Löhe, K: Ein modellgestütztes Konzept zur fahrbahnadaptiven

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist der Entwurf eines Regelungskonzeptes für ein Fahrzeug mit vollaktiver Federung. Es gilt hierbei, Fahrkomfort und -sicherheit über die Grenzen der passiven Fahrwerksauslegung hinaus zu steigern. Kerngedanke der Arbeit ist die explizite Berücksichtigung von zeitvarianten Fahrbahneigenschaften beim modellgestützten Entwurf. Die Unebenheit der Fahrbahn kann als stochastisches Signal mit überlagert auftretenden Einzelhindernissen modelliert werden. Da sich diese beiden Anteile in ihrer Charakteristik stark unterscheiden, soll ihnenmit zwei unterschiedlichen, parallelen Regelungskonzepten begegnet werden. Für den stochastischen Anteil wird ein neues approximatives Entwurfsmodell niedriger Ordnung vorgestellt. Dies ermöglicht dessen Berücksichtigung beim Entwurf eines quadratisch optimalen Reglers. Zur Schätzung der Fahrzeug- und Unebenheitszustände wird ein Kalman-Filter am um das Modell der Unebenheit erweiterten Streckenmodell entworfen. Zur Berechnung von Regler und Filter werden die unbekannten und zeitvarianten Parameter des Unebenheitsmodells benötigt, weshalb ein Recursive-Least-Squares-Algorithmus zur Online-Identifikation eingesetzt wird. Dies ermöglicht die Adaption von Regler und Filter auf die aktuelle Unebenheitsbeschaffenheit. Für zusätzlich auftretende Einzelhindernisse wird eine fahrbahnadaptive Detektion vorgestellt, was eine Separation der Einzelhindernisse vom stochastischen Unebenheitsverlauf ermöglicht. Die negativen Auswirkungen der Einzelhindernisse werden im Anschluss mittels modellgestützter Störgrössenaufschaltung gemindert. Hierzu werden neue Bewertungskriterien vorgeschlagen. Ein Entwurf in Zwei-Freiheitsgrade-Struktur ermöglicht es, das vertikaldynamische Fahrzeugverhalten in Bezug auf Anregungen durch Unebenheiten einerseits und durch die Horizontaldynamik andererseits separat voneinander einzustellen. Für letzteres wird eine geeignete Steuerung vorgestellt. Weiterhin wird gezeigt, wie die Robustheit der