Durch die mechanische Entkopplung von Lenkrad und Rädern eines Kraftfahrzeugs fällt bei Steer-by-Wire Lenksystemen (SbW) zunächst das Lenkmoment und das damit einhergehende Lenkgefühl weg. Da das Lenkgefühl einen großen Einfluss auf Fahrsicherheit und Fahrspaß hat, sollte es bei SbW künstlich erzeugt werden. Um eine Rückmeldung des tatsächlich vorherrschenden Reifen-Fahrbahn-Kontakts zu geben, müssen im Wesentlichen die Rückstellkräfte der gelenkten Räder bestimmt werden. Dazu werden zwei Ansätze umgesetzt: zum einen die direkte Messung mittels zusätzlicher Sensoren, zum anderen die modellbasierte Schätzung auf Basis bereits vorhandener Sensoren. Darüber hinaus werden verschiedene Funktionen zur Verbesserung des Lenkgefühls entwickelt. Zur belastbaren Bewertung aller entwickelten Ansätze wird ein Versuchsfahrzeug realisiert und für Subjektivbewertungen mit Hilfe von Experten verwendet. Es wird nachgewiesen, dass eine Steer-by-Wire-Lenkung ein besseres Lenkgefühl aufweisen kann, als eine herkömmliche Servolenkung, sofern die Reifenrückstellkräfte gemessen werden. Die Schätzung dieser Kräfte auf Basis von fahrdynamischen Größen bietet das Potential, auf zusätzliche Sensoren im Fahrzeug zu verzichten. Sie zeigt jedoch einige prinzipbedingte Nachteile, beispielsweise das Zeitverhalten der Kräfte, die Lenkungsrückmeldung oder den Gültigkeitsbereich (Mittellage, Stillstand, Reibwert) betreffend. Einige dieser Nachteile werden durch zusätzliche Teilmodelle behoben. Mit mehreren Beispielen wird gezeigt, dass SbW Möglichkeiten bietet, das Lenkgefühl gegenüber herkömmlichen Lenksystemen weiter zu verbessern. Die einfachere Abstimmung von Komponenten des Lenkgefühls in einer größeren Bandbreite als bislang wird am Beispiel der Reibung und Fahrbahnrückmeldung gezeigt. Neue Funktionen, wie die selektive Veränderung der Rückmeldung (Stößigkeitsreduktion), sind in diesem Maße nur mit der mechanischen Entkopplung durch SbW möglich.
Untersuchungen zum Lenkgefühl von Steer-by-Wire Lenksystemen
Audi Dissertationsreihe ; 39 ; 1-104
2010
104 Seiten, Bilder, Tabellen, 98 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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