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Steuerung und Regelung der Horizontaldynamik überaktuierter Fahrzeuge

Die zunehmende Elektrifizierung der Fahrzeuge eröffnet die Möglichkeit, zu verteilten Aktorkonfigurationen überzugehen, bei denen letztlich jedes Rad einzeln angetrieben, gebremst und gelenkt werden kann. Dies führt auf ein System, das über mehr Stellelemente verfügt als zur Vorgabe der ebenen Fahrzeugbewegung eigentlich erforderlich sind. Die Steuerung und Regelung solcher überaktuierter Fahrzeuge unter gezielter Nutzung der nicht zur Vorgabe ihrer Horizontalbewegung benötigten Stelleingriffsmöglichkeiten (z.B. zur Fahrsicherheitserhöhung oder Erzielung von Fehlertoleranz) ist Gegenstand dieses Projekts.

Ausgewählte Publikationen:

  • Orend, R.: Integrierte Fahrdynamikregelung mit Einzelradaktorik – Ein Konzept zur Darstellung des fahrdynamischen Optimums. Berichte aus der Steuerungs- und Regelungstechnik, Shaker Verlag, Aachen, 2007.
  • Moseberg, J.-E., Roppenecker, G.: Steuerung und Regelung der horizontalen Fahrzeugbewegung mit Einzelradaktorik. at-Automatisierungstechnik 62 (2014), zur Veröffentlichung angenommen.

Zwei-Freiheitsgrade-Konzepte für die Fahrzeug-Vertikaldynamik

Steuerungs- und Regelungskonzepte in Zwei-Freiheitsgrade-Struktur zeichnen sich dadurch aus, dass damit Führungs- und Störverhalten weitgehend unabhängig voneinander eingestellt werden können. Gegenstand dieses Projekts ist die Anwendung solcher Strukturen auf die Steuerung und Regelung der Fahrzeug-Vertikalbewegung mit Hilfe unterschiedlicher Aktorkonfigurationen. Es sollen die sich dadurch ergebenden Potentiale zur Verbesserung der Fahrzeugreaktion auf Fahrerlenk- und -bremseingriffe (= Führungsverhalten) bei gleichzeitig verminderter Fahrzeugreaktion auf Straßenunebenheiten (= Störverhalten) ausgelotet werden.

Ausgewählte Publikationen:

  • Löhe, K., Fischer, F., Roppenecker, G.: Modellbasierter Steuerungsentwurf für die Vertikaldynamik eines Fahrzeugs mit aktiver Federung. VDI-Berichte Nr. 2196 (VDI-Tagung AUTOREG 2013), VDI Verlag, Düsseldorf 2013, S. 445-450

Hierarchische Antriebsstrangsteuerung und –regelung von Parallelhybridfahrzeugen

In Hybridfahrzeugen sorgt ein Verbrennungsmotor zusammen mit einer elektrischen Maschine für den Vortrieb. Die E-Maschine eröffnet dabei nicht nur die Möglichkeit der Verbrauchsreduzierung, sondern bietet aufgrund ihrer gegenüber dem Verbrennungsmotor höheren Dynamik und besseren Regelbarkeit gleichzeitig die Möglichkeit der Realisierung neuer Funktionen (u. a. im Rahmen der Getriebesteuerung). Zur systematischen Darstellung des Potentials und Beherrschung der Komplexität wird im Projekt eine hierarchische Strukturierung der Steuerung und Regelung für den gesamten Hybrid-Antriebsstrang von der Fahrervorgabe bis hin zum sich einstellenden Raddrehmoment entwickelt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die untere, für die Motor- und Getriebeansteuerung letztlich zuständige Ebene gelegt, da dort die Funktionsvorteile zum Tragen kommen.

Ausgewählte Publikationen:

  • Michalka, A., Orend, R., Roppenecker, G., Wurmthaler, C.: Modellbasierte Steuerungsberechnung für Doppelkupplungsgetriebe als Teil eines neuen Gesamtkonzepts zur Getriebesteuerung und –regelung. at-Automatisierungstechnik 57 (2009), S. 230-237.
  • Michalka, A., Roppenecker, G.: Kupplungsschlupfregelung als Teil eines Gesamtkonzepts zur Antriebsstrangsteuerung eines Parallelhybridfahrzeugs. VDI-Berichte Nr. 2196 (VDI-Tagung AUTOREG 2013), VDI Verlag, Düsseldorf 2013, S. 121-132.