Modellierung, Regelung, Simulation und Bewertung der Fahrdynamik

In diesem Artikel wird gezeigt, wie beim DLR entwickelte Methoden und Werkzeuge in der Vorentwicklung bei BMW produktiv zum Einsatz kommen. So wurde bei der Entwicklung des xDrive-Allradsystems mit objektorientierter Modellierung in Modelica die Dynamik einer dort eingesetzten Lamellenkupplung untersucht. Des weiteren konnte mit dem Parameterraumverfahren die Fahrstabilisierungsfunktion der Aktivlenkung unter Berücksichtigung variierender Betriebsbedingungen bereits in einer frühen Phase abgesichert werden

Fahrdynamikoptimierung mittels Torque Vectoring bei einem bauraumoptimierten Elektrofahrzeug

Durch bauraumoptimierte Anordnung der Antriebskomponenten eines Elektrofahrzeugs können sich unkonventionelle Achslasten ergeben, welche in der Fahrdynamikauslegung berücksichtigt werden müssen. Die BMW Group Forschung und Technik entwickelt zusammen mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem Lehrstuhl für Regelungs- und Steuerungssysteme am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ein Torque-Vectoring-Regelungskonzept. Trotz der fahrdynamischen Herausforderung hoher Hinterachslasten wird dadurch ein ansprechendes und sicheres Fahrverhalten erzielt

Zentrale Fahrdynamikregelung der robotischen Forschungsplattform ROboMObil

Das ROboMObil ist die von der Raumfahrtrobotik inspirierte elektromobile X-by-wire-Forschungsplattform des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) für mechatronische Aktuatoren, Fahrdynamikregelung, Mensch-Maschine-Schnittstellen und autonomes Fahren. Seine vier hochintegrierten, baugleichen Radroboter verleihen ihm eine außerordentlich gute Manövrierbarkeit, die selbst das Fahren seitwärts und das Drehen auf der Stelle ermöglicht. In diesem Artikel werden Themen rund um die Fahrdynamikregelung des ROboMObils vorgestellt

MechatronicCarLab - A System Development Environment with Real and Virtual Mechatronic Vehicle Components

Various engineering disciplines are involved in the development of mechatronic components. The know-how in the fields of mechanics, electronics and information technology is in demand when the most diverse functions become integrated into one product within a confined space. At the DLR in Oberpfaffenhofen this technology already has a tradition - in the meantime automotive engineering has become an extensive area of application

Global Chassis Control Based on Inverse Vehicle Dynamics Models

This work proposes to approach Global Chassis Control (GCC) by means of model inversion based feedforward with allocation directly on the actuator commands. The available degrees of freedom are used to execute the desired vehicle motion while minimizing the utilization of the tyre's grip potential. This is done by sampled constrained least-squares optimization of the linearized problem. For compensation of model errors and external disturbances, high gain feedback is applied by means of an Inverse Disturbance Observer. The presented method is applied on a comparison of eight vehicles with different conguration of actuators for steer, drive, brake and load distribution. The approach shows a transparent and effective way to deal with the complex issue of GCC in a unitized way. It gives both a base for controller design and a structured way to compare different configurations. In practice, the transparency supports automatic on-board reconfiguration in case of actuator hardware failure

Mechatronic Carlab - Eine System-Entwicklungsumgebung mit realen und virtuellen mechatronischen Fahrzeug-Komponenten

Bei der Entwicklung mechatronischer Komponenten sind verschiedene Ingenieurdisziplinen beteiligt: Das Fachwissen auf dem Gebiet Mechanik, Elektronik und Informatik ist gefragt, wenn auf kleinem Raum die unterschiedlichsten Funktionen zu einem Produkt integriert werden. Beim DLR in Oberpfaffenhofen hat diese Technologie schon Tradition - ein großes Anwendungsfeld ist inzwischen die Fahrzeugtechni

A novel control structure for dynamic inversion and tracking

A new structure for model inversion and tracking control tasks is introduced. It represents a two-degree of freedom controller, which unifies the principle of feedforward exact and high-gain feedback inversion, while preserving advantages of each

Die Anwendung des Parameterraumverfahrens auf Ortskurvenkriterien

Das Parameterraumverfahren hat sich in vielen Anwendungsfällen für die Robustheitsanalyse unsicherer parametrischer Systeme und die Synthese robuster Regelungen bewährt. Doch blieb der Einsatz bislang auf lineare Systeme und die Betrachtung von Eigenwertkriterien beschränkt. In diesem Beitrag wird die Erweiterung des Parameterraumverfahrens auf Ortskurvenkriterien beschrieben. Dies erschließt nicht nur die Einbeziehung linearer Kriterien, wie z.B. Amplituden- und Phasenreserve, sondern auch nichtlinearer Kriterien, wie z.B. das Popow- oder das Kreiskriterium und das Zwei-Ortskurven-Verfahren

Object-oriented modelling and control of vehicles with omni-directional wheels

Using omni-directional wheels for vehicles operating on flat ground enables high variability of the vehicle’s motion. The vehicle can perform longitudinal, lateral or diagonal movement or it can yaw i.e. rotate about its vertical axis. Any simultaneous combination of these base movements is possible as well. By virtue of the omni-directional wheels the prescribed motion of the vehicle is accomplished solely by applying different driving torques on each of the wheels - hence no wheel steering is necessary. In the paper an object-oriented approach for modelling of the complete vehicle will be presented. With this approach, different variants of the vehicle within various scenarios can be conveniently handled and investigated in simulations