Aspekte der Simulation und Regelung der Querdynamik von Kraftfahrzeugen (PDF)

Die Regelungsaufgabe des Fahrers im Straßenverkehr wird zunehmend komplexer. Durch den Einsatz von modernen Regelungssystemen kann sich der Fahrer wieder auf die reine Fahraufgabe konzentrieren. In dieser Forschungsarbeit werden Themen aus den Bereichen Lenkungssystem, Regelungskonzepte und Zustandsbeobachter bearbeitet. Das dynamische Verhalten von Fahrzeugen stellt einen wichtigen Teil der aktiven Fahrzeugsicherheit dar. Jedes Fahrzeug stellt zusammen mit seinem Fahrer und der Umwelt ein eigenes closed-loop Regelsystem dar. Der Forschungsschwerpunkt dieser Studie liegt auf der Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Fahrzeugen mithilfe der Simulation und auf der Entwickelung neuer Regelungsstrategien für Lenkungssysteme. Abschließend werden die gefundenen Ergebnisse nach ihrem spezifischen Nutzen zusammengefasst und verschiedene Systeme durch Mittelwertbildung über alle Manöver gegenübergestellt. Analytische Vorüberlegungen zu den verschiedenen Regelungssystemen ergaben, dass nur eine Kaskadenregelung die Möglichkeit bietet, die Kopplung der beiden querdynamischen Freiheitsgrade eines Fahrzeugs zu beeinflussen und dadurch, z.B. den stationären Schwimmwinkel zu verringern. Darüber hinaus wird das Zusammenwirken von Fahrer, Fahrzeug und Regelungssystem beschrieben, wobei auch die Grenzen der automatisierten Fahrzeugregelung deutlich werden, die sich im Wesentlichen durch die Beschränkungen heutiger Sensoren begründen. Deswegen ist ein Regelungssystem heute allenfalls in der Lage, dem Fahrer die Aufgabe der Fahrzeugstabilisierung abzunehmen. Lenkungstechnik ist eine neue Aufgabe für Elektrofahrzeuge. Die klassischen Lenkungssysteme und die zugehörigen Assistenzsysteme basieren auf Mechanismus und Assistenzelektronik. Die Struktur ist für ein reines Elektrofahrzeug nicht geeignet. Deswegen ist eine neue Forschung für Lenksysteme erforderlich. Die Studie kann nicht nur als Referenz für die Entwicklung, sondern auch als Studienhilfe für Studenten, die eine Prüfung bezüglich Fahrzeugdynamik oder Regelungstechnik für Fahrzeuge vorbereiten, benutzt werden.