Querregelung eines Versuchsfahrzeugs entlang vorgegebener Bahnen

Abstract

Um die im Verlauf der Fahrzeugentwicklung benötigten Fahrdynamikversuche reproduzierbar und objektiv auswertbar durchzuführen, wurde ein modellbasiertes Folgeregelsystem zur Durchführung von aggressiven Testszenarien entwickelt und in zwei Versuchsfahrzeugen mit einer echtzeitfähigen Hardware implementiert. Mit der Folgeregelung wird der Fahrzeugschwerpunkt mittels einer elektrischen Lenkmaschine einer Sollbahn nachgeführt. Die Sollbahnvorgabe ist so gestaltet, dass sowohl synthetisch vorgegebene Manöver als auch gemessene Bahnen verwendet werden können. Die Messung der Fahrzeugkoordinaten erfolgt über ein satellitengestütztes inertiales Koppelnavigationssystem. Die entwickelte Querregelung basiert auf einer Zwei-Freiheitsgrad-Struktur mit einer modellbasierten nichtlinearen Vorsteuerung und einer stabilisierenden linearen Regelung. Die entworfene Querregelung wurde in Simulationen und Fahrversuchen für verschiedene Testszenarien erprobt.

In course of the development of a passenger car reproducible driving tests are necessary, in order to characterize the vehicle dynamics objectively. Therefore, a path-following control to realize aggressive test scenarios has been developed and implemented in two test vehicles on a realtime platform. It guides the vehicle even under high lateral accelerations on a test track along predefined paths. The path-planning is either realized synthetically or based on the measurement of a driven path. The lateral regulation is realized by the use of a satellite-based inertial navigation system, a data recording system and a servo steering machine. The model-based path-following control has a two-degree of freedom structure with a model-based nonlinear feedforward and a stabilizing linear feedback control. The developed lateral control has been examined in simulations with a validated detailled vehicle model and tested experimentally in various test scenarios.