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Antriebsschlupfregelung für Elektrofahrzeuge (Masterarbeit)

Dez 2013
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Fah­rer­as­sis­tenz­sys­te­me zur Dyna­mik­re­ge­lung unter­stüt­zen den Fah­rer in kri­ti­schen Situa­tio­nen. Um einen Kon­troll­ver­lust wäh­rend der Beschleu­ni­gung auf Fahr­bah­nen mit gerin­gem Reib­wert zu ver­hin­dern, unter­bin­det eine Antriebs­schlupf­re­ge­lung das Durch­dre­hen der Räder. Die Ent­wick­lung einer der­ar­ti­gen Rege­lung des Motor­mo­men­tes für Elek­tro­fahr­zeu­ge wird in die­ser Arbeit behan­delt.

Das modell­ba­sier­te Ver­fah­ren erfor­dert die Schät­zung von Fahr­zu­stands­grö­ßen, wie der Rad­auf­stands­kraft und der Rad­um­fangs­kraft. Hier­zu wer­den linea­re und nicht­li­nea­re Zustands­schät­zer ein­ge­setzt und ver­gli­chen. Zur Beschrei­bung der Kraft­über­tra­gung am Rei­fen wer­den ver­schie­de­ne Model­le von Kraft­schluss-Schlupf-Kur­ven betrach­tet. Es wird eine linea­re Para­me­trie­rung des Burck­hardt-Modells unter­sucht und eine ver­bes­ser­te Vari­an­te mit höhe­rer Genau­ig­keit und gerin­ge­rer Para­me­ter­zahl vor­ge­schla­gen. Mit dem Ziel einer kraft­schluss­op­ti­ma­len Soll­schlupf­vor­ga­be wird eine Metho­de zur Online-Schät­zung der Modell­pa­ra­me­ter unter­sucht. Hier­zu wird ein rekur­si­ver Least-Squa­res-Schät­zer mit varia­blem Ver­ges­sens­fak­tor ange­wen­det. Im Ver­gleich zu bis­he­ri­gen Ansät­zen mit kon­stan­tem Ver­ges­sens­fak­tor ergibt sich eine vor­teil­haf­te Robust­heit bei gleich­zei­tig schnel­ler Reak­ti­on auf Para­me­te­rän­de­run­gen.

Zur Rege­lung der nicht­li­nea­ren Schlupf­dy­na­mik wer­den Sli­ding-Mode-Reg­ler unter­sucht. Die Ver­wen­dung eines bedingt akti­vier­ten PI-Reg­lers garan­tiert die sta­tio­nä­re Genau­ig­keit und ver­mei­det das Chat­te­ring. Das Fahr­ver­hal­ten mit Antriebs­schlupf­re­ge­lung wird in cha­rak­te­ris­ti­schen Fahr­ma­nö­vern simu­liert und mit dem unge­re­gel­ten Fahr­zeug ver­gli­chen. Neben einer Erhö­hung der Fahr­si­cher­heit kann auch ein ver­rin­ger­ter Ener­gie­um­satz fest­ge­stellt wer­den.

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