Öttgen, Oliver; Bertram, Torsten:

Entwicklung eines Sollwertgenerators für fahrdynamische Regelungssysteme. Development of a set value generator for active automotive safety systems

In: Steuerung und Regelung von Fahrzeugen und Motoren
Düsseldorf : VDI - Berichte ; 1828 (2004), S. 485-495
ISBN: 3-18-091828-4
Buchaufsatz / Kapitel / Fach: Maschinenbau
Abstract:
Aktive Stabilisatoren stellen eine kostengünstige Alternative für aktive Fahrwerke zur Regelung der Wankdynamik und Beeinflussung des Eigenlenkverhaltens eines Fahrzeugs dar. Für die Wankstabilisierung wird ein PIDT1-(Proportionaler plus Integrierender plus Differenzierender mit einer Zeitkonstante-)Regler verwendet, der mit Hilfe des Frequenzkennlinienverfahrens anhand eines vereinfachten echtzeitfähigen Fahrzeugmodells ausgelegt wurde und ein Gesamtstabilisatormoment liefert. Die Verteilung dieses Moments auf die Vorder- und Hinterachse zur Beeinflussung der Gier- und Querdynamik erfolgt bei dem echtzeitfähigen Modell zunächst mit Fuzzy-Logik in Abhängigkeit der aktuellen Querbeschleunigung bezogen auf die bei dem Reibwert maximal mögliche Querbeschleunigung, des Reibwertes selbst und der Längsgeschwindigkeit. Das geregelte vereinfachte Modell dient dann als fahrdynamischer Sollwertgenerator mit der Größe Gierwinkelgeschwindigkeit für eine Modellfolgeregelung des Fahrzeugs, wobei die Stellgrößen des Referenzmodells außerdem für eine Vorsteuerung verwendet werden. Das Fahrzeug wird dabei durch ein dreidimensionales und verifiziertes Fahrzeugmodell ersetzt. Dieser Ansatz bietet das Potenzial für eine Integration von aktiven Brems-, Feder-, Dämpfer- und Lenksystemen, die über die entsprechenden Stellgrößen berücksichtigt werden können. Die Simulationsergebnisse der Modellfolgeregelung zeigen, dass das aktive Fahrzeug den Insassen durch Verminderung der Wankbewegungen und Kompensation der Seitenneigung mehr Komfort bietet. Aufgrund der Wankreduzierung erhöhen sich die übertragbaren Seitenführungskräfte, was eine größere maximale Querbeschleunigung und mehr Sicherheitsreserven zur Folge hat. Ein neutraler eingestelltes Fahrverhalten bei Kurvenfahrt führt darüber hinaus zu einem verbesserten Handling, das sich durch einen deutlich geringeren Lenkwinkelbedarf äußert. Die Struktur des Referenzmodells erlaubt zurzeit nur einen Einsatz in einem begrenzten Arbeitsbereich, da in hochdynamischen Bereichen das Reifenmodell an seine Grenzen stößt.