Der entwickelte Regler weist eine allgemeine Matrixstruktur auf, die eine vollstaendige Entkopplung der drei Freiheitsgrade Huben, Wanken, Nicken ermoeglicht. Die Reglerparametrierung erfolgt durch die Vorgabe eines Wunschverhaltens fuer Huben, Wanken, Nicken und durch die Angabe der Parameter des ungeregelten Fahrzeugs. Eine lineare Iteration liefert direkt die notwendigen Reglermatrizen. Der Entwurf ist auf diese Weise äußerst flexibel und garantiert immer Stabilität. Erstmalig ist durch eine einheitliche Wunschvorgabe die Definition eines neuen Komfortstandards möglich, der für unterschiedlichste Fahrzeuge gleichermaßen eingestellt werden kann. Auf diese Weise sind Plattformkonzepte realisierbar, d.h. unterschiedliche Aufbauten werden von demselben Fahrwerk getragen. Die Dynamik des Aufbaus wird jeweils durch die Regelung angepaßt. Neben der verallgemeinerten Reglerstruktur wird durch eine direkte Ventilansteuerung ohne unterlagerter Plungerlageregelung ein neuer Weg beschritten, der weitere Designfreiheitsgrade und Kostenreduktionspotential mit sich bringt. Das analytische Reglerdesign eröffnet weiterhin die Möglichkeit, durch eine On-Line-Identifikation einen adaptiven Regelalgorithmus zu entwerfen, der die Reglerparameter im Fahrbetrieb an Parameteränderungen (z.B. durch Zuladung) anpaßt und so ein Komfortverhalten garantiert, daß von Parameterschwankungen unabhängig ist.
Das gesamte Designverfahren wird durch das analytische Vorgehen auf einen Parameter alpha zurückgeführt. Über die alpha -Variation ist eine kontinuierliche Abstufung zwischen maximalem Komfort und damit verknüpftem maximalen Energieaufwand sowie eine Minimalfunktionalität mit sehr geringem Energieverbrauch möglich. Der Designzyklus ist automatisiert und erlaubt innerhalb kürzester Zeit die Anpassung des Reglers im Fahrzeug an ein Wunschverhalten. Dies war ein wesentliches Ziel, um das Fahrwerksdesign in der Serienentwicklung effizient zu gestalten.
Um die gesamte Funktionalität der aktiven Feder zu gewährleisten, ist der Reglerentwurf zudem mit einem Verfahren zur Berechnung der passiven Feder-Dämpferelemente ausgestattet worden. Die Bestimmung der Fahrzeugparameter erfolgt durch ein spezielles Identifikationsverfahren, daß im Rahmen dieser Arbeit entwickelt wurde. Die aktive Feder bietet die Möglichkeit, ein Wankmoment aus Kurvenfahrt variabel zwischen Vorder- und Hinterachse abzustützen. Dieser Eingriff stellt die Schnittstelle zwischen Vertikal- und Querdynamik dar. Die Eingriffsmöglichkeit wird explizit in den Reglerentwurf integriert und eine vereinfachte Steuerstrategie im Fahrzeug implementiert. Die Strategie erzielt über einen weiten Dynamikbereich hinweg ein neutrale Abstimmung, zeigt aber in kritischen Situationen ein sehr gutmütiges Verhalten.
Verglichen mit bisherigen Regelungskonzepten spart der hier entwickelte Ansatz auf der einen Seite Sensorik ein und bietet auf der anderen Seite einen sehr viel direkteren Eingriff in die Systemdynamik. Dadurch konnte ein entscheidender Vorteil gegenüber den bisherigen Verfahren mit unterlagerter Plungerlageregelung erzielt werden. Gleichzeitig wurde das Designverfahren zur Bestimmung der Reglermatrizen vereinfacht.
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Tag der mündlichen
Pruefung: 22. November 1996 1. Berichter: Prof. Dr.-Ing. H.-P. Willumeit 2. Berichter: Prof. Dr.-Ing. I. Hartmann Universitätskürzel: D83 |
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