Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines aktiven Sicherheitssystems, welches das radindividuelle Bremsen, die aktive Vorder- und die aktive Hinterachslenkung gleichermaßen berücksichtigt. Das Regelungskonzept soll sowohl die Gierrate auf den vom Fahrer gewünschten Wert regeln als auch den Schwimmmwinkel reduzieren. In dieser Arbeit wird der Nichtlinearität der Fahrzeugdynamik bei der Modellierung berücksichtigt, gleichzeitig wird das Modell aber so einfach wie möglich gehalten. Es wird ein Modell im Zustandsraum vorgestellt, das die ebene Bewegung des Fahrzeuges beschreibt. Das Modell benötigt die an den Reifen angreifenden Kräfte. Die Längskräfte werden maßgeblich durch den Antrieb und die Bremsen bestimmt und daher über ein einfaches Antriebsstrangmodell ermittelt. Eine physilikalische Modellierung der Seitenkräfte ist dagegen äußert aufwändig. Daher wird der charakteristische Verlauf der Seitenkräfte über dem Schräglaufwinkel mit Hilfe der Magic Tyre Formula approximiert. Es werden sechs Testmanöver vorgestellt, mit denen die Fahrzeugquerdynamik gezielt angeregt werden kann. Diese Manöver werden für die Validierung der nachfolgenden Schwimmwinkelschätzung und Regelungskonzepte eingesetzt. Aufhauend auf dem nichtlinearen Fahrzeugmodell wird der Schwimmwinkel über ein Extended Kalman Filter ermittelt. Weiterhin werden verschiedene Ansätze zur Erkennung kritischer Fahrsituationen untersucht. Ziel ist es, die Regler nur dann zu aktivieren, wenn eine kritische Situation vorliegt. So kann vermieden werden, dass der Fahrkomfort durch unnötige Reglereingriffe beeinträchtigt wird. Der Regelungsentwurf erfolgt auf Basis des nichlinearen Fahrzeugmodells. In einem ersten Schritt wird ein Gain Scheduling Konzept entworfen. Sein Vorteil liegt in der einfachen Regelungsstruktur. Von Nachteil ist allerdings, dass eine Linearisierung vorgenommen wird, die zu Ungenauigkeiten führen kann, wenn sich das System vom Linearisierungspunkt entfernt. In einem zweiten Schritt wird daher ein nichtlinearer Ansatz, verfolgt. Dazu wird die Dynamik des nichtlinearen Reglers an die Dynamik eine linearen Reglers angepasst. Die Anpassung erfolgt mit Hilfe einer Ljapunow-Funktion über die Minimierung eines Gütermaßes. Die einzelnen Regelungskonzepte werden am virtuellen Versuchsfahrzeug CarMaker ausgewertet. Die Schätzung des Schwimmwinkels wird in das Regelungskonzept integriert. Abschließend wird das Regelungskonzept auf Fahrbahnoberflächen mit reduziertem Haftbeiwert überprüft.


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    Title :

    Nichtlineare Regelung von Kraftfahrzeugen in querdynamisch kritischen Fahrsituationen


    Contributors:

    Publication date :

    2008


    Size :

    232 Seiten, Bilder, Tabellen, 106 Quellen



    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German