Fahrdynamik by Martin Schünemann

Autor:Martin Schünemann
Die sprache: deu
Format: epub
Herausgeber: Walter de Gruyter
veröffentlicht: 2018-03-14T16:00:00+00:00

4.3Erweiterter Radbeobachter mit Reifenkraftschätzung

Die Vorteile des elektrischen Einzelradantriebs, der präzise Drehmoment- und Drehzahlinformationen für jedes Rad liefert, werden in der bisherigen Beobachterstruktur noch nicht völlig ausgeschöpft. Bisher schätzt der Radbeobachter die Drehzahl des Rades mit Motordrehmoment, Bremsmoment und (geschätzter) Reifenlängskraft als Eingangsgrößen sowie Raddrehzahl als Messgröße, während nach der Radschlupfschätzung wiederum die Reifenkraft mittels schlupfbasiertem Reifenmodell berechnet wird. Bei hohen Werten für der Beobachterverstärkung wird der Messung der Raddrehzahl stärker vertraut, was bis zu einem bestimmten Maße die Schlupfschätzung verbessern kann. Die Qualität der Reifenkraftschätzung hängt jedoch nach wie vor von der Genauigkeit der benötigten Reifenmodellparameter ab. Eine Identifikation beziehungsweise Online-Schätzung dieser Parameter ist nur mit großem Aufwand möglich [44]. Zudem sind für die Anwendung entsprechender Line-Fitting-Algorithmen oder Maximum-Likelihood-Ansätze hohe Schlupfwerte notwendig, was in normalen Fahrsituationen eher unwahrscheinlich ist. Derartige Verfahren werden deshalb bisher hauptsächlich bei der Bestimmung des maximalen Reibbeiwertes beziehungsweise des kritischen Schlupfwertes während einer ABS-Bremsung eingesetzt [81]. Um die Abhängigkeit von den Parametern des Reifenmodells zu eliminieren, wird im Folgenden ein erweiterter Radbeobachter entwickelt, der gleichzeitig die Raddrehzahl und die Reifenlängskraft schätzt. Bekannte Ansätze zur Schätzung der Reifenlängskraft [2, 27] berechnen die Winkelbeschleunigung des Rades durch numerische Differentiation der Radgeschwindigkeit und lösen die Differentialgleichung der Raddynamik in (2.30) nach der Reifenlängskraft FWTx auf. Dies verstärkt die Fehler durch Messrauschen und Quantisierung des Sensorsignals und muss durch entsprechende Maßnahmen verringert werden, wobei beispielsweise eine Filterung des Signals einen unerwünschten Phasenversatz hervorruft.

Zur Schätzung der Längskraft des Reifens F̂WTx wird diese als unbekannte Störgröße behandelt und auf der Grundlage eines Störgrößenmodells geschätzt. Der Einfachheit halber soll die nicht messbare Störung der Reifenlängskraft als Ausgang eines Integrators mit unbekanntem Eingang F WTxD modelliert werden.

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