Methoden zur integralen Absicherung von Fahrwerksregelfunktionen

Von:

Max Philipp May

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In dieser Arbeit wird ein Konzept zur integralen Absicherung von Fahrwerksregelfunktionen vorgestellt. Dabei werden als Fahrwerksaktoren radindividuelle Bremsmomente, eine Hinterachslenkung und ein Torque-Vectoring Differenzial betrachtet. Es wird ein nichtlineares Zweispurmodell zur Simulation und ein vereinfachtes Zweispurmodell für online Berechnungen hergeleitet und anhand von Messungen validiert. Das vereinfachte Zweispurmodell wird in einem erweiterten Kalman Filter zur Fahrzustandsschätzung und Fehlerdiagnose für die gemessene Längs-, Querbeschleunigung und Gierrate verwendet. Das erweiterte Kalman Filter wird mit einem Beobachter mit unbekannten Eingängen zur Störgrößenentkopplung kombiniert, um falsch-positive Detektionen durch Straßenneigung zu vermeiden. Nachfolgend wird ein modellprädikitver Optimierungsalgorithmus zur adaptiven Reduktion der Stellgrößen präsentiert. Dieser nutzt die abgesicherte Zustandsschätzung des erweiterten Kalman Filters als Anfangsbedingung. Beim Auftreten zu großer Abweichungen von einem aus den Fahrereingaben berechneten Referenzverhalten werden die Stellgrößen als Lösung des Optimierungsproblems entsprechend reduziert. Die Abstimmung des Algorithmus erfolgt über die Festlegung der tolerierbaren Abweichung von der Referenztrajektorie. Durch Anpassen der physikalischen Parameter kann die Funktion auf beliebige Fahrzeugmodelle angewendet werden. Dadurch wird die Freigabe neuer Softwarestände von Fahrwerksregelsystemen bei Prototypen erleichtert und beschleunigt.