Das Problem der Querführung von Fahrzeugkolonnen zeichnet sich durch verschiedene Aspekte aus: Die automatische Führung der Kolonnenfahrzeuge auf der Spur des Führungsfahrzeugs führt auf das regelungstechnische Problem der Pfadverfolgung, die ohne absolute Positionskoordinaten im Raum erfolgen muss. Der Lösungsansatz muss weiterhin Kolonnenstabilität gewährleisten, d. h. eine Verstärkung von Regelfehlern innerhalb der Fahrzeugkolonne aufgrund von informationstechnischen Kopplungen zwischen den Fahrzeugen vermeiden bzw. im Sinne eines praxisorientierten Ansatzes beschränken. Kernpunkt der vorliegenden Arbeit ist daher die wissenschaftliche Lösung der Fragestellung, wie die Pfadverfolgung unter Berücksichtigung eines realistischen Sensordatenumfangs sowie realistischer Sensorqualität gelöst werden kann. Zugleich muss gewährleistet werden, dass alle Kolonnenfahrzeuge einen maximalen Fehler gegenüber der Vorgabe des Führungsfahrzeuges nicht überschreiten. Basis der Betrachtungen ist die Systemdynamik von Sattelzügen, die im Wesentlichen den im Projekt KONVOI verwendeten Fahrzeugen entsprechen. Die Abbildung der Systemdynamik erfolgte weitgehend auf der Grundlage von Modellen, die unter Nutzung physikalischer Gesetzmäßigkeiten abgeleitet wurden. Während die Fahrzeugdynamik der Sattelzüge mittels Einspurmodellen abgebildet wurde, wurde die Ablagedynamik auf der Grundlage vereinfachter geometrischer Zusammenhänge ermittelt. Lediglich die Lenksystemdynamik wurde mittels eines identifikationsbasierten Modellierungsansatzes wiedergegeben. Die Validierung des ermittelten Systemmodells zeigte eine ausreichend gute Übereinstimmung mit Fahrversuchsmessungen im autobahnrelevanten Geschwindigkeitsbereich. Die vorgenommene Analyse der Problemstellung zeigte, dass die Pfadverfolgung in Fahrzeugkolonnen für die automatisch geführten Kolonnenfahrzeuge ein ortsabhängiges Problem darstellt, bei dem das Führungsfahrzeug die laterale Position an jedem Ort entlang der Fahrtstrecke vorgibt. Bei der Querführung der Folgefahrzeuge wurden daher die Teilaufgaben der Bestimmung von ortsfesten Führungs- und Störgrößen - die Bahnführung - und das Einregeln der ermittelten Führungsgroßen bzw. die Berücksichtigung bekannter Störgrößen in den Folgefahrzeugen - die Stabilisierung - unterschieden. Der in dieser Arbeit vorgeschlagene Lösungsansatz zur Ermittlung der ortsfesten Führungs- und Störgrößen nutzt die Problemeigenschaft, dass aufgrund der angenommenen Querdynamik des Führungsfahrzeug eine Parametrierung der Ablagevorgabe durch das Führungsfahrzeug entlang der Wegkoordinate des Fahrspurverlaufs vorgenommen werden kann. In diesem Fall ist die Ermittlung der Führungs- und Störgroßen in den Folgefahrzeugen unter Nutzung relativer Koordinaten möglich. Dabei wird die Ablage des Führungsfahrzeugs in jedem Folgefahrzeug zusammen mit der Entfernung, in der diese Information relativ zur augenblicklichen Position des Folgefahrzeugs erfasst wurde, abgespeichert. Der Ansatz trennt die Stabilisierung von der Bahnführung weitgehend, da Regelfehler bei der Stabilisierung einen geringen Einfluss auf die Ermittlung von Führungs- und Störgrößen haben. Die Kopplung der Fahrzeuge innerhalb der Kolonne und damit die Beeinflussung der Kolonnenstabilität erfolgt im Wesentlichen durch die Bahnführung.


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    Titel :

    Querführung von Nutzfahrzeugkolonnen mit Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2012


    Format / Umfang :

    196 Seiten, 86 Bilder, 4 Tabellen, 130 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch







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