Lenkregler für Fahrzeuge mit hoher Schwerpunktlage

Jaschke, Klaus Peter

Die Lenkregelung mittels einer Leitdrahtspurführung stellt für einige Bereiche des öffentlichen Nahverkehrs als Fahrerassistenzsystem eine sehr gute Unterstützung des Busfahrers dar. Die vorliegende Arbeit befasst sich primär mit der Leitdrahtspurführung von Niederfluromnibussen. Einige querdynamische Untersuchungen erfolgen auch am Beispiel eines Kleinbusses, also ebenfalls eines Fahrzeugs mit erhöhter Schwerpunktlage. Die querdynamische Modellbildung kann durch unterschiedliche Modelle erfolgen. Für die Reglerauslegung wird ein lineares Einspurmodell verwendet. Für weitergehende Betrachtungen wird darüber hinaus das dynamische Wankmodell und ein in Simpack implementiertes Mehrkörpermodell vorgestellt. Die entscheidenden Koppelelemente zwischen Fahrzeug und Straße sind die Reifen. Sie übertragen die Längs- und Querkräfte vom Fahrzeug auf die Fahrbahn. Neben linearisierten Reifenmodellen, wird der mathematische Ansatz 'Magic Tyre Formula' und das 'HSRI' Reifenmodell, welches sich aus den Verformungsspannungen des Reifens berechnet, eingeführt. Vor dem querdynamischen Reglerentwurf erfolgt ein Vergleich und eine Analyse der Streckenmodelle. Insbesondere wird auf Parameterunsicherheiten der Fahrzeugmodelle und ihre Auswirkungen auf das Streckenverhalten eingegangen. Abschließend wird für den gesamten innerstädtischen Geschwindigkeitsbereich des Niederfluromnibusses ein H2-Regler ausgelegt und analysiert. Zusammen mit einer Parameternachführung wird der Regler im Niederfluromnibusses implementiert und verifiziert. Einige Versuchsergebnisse von Messfahrten werden als Abschluss des Projektes vorgestellt und analysiert.

The lateral control of busses operated in public transportation could be the next step in driver assistance. This paper presents the lateral guidance of a low floor bus where the lateral offset is measured from an electromagnetic field. The lateral vehicle dynamics is also examined with the Volkswagen Caravelle, a vehicle with a higher centre of gravity. The lateral dynamic of a vehicle can be modelled in different ways. For the design of the H2-controller a linearized single-track model was considered. Some further investigation include the roll dynamics of a vehicle and a complex multi-body system is also introduced. The vehicle and the road are coupled by the tires. They transmit the lateral and longitudinal forces from the vehicle to the road. This paper introduces besides one linearized model the mathematical approach of the 'Magic Tyre Formula' and the 'HSRI' tyre model. The different models of the vehicles are compared and analysed. In particular the uncertainties of the vehicles’ parameters are investigated and the effect to the lateral dynamic is discussed. Then a H2 controller is designed for the complete range of the velocity in a city. The controller and the implemented parameter scheduling are tested and verified. Some results from the testing are given and discussed.

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Jaschke, Klaus Peter: Lenkregler für Fahrzeuge mit hoher Schwerpunktlage. 2002.

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