# Automotive Kompendium — Core v1 Roadmap

**Projekt:** Automotive Kompendium  
**Scope:** Core v1  
**Collection:** C60  
**Stand:** 2026-09-04  
**Ziel:** Navigations- und Ausbau-Baseline für die Module 01–10

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## 1. Scope und Status

Core v1 umfasst verbindlich **zehn Module**. Die Module 01–06 sind fachlich umgesetzt; die Module 07–10 bilden den noch offenen Ausbaupfad.

| Modul | Domäne | Status Core v1 |
|---|---|---|
| 01 | Rotationsmechanik | abgeschlossen |
| 02 | Motoröl & Schmierung | abgeschlossen |
| 03 | Bremsen & Thermik | abgeschlossen |
| 04 | Fahrdynamik | abgeschlossen |
| 05 | Reifen & Kraftschluss | abgeschlossen |
| 06 | Drehmoment, Leistung & Antriebsstrang | abgeschlossen |
| 07 | Fahrwerk | geplant |
| 08 | Aerodynamik | geplant |
| 09 | Thermische Systeme | geplant |
| 10 | Messung & Diagnose | geplant |

**Core-v1-Kette:**

> Grundphysik → Komponentenphysik → Subsysteme → Fahrzeugsystem → Messung / Diagnose

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# Modul 07 — Fahrwerk

**Domäne:** Suspension Dynamics  
**Status:** geplant  
**Intent:** Radführung, Radlast, Steifigkeit und Dämpfung konstruktiv und dynamisch mit Reifen- und Fahrdynamikmodell verbinden.

## Kapitel 01 — Feder, Federrate & Motion Ratio
- Federweg vs. Radweg
- Spring Rate vs. Wheel Rate
- Motion / Installation Ratio
- \(F_s=k_s x_s\)
- \(k_w=k_s MR^2\) bei explizit definierter MR-Konvention

## Kapitel 02 — Dämpfer & Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie
- \(F_d(v_d)\)
- Compression / Rebound
- Low-Speed / High-Speed Damping
- Digressivität, Blow-off, Hysterese
- Temperaturabhängigkeit

## Kapitel 03 — Quarter-Car-Modell
- sprung / unsprung mass
- \(m_s,m_u,k_s,c_s,k_t\)
- Road Input
- 2-DOF-Grundmodell

## Kapitel 04 — Eigenfrequenz & Dämpfungsgrad
- \(\omega_n=\sqrt{k/m}\)
- \(\zeta=c/(2\sqrt{km})\)
- Body Mode vs. Wheel-Hop Mode
- Komfort vs. Radkontrolle

## Kapitel 05 — Sprung- und ungefederte Masse
- sprung vs. unsprung mass
- ungefederte Masse ≠ rotierende Masse
- Cross-References zu Modul 01, 03, 05 und 06

## Kapitel 06 — Rollsteifigkeit & Stabilisator
- Feder- und ARB-Anteile
- \(K_{\phi,axle}=K_{\phi,springs}+K_{\phi,ARB}\)
- Vorder-/Hinterachsverteilung
- Rückkopplung zum Eigenlenkverhalten

## Kapitel 07 — Fahrwerkskinematik
- Camber Gain
- Toe Curve
- Caster / KPI
- Scrub Radius
- Roll Center / Instant Center
- Geometrie strikt getrennt von Compliance

## Kapitel 08 — Anti-Dive, Anti-Squat & Pitch-Kinematik
- longitudinale Kraftpfade
- geometrische Pitch-Abstützung
- Anti-% als Modellgröße
- Grenzen quasistatischer Interpretation

## Kapitel 09 — Compliance & Elastokinematik
- Buchsen- und Lagersteifigkeit
- Chassis-Flex
- Compliance Steer
- Compliance Camber
- reale vs. ideale Kinematik

## Kapitel 10 — Fahrwerk als gekoppeltes System
- Road → Wheel Motion → Spring/Damper → \(F_z\)
- \(F_z\) → Tire Capacity → Vehicle Dynamics
- Cross-References zu Modul 04 und 05
- System-Explorer / Synthese

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# Modul 08 — Aerodynamik

**Domäne:** Vehicle Aerodynamics  
**Status:** geplant  
**Intent:** Geschwindigkeits-, Lage- und Strömungszustände in aerodynamische Kräfte, Momente, Fahrwiderstand und Radlaständerungen übersetzen.

## Kapitel 01 — Strömungsgrundlagen
- statischer / dynamischer Druck
- Bernoulli mit Modellgrenzen
- Reynolds-Zahl
- Grenzschicht und Ablösung

## Kapitel 02 — Luftwiderstand
- \(F_D=\tfrac12\rho C_D A v_{rel}^2\) bei passender Vorzeichenbehandlung
- \(C_D A\)
- Straßenleistungsbedarf \(P_D=F_Dv\)
- Cross-Reference Modul 06

## Kapitel 03 — Lift & Downforce
- \(F_L=\tfrac12\rho C_L A v^2\)
- Vorzeichenkonvention
- Auftrieb vs. Abtrieb
- Radlastwirkung

## Kapitel 04 — Aero Balance
- Center of Pressure
- Vorder-/Hinterachsanteile
- \(F_{z,aero,F}\), \(F_{z,aero,R}\)
- Reifen- und Balance-Rückkopplung

## Kapitel 05 — Pitch, Ride Height & Aero Map
- \(C_L(h_f,h_r,\theta,\ldots)\)
- Rake
- Aero Map statt Konstantkoeffizient
- Kopplung an Modul 07

## Kapitel 06 — Ground Effect & Diffusor
- Venturi-Grundprinzip
- Expansion / Diffusor
- Separation / Stall
- Bodenfreiheit

## Kapitel 07 — Flügel & induzierter Widerstand
- Angle of Attack
- Aspect Ratio
- Downforce-/Drag-Trade-off
- Interaktion mit Fahrzeugkörper

## Kapitel 08 — Kühlluft & interne Aerodynamik
- Massenstrom
- Druckverlust
- Wärmeabfuhr vs. Drag
- Cross-Reference Modul 09

## Kapitel 09 — Yaw, Crosswind & Aero Stability
- Seitenkraft \(F_y\)
- Giermoment \(M_z\)
- Yaw-Aero-Map
- Seitenwindstabilität

## Kapitel 10 — Aerodynamik als Fahrzeugsystem
- \(v\rightarrow F_D,F_L\)
- \(F_L\rightarrow F_z\rightarrow Tire\ Capacity\)
- \(F_Dv\rightarrow P_{req}\)
- Gesamt-Synthese mit Modul 05–07

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# Modul 09 — Thermische Systeme

**Domäne:** Thermal Systems  
**Status:** geplant  
**Intent:** Verlustleistung, Wärmekapazitäten und Wärmeübergänge als dynamisches thermisches Netzwerk des Fahrzeugs modellieren.

## Kapitel 01 — Wärme, Temperatur & Wärmekapazität
- \(Q=mc_p\Delta T\)
- \(C_{th}=mc_p\)
- Energie vs. Temperatur

## Kapitel 02 — Transiente thermische Bilanz
- \(C_{th}\dot T=\dot Q_{gen}-\dot Q_{out}\)
- stationär vs. transient
- Zeitkonstanten

## Kapitel 03 — Wärmeleitung
- Fourier-Grundmodell
- \(\dot Q_{cond}=-kA\nabla T\)
- Geometrie- und Materialeinfluss

## Kapitel 04 — Konvektion & Wärmeübergang
- \(\dot Q=hA(T-T_\infty)\)
- erzwungene / freie Konvektion
- Geschwindigkeitseinfluss

## Kapitel 05 — Wärmetauscher
- Radiator
- Oil Cooler
- Charge-Air Cooler
- Effectiveness / Massenströme

## Kapitel 06 — Quelle, E-Maschine & Leistungselektronik
- \(P_{in}=P_{useful}+\dot Q_{loss}\)
- Wirkungsgradmaps
- ICE / E-Motor / Inverter als thermische Quellen

## Kapitel 07 — Öl, Getriebe & Differential
- Viskosität ↔ Temperatur
- Churning / Bearing / Gear Losses
- Cross-Reference Modul 02 und 06

## Kapitel 08 — Bremsen & Reifen
- kinetische Energie → Bremswärme
- Reifen-Hysterese / Temperaturfenster
- Cross-References Modul 03 und 05

## Kapitel 09 — Thermal Soak, Heat Rejection & Cooldown
- Nachwärme
- Hot Soak
- Cooldown
- zeitverzögerte Grenzzustände

## Kapitel 10 — Thermisches Netzwerk des Fahrzeugs
- gekoppelte Temperaturknoten
- Coolant / Oil / Brakes / Tire / Battery / Ambient
- Wärmestromgraph
- System-Explorer

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# Modul 10 — Messung & Diagnose

**Domäne:** Measurement / Diagnostics / Data  
**Status:** geplant  
**Intent:** Die Modellwelt des Kompendiums mit realen Sensoren, Messunsicherheit, Datenaufbereitung, Zustandsinferenz und falsifizierbarer Diagnose verbinden.

## Kapitel 01 — Messgröße, Sensor & Messkette
- reale Größe → Sensor → Signal → ADC → Messwert
- Transferfunktionen
- Kalibrierkette

## Kapitel 02 — Genauigkeit, Präzision & Unsicherheit
- Bias
- Noise
- Resolution
- Repeatability
- Calibration / Uncertainty

## Kapitel 03 — Sampling & Nyquist
- Sampling Rate
- \(f_s>2f_{max}\)
- Aliasing
- Anti-Alias-Filter

## Kapitel 04 — Filter
- Moving Average
- Low / High / Band Pass
- Phasenverschiebung
- Filter vs. Informationsverlust

## Kapitel 05 — Zeitbasis & Synchronisation
- Timestamping
- Clock Drift
- Sensorlatenz
- CAN-/GNSS-Zeitbasis
- Multi-Sensor-Synchronisation

## Kapitel 06 — CAN, OBD & Bussysteme
- Frames / Arbitration
- Signaldefinition
- Skalierung
- Diagnostic PIDs / DTC-Kontext

## Kapitel 07 — Fahrzeugzustände aus Sensoren
- Drehzahl
- Geschwindigkeit
- Druck / Temperatur
- Lambda
- Wheel Speed
- Plausibilisierung

## Kapitel 08 — IMU & GNSS
- Beschleunigung
- Drehrate
- Integrationsdrift
- GNSS Velocity / Position
- Sensor Fusion

## Kapitel 09 — Derived Signals & System Identification
- Parameterschätzung
- \(C_DA\), \(C_{rr}\), Beschleunigungs- und Balancegrößen
- modellbasierte Zustandsinferenz
- Sensitivität / Identifizierbarkeit

## Kapitel 10 — Diagnose als Hypothesentest
- Symptom → Hypothese → Prediction → Messung → Falsifikation
- DTC ≠ Bauteildiagnose
- Evidenzketten
- reproduzierbare Diagnose-Workflows

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# 2. Ausbaufolge Core v1

Empfohlene Reihenfolge:

1. **Modul 07 — Fahrwerk**
2. **Modul 08 — Aerodynamik**
3. **Modul 09 — Thermische Systeme**
4. **Modul 10 — Messung & Diagnose**

Begründung: Modul 07 schließt die mechanische Radlast-/Radführungsseite; Modul 08 ergänzt geschwindigkeitsabhängige externe Kräfte; Modul 09 integriert die zeitabhängige Verlust- und Temperatursicht; Modul 10 bildet abschließend die Brücke von Modell zu Messung, Inferenz und Diagnose.

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# 3. Navigationskonvention

Solange für Modul 07–10 noch keine eigene HTML-Unterseite existiert:

- Header-Link → entsprechende Modulkarte auf `index.html`
- Modulkarte → dieser Roadmap-Plan
- Statusdarstellung → **GEPLANT / CORE v1**
- keine leeren Dummy-Unterseiten

Sobald ein Modul begonnen wird, wird der Header-Link auf seine echte Moduldatei umgestellt und der Status in dieser Roadmap kapitelweise aktualisiert.