In modernen direkt einspritzenden Dieselfahrzeugen wird aufgrund der immer höheren Antriebsmomente bei einer gleichzeitigen Reduktion der Drehmassen des Antriebsstrangs die Entstehung von Schwingungen begünstigt. Besonders bei Lastwechseln oder Kupplungsvorgängen führen die resultierenden Ruckelschwingungen zu einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts bzw. -verhaltens für die Fahrzeuginsassen. Zur Reduktion dieser Schwingungen sind im Motorsteuergerät eines Fahrzeugs fahrverhaltensrelevante Reglerfunktionen integriert, die einen hohen Fahrkomfort sicher stellen. Speziell zur Tilgung von Lastwechselschwingungen wird eine aktive Schwingungskompensation basierend auf einer dualen Reglerstruktur eingesetzt. Die Funktionen gewährleisten im Fahrzeug einen hohen Fahrkomfort verbunden mit einer dem Fahrzeug entsprechenden Sportlichkeit. Dieser Konflikt zwischen sportlichem und komfortorientiertem Fahrverhalten wird bislang vom Applikateur durch zeitaufwendige Testfahrten empirisch gelöst. Jedoch stößt diese herkömmliche Vorgehensweise wegen weiter sinkender Entwicklungszeiten bei parallel steigenden Fahrzeugvarianten zunehmend an ihre Grenzen. Um zukünftig den hohen Anforderung des Kunden gerecht zu werden, muss deshalb eine alternative Methodik entwickelt werden. Ein Ansatz für eine derartige Optimierung der fahrverhaltensrelevanten Motorsteuergerätefunktionen stellt eine modellbasierte Reglerauslegung dar. Am Beispiel des Aktiven Ruckeldämpfers wird in dieser Arbeit eine solche modellbasierte Vorgehensweise präsentiert. Physikalisch motivierte Antriebsstrangmodelle werden dabei an beliebige Fahrzeuge mithilfe von Identifikationsverfahren adaptiert. Anschließend erfolgt die Bestimmung der optimalen Reglerparameter durch die Vorgabe entsprechender Soll-Fahrverhalten. Die im Rahmen der Arbeit entwickelte modellbasierte Reglerauslegung erzielt sehr gute Ergebnisse für unterschiedliche Fahrzeugtypen und zeigt dem Applikateur Bereiche des optimalen Fahrkomforts auf. Dadurch kann dieser ggf. geringfügige Änderungen in Richtung eines sportlicheren oder komfortorientierten Fahrverhaltens vornehmen. Für die Integration des Subjektivurteils der Fahrzeuginssassen in die modellbasierte Reglerauslegung wird zudem eine Objektivierung der subjektiven Fahrkomfortbeurteilung vorgenommen. Bei dieser Vorgehensweise handelt es sich um eine Verknüpfung zwischen subjektiven Bewertungen und objektiven, d. h. messbaren Größen durch so genannte Objektivierungsmodelle. Die Resultate der kombinierten modellbasierten Auslegung der aktiven Schwingungskompensation zeigen, dass mit dieser Methodik eine zuverlässige Vorhersage der optimalen Reglerparameter möglich ist. Anband mehrerer Fahrzeugtypen kann die hervorragende Eignung bestätigt und eine vom Applikateur unabhängige Einstellung erzielt werden. Des Weiteren lässt sich dieses neu entwickelte Verfahren problemlos auf beliebige, unbekannte Fahrzeuge übertragen und bedeutet somit eine wirkungsvolle und effektive Unterstützung für den Applikationsingenieur.
In modem diesel cars result the increase of driving torque with a simultaneous decrease of mass of powertrain part in higher ability of torsional vibrations of the driveline. Load changes caused by tip-in or back-out manoeuvres or gear changes yield to oscillations which impact on driveability and comfort. Integrated control functions in the Electronic-Control-Unit reduce these oscillations and ensure high driveability and comfort. A dual control structure guarantees high comfort with defined sportiness dependent on the cars by compensation of vibration caused by load changes. In practice, the automotive engineer adjust these controller experimentally to solve the conflict between comfortable and sporty behaviour. This procedure is very tilne consuming and confronting the reduction of automotive development intervals. In order to be well positioned in the future and fulfil the requirements of the costumer alternative approaches must be developed. One possible method to reduce the development time and achieve optimized driveability functions independent of the engineers experience represents a model-based approach. In this thesis the optimization results of the so-called anti-jerk function are presented as an example for such an approach. Physical motivated driveline models are adapted via identification methods to arbitrary types of cars. The optimal control parameters are determined by a reference driving behavior afterwards and regions of optimal driveability are presented additionally. Thus the anti-jerk functions can be fine-tuned for a more sporty or comfortable characteristic by the application engineer. The opinion of the occupants about driveability is also integrated into the model-based approach. Therefore an objectification of subjective driveability rating is accomplished by the connection between these ratings and objective data, i. e. measured data. The experimental results of the combined model-based approach emphasize the efficient and reliable prognosis of optimal control parameter for different kinds of cars. Because of the easy application of this procedure to any unknown car it is an powerful support for the automotive engineer combined with an immense time reduction.
Modellbasierte Auslegung der aktiven Schwingungskompensation im Kfz-Antriebsstrang
2008
160 Seiten, 95 Bilder, 8 Tabellen, Quellen
Theses
German
Modellbasierte Auslegung der aktiven Schwingungskompensation im Kfz Antriebsstrang
Automotive engineering | 2008
|Schwingungskompensation mit aktiven Motorlagern
Automotive engineering | 1993
|Einsatz eines virtuellen Fehlersensors zur aktiven Schwingungskompensation
Tema Archive | 2002
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