Integrierte Querdynamikregelung eines überaktuierten Kraftfahrzeugs

Von:

Kay-Uwe Henning

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Diese Arbeit beschäftigt sich mit einer integrierten Querdynamikregelung eines überaktuierten Kraftfahrzeugs mit einer Überlagerungslenkung, einer Hinterachslenkung, einem Torque-Vectoring Getriebe und radindividuellen Bremsen. Dabei wird ein Konzept entwickelt, das sowohl die Regelung der Querdynamik und die optimale Verteilung der Stellgrößen der Systeme als auch die für eine Serienanwendung für die Regelung benötigte Zustands- und Reibwertschätzung enthält. Das vorgestellte Konzept berücksichtigt realistische Randbedingungen wie geneigte Fahrbahnen, Kuppen und Senken sowie sich ändernde Reibwertverhältnisse und Fahrten bis in den Grenzbereich und verwendet dabei lediglich in der Serie verfügbare Sensorik. Dafür wird zunächst auf die Modellierung der Fahrdynamik eingegangen. Es wird ein Simulationsmodell sowie ein vereinfachtes Fahrdynamikmodell aufgestellt und validiert. Darauf folgend wird das Konzept zur Zustands- und Reibwertschätzung vorgestellt, bei dem ein Divided Differences Kalman Filter zum Einsatz kommt. Die Algorithmen zur Berechnung des Wunschfahrverhaltens, der Stellgrößenoptimierung und der Ausgangsrückführung sowie die Implementierung der Algorithmen werden anschließend erläutert und diskutiert. Das vorgestellte Konzept wird simulativ und mit Hilfe eines Versuchsfahrzeugs auf trockener sowie mit Schnee bedeckter Fahrbahn validiert. Es kann gezeigt werden, dass eine signifikante Verbesserung des subjektiven als auch des objektiven Fahrverhaltens, insbesondere der Fahrstabilität und der Agilität, mit der integrierten Querdynamikregelung erreicht werden kann.