Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe F: Fahrzeugtechnik
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106b
High demands on exhaust emissions of passenger cars and light commercial vehicles require complex technologies. The three-way catalytic converter is an essential part of state of the art emission control systems. If a catalytic converter is damaged or its effectiveness deteriorates, it can be replaced by a replacement converter. Replacement catalytic converters from the aftermarket are approved on the basis of Regulation No 103 of the UNECE - United Nations Economic Commission for Europe. According to this regulation the replacement catalytic converter shall be designed, constructed and capable of being mounted so as to enable the vehicle to comply with the provisions taken as a basis for its type approval. Furthermore the pollution emissions must be effectively limited throughout the entire normal service life of the vehicle under normal operating conditions. In the context of the research project, the durability of replacement catalytic converters was examined. A VW Golf with emission standard Euro 4, 1.4 l petrol engine (55 kW) was selected as a test vehicle. At the start of the examinations, the vehicle showed a mileage of 75,000 km. The selected vehicle was regularly serviced in accordance with the manufacturer's specifications. No emission-relevant faults were recorded by the OBD system. The initial control measurement of the vehicle in as-delivered condition with the originally installed catalytic converter showed that the corresponding emissions of the regulated pollutants were considerably below the Euro 4 emission limits to be applied. Subsequently, an original replacement catalytic converter, which was purchased from an authorised dealer, and 4 catalytic converters purchased in the independent aftermarket, were examined. The replacement catalytic converters were conditioned according to the specifications of ECE Regulation No 103 and then measured in new condition. The catalytic converters were then aged on a burner test rig. Here a total mileage of 80,000 km was simulated. After 10,000 km and 40,000 km, the ageing was interrupted and the exhaust gas emissions of the test vehicle with the aged catalytic converters were measured. The examination was ended as soon as a limit value had been exceeded. The results of the project indicate that with the replacement systems for the after-treatment of exhaust gases available in the independent aftermarket, considerable quality differences can occur. At the end of the ageing over a distance of 80,000 km only the original replacement catalytic converter and one replacement catalytic converter from the independent aftermarket complied with the Euro 4 emission limits. With one replacement catalytic converter, the Euro 4 emission limits were already exceeded in new condition. With another replacement catalytic converter, the examination was aborted after 10,000 km ageing and with a further catalytic converter after 40,000 km ageing due to the Euro 4 emission limits being exceeded. The ECE Regulation No 103 provides for a test of durability of such systems over 80,000 km, but also alternatively enables the use of fixed deterioration factors. In practice, the durability of the replacement systems for the after-treatment of exhaust gases is guaranteed by their manufacturers. However, replacement catalytic converters are rarely inspected as part of the approval. In-use compliance provisions for replacement systems for the after-treatment of exhaust gases are not mentioned in the corresponding specifications. The results of this study indicate that the requirements in the ECE Regulation No 103 are not adequate to ensure the durability of replacement catalytic converters.
106
Die verschärften Anforderungen an das Emissionsverhalten von Pkw und leichten Nutzfahrzeugen haben aufwändige Technologien erforderlich gemacht. Ein wesentlicher Bestandteil aktueller Abgasnachbehandlungssysteme ist der Katalysator. Wenn ein Katalysator beschädigt wird oder seine Wirksamkeit nachlässt, kann er durch einen Austauschkatalysator ersetzt werden. Austauschkatalysatoren, die im Zubehörmarkt angeboten werden, werden auf Basis der Regelung Nr. 103 der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UNECE - United Nations Economic Commission for Europe) genehmigt. Entsprechend dieser Regelung muss der Austauschkatalysator so beschaffen sein und so eingebaut werden können, dass das Fahrzeug den Vorschriften der Regelungen entspricht, die bei seiner Typprüfung zu Grunde gelegt worden sind. Außerdem müssen die Schadstoffemissionen während der gesamten normalen Lebensdauer des Fahrzeuges unter normalen Betriebsbedingungen wirksam begrenzt werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde die Dauerhaltbarkeit von Austauschkatalysatoren untersucht. Als Testfahrzeug wurde ein VW Golf der Abgasstufe Euro 4 mit einem 1.4-l-Benzinmotor (55 kW) ausgewaehlt. Bei Beginn der Untersuchungen wies das Fahrzeug eine Laufleistung von 75.500 km auf. Das ausgewählte Fahrzeug war regelmäßig entsprechend den Herstellervorgaben gewartet worden. Im OBD-System waren keine abgasrelevanten Fehler abgelegt. Bei der Eingangsmessung des Fahrzeuges im Anlieferungszustand mit dem ursprünglich verbauten Katalysator wurden die anzuwendenden Euro 4-Grenzwerte deutlich unterschritten. Anschließend wurden ein Original-Austauschkatalysator, der in einer markengebundenen Fachwerkstatt, und 4 Katalysatoren, die verdeckt im freien Teilemarkt beschafft worden waren, untersucht. Die Austauschkatalysatoren wurden entsprechend den Vorgaben der ECE Regelung Nr. 103 konditioniert und dann im Neuzustand vermessen. Anschließend wurden die Katalysatoren auf einem Brennerprüfstand gealtert. Dabei wurde eine Laufleistung von insgesamt 80.000 km simuliert. Nach 10.000 km und 40.000 km wurde die Alterung unterbrochen und die Abgasemissionen des Testfahrzeugs wurden mit den gealterten Katalysatoren gemessen. Sobald bei einem Katalysator eine Grenzwertüberschreitung festgestellt wurde, wurde die Untersuchung beendet. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass bei im freien Teilemarkt erhältlichen Austauschsystemen zur Abgasnachbehandlung erhebliche Qualitätsunterschiede auftreten können. Nur mit dem Original-Austauschkatalysator und mit einem Austauschkatalysator, der im freien Markt beschafft worden war, konnten auch nach einer Alterung über 80.000 km die Euro 4 Grenzwerte eingehalten werden. Bei einem Austauschkatalysator wurden bereits im Neuzustand die Euro 4 Grenzwerte überschritten. Bei einem anderen Austauschkatalysator wurde die Untersuchung nach 10.000 km Alterung und bei einem weiteren Katalysator nach 40.000 km Alterung aufgrund einer Überschreitung der Euro 4 Grenzwerte abgebrochen. Die ECE Regelung Nr. 103 sieht eine Prüfung der Dauerhaltbarkeit derartiger Systeme über 80.000 km vor, ermöglicht jedoch alternativ die Verwendung von festen Verschlechterungsfaktoren. In der Praxis wird die Dauerhaltbarkeit der Austauschsysteme zur Abgasnachbehandlung von ihren Herstellern garantiert, eine Überprüfung findet im Rahmen der Genehmigung jedoch in den seltensten Fällen statt. Eine Feldüberwachung für Austauschsysteme zur Abgasnachbehandlung ist in den entsprechenden Vorschriften nicht vorgesehen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung weisen darauf hin, dass die Anforderungen in der ECE Regelung Nr. 103 nicht ausreichen, um die Dauerhaltbarkeit von Austauschkatalysatoren sicherzustellen.
105b
Mobility plays an important role in the Federal Republic of Germany. Motorised private transport and, consequently, passenger vehicles are the crucial factor. Vehicles should be environmentally and socially compatible yet also economically efficient at the same time. The crucial factor for pollution of the environment from road traffic is the exhaust emissions of the vehicles on the road. This is why, with the Directive 98/69/EC and the related introduction of exhaust emission standard Euro 3, the testing of the conformity of passenger and light commercial vehicles (in-service conformity check) was introduced. Vehicles already on the roads are to be examined again under type examination conditions (Type I Test) after a statistical selection process. In this way it is to be ensured that the systems and components relevant for the exhaust emissions of a vehicle will also function after several thousand kilometres. This is why the vehicles are checked again during in-service conformity check with respect to their limited pollution components. Due to the ever greater significance of CO2 emissions, both the CO2 emissions and the fuel consumption were included in this research project. For the success of such a project the choice of vehicle is of critical importance. Since this is the only way it is possible to also obtain a representative result. Therefore, in addition to the selection criteria required by law, statistical and technical criteria are also considered. The vehicle owners were selected on a random basis. All test vehicles were checked with respect to their pollutant components in the emissions laboratory in accordance with their standard. By law the same testing conditions apply in an in-service conformity check as in the relevant type approval. In this research project a total of 17 vehicle types were examined. Six types were equipped with positive-ignition engines and 11 types with compression ignition engines. Both groups were to each include vehicles of the limits Euro 4 and Euro 5. For vehicle types with positive-ignition engines, there was one type with the exhaust emission standard Euro 5. All others satisfied the exhaust emission standard Euro 4. For the vehicle types with compression ignition engines, 4 types satisfied exhaust emission standard Euro 5 and 7 types fulfilled exhaust emission standard Euro 4. Among the vehicle types with compression ignition and exhaust emission standard Euro4, there were 4 types of category M1 and 3 types of category N1 of class III. The aim of the research project is to examine the exhaust emissions in-service conformity of passenger and light commercial vehicles in operation to draw conclusions concerning the durability of engine components and systems for exhaust emission treatment. Overall in this in-service conformity testing programme, we were able, in accordance with the statistical procedure, to assess all 17 of the vehicle types tested as "positive". With the exception of one vehicle type, it was possible to conclude the random test for all vehicle types tested with the minimum random sample. This means that all 3 vehicles of one type in as-delivered condition complied with or fell below the respective limits for pollutant emissions according to the criteria of the statistical procedure. In the case of one vehicle type, where the random sample had to be enlarged, it was necessary to examine a total of 8 vehicles. Furthermore, with all vehicle types the CO2-emissions and fuel consumption (Type I Test) were determined to subsequently compare the measured CO2 emissions with those of the manufacturers. Of the 17 vehicle types examined, eleven vehicle types complied with the relevant manufacturers" values or fell below them. With six vehicle types, the CO2 emissions were more than the permissible 4% above the manufacturer- value during the Type I Test.
105
Mobilität spielt in der Bundesrepublik Deutschland eine wichtige Rolle. Dabei ist der motorisierte Individualverkehr und somit der Pkw-Verkehr die entscheidende Größe. Der Verkehr soll umweltgerecht, sozialverträglich aber auch gleichzeitig wirtschaftlich effizient sein. Entscheidend für die Schadstoffbelastung der Umwelt durch den Straßenverkehr sind die Abgasemissionen der im Verkehr befindlichen Fahrzeuge. Daher wurde mit der Richtlinie 98/69/EG und der damit verbundenen Einführung der Abgasstufe Euro 3 erstmalig die Prüfung der Konformität von in Betrieb befindlichen Personenkraftwagen und leichten Nutzfahrzeugen (Feldüberwachung) eingeführt. Dabei sollen bereits im Verkehr befindliche Fahrzeuge nach einer statistischen Auswahl unter Typprüfbedingungen (Typ I Test) erneut untersucht werden. So soll gewährleistet werden, dass die abgasrelevanten Systeme und Bauteile eines Fahrzeuges auch noch nach mehreren tausend Kilometern funktionieren. Deshalb werden die Fahrzeuge bei der Feldüberwachung auf ihre limitierten Schadstoffkomponenten ein weiteres Mal überprüft. Aufgrund der immer größeren Bedeutung der CO2-Emissionen wurden in diesem Forschungsvorhaben sowohl die CO2-Emissionen als auch der Kraftstoffverbrauch mit erfasst. Für den Erfolg eines solchen Projektes ist die Fahrzeugauswahl von entscheidender Bedeutung. Denn nur so ist es möglich auch ein repräsentatives Ergebnis zu erhalten. Deshalb wurden neben den gesetzlich vorgeschriebenen Auswahlkriterien auch statistische und technische Kriterien berücksichtigt. Dabei erfolgte die Auswahl der Fahrzeughalter nach dem Zufallsprinzip. Alle Prüffahrzeuge wurden im Abgaslabor, entsprechend ihrer Abgasnorm, auf ihre Schadstoffkomponenten überprüft. Gemäß der Gesetzgebung gelten bei einer Feldüberwachung die gleichen Prüfbedingungen wie bei der jeweiligen Typgenehmigung. In diesem Forschungsvorhaben wurden insgesamt 17 Fahrzeugtypen untersucht. Wobei 6 Typen mit Fremdzündungsmotor und 11 Typen mit Selbstzündungsmotor ausgestattet waren. Beide Gruppen sollten jeweils Fahrzeuge der Grenzwertstufen Euro 4 und Euro 5 beinhalten. Bei den Fahrzeugtypen mit Fremdzündungsmotor war ein Typ mit der Abgasnorm Euro 5, alle anderen erfüllten die Abgasnorm Euro 4. Bei den Fahrzeugtypen mit Selbstzündungsmotor erfüllten 4 Typen die Abgasstufe Euro 5 und 7 Typen entsprachen der Abgasstufe Euro 4. Unter den Fahrzeugtypen mit Kompressionszündung und der Abgasnorm Euro 4 befanden sich 4 Typen der Klasse M1 und 3 Typen der Klasse N1 der Gruppe III. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Abgasemissionen von in Betrieb befindlichen Pkw und leichten Nutzfahrzeugen zu untersuchen, um so Rückschlüsse auf die Dauerhaltbarkeit von Motorkomponenten und Systemen zur Abgasnachbehandlung ziehen zu können. Insgesamt konnten bei dieser Feldüberwachung, gemäß dem statistischen Verfahren, alle 17 geprüften Fahrzeugtypen mit "positiv" bewertet werden. Mit Ausnahme eines Fahrzeugtyps, wurde bei allen untersuchten Fahrzeugtypen, die Stichprobe mit der Mindeststichprobengröße abgeschlossen. Das bedeutet, dass alle 3 Fahrzeuge eines Typs im Anlieferungszustand die jeweiligen Grenzwerte für Schadstoffemissionen gemäß den Kriterien des statistischen Verfahrens einhielten bzw. unterschritten. Nur bei einem Fahrzeugtyp war die Erhöhung der Stichprobe auf 8 Fahrzeuge erforderlich. Weiterhin wurden bei allen Fahrzeugtypen die CO2-Emissionen und der Kraftstoffverbrauch (Typ I Test) bestimmt, um anschließend die gemessenen CO2-Emissionen mit denen der Hersteller vergleichen zu können. Von den 17 untersuchten Fahrzeugtypen hielten elf Fahrzeugtypen die jeweiligen Herstellerangaben ein oder unterschritten diese. Bei sechs Fahrzeugtypen lagen die CO2-Emissionen um mehr als die bei der Typprüfung zulässigen 4% über der Herstellerangabe.
109
Für dieses Forschungsvorhaben wurden ca. 2.000 im Verkehr zugelassene Fahrzeuge der Fahrzeugklassen M1/N1, die mit dem OBD-System ausgerüstet sind und ab 01.01.2006 erstmals zum Verkehr zugelassen wurden, im Rahmen der regelmäßigen technischen Überwachung (-§ 29 StVZO) bezüglich der Ergebnisse der OBD-Prüfung und der Endrohrmessung untersucht. Die Untersuchungen wurden dabei von nationalen Überwachungsinstitutionen ausgeführt. Die Prüfungen erfolgten exakt nach den Vorgaben, die in der AU-Richtlinie vom 07.05.2012 (Verkehrsblatt 2012, S. 330) festgelegt sind. Auch wenn gemäß der AU-Richtlinie nach Abfrage des OBD-Systems auf eine anschließende Endrohrmessung verzichtet werden konnte, wurde diese im Rahmen des Forschungsvorhabens zusätzlich durchgeführt. Die Untersuchungen wurden als zufällige Auswahl (tageweise Vollerhebung) und prinzipiell zu gleichen Teilen für Fahrzeuge mit Otto- und Dieselmotoren durchgeführt. Die Untersuchungen fanden im Zeitraum zwischen September 2012 und März 2014 statt. Es wurden die Ergebnisse von 975 Untersuchungen an Fahrzeugen mit Ottomotor sowie 921 Untersuchungen an Fahrzeugen mit Dieselmotor von FSD untersucht und ausgewertet. Untersuchungen mit unvollständigen Daten, nicht plausibler Dokumentationen, nichtbestandener Sichtprüfung, nicht herstellbarer Kommunikation zwischen dem AU-Gerät und dem Fahrzeug oder nicht vollständiger Prüfbereitschaftstests wurden für die weitere Auswertung, d. h. für den Vergleich der Ergebnisse der OBD-Abfrage und der Endrohrmessung verworfen. Die Auswertung erfolgte getrennt nach Diesel- und Ottomotor sowie Euro-Stufen. Damit wurde eine belastbare Datenbasis erarbeitet, die den Umfang von Abweichungen (in Bezug auf "bestanden" / "nicht bestanden") zwischen dem Ergebnis der Messung am Auspuff und der Abfrage des On-Board-Diagnosesystems aufzeigt.
110
Um Fahrzeuge und ihren Fahrzustand erkennen zu können, benötigt ein Fußgänger sensorisch übermittelte Informationen. Über die allgemeine Rolle der auditiven Information bei Wahrnehmung und Verhalten von Fußgängern in Interaktion mit Kraftfahrzeugen bestehen jedoch bislang kaum umfassende Erkenntnisse. Dem Fahrzeugaußengeräusch wird in der Literatur eine zentrale Rolle in der Informationsgewinnung für diejenigen Fußgänger zugeschrieben, die ohne eine Möglichkeit der visuellen Wahrnehmung (Sehbehinderte/Blinde) sind. Auch für Situationen, in denen die visuelle Wahrnehmung prinzipiell möglich ist, aufgrund von Einschränkungen des Gesicht- und/oder Blickfeldes sowie der Aufmerksamkeitskapazität jedoch nicht regelmäßig erfolgen kann, bestehen diesbezügliche Einschätzungen. Der Bericht "Wahrnehmung und Bewertung von Fahrzeugaußengeräuschen durch Fußgänger in verschiedenen Verkehrssituationen und unterschiedlichen Betriebszuständen" gliedert sich in zwei Teile. Der erste Berichtsteil "Auditive Wahrnehmung" liefert einen Beitrag zur Erklärung des Zusammenhangs zwischen Fahrzeugaußengeräuschen und deren Wahrnehmbarkeit in Hinblick auf eine mögliche Gefährdung von Fußgängern (Seheingeschränkte/Normalsehende) für drei ausgewählte Verkehrssituationen (herannahendes, anfahrendes und anhaltendes Fahrzeug). Außerdem wird in diesem Abschnitt geklärt, welche grundsätzlichen Eigenschaften ein synthetisches Fahrzeuggeräusch besitzen muss, um den Fahrzeugzustand "Bremsen" und "Beschleunigen" interpretieren zu können. Der zweite Berichtsteil untersucht die bimodale (auditiv-visuelle) Wahrnehmung von Fußgängern (Seheingeschränkte/Normalsehende) beim anfahrenden (Parkplatzsituation) und anhaltenden (Fußgängerüberwegssituation) Fahrzeug. Die Hörbarkeit zeigt in visuell dominanten Situationen auch bei normalsehenden Personen signifikante Effekte auf die Wahrnehmung und Bewertung von Fahrzeugaußengeräuschen. Hieraus erwächst die abschließende Anregung einer stärkeren Untersuchung und Berücksichtigung der Wahrnehmung von akustischen Fahrzeugs- und Situationsmerkmalen, auch bezüglich nichtblinder Personen, bei praktischen, verkehrssicherheitsorientierten Betrachtungen.
108
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden wesentliche Grundlagen für eine zukünftige Kooperation zwischen dem öffentlichen Verkehrsmanagement und privaten Navigationsdiensteanbietern vorbereitet und entsprechende Maßnahmen zur Gewährleistung der Interoperabilität zwischen öffentlichem Verkehrsmanagement und individuellen Navigationsdiensten erarbeitet. Ein Ergebnis ist das vorgeschlagene "Strategische Konzept". Dieses basiert auf einer Darstellung von Potenzialen einer Kooperation und einer hieraus entwickelten zweckmäßigen Abstufung der Kooperationstiefe und der Integration von Verkehrsmanagement-Strategien in einen Navigationsdienst. Dabei stellen die öffentlichen Infrastrukturbetreiber abgestimmte dynamische Strategierouten als Bestandteil situationsbezogener öffentlicher Strategien bereit. Die privaten Navigationsdienstanbieter beziehen die öffentlichen Strategierouten in das individuelle Routing mit ein, wobei der Grad der Verbindlichkeit der Einbeziehung abhängig von der gewählten Ebene der Strategiekooperation ist. Parallel dazu wurde mit dem erarbeiteten "Technischen Konzept" der technische Weg der Erschließung von Leitempfehlungen aus den Systemen des strategischen Verkehrsmanagements zur Bereitstellung an individuelle Navigationsdienste konzipiert und praktisch validiert. Die grundsätzliche Eignung des erarbeiteten technischen Konzeptes auf Basis einer weiter entwickelten DATEX II-Extension zum strategischen Routing konnte so nachgewiesen werden. Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass eine Kooperation in entsprechender Ausprägung ein großes Nutzenpotenzial für beide Seiten aufweist und bereits ohne einen sehr großen technischen Aufwand ein wirkungsvolles Ergebnis erzielt werden kann.
111
Ein aktuelles Problem der modernen Zeit stellt der zunehmende Verkehrslärm aufgrund kontinuierlich steigender Verkehrsdichten dar. Der Fokus primärer Schallschutzmaßnahmen liegt auf der Lärmminderung in unmittelbarer Nähe der Schallquelle. In der vorliegenden Arbeit wurden die physikalischen Effekte zur Geräuschminderung von Dünnschichtbelägen untersucht. Dazu wurden akustische Messungen gemäß DIN EN ISO 11819-1 sowie Messungen der Fahrbahneigenschaften (Texturprofil, Schallabsorptionsgrad und effektiver spezifischer Strömungswiderstand) an 14 Messstrecken durchgeführt. Für die Fahrbahnbeläge: AC 8, SMA 8, SMA/LA 8, DSK 5, DSH-V 5 und PMA 5, wurden je zwei Messstrecken ausgewählt und untersucht. Diese waren in relativ gutem Zustand und zum Zeitpunkt der Messung nicht älter als vier Jahre. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung mit Literaturangaben. Die größte Pegelminderung von 6,3 dB wurde für einen DSH-V-Belag bestimmt. Der Vergleich der Fahrbahneigenschaften zeigt für jeden Belagstyp charakteristische Eigenschaften. Dennoch konnte durch einen Vergleich der akustischen Messergebnisse mit den Fahrbahneigenschaften kein alleiniger Parameter gefunden werden, der einen Rückschluss auf die Minderung der Geräuschentwicklung zulässt. Dennoch wurde seitens der Autoren der Versuch unternommen, qualitative Aussagen zur Herstellung geräuschmindernder Fahrbahnbeläge zu treffen. Mit Hilfe der Eigenschaften der Fahrbahnoberfläche als Eingangsparameter für das SPERoN-Modell wurde der Schallimmissionspegel seitlich der Straße für sechs verschiedene Reifentypen bestimmt und mit den Messergebnissen verglichen. Bei sieben der 14 Messstrecken zeigt sich eine sehr gute Übereinstimmung für alle sechs Reifentypen. In vier Fällen zeigte mindestens ein Reifen eine gute Übereinstimmung. Für die verbleibenden drei Fälle musste eine unzureichende Übereinstimmung festgestellt werden. Die Ursache für die teilweise starken Abweichungen konnte innerhalb dieses Forschungsprojekts jedoch nicht geklärt werden.
103
Diese Studie befasst sich mit CO2-Reduktionspotenzialen von schweren Nutzfahrzeugen. In einer Literaturrecherche wurden zunächst Sattelzüge, Verteiler-Lkw, Busse im Stadtverkehr sowie Reisebusse betrachtet. Ziel war es, technische Möglichkeiten zur Reduzierung von CO2-Emissionen für die ausgewählten Fahrzeugkategorien zu ermitteln und deren Einsparpotentiale über die jeweiligen Einsatzarten aufzuschlüsseln. Dabei zeigten sich weitestgehend ungenutzte Einsparmöglichkeiten, beispielsweise durch Fahrwiderstandsoptimierung bei Sattelzügen, durch Rekuperation von Bremsenergie bei Stadtbussen und Verteiler-Lkw, oder auch durch bedarfsgerechte Ansteuerung von Nebenverbrauchern bei Stadt- und Reisebussen. Nähere Betrachtung fanden Maßnahmen zur CO2- Reduktion bei Sattelzügen. So wurde an einem Euro-V-EEV-Sattelzugprototyp in Fahrwiderstandsmessungen die Verbesserung des Luftwiderstands durch aerodynamische Anbauteile für Auflieger quantifiziert. Deren Verbrauchseinsparpotenziale wurden anschließend in validierten Verbrauchssimulationen, welche einen etablierten Verbrauchstest (VerkehrsRundschau-Test) virtuell abbilden, quantifiziert. Ferner zeigte eine Kosten-Nutzen-Rechnung die Effektivität der untersuchten Maßnahmen auf. Der Prototyp wurde anschließend dem realen VerkehrsRundschau-Test einmal in Ausgangskonfiguration und einmal mit einem zuvor bereits im Rahmen der Fahrwiderstandsmessungen untersuchten aerodynamischen Maßnahmenpaket, bestehend aus Seitenverkleidung und Heckeinzugsklappen, unterzogen. Hierbei zeigte sich eine mögliche CO2-Reduktion von 4,8 %. Die gemessene Einsparung lag damit oberhalb der zuvor im Rahmen der Verbrauchssimulation prognostizierten.
104
Abbiegeunfälle mit Kollisionen zwischen rechtsabbiegenden Güterkraftfahrzeugen und Fahrrädern haben in der Regel schwerwiegende Folgen für den ungeschützten Verkehrsteilnehmer. In der Vergangenheit wurde durch eine steigende Anzahl von Spiegeln das individuelle Sichtfeld des Lkw-Fahrers vergrößert und die Sicherheit für ungeschützte Verkehrsteilnehmer durch den Seitenunterfahrschutz verbessert. Da Abbiegeunfälle trotz der Vielzahl an Spiegeln auch heute noch geschehen, gleichzeitig aber Fahrerassistenzsysteme Einzug in viele Fahrzeugklassen gehalten haben, liegt es nahe, derartige Systeme für die Verhinderung von Abbiegeunfällen zu nutzen. Um entsprechende Systementwicklungen fördern zu können oder aber auch Systeme vorschreiben zu können, sind Anforderungen und passende Testmethoden für Abbiegeassistenzsysteme erforderlich. Ziel der BASt war es, solche Anforderungen und ein mögliches Testverfahren hierfür zu entwickeln. Ausgehend von Analysen des Unfallgeschehens wurden charakteristische Parameter und Begleitumstände von Unfällen zwischen Fahrrädern und rechtsabbiegenden Lkw identifiziert. Aus fahrdynamischen Überlegungen folgt bei den gegebenen Parametern, dass nur eine frühe, aber niederschwellige Fahrerinformation eine wirkungsvolle Assistenzfunktion zur Verhinderung der Unfälle sein kann. Für automatische Bremsungen gibt es bisher noch zu wenig Erfahrungen im Feld, und klassische, hochschwellige, aber sehr spät erfolgende Warnsignale würden durch die dann noch verstreichende Reaktionszeit keine rechtzeitige Bremsung des Lkw-Fahrers mehr hervorrufen. Basierend auf dem identifizierten Parameterraum, der zum komfortablen Anhalten erforderlichen Zeit und einem geeigneten Kinematikmodell lassen sich die räumlichen Bereiche um den Lkw definieren, in dem eine Umfelderkennung den Fahrradfahrer detektieren können muss, damit das Informationssignal durch das Assistenzsystem an den Lkw-Fahrer rechtzeitig ausgegeben wird. Aktuell wird davon ausgegangen, dass ein Abbiegeassistenzsystem, das die hier beschriebenen Prüfungen besteht, einen sehr positiven Einfluss auf das Unfallgeschehen zwischen rechtsabbiegenden Lkw und Fahrrädern haben wird.
102
In 2014 the sixth ESAR conference (Expert Symposium on Accident Research) was held in Hannover. ESAR is an international convention of experts, who analyze traffic accidents all over the world and discuss their results in this context, conducted at the Medizinische Hochschule Hannover every 2 years. It connected representatives of public authorities, engineers in automotive development and scientists and offers a forum with particular emphasis on In-Depth-Analyses of accident statistics and accident analyses. Special focus is placed on research on the basis of so-called "In-Depth-Accident-Investigations" [data collections at the sites of the accidents], which are characterized by extensive documentations of the sites of the accidents, of the vehicles as well as of the injuries, encompassing several scientific fields. ESAR aims at a multi-disciplinary compilation of scientific results and at discussing them on an international, scientific level. It is thus a scientific colloquium and a platform for exchanging information for all accident researchers. Experiences in accident prevention as well as in the complex field of accident reconstruction are stated and new research fields are added. Existing results of long-term research work in Europe, the US, Australia and Japan include different infrastructural correlations and give findings on population, vehicle population and driver characteristics, which offer a basis for recommendations to be derived and measures for increasing road safety.
101
Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines numerischen Modells des menschlichen knöchernen Thorax, das insbesondere altersabhängige geometrische Faktoren berücksichtigt. Dieses Modell soll sowohl die männliche als auch die weibliche Population der über 64-Jährigen repräsentieren und eine an diese Altersgruppe angepasste Verletzungssimulation ermöglichen. Die vorliegende Studie identifiziert zunächst an Hand eines Kollektivs aus 126 postmortem und 40 klinischen computertomografischen Schnittbildaufnahmen eine ganze Reihe geometrischer Parameter, die sich mit dem Alter verändern. Zu den untersuchten Parametern gehören sowohl Winkel der Rippen im Raum und innerhalb des Rippenbogens, eine detaillierte Erfassung von Parametern der einzelnen Rippe (Querschnittsfläche, Krümmung, Longitudinale Verdrillung), Parameter der Wirbelsäule als Ganzes (Skoliose, Kyphose, Rotation) und einzelner Wirbel sowie des Brustbeins. Weiterhin wurden die Grundmasse des ganzen Thorax (Thoraxtiefe, Thoraxbreite) untersucht. Die hier gefundenen Altersabhängigkeiten dienten als Eingabeparameter zur Erstellung von insgesamt neun aus dem Menschmodell THUMS 3 gemorphter alter und junger Finite-Elemente Thoraxmodelle. Implementiert wurden hierbei sowohl Durchschnittsmaße als auch extreme Maße. Die Ergebnisse zeigen mehrere sich im Alter signifikant verändernde Parameter. Als wichtigste unter ihnen sind eine Zunahme der Thoraxtiefe und Thoraxbreite im Alter, die signifikante Veränderung einiger Rippenwinkel im Raum sowie der Krümmung der sechsten und siebten Rippe zu nennen. Zudem wird die Wirbelsäulenform kyphotischer und das Sternum am Übergang zwischen Manubrium und Corpus sternii gewinkelter. Die Menschmodelle THUMS 3, THUMS 4 und HUMOS 2 sind weder als typisch alt, noch typisch jung einzuordnen, dies unterscheidet sich teils von Parameter zu Parameter. Die auf Basis der Geometrie-Inputdaten durchgeführten Finite-Elemente Simulationen zeigen einen deutlichen Einfluss der zunehmenden Thoraxtiefe im Alter auf die posteriore Kraft an der Auflagefläche der Rippen sowie die Spannungsverteilung entlang der Rippen. Sie wirkt sich jedoch entgegen der Erwartungen protektiv aus und dominiert andere Faktoren wie die unterschiedlichen Rippenwinkel. Abschließend betrachtet wird ein Menschmodell, welches das 75. Perzentil der alten Bevölkerung repräsentiert, als ausreichend aussagekräftig hinsichtlich der im Alter veränderten Geometrie klassifiziert und gleichzeitig als mit angemessenem Aufwand realisierbar angesehen. Es wird daher für die Bewertung von Sicherheitssystemen empfohlen.
100
Das wesentliche Ziel des Projekts war es, Kennwerte des Reaktionsverhaltens in sicherheitskritischen Situationen zu erheben. Weiter sollten Rahmenbedingungen für eine standardisierte Erhebung dieses Reaktionsverhaltens erarbeitet werden. Dies kann vor allem als Basis für die Auslegung und Untersuchung der Wirkung von Fahrerassistenzsystemen genutzt werden. Zu diesem Zweck wurden drei Untersuchungen in einem statischen Fahrsimulator durchgeführt, die sich vom Kontext (Stadt: 50 km/h, Landstraße: 100 km/h, Autobahn: 130 km/h) unterschieden. Zur Validierung fand ein vergleichbarer Realversuch im Stadtbereich statt. Dabei wurde jeweils der Einfluss der Umgebung, der Erwartung und von kognitiver Ablenkung auf die Art der Reaktion (Lenken, Bremsen, kombinierte Reaktionen) und die Reaktionszeiten untersucht. An der Untersuchung nahmen insgesamt 131 Fahrer im mittleren Altersbereich zwischen 20 und 40 Jahren teil wobei etwa die Hälfte weiblich war. In den kritischen Situationen tauchte entweder ein Fußgänger oder stehendes Fahrzeug plötzlich vor dem eigenen Fahrzeug auf oder ein Führungsfahrzeug bremste unerwartet stark. Beim Vergleich von Realfahrt und Simulator zeigte sich eine hohe Validität der Simulatorergebnisse. Die Wahl des Fahrmanövers hing maßgeblich von der zur Verfügung stehenden Zeit und dem Ausweichraum ab. Bremsreaktionszeiten lagen zwischen 1.0 (Stadt) und 1.1 (Autobahn) Sekunden, Lenkreaktionszeiten zwischen 0.7 (Stadt) und 1.3 (Autobahn) Sekunden. Bei der Folgefahrt verlängerte sich die Reaktionszeit um etwa 0.2-0.3 Sekunden. Ein Einfluss der kognitiven Ablenkung war nicht nachzuweisen. Dagegen fanden sich deutliche Lerneffekte, was zu einer Verkürzung der Reaktionen um 0.2-0.4 Sekunden führte. Aus den Ergebnissen lässt sich ein Set von 9 Situationen definieren, mit denen man unterschiedliche Arten von Reaktionen und die durch die situativen Bedingungen beeinflussten Reaktionszeiten untersuchen kann.
