Starke Beschleunigungsvorgänge in schweren Nutzfahrzeugen führen aufgrund elastischer Bauteile im Fahrzeug zu Schwingungen im Antriebsstrang. Diese übertragen sich über den gefedert gelagerten Rahmen des Fahrzeuges auf das Fahrerhaus und somit auch auf die Fahrzeuginsassen. Neben dem dadurch stark verminderten Fahrkomfort ist der erhöhte Verschleiß der Antriebsstrangkomponenten ein schwerwiegender Nachteil. Auf der anderen Seite ist eine hohe Dynamik in den Beschleunigungsvorgängen für ein zügiges Vorankommen der schweren Fahrzeuge unabdingbar. Daher ist es das Ziel heutiger Forschung, neben einem schnellen Ansprechverhalten einen hohen Fahrkomfort in modernen Nutzfahrzeugen zu garantieren. Zunächst wird in dieser Arbeit auf den Aufbau und die Modellierung des Antriebsstrangs und des Fahrerhauses eingegangen. Dabei wird zwischen einem detaillierten Simulationsmodell, welches die Basis der Validierung der entwickelten Konzepte darstellt, und einem vereinfachten Reglermodell unterschieden. Um die Güte dieser Modelle zu optimieren und zu beurteilen wird die Identifikation dieser vorgestellt sowie deren Ergebnisse Messdaten von Testfahrten mit einem Nutzfahrzeug gegenübergestellt. Dabei findet eine Erweiterung bereits bestehender Identifikationsverfahren statt. Als Grundlage für die Beurteilung verschiedener Regelungskonzepte werden Bewertungskriterien für die beiden Optimierungsziele Dynamik und Komfort vorgestellt. Aufgrund des subjektiven Komforteindrucks des Fahrers erfolgt die Bewertung des Komforts dabei über ein mehrstufiges Verfahren. Nachdem die Grundlage für die Regelung und deren Bewertung geschaffen wurde, erfolgt die Diskussion dreier verschiedener Regelkonzepte, welche den oben genannten Zielkonflikt lösen können. In Kombination mit verschiedenen Reglertypen folgt eine detaillierte Validierung auf Basis des Simulationsmodells und der Bewertungsverfahren. Dabei werden die schon erwähnten Aspekte wie Rechenaufwand, Nebenbedingungen und Sicherheit berücksichtigt. Eine gesonderte Betrachtung der Nebenbedingung Signallaufzeiten und deren Auswirkung auf die Performance eines Regelalgorithmus sowie mögliche Kompensationsmaßnahmen erfolgt. Um die bereits erwähnten Probleme der Modellvereinfachung und der Umwelteinflüsse abzuschwächen sowie den Aufwand von Wartungsarbeiten und der Parametrierung zu vereinfachen, erfolgt eine Erweiterung der bereits vorgestellten Regelalgorithmen auf adaptive Systeme. Dabei werden zunächst unterschiedliche Schätzalgorithmen vorgestellt und miteinander verglichen. Abschließend erfolgt eine Validierung der adaptiven Regelkonzepte.
Adaptive Antriebsstrangregelung für die Optimierung des Fahrverhaltens von Nutzfahrzeugen
2008
212 Seiten, Bilder, Tabellen, 115 Quellen
Theses
German
Adaptive Antriebsstrangregelung für die Optimierung des Fahrverhaltens von Nutzfahrzeugen
Catalogue medicine | 2009
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