Ein Beitrag zur effizienteren Validierung der Applikation von Doppelkupplungsgetrieben im Kontext des IPEK-X-in-the-Loop-Ansatzes = A contribution to a more efficient validation of the application of dual clutch transmissions in the context of the IPEK-X-in-the-Loop approach

Die Komplexität in der Fahrzeugentwicklung hat in den vergangenen Jahren signifikant zugenommen, wohingegen die Entwicklungszeiten neuer Produktgenerationen stetig reduziert werden. Dies hat zur Folge, dass im automobilen Umfeld eine vollumfängliche Validierung mittels physischer Fahrversuche kaum mehr oder lediglich mit sehr hohem Kosten- und Zeitaufwand möglich ist. Besonders deutlich wird dies am Beispiel der Getriebeapplikation, deren Funktionsumfang in der jüngeren Vergangenheit deutlich zugenommen hat. Durch eine zunehmende Anzahl an Produktlinien und -derivaten mit einer Vielzahl an Motor-Getriebe Varianten erhöht sich der Applikations- und somit auch der Validierungsaufwand entsprechend. ... mehrUnter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Getriebeapplikation maßgeblichen Einfluss auf das Fahrverhalten und somit auf die gesamtheitliche Produktwahrnehmung des Kunden hat, ist deren Validierung besonders relevant für den Erfolg des Produktes am Markt. Um dem Anspruch einer vollständigen Produktvalidierung mit reduziertem Kosten- und Zeitaufwand gerecht zu werden, soll diese Arbeit einen Beitrag zur effizienteren Validierung der Getriebeapplikation am Beispiel eines Doppelkupplungsgetriebes leisten. Dabei werden sowohl der Schaltablauf als auch die Schaltstrategie, welche die primären Handlungsfelder der Getriebeapplikation darstellen, berücksichtigt. Ausgehend von einem bestehenden produktlinienübergreifenden Manöverkatalog zur Validierung des Schaltablaufs wird zunächst untersucht, ob mittels Simulationen eine automatisierte Vorauswahl der zu validierenden Manöver in Abhängigkeit des jeweiligen Fahrzeuges erfolgen kann. Mit diesem Wissen wird im nächsten Schritt analysiert, inwieweit die resultierenden Manöver des Manöverkatalogs zur Validierung des Schaltablaufs auf Gesamtfahrzeugprüfstände übertragen werden können. Dafür werden, basierend auf einer initialen Machbarkeitsstudie, Ursachen für die potenziellen Abweichungen zum Fahrversuch identifiziert. Die Erkenntnisse werden genutzt, um ein Modell aufzubauen, welches, im Vergleich zu bisher am Prüfstand verwendeten Modellen, die Fahrzeugeigenschaften wesentlich exakter abbilden kann. Abschließend werden die Ergebnisse mit denen des Fahrversuches abgeglichen und Grenzen der Methode daraus abgeleitet. Im Kontext der Schaltstrategie beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit der Fragestellung, inwieweit bestehende Simulationsmodelle für die Schaltstrategie genutzt werden können, um eine Prognose zur subjektiven Wahrnehmung der Applikationsdatenstände zu treffen. Dazu wird, ausgehend von angepassten Datenständen der Getriebeapplikation, zunächst eine Probandenstudie zur Quantifizierung der subjektiven Wahrnehmung durchgeführt. Zusätzlich werden diese Datenstände simuliert, um objektive und vergleichbare Messdaten zu generieren. Die Ergebnisse der Probandenstudie und der Simulation werden im nächsten Schritt für die Modellbildung mittels maschinellen Lernens herangezogen. Abschließend werden zur Validierung der Modellgüte unabhängige Probandenstudien durchgeführt und die Ergebnisse der Modellprognose mit denen der Studie abgeglichen, so dass eine Aussage zu den Grenzen der Methode getroffen werden kann.

The complexity of vehicle development has increased significantly in recent years, while the development times of new product generations are constantly being reduced. As a result, a complete validation by means of physical driving tests is no longer feasible in the automotive environment or is only possible at very high cost and time expenditure. This is particularly evident in the example of transmission applications, whose range of functions has increased significantly in the recent years. Due to an increasing number of product lines and derivatives with a multitude of engine-transmission variants, the application and thus also the validation effort increases accordingly. ... mehrConsidering the fact that the transmission application has a significant influence on the driving behavior and thus on the overall product perception of the customer, its validation has a particularly high relevance for the success of the product on the market. In order to meet the requirement of a complete product validation with reduced time expenditure, this thesis shall contribute to a more efficient validation of the transmission application using the example of a dual clutch transmission. Both the shifting sequence and the shifting strategy, which are the primary fields of the transmission application, are taken into account. Based on an existing maneuver catalog for the validation of the shifting sequence, which covers all product lines, it is first investigated whether an automated preselection of the maneuvers to be validated can be made by means of simulations depending on the respective vehicle. With this knowledge, the next step is to analyze to what extent the resulting maneuvers of the maneuver catalog can be transferred to full-vehicle test benches. For this purpose, based on an initial feasibility study, causes for the resulting deviations from the road test will be identified. The findings are used to build a model which, compared to conventional models, can reproduce the vehicle characteristics on the test bench much more accurately. Finally, the results are compared with those of the road test and the limitations of the method are derived. In the context of the shift strategy, this thesis deals with the question to what extent existing simulation models for the shift strategy can be used to make a prognosis regarding the subjective perception of the respective application data sets. For this purpose, starting from adapted data sets of the transmission application, first a test person study is conducted to quantify the subjective perception. In addition, these data sets are simulated in order to generate objective and comparable measurement data. In the next step, the results of the test person study and the simulation are used for model building by means of machine learning. Finally, independent test person studies are conducted to validate the model quality by comparing the results of the model prediction with those of the study. Thus, a statement on the limitations of the method can be made.