Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine gesamtheitliche Betrachtung von aktiven Lenksystemen zur Umsetzung von Assistenzfunktionen zu liefern. Die Beherrschung der Komplexität und die Erweiterung des bestehenden Funktionsspektrums sind nur durch eine Zentralisierung von Berechnungen und ein neues Ansteuerkonzept möglich. Mit dem Lenkstrangkoordinators aus dieser Arbeit lässt sich erstmals eine vernetzte Ansteuerung der beiden aktiven Lenkungen realisieren. Bestehende Einschränkungen bei der Umsetzung der Lenkeingriffe werden aufgehoben. Das natürliche Lenkgefühl als wichtige Informationsquelle für den Fahrer ändert sich nicht. In der Architektur des Konzepts werden gleichzeitige Anforderungen durch entsprechende Priorisierungen berücksichtigt und für potentielle Fehlerfälle Rückfallebenen vorgesehen. (Zur Kompensationsberechnung wird als neues Verfahren die referenzmodellbasierte Störgrößenaufschaltung vorgestellt. Für den Einsatz als Referenz- und Prädiktionsmodell ist eine sehr genaue Berechnung der Zahnstangenkraft und des Handmoments notwendig. Die vorangegangenen Kapitel zeigen eine auf die Anwendung zugeschnittene Nachbildung des Lenkstrangs. Der Einsatzbereich erstreckt sich von sehr kleinen Lenkmomenten zur Kurshaltung bei Geradeausfahrt bis in den fahrdynamischen Grenzbereich. Eine Online-Adaption des Modells auf Basis des Handmoments stellt die Gültigkeit bei Varianz der Parameter sicher. Die Kompensationsberechnung wird als Modul zur vernetzten Ansteuerung im Koordinator integriert und ermöglicht Lenkwinkel ohne Rückwirkungen auf den Fahrer einzustellen. Die Winkelüberlagerung und die elektrische Lenkunterstützung beeinflussen gegenseitig den Bedarf an elektrischer Energie aus dem Bordnetz. Für diese spezielle Anwendung wird erstmalig in einer Untersuchung am Realfahrzeug sichergestellt, dass unter kritischen Bedingungen stets eine ausreichende Leistungsbereitstellung für die Lenksysteme erfolgt. Eine dynamische Anpassung der Lenkübersetzung ermöglicht einen störungsfreien Betrieb an der Leistungsgrenze der Lenkunterstützung, ohne haptische Nachteile für den Fahrer zu erzeugen. Der notwendige Informationsfluss, die neu eingeführte funktionale Kopplung und die resultierende Systemreaktion wird im Detail beschrieben und die Wirksamkeit im Fahrzeug nachgewiesen. Das Modul vervollständigt den Funktionsumfang des Koordinators. Das durch den Lenkstrangkoordinator neu erarbeitete Potential zur Unterstützung des Fahrers wird zur Lenkassistenz genutzt. Funktionen zur Steigerung der Agilität, der Stabilität und des Komforts fordern Lenkeingriffe über den Koordinator und die vernetzte Ansteuerung an. Neben der theoretischen Herleitung des Prinzips wird jede Funktion prototypisch umgesetzt. Eine freie Einstellung des vom Fahrer wahrgenommenen Eigenlenkverhaltens, die Erhöhung der Stabilität des Fahrzeugs bei Beschleunigungsmanövern auf µ-split Fahrbahnen ist ebenso wie die enge Spurführung durch winkelbasierte Eingriffe ohne störende Rückwirkungen auf das Lenkmoment möglich.
Driver assistance functions are growing in number and complexity. In many cases active steering systems are used as actuator for angle and torque superposition. To cope with the demands in this work the concept of a steering coordinator is In the analysis two focuses are set. An energetic integration is introduced to pgrueasreanntteede. the stability of the power supply system and to prevent catch up of the steering system. The reference model based disturbance feedforward control is presented as a new control approach. The steering systems can be actuated for driver assistance functions without disturbance to the driver. The function modules of the coordinator and three assistance functions are developed theoretically and the effectiveness is proved based on a prototypical implementation. This work shows a holistic concept of the functional requests, through to the centralized calculation and the system reactions in the car.
Energetische und funktionale Vernetzung von aktiven Lenksystemen
Audi Dissertationsreihe ; 77 ; 1-147
2013
147 Seiten, Bilder, Tabellen, 169 Quellen
Theses
German
aktive Lenkung , Störgrößenaufschaltung , Nachbildung , Kurshaltung , Lenksystem , Einsatzbereich , Lenkmoment , Informationsquelle , Zahnstange , Varianz , Lenkübersetzung , Informationsfluss , Fahrerunterstützung , Lenkungswinkel , Bordnetz , Spurführung , Fahrbahn , Energieintegration , Stromversorgungssystem
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