Adaptive Regelung hybrider Fahrwerkssysteme

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Boris Lohmann
• Subject Area: Automation, Mechatronics, Control Systems, Intelligent Technical Systems, Robotics
• Term: from 2011 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 180057338

Hybride Fahrwerkssysteme verbessern durch die Kombination aktiver und semi-aktiver Stellglieder Fahrkomfort und -sicherheit in Personenkraftwagen bei vergleichsweise geringem Energie- und Hardwareeinsatz. Um das Potenzial der Anordnung auszuschöpfen, bieten sich adaptive Regelstrategien an. Ziel des hier beantragten Forschungsvorhabens ist die Erforschung und Entwicklung von adaptiven Regelstrategien, welche die Reglerparametrierung an den aktuellen Fahrzustand eines Fahrzeugs anpassen, um über die Aktuatorkombination von Verstelldämpfer und Federfußpunktverstellung im Fahrwerk den Zielkonflikt zwischen Fahrsicherheit, -komfort und begrenzten Federwegen bei niedrigst möglichem Energieverbrauch bestmöglich entschärfen zu können. Grundlage dafür sind adaptive Reglerstrukturen, die in der Arbeitsgruppe des Antragstellers in den letzten drei Jahren für aktive Fahrwerkssysteme entwickelt worden sind und deutlich vor dem Entwicklungsstand heutiger Serien-Pkw anzusiedeln sind. Das Konzept adaptiver Fahrwerksregelung soll in folgenden Punkten im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens wesentlich erweitert und vorangetrieben werden:• Modellierung der Aktuatoren (insbesondere des Verstelldämpfers) und des dynamischen Verhaltens der Fahrwerkskomponenten am Viertelfahrzeugprüfstand,• Entwurf adaptiver Reglerstrukturen für das hybride Fahrwerk mit den beiden Stellgrößen Aktuatorkraft der Federfußpunktverstellung und Dämpferstrom basierend auf einem Referenzmodell, welches die optimale Stellkraft der Aktuatoren für die jeweilige Fahrsituation als Führungsgröße vorgibt,• Entwurf robuster Schätzalgorithmen (Beobachter) mit einer minimalen Sensoranzahl für die Ermittlung des aktuellen Fahrzustands sowie für die Schätzung der variierenden Aufbaumasse des Fahrzeugs,• Untersuchungen und Optimierung des geregelten Systems in Bezug auf Stabilität, Robustheit und Implementierbarkeit (hinsichtlich der benötigten Rechenleistung) der Algorithmen, Die methodischen wie experimentellen Ergebnisse sollen mit existierenden adaptiven Reglerstrukturen für aktive und semi-aktive Fahrwerke verglichen und international publiziert werden.

• DFG Programme: Research Grants