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Detailergebnis zu DOK-Nr. 80693

Modellbasierte prädiktive Längsdynamikregelung für künftige Fahrerassistenz- und Automatisierungssysteme

Autoren	F. Walz
Sachgebiete	6.7.2 Verkehrsbeeinflussung außerorts, Verkehrsmanagement, Fahrerassistenzsysteme 14.2 Ebenheit, Befahrbarkeit

Karlsruhe: KIT Scientific Publishing, 2024, CVI, 120 S., zahlr. B, T, Q, Anhang (Karlsruher Beiträge zur Regelungs- und Steuerungstechnik Bd. 24). − ISBN 978-3-7315-1331-5. − Online-Ressource: verfügbar unter: doi: 10.5445/KSP/1000164469

Im Gegensatz zur Auslegung aktueller Fahrerassistenzsysteme kann bei vollautomatisierten (autonomen) Fahrzeugen nicht mit einem menschlichen Fahrer als Rückfalllösung gerechnet werden, an den die Fahraufgabe delegiert wird, wenn das System an seine Grenzen stößt. In der Arbeit wurde ein Konzept für eine modellbasierte, prädiktive Längsdynamikregelung entwickelt und demonstriert, wie die Kenntnis über das vorausliegende Fahrbahnprofil genutzt werden kann, um sowohl die Regelgüte der Längsdynamikregelung zu steigern als auch die für den Fahrkomfort bedeutsamen Größen zu verbessern. Das vorgestellte Konzept zur Regelung der Fahrzeugbeschleunigung besteht aus zwei Teilen: 1) Die nichtlineare, modellbasierte Beschleunigungssteuerung berechnet eine Vorausschau auf das erforderliche Drehmoment an den Rädern auf Basis des Fahrbahnprofils vor dem Fahrzeug. 2) Die lineare, modellprädiktive Raddrehmoment-Regelung nutzt diese Information, um das Antriebs- und Bremssystem vorausschauend so anzusteuern, dass das Drehmoment an den Rädern mit möglichst geringem Phasenversatz zur Vorgabe der Beschleunigungssteuerung gestellt wird. Es wurde darüber hinaus gezeigt, wie sich das Konzept durch eine parallel geschaltete Störgrößenkompensationsregelung ergänzen lässt, um nicht modellierte Störungen auszugleichen und wie es als unterlagerter Regler einer überlagerten Geschwindigkeitsregelung dienen kann. Das präsentierte Konzept wurde in einem seriennahen Versuchsfahrzeug implementiert und experimentell erprobt. Die Messdaten belegen eine erhebliche Verbesserung der Regelgüte mit Hinblick auf das Folgeverhalten der Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsvorgabe gegenüber einem klassischen Längsregler. Gleichzeitig zeigen sich verringerte Rucke in Längs- und Vertikalrichtung, was auf einen gesteigerten Fahrkomfort hindeutet.