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Elektrische Antriebe eröffnen weitreichende Potentiale zur Steigerung von Fahrsicherheit, Energieeffizienz und Agilität, zur Umsetzung neuer Gesamtfahrzeugkonzepte und Nutzermehrwertfunktionen. Die damit einhergehenden Entwicklungsansätze sind jedoch nicht zwangsläufig allein auf den Antriebsstrang beschränkt, sondern müssen als globale Entwicklungsaufgabe auch um andere Fahrzeugsysteme erweitert werden. Einen möglichen Lösungsansatz für die starke funktionale Integration von elektrischem Antriebsstrang und Fahrwerk stellen sogenannte aktive Corner-Module dar, welche durch die Nutzung elektrischer Radnabenantriebe entstehen. Die vorliegende Arbeit stellt einen Beitrag zur methodischen Systemkonfiguration, Auslegung und Bewertung von Fahrwerksystemen für elektrische Radnabenmaschinen dar. Um dies zu erreichen, sollen verschiedene domänenspezifische Simulationsmodelle genutzt und global in einem interdisziplinären Auslegungsansatz zusammengeführt werden. Ziel ist ein Expertensystem, welches auf einer modularen Struktur beruht und insbesondere in frühen Entwicklungsphasen aktiver Corner-Module belastbare Aussagen zu Bauraumkonzept und funktionalen Eigenschaften liefert. Besonderer Schwerpunkt bildet dabei die Entwicklung und experimentelle Erprobung eines Radbremsmoduls, welches speziell für den Einsatz in aktiven Corner-Modulen unter starken Bauraumlimitationen in der Felge geeignet ist. Gegenüber konventionellen Lösungen zeichnet sich die entstandene Doppelbrücke-Perimeterbremse darüber hinaus durch funktionale Vorteile und konsequenten Leichtbau aus.

Die vorliegende Arbeit fasst die aktuellen Entwicklungen von den aktiven Fahrsicherheitssystemen zusammen und stellt eine Reihe neuer wissenschaftlicher Ergebnisse vor, die aus Forschungsaktivitäten des Autors in Kooperation mit den internationalen akademischen und industriellen Partnern entstanden sind. In Kapitel 1 werden die grundlegenden Themen der Fahrzeugdynamik vorgestellt, bei denen es um die aktive Fahrsicherheit geht. Insbesondere werden (i) die Wechselwirkung des rollenden Reifens mit der Fahrbahnoberfläche sowie (ii) die Fahrzeugdynamik in Längs- und Querrichtung betrachtet. Außerdem gibt Kapitel 1 einen Überblick über die Funktionalität der Fahrsicherheitssysteme mit Bezug auf ihre Steuerungsarchitektur. Der Inhalt adressiert sequentiell die Brems-, Antriebs- und Stabilitätsregelungssysteme. Kapitel 2 beschäftigt sich mit Methoden und Verfahren zur Definition von Reifen-Fahrbahn-Interaktionsparametern als wichtigste Informationen für Algorithmen aktiver Fahrsicherheitssysteme. Es wird explizit die Indentifizierung der Reifen-Fahrbahn-Reibung betrachtet. Kapitel 3 gibt die Perspektive für die Verbesserung der aktiven Fahrsicherheit durch die Implementierung der integrierten Fahrdynamikregelung. Besonderes Augenmerk wird auf die neuen Varianten der Systemarchitektur mit aktiven Fahrwerkssystemen gelegt. Kapitel 4 beschreibt aktive Fahrsicherheitssysteme für Elektrofahrzeuge. Sowohl Stand der Technik als auch innovative Lösungen werden vorgestellt.