In dieser Dissertationsschrift werden die Auswirkungen eines aktiven Eingriffs mit Hilfe eines Überlagerungslenksystems in die Fahrdynamik zur Seitenwindkompensation untersucht. Eine umfangreiche Literaturrechercheführt mit einer strukturierten Zusammenfassung bisher durchgeführter Studien zur Seitenwindthematik in diese Arbeit ein. In dieser Arbeit erfolgt erstmals eine praktische Umsetzung der Seitenwindkompensation unter realen Verkehrsbedingungen. Der angreifende Wind wird dabei von Druckmessbohrungen erfasst, die gegenüberliegend an beiden Kotflügeln angebracht sind. In Abhängigkeit dieses Eingangssignals berechnet eine Kompensation einen Radlenkwinkel, der von Größe und Betrag so groß ist, dass die Fahrzeugreaktion infolge Seitenwind unterbunden wird. Eine Gegenüberstellung der Seitenwindempfindlichkeit mit passivem und aktivem Fahrzeug zeigt das Potential der Kompensation auf. Ferner wird die Technologie des zur Seitenwindkompensation verwendeten aktiven Lenksystems vorgestellt. In der Simulationsumgebung Matlab/Simulink wurde ein Einspurmodell aufgebaut, da bei Fahrten unter Seitenwindeinfluss nur kleine Querbeschleunigungen auftreten. Das Übertragungsverhalten der Lenkung bzw. des Stellers wird in Versuchen als das eines PT1-Gliedes identifiziert und als solches im Modell berücksichtigt. Die Auswirkungen der Kompensation werden zum Einen im Frequenzbereich, zum Anderen bei einigen speziellen Fahrsituationen im Zeitbereich untersucht. Bei der Untersuchung im Frequenzbereich wird anfangs der Einfluss des dynamischen Reifeneinlaufverhaltens und des Stellers untersucht. Durch ein Vorhalten der Lenkung lässt sich die Seitenwindempfindlichkeit bei entsprechender Wahl eines zusätzlichen D-Anteils im gesamten Frequenzbereich nochmals deutlich verbessern. Mit einer Tiefpassfilterung wird versucht, die hohen Lenkmomentenrückwirkungen wieder auf ein normales Maß zu reduzieren. Ausgehend von diesem Zustand werden mit Hilfe der Simulation die Auswirkungen der Kompensation in einigen speziellen Fahrsituationen untersucht, da hier wesentlich höhere Windstörungen durch Ein- und Austaucheffekte in eine Anströmung hinein bzw. aus einer Anströmung heraus und durch Instationaritäten bei der Umströmung entstehen. Diese Untersuchungen berücksichtigen das reale Einlaufverhalten der Reifen sowie den realen Steller. Die aerodynamischen Beiwerte, die sich bei diesen Situationen einstellen, werden aus entsprechender Literatur entnommen und dem hier verwendeten Versuchsträger angepasst. In Windkanaltests werden die Druckmessbohrungen kalibriert und Versuche durchgeführt, um das dynamische Übertragungsverhalten der Windmesseinrichtung zu bestimmen. Außerdem werden die aerodynamischen Beiwerte für die Simulation ermittelt. Als Eingangsgröße für die Steuerung ist nur die von der Druckmessbohrungen erfasste Windstörung zweckmäßig und dient zur Seitenwindkompensation ein Stellwinkel, der sich proportional zum Windstörsignal verhält. Die Fahrzeugreaktionen und die Regeltätigkeit des Fahrers werden mit entsprechenden Messmitteln erfasst.
Einsatz einer aktiven Lenkung zur Seitenwindkompensation
Schriftenreihe Automobiltechnik, ika, RWTH Aachen ; 98 ; 1-133
2008
133 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
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