@phdthesis{JagiellowiczKaufmann2016,
  author    = {Jagiellowicz-Kaufmann, Monika Sarah},
  title     = {Akzeptable und effektive Pedal- und Motorkennlinien zur Unterst{\"u}tzung von Eco-Driving im Elektrofahrzeug},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-137031},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die begrenzte Reichweite ist einer der Hauptgr{\"u}nde f{\"u}r das derzeitige mangelnde Kaufinteresse an Elektrofahrzeugen. Neben rein komponentenoptimierenden Maßnahmen, wie der Verbesserung der Batterie, ist die F{\"o}rderung von Eco-Driving, also einer energieeffizienten Fahrweise, ein effektiver Ansatz zur Steigerung der Reichweite. Trainings und visuell dargebotene Eco-Assistenten k{\"o}nnen Eco-Driving wirksam steigern, sch{\"o}pfen aber nicht dessen gesamtes Potential aus. Angepasste Pedal- und Motorkennlinien k{\"o}nnten Eco-Driving zus{\"a}tzlich f{\"o}rdern. F{\"u}r deren Bewertung sind die Wirksamkeit und Akzeptanz bisher nicht gemeinsam ber{\"u}cksichtig worden oder sie wurden nicht im Elektrofahrzeug evaluiert und validiert. Zu diesen Anpassungen z{\"a}hlen eine Ver{\"a}nderung des Beschleunigungspedals, sodass mit diesem gleichzeitig beschleunigt und rekuperiert werden kann, die Limitierung von Drehmoment und Leistung und der Einsatz eines aktiven Beschleunigungspedals, welches Widerst{\"a}nde abh{\"a}ngig von Fahrzeug- oder Situationsparametern aktiviert. F{\"u}r diese Arbeit habe ich daher die Pedal- und Motorkennlinien entsprechend angepasst und in ein validiertes Elektroautomodell implementiert. Ziel war es, verschiedene Fahrverhaltensbereiche im Elektrofahrzeug, die Eco-Driving kennzeichnen (energieoptimales Beschleunigen und Verz{\"o}gern, Einhalten von Geschwindigkeitsbegrenzungen, vorausschauendes Fahren), benutzerfreundlich, akzeptabel und wirksam zu unterst{\"u}tzen. Zu diesem Zweck habe ich vier Probandenstudien im bewegten Fahrsimulator durchgef{\"u}hrt und geeignete Pedal- und Motorkennlinien empirisch bestimmt. In der ersten Studie habe ich untersucht, ob und warum eine Pedalkennlinie zu bevorzugen ist, bei der mit dem Beschleunigungspedal anstelle des Bremspedals rekuperiert wird. Das Ziel der zweiten Studie war es, eine geeignete Rekuperationsst{\"a}rke f{\"u}r ein kombiniertes Beschleunigungspedal, bei dem mit dem Beschleunigungspedal rekuperiert wird, zu bestimmen. In der dritten Studie habe ich evaluiert, ob die Limitierung der Leistung oder die des Drehmoments zu bevorzugen ist, um das Beschleunigungsverhalten zu optimieren und wie stark die Limitierungen optimaler Weise sein sollten. Basierend auf den Ergebnissen der dritten Studie, habe ich schließlich einen optimierten Limitierungsansatz konzipiert, diesen mit einem aktiven Beschleunigungspedal verglichen und bestimmt, welcher Ansatz zu bevorzugen ist. Aufgrund der Studienergebnisse werden folgende Ans{\"a}tze f{\"u}r die jeweiligen Eco-Driving-Fahrverhaltensbereiche empfohlen und es werden folgende Gestaltungsempfehlungen abgeleitet: Zur F{\"o}rderung eines energieeffizienten Beschleunigungsverhaltens ist die Limitierung von Drehmoment und Leistung geeignet. Die Limitierung des Drehmoments ist hierbei besonders wirksam in geringen, die Limitierung der maximalen Leistung in h{\"o}heren Geschwindigkeitsbereichen. Zu empfehlen sind parallele mittelstarke Limitierungen von maximalem Drehmoment und maximaler Leistung, die Beschleunigungen mit 2.0 m/s² erlauben, bei gleichzeitiger Bereitstellung eines Kick-Downs. Ein aktives Beschleunigungspedal ist insbesondere aus Gr{\"u}nden der Benutzerfreundlichkeit zur F{\"o}rderung eines energieeffizienten Beschleunigungsverhaltens nur eingeschr{\"a}nkt empfehlenswert. Zur F{\"o}rderung eines energieeffizienten Verz{\"o}gerungsverhaltens wird die Implementierung der Rekuperationsfunktion auf dem Beschleunigungspedal anstelle des Bremspedals empfohlen, da dies einerseits erm{\"o}glicht, auf hydraulisches Bremsen zu verzichten und gleichzeitig mehr Energie rekuperiert werden kann. Ersteres tr{\"a}gt zu einer hohen Akzeptanz bei, letzteres zu einer g{\"u}nstigen Energiebilanz. Besonders effektiv und akzeptabel ist ein kombiniertes Fahrbremspedal, wenn es eine starke Rekuperation erm{\"o}glicht (zwischen -1.7 und -2.1 m/s²). Weiterhin ist ein aktives Beschleunigungspedal, das den geeigneten Zeitpunkt f{\"u}r eine maximal energieeffiziente Verz{\"o}gerung mit einem kombinierten Fahrbremspedal anzeigt, wirksam, um die rekuperierte Energie zu steigern. Auf diese Weise kann zudem eine vorausschauende Fahrweise unterst{\"u}tzt werden. Hierbei muss jedoch die Funktionalit{\"a}t und Benutzerfreundlichkeit optimiert werden, um eine gesteigerte kognitive Fahrerbeanspruchung und Minderungen der Akzeptanz zu vermeiden. Zur Unterst{\"u}tzung der Einhaltung von Geschwindigkeitsbegrenzungen ist ebenfalls das aktive Beschleunigungspedal geeignet. Der Fahrer sollte hierbei aber die M{\"o}glichkeit haben, individuell Grenzwerte einzustellen. Die Verkn{\"u}pfung eines kombinierten Fahrbremspedals mit einer Limitierung von Drehmoment und Leistung sowie einem aktiven Beschleunigungspedal kann abschließend, unter Ber{\"u}cksichtigung der abgeleiteten Gestaltungsempfehlungen, als effektive und akzeptable M{\"o}glichkeit zur F{\"o}rderung unterschiedlicher Verhaltensbereiche von Eco-Driving bewertet werden. Die erwarteten Synergieeffekte der evaluierten Ans{\"a}tze in Verbindung mit Eco-Trainings und visuell dargebotenen Eco-Feedback-Assistenten sowie deren Langfristigkeit sollten Gegenstand weiterf{\"u}hrender Forschung sein.},
  subject      = {Elektrofahrzeug},
  language  = {de}
}