Dieser Beitrag stellt Strategien zur Verbesserung der Fahrdynamik eines Kraftfahrzeuges vor. Durch aktive Eingriffe eines Regelungssystems können kritische Fahrsituationen, in denen der Fahrer zu spät und dann zu heftig reagiert, vermieden werden. Die Automobilindustrie hat in den letzten Jahren und Jahrzehnten viel Energie und Ressourcen in die Entwicklung derartiger Systeme investiert. Die letzte Entwicklungsstufe aus einer Fülle von Möglichkeiten zur Stabilisierung kritischer Fahrzustände, die die serienmäßige Einführung erfahren hat, ist die Stabilisierung durch gezielte Bremseingriffe am einzelnen Rad. Traditionell werden solche Systeme zuerst in großen Limousinen der gehobenen Preisklasse in den Markt eingeführt. Beobachtet man die Entwicklung der letzten zwei Jahrzehnte, so ist davon auszugehen, dass auch Konzepte wie z. B. die Überlagerung eines zusätzlichen Lenkwinkels an den Vorderrädern ihren Weg in die Mittelklasse finden werden. Diese historisch gewachsene Funktionalität der Fahrdynamikregelungen resultiert jedoch in erhöhter Komplexität der Regelstrategien und birgt schlussendlich die Gefahr konkurrierender Wirkung der Regelkreise untereinander. Dieser Umstand bildet den Ausgangspunkt für die Entwicklung einer Fahrdynamikregelung, die die inhärenten Nichtlinearitäten des Fahrzeuges berücksichtigt und Fragestellungen nach Stabilität unabhängig von der hinzugefügten Funktionalität macht. Im Rahmen dieses Beitrages beschränken sich in einem ersten Schritt die Untersuchungen, die Querbewegung sowie die Drehbewegung des Fahrzeuges um seine Hochachse (Gierbewegung) durch Regelung zu beeinflussen, auf den Eingriff in die Lenkung an den Vorderrädern. Die Vorteile gegenüber einem gezielten Bremseingriff liegen hierbei auf der Hand. Unter der Annahme, dass die maximale vom Reifen übertragbare Kraft F(max) richtungsunabhängig ist und der Fahrzeugschwerpunkt in der Mitte zwischen Vorder- und Hinterachse liegt, ist der Hebelarm zur Erzeugung eines korrigierenden Giermoments beim Lenkeingriff günstiger als beim gezielten Abbremsen einzelner Räder.
Fahrdynamikregelung mit differentialgeometrischen Methoden der Regelungstechnik
2005
20 Seiten, 7 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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