Steuerung und Regelung des Lenkradmoments durch Nutzung radselektiver Frontantriebe

Der Energiebedarf von Fahrzeugen ist neben dem Antriebssystem auch durch zahlreiche Unterstützungssysteme beeinflusst. Um den Energiebedarf zu senken, bietet sich daher eine funktionale Integration verschiedener Systemkomponenten an. So ermöglicht der Einsatz radselektiver Antriebe an der gelenkten Achse neben dem Vortrieb gleichzeitig die Umsetzung einer Lenkkraftunterstützung. Die vorliegende Arbeit stellt hierfür eine an Steuerungsverfahren konventioneller Lenkkraftunterstützungssysteme angelehnte Methode zur Steuerung radselektiver Antriebe mit dem Ziel einer Reduktion des Lenkradmoments vor. ... mehrDes Weiteren wird ein geregeltes Verfahren zur Lenkkraftunterstützung mittels radselektiver Antriebe unter Berücksichtigung der Fahrdynamik und des Energiebedarfs dargelegt. Der entwickelte optimale linear-quadratisch-integrale Regler erreicht eine hohe Regelgüte für das Lenkradmoment bei gleichzeitiger Gewährleistung der Fahrsicherheit. Darüber hinaus kann der Energiebedarf des Fahrzeugs auch im Vergleich zu einem Fahrzeug ohne Lenkkraftunterstützung gesenkt werden. Die Validierung erfolgt hierbei sowohl simulationsbasiert als auch in der Praxis mit einem Demonstratorfahrzeug im Maßstab 1:1,5.

Vehicle's energy demand is influenced not only by the drive train but also by numerous auxiliary systems. A functional integration of various system components is therefore an option to reduce the vehicle's energy demand. Thus, the use of wheel-individual drives on the steered axle simultaneously allows propulsion and a power steering function. For this purpose, the present thesis provides a open-loop control method for wheel-individual drives with the aim of reduced steering wheel torque based on the control procedures of conventional steering assistance systems. Furthermore, a closed-loop control method for power steering using wheel-individual drives is presented. ... mehrIn addition to the reduction of steering wheel torque, this method takes driving dynamics and energy demand into account. The proposed optimal linear-quadratic-integral controller achieves a high control quality for the steering wheel torque while ensuring driving safety. In addition, the energy consumption of the vehicle can be reduced even compared to a vehicle without power steering system. The validation is carried out using simulation as well as a demonstrator vehicle on a scale of 1:1.5.