunternehmen geführt. Insgesamt konnten im Rahmen des Vorhabens 116 Personen befragt werden. Wie die Fahrerbefragung gezeigt hat, verfügen die Befragten im Allgemeinen über keine spezifische Qualifikation in Bezug auf das Führen eines Kleintransporters. Die Ausgangsbasis bildet in aller Regel die Fahrerlaubnis der Klasse B bzw. Klasse 3 (alt). In den vergangenen fünf Jahren hat lediglich jeder zweite Fahrer eine Schulung besucht. Mit einem Anteil von rund 40% sind Übertretungen von Verkehrsvorschriften durch zu schnelles Fahren der häufigste Grund von Beanstandungen. Weitere Defizite wurden in Zusammenhang mit dem Thema Ladungssicherung deutlich. Aus Sicht von Maßnahmenträgern sind die Gründe für die insgesamt geringe Teilnahme von Fahrern an Weiterbildungsmaßnahmen unterschiedlich. So ist festzustellen, dass im Bereich des Kurier-, Express und Post/Paketdienstes aufgrund der engen Einbindung des Fahrpersonals in den logistischen Leistungsprozess häufig keine Freiräume bleiben, dem Fahrpersonal eine Schulung zu ermöglichen. Hinzu kommen wirtschaftliche Zwänge der Branche. Dennoch werden von Unternehmen des Kurier-, Express- und Post/Paketdienstes verschiedene Seminare angeboten und durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass vor allem der Ladungssicherung ein besonderer Stellenwert beigemessen wird. Hier sehen die Unternehmen einen wichtigen Ansatzpunkt für Verbesserungsmaßnahmen, wobei es hier in erster Linie um die Senkung der Schadensquote bezogen auf das Packstück geht, d.h. die Vermeidung bzw. Senkung von Kundenreklamationen, und weniger um den Aspekt der Verkehrssicherheit. Auch im Handwerk sind Maßnahmen zur Verbesserung der Verkehrssicherheit von Kleintransportern in Angriff zu nehmen. Die Fahrzeugsicherheit ist aus Sicht der Hersteller von zentraler Bedeutung. So hat sich die sicherheitsbezogene Ausstattung der Kleintransporter in den vergangenen Jahren stetig verbessert. Kleintransporter verfügen heute bereits serienmäßig über eine Vielzahl an allgemeinen sicherheitsbezogenen Ausstattungskomponenten. In Bezug auf die laderaumbezogene Sicherheitsausstattung werden insbesondere kundenspezifische Wünsche berücksichtigt. Auch die Durchführung von Kundenschulungen ist für die Hersteller ein wichtiges Anliegen. Betrachtet man die Zahlungsbereitschaft der Kunden, so hat sich gezeigt, dass in vielen Fällen die Kunden allerdings nicht bereit sind, für die fahrzeugspezifische Verkehrssicherheit einen höheren Kaufpreis zu entrichten. Ungeachtet dessen wird sich nach Einschätzung der Fahrzeughersteller die Verkehrssicherheit in Zukunft durch neue technische Lösungen weiter erhöhen. Aus Sicht der Vermietunternehmen hat sich die aktive und passive Sicherheitsausstattung der Kleintransporter in den vergangenen 10 Jahren stark verbessert, was sich zum Teil auch auf die Kaufentscheidung der Vermietunternehmen ausgewirkt hat. So sind bspw. bei der Kaufentscheidung neben den Anschaffungskosten durchaus Attribute wie Fahrzeugsicherheit und Langlebigkeit von zunehmender Bedeutung. Als problematisch wird das Privatkundengeschäft eingestuft. Für diesen Personenkreis ist die sicherheitsbezogene Ausstattung von Kleintransportern bislang ohne Bedeutung. Eine Verbesserung der Verkehrssicherheit von Kleintransportern ist in Zukunft nur dann zu erreichen, wenn allen Akteuren bewusst wird, dass das Fahren mit einem Kleintransporter nicht unmittelbar vergleichbar ist mit dem Fahren eines Pkw. Insgesamt ist festzustellen, dass Maßnahmen zur Verbesserung der Verkehrssicherheit von Kleintransportern langfristig anzulegen sind und insbesondere auf Ebene des Fahrpersonals noch ein erheblicher Nachholbedarf zu verzeichnen ist.
Nutzfahrzeuge der Kategorie N1 sind Fahrzeuge mit einem maximalen zulässigen Gesamtgewicht (zGG) bis zu 3500 kg. Da für diese Fahrzeuge keine Geschwindigkeitsbegrenzung und Fahrzeiterfassung vorgeschrieben ist, sind diese Fahrzeuge sehr häufig in Unfälle involviert. Durch den großen Laderaum und die hierdurch mögliche hohe Schwerpunktlage sind die Fahrer hinsichtlich der Adaption an die Beladungszustände häufig überfordert. Um den Einfluss der Fahrdynamikregelung auf die Sicherheit von N1 Fahrzeugen aufzuzeigen wurden standardisierte Fahrmanöver mit und ohne ESP bei unterschiedlichen Beladungszuständen durchgeführt. Hierfür wurde ein Fahrzeug mit einer Stütz- und Beladungsvorrichtung sowie mit der notwendigen Sensorik zur Erfassung fahrdynamischer Kennwerte und der Bremsdrücke ausgestattet. Die Auswertung der fahrdynamischen Kenngrößen zeigte deutlich den Beladungseinfluss auf die Fahrdynamik und die Minimierung dieses Einflusses durch ein ESP System mit der Mehrwertfunktion Load Adaptiv Control. Da N1-Fahrzeuge häufig auch von wenig erfahrenen Fahrern, z. B. Ferienjobs, im Straßenverkehr bewegt werden, sollten im Rahmen dieser Studie auch Fahrversuche mit ungeübten Probanden am Fahrsimulator berücksichtigt werden, um das Sicherheitspotential des ESP für die normale Fahrerpopulation aufzuzeigen. Hierzu wurde ein echtzeitfähiges Simulationsmodell eines Sprinters in CarSim erstellt und mit den Ergebnissen der Realfahrten validiert. Die Versuche am Fahrsimulator sollten das Sicherheitspotential des ESP bei der durchschnittlichen Fahrerpopulation aufzeigen. Hierzu wurden sowohl die im Realversuch durchgeführten standardisierten Fahrmanöver als auch Szenarien wie Ausweichmanöver, Teststreckenfahrt etc. nachgebildet. Insbesondere bei plötzlich auftauchenden Hindernissen hat sich der Vorteil des ESP deutlich gezeigt. Auch die Vorteile der Lasterkennung für das Regelverhalten des ESP wurde nachgewiesen.
Nutzfahrzeuge der Kategorie N1 sind Fahrzeuge mit einem maximalen zulässigen Gesamtgewicht (zGG) bis zu 3500 kg. Da für diese Fahrzeuge keine Geschwindigkeitsbegrenzung und Fahrzeiterfassung vorgeschrieben ist, sind diese Fahrzeuge sehr häufig in Unfälle involviert. Durch den großen Laderaum und die hierdurch mögliche hohe Schwerpunktlage sind die Fahrer hinsichtlich der Adaption an die Beladungszustände häufig überfordert. Um den Einfluss der Fahrdynamikregelung auf die Sicherheit von N1 Fahrzeugen aufzuzeigen wurden standardisierte Fahrmanöver mit und ohne ESP bei unterschiedlichen Beladungszuständen durchgeführt. Hierfür wurde ein Fahrzeug mit einer Stütz- und Beladungsvorrichtung sowie mit der notwendigen Sensorik zur Erfassung fahrdynamischer Kennwerte und der Bremsdrücke ausgestattet. Die Auswertung der fahrdynamischen Kenngrößen zeigte deutlich den Beladungseinfluss auf die Fahrdynamik und die Minimierung dieses Einflusses durch ein ESP System mit der Mehrwertfunktion Load Adaptiv Control. Da N1-Fahrzeuge häufig auch von wenig erfahrenen Fahrern, z. B. Ferienjobs, im Straßenverkehr bewegt werden, sollten im Rahmen dieser Studie auch Fahrversuche mit ungeübten Probanden am Fahrsimulator berücksichtigt werden, um das Sicherheitspotential des ESP für die normale Fahrerpopulation aufzuzeigen. Hierzu wurde ein echtzeitfähiges Simulationsmodell eines Sprinters in CarSim erstellt und mit den Ergebnissen der Realfahrten validiert. Die Versuche am Fahrsimulator sollten das Sicherheitspotential des ESP bei der durchschnittlichen Fahrerpopulation aufzeigen. Hierzu wurden sowohl die im Realversuch durchgeführten standardisierten Fahrmanöver als auch Szenarien wie Ausweichmanöver, Teststreckenfahrt etc. nachgebildet. Insbesondere bei plötzlich auftauchenden Hindernissen hat sich der Vorteil des ESP deutlich gezeigt. Auch die Vorteile der Lasterkennung für das Regelverhalten des ESP wurde nachgewiesen.
Neben der zunehmenden Bedeutung der aktiven Sicherheit bleiben Maßnahmen der passiven Sicherheit bei der Entwicklung moderner Kraftfahrzeuge unabdingbar. Die Weiterentwicklung von Maßnahmen zum passiven Fußgängerschutz war zunächst größtenteils durch Verbraucherschutztests wie zum Beispiel Euro NCAP oder JNCAP getrieben und ist nun auch durch gesetzliche Regelungen verpflichtend geworden. Im vorangegangenen Forschungsprojekt der BASt FE 82.229/2002 Schutz von Fußgängern beim Scheibenaufprall ist die Grundlage eines modularen Prüfverfahrens für den Kopfaufprall im Bereich der Windschutzscheibe, bestehend aus einem Versuchs- und einem Simulationsteil, erarbeitet worden. Im Rahmen dieses Projektes wurde ein hybrides Testverfahren bestehend aus Versuch und Simulation ausgearbeitet, das den Bereich der Windschutzscheibe und dabei auch crashaktive Systeme wie Airbags berücksichtigt. Das Testverfahren kombiniert Komponentenversuche mit einem Simulationsteil, in dem Fahrzeug-Fußgänger-Simulationen und lmpaktorsimulationen durchgeführt werden. Zusätzliche Dummyversuche dienten zur Bewertung des Testverfahrens. Alle erarbeiteten virtuellen und realen Testmethoden wurden an einem Referenzfahrzeug (Opel Signum), welches repräsentativ für eine durchschnittliche Mittelklasselimousine steht, durchgeführt. Das Fahrzeug wurde mit einem Airbagsystem ausgerüstet und der Testprozedur mit und ohne diesem System vergleichend unterzogen. Innerhalb dieser Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass neue Testmethoden unter Ausnutzung von Simulationen und Komponententests es erlauben, realistischere Versuchsbedingungen unter Berücksichtigung von potenziellen Kopfaufprallpositionen und -zeiten zu definieren. Dabei können sehr gute Übereinstimmungen zwischen Fußgängersimulation und Dummyversuch erreicht werden. Die Randbedingungen für den Kopfaufprall und die Aufprallzeit wurden durch den Einsatz von Fußgängermodellen ermittelt. Weiterhin ermöglichen die Simulationen, zusätzliche Einflussdaten wie Vektoren mit den Kopfaufprallgeschwindigkeiten und -winkeln zu bestimmen.
Durch die Einführung des Airbags als zusätzliches Rückhaltesystem zum Sicherheitsgurt hat sich die Sicherheit für die Fahrzeuginsassen weiter erhöht. Die Airbagtechnologie wird nunmehr seit mehr als zehn Jahren serienmäßig verbaut. Nach wie vor berichten die Autofahrer aber immer wieder auch über Probleme mit dieser Technologie. Ziel dieser Arbeit ist es, geeignetes Datenmaterial aus dem realen Unfallgeschehen zu sammeln und daraus aktuelle Aussagen zur Schutzwirkung der Airbag-Technologie zu gewinnen. Darüber hinaus sollen aus dem Material auch Erkenntnisse über die Art, Häufigkeit und Ursachen der Probleme abgeleitet und damit Vorschläge für weitere Verbesserungen entwickelt werden. Die Datenbeschaffung erfolgt über eine Umfrage in den Zeitschriften der europäischen Automobilclubs. Zusammen mit dem Airbagmaterial der Versicherer stehen insgesamt 692 Fälle für die Auswertung zur Verfügung. Es ergibt sich, dass bei schweren Frontalkollisionen der Anteil an schweren bis tödlichen Verletzungen sowohl für den Fahrer als auch für den Beifahrer um gut 20 % niedriger ist als bei vergleichbaren Unfällen ohne Airbag. Auch die Seiten- und Kopfseiten-Airbags zeigen in Einzelfällen eine gute Schutzwirkung. Wegen der geringen Fallzahlen ist aber noch keine allgemeingültige Aussage möglich. Das Datenmaterial beinhaltet 78 Problemfälle im Zusammenhang mit der Airbag-Auslösung. Es handelt sich zum einen um ungerechtfertigte Auslösungen ohne Unfall oder bei geringer Unfallschwere, und zum anderen um Nichtauslösungen bei hoher Unfallschwere. Besonders auffällig sind hier die Nichtauslösungen beim Unterfahrunfall. Im Rahmen dieser Arbeit wurde auch ein Unterfahr-Test entwickelt, der in Zukunft im Rahmen der Airbag-Optimierung mit eingesetzt werden sollte. Im Datenmaterial befinden sich auch 92 Problemfälle mit Airbag-Aggressivität. Der häufigste Fall ist hier der Gehörschaden und zwar durch die Auslösung der Front-Airbags. Über gezielte Maßnahmen zur Schallpegelreduzierung bei der Airbag-Entfaltung, durch mehrstufige Airbagauslössung in Abhängigkeit von der Unfallschwere sowie durch Sitzbelegungserkennung könnten hier Verbesserungen erreicht werden. Zur Minimierung des Out-of-Position-Risikos sollte der FMVSS 208-Test mit 5 % Dummy in der vordersten Sitzposition bei die Airbag-Abstimmung eingesetzt werden. Die Airbag-Technologie hat die Insassensicherheit nachhaltig erhöht. Es ist aber noch ein großes Entwicklungspotential für weitere Verbesserungen vorhanden.