Die Verwendung von zwei oder mehr elektrischen Einzelradantrieben in Elektrofahrzeugen ermöglicht völlig neue Ansätze der Fahrdynamikregelung, die bisherige Lösungen an Flexibilität bei weitem übertreffen. Eine Regelung der Fahrdynamik wird mit dem Ziel durchgeführt, in kritischen Fahrsituationen die Stabilität des Fahrzeuges zu wahren. Somit können Unfälle vermieden und damit die Verkehrssicherheit erhöht werden. Dazu zählen unter anderem die heute weit verbreiteten Fahrdynamikregelsysteme Anti-Blockier-System, Antriebsschlupfregelung und Elektronisches Stabilitätsprogramm. Zur Durchführung einer Regelung der Fahrdynamik muss der aktuelle Fahrzustand ermittelt und überwacht werden. Einige relevante Zustandsgrößen können jedoch nur mit hohem finanziellem Aufwand messtechnisch erfasst werden, sodass sich in der Industrie die Schätzung des Fahrzustands durch geeignete mathematische Modelle durchgesetzt hat. Diese müssen während der Fahrt in Echtzeit genügend genaue Ergebnisse liefern, um eine Fahrdynamikregelung durchzuführen. Der vorliegende Beitrag beschreibt die simulationsgestützte Auswahl eines geeigneten Beobachtermodells für die Fahrzustandsschätzung eines 4WD Elektrofahrzeugs. Darüber hinaus wird der ausgewählte Fahrzustandsbeobachter in einem realen Fahrzeug implementiert. Für die modellbasierte Schätzung des Fahrzustandes eines 4WD Elektrofahrzeugs mit Einzelradantrieben ist zunächst ein entsprechendes Fahrzeugmodell zu erstellen. Dabei muss darauf geachtet werden, alle fahrdynamisch relevanten Größen einzubeziehen, aber gleichzeitig die Anzahl der Zustandsgrößen möglichst gering zu halten. Das entwickelte Modell wird zum Aufbau eines zeitdiskreten Zustandsbeobachter verwendet, der mit der im Fahrzeug verfügbaren Sensorik die benötigten aber nicht direkt messbaren Größen mit Hilfe der Modellgleichungen schätzt. Nach der simulationsgestützten Entwicklung und Validierung der Beobachterstruktur hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeit wird die Implementierung in ein reales Fahrzeug mit Hilfe einer Rapid Control Prototyping Steuergerätelösung durchgeführt. In einem Fahrversuch sollen die Einsatzfähigkeit und die Robustheit des gewählten Beobachters mit Hilfe eines Fahrdynamik-Messsystems überprüft werden. Dazu werden Vorschläge für mögliche Fahrmanöver gegeben und eine Inertialmessplattform verwendet, deren Sensorik eine sehr viel höhere Genauigkeit aufweist (zusätzlich GPS-gestützt). Somit kann die Dynamik des Fahrzeugaufbaus mit einem redundanten Messsystem erfasst und mit den Ergebnissen des Beobachters verglichen werden.
Implementierung und Test eines Beobachtermodells für die Fahrzustandsschätzung eines 4WD Elektrofahrzeugs
2011
8 Seiten, 6 Bilder, 7 Quellen
(nicht paginiert)
Conference paper
German
Personenkraftwagen , Elektroantrieb , Allradantrieb , Einzelradantrieb , Fahrdynamik , Beobachter (Regelungstheorie) , Beobachtung , mathematische Modellierung , Zustandsschätzung , Zustandsüberwachung , zeitliche Auflösung , Sensorik , schnelle Prototypentwicklung , elektrisches Steuergerät , Fahrverhalten , Trägheitsplattform , Messplattform , Dynamik , Karosserie , redundante Auslegung
Fahrzustandsschätzung auf Basis eines nichtlinearen Zweispurmodells
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