Modellbildung, Regelung und Realisierung eines neuartigen Konzepts für einen Gesamtfahrzeugprüfstand

In den letzten Jahren hat im Automobilbau eine Vielzahl von mechatronischen Systemen die Serienreife erlangt. Für ein optimales Entwicklungsergebnis hinsichtlich Effizienz, Sicherheit, Dynamik und Komfort ist das Zusammenwirken der mechatronischen Systeme auf Gesamtfahrzeugebene entscheidend. Zur Optimierung dieses Zusammenwirkens wird in der vorliegenden Dissertation ein neuartiges Konzept für einen Gesamtfahrzeugprüfstand vorgestellt. Mit dem sogenannten Car-in-the-Loop-Konzept ist es möglich, die bei einer Fahrt auf einer Teststrecke auf den Antriebsstrang, die Lenkung und die Federung eines Fahrzeugs wirkenden Belastungen unter Laborbedingungen realistisch nachzubilden. Die resultierenden Vorteile sind die exakte Reproduzierbarkeit der Versuche, die Unabhängigkeit von Witterungsbedingungen und die Minimierung der Gefahr von Personenschäden beim Testen von Sicherheitsfunktionen. Zum Beweis der Funktionsfähigkeit des Car-in-the-Loop-Konzepts wird ein Prototyp aufgebaut, der die zum linken vorderen Rad eines Serienfahrzeugs (Mini Countryman) zugehörigen Teile des Antriebsstrangs, der Lenkung und des Fahrwerks beinhaltet. Eine Prüfstandswelle verbindet die Radnabe des Fahrzeugs mit Aktoren, die entsprechend der aktuellen Fahrsituation realistische Belastungen auf die zugehörigen Fahrzeugkomponenten aufbringen. In der Prüfstandswelle sind Gleichlaufgelenke und Längenausgleiche verbaut, welche die nötige Anpassungsfähigkeit gewährleisten, um die Abbildung von Lenkbewegungen sowie das Ein- und Ausfedern des Testfahrzeugs zu ermöglichen

Vehicle Mass Estimation from CAN Data and Drivetrain Torque Observer

A method for estimating the vehicle mass in real time is presented. Traditional mass estimation methods suffer due a lack of knowledge of the vehicle parameters, the road surface conditions and most importantly the effect of the vehicle transmission. To resolve these issues, a method independent of a vehicle model is utilized in conjunction with a drivetrain output torque observer to obtain the estimate of the vehicle mass. Simulations and experimental track tests indicate that the method is able to accurately estimate the vehicle mass with a relatively fast rate of convergence compared to traditional methods