In dieser Arbeit wurde ein Konzept zur Regelung eines radnahen elektrischen Einzelradantriebs während der ABS-Bremsung entwickelt. Hierbei wurden zwei Zielsetzungen verfolgt. Erstens der Entwurf eines Reglers, der während der ABS-Bremsung auftretende Antriebsstrangschwingungen mit Hilfe der elektrischen Antriebsmaschinen aktiv dämpft. Zweitens die Entwicklung einer Methode zur Aufteilung des Bremsmoments auf die Reibungsbremse und die elektrischen Antriebsmaschinen unter mehreren Randbedingungen und unter Berücksichtigung eines torsionsweichen Antriebsstrangs. Beide Zielsetzungen stehen dabei in einem engen Zusammenhang, weil eine Aufteilung des Bremsmoments mit hoher Dynamik nur effektiv möglich ist, wenn eine ausreichende Dämpfung der Antriebsstrangschwingungen gewährleistet ist. Gleichzeitig muss der Regler zur Schwingungsdämpfung so gestaltet sein, dass die hohe Dynamik der E-Maschine erhalten bleibt. Zur Erfüllung der ersten Zielsetzung dieser Arbeit wurde eine Zustandsrückführung zur Dämpfung der Antriebsstrangschwingungen entwickelt. Gegenüber anderen Veröffentlichungen wurde zur Auslegung der Rückführparameter das vollständige lineare Antriebsstrangmodell mit Reifen-Fahrbahn-Kontakt und Aggregatelagerung verwendet. Dadurch konnte zum einen die Reglerverstärkung explizit für den ABS-Arbeitspunkt angepasst werden. Zum anderen konnte der Einfluss der Aggregatebewegung bei der Auslegung der Zustandsrückführung berücksichtigt werden. Durch eine Erweiterung der Zustandsrückführung um eine dynamische, modellgestützte Führungsgrößenaufschaltung konnte die Stelldynamik der E-Maschine bei der Umsetzung einer externen Drehmomentanforderung signifikant verbessert werden. Die Robustheit des Reglerentwurfs gegenüber einer Änderung des Reifenbetriebspunkts wurde im Rahmen einer Stabilitätsanalyse nachgewiesen. Durch die Analyse des Zeitverhaltens wurde gezeigt dass der so geregelte elektrische Antrieb hinsichtlich seiner Stelldynamik die gleichen Potentiale wie eine Reibungsbremse besitzt. Zur Erfüllung der zweiten Zielsetzung dieser Arbeit wurde ein regelbasierter Control Allocator entwickelt der das gesamte angeforderte Bremsmoment auf E-Maschine und Reibungsbremse aufteilt. Der Control Allocator stellt einen geschlossenen Ansatz dar, der durchgängig von der Rekuperation bis in die ABS-Regelung verwendet werden kann. Der elektrische Antrieb stellt dabei sowohl niederdynamische als auch hochdynamische Anteile der Bremsmomenten-Anforderung. Die Aufteilung des Bremsmoments auf beide Aktoren erfolgt auf Basis parametrierbarer Regeln, mit denen eine Gewichtung verschiedener Zielgrößen vorgenommen werden kann. Es wurden der Regler zur Schwingungsdämpfung und der Control Allocator zur Aufteilung des Bremsmoments durch Messungen mit dem Versuchsfahrzeug validiert. Eine Programmablaufsteuerung mit Interrupts gewährleistete dabei eine Minimierung der Latenzzeiten und stellt neben der optimierten Vernetzungsarchitektur eine wesentliche Voraussetzung für die erfolgreiche Übertragung der entwickelten Funktionen in das Versuchsfahrzeug dar. In den Messungen konnte sowohl auf trockenem als auch auf nassem Asphalt eine signifikante Reduzierung der Antriebsstrangschwingungen mit positiven Auswirkungen auf Bremsstabilität und Bremsweg nachgewiesen werden.


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    Titel :

    Regelung radnaher elektrischer Einzelradantriebe während der ABS-Bremsung


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2014


    Format / Umfang :

    164 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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