Please use this persistent identifier to cite or link to this item: doi:10.24405/522
Title: Fahrbahnprofilerfassung für ein aktives Fahrwerk
Other Titles: Roadway Surface Detection For An Active Suspension System
Authors: Barton-Zeipert, Sascha
Language: ger
Subject (DDC): Ingenieurwissenschaften
Issue Date: 2014
Publisher: Universitätsbibliothek der HSU/UniBwH
Document Type: Thesis
Publisher Place: Hamburg
Abstract: 
In der vorliegenden Arbeit wird ein Lösungsansatz erarbeitet, mit dem das vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahnprofil in Echtzeit erfasst werden kann. Dieses wird verwendet, um durch eine Vorsteuerung der aktiven Fahrwerksteller des Versuchsfahrzeuges den Fahrkomfort zu steigern. Als aktiver Fahrwerksteller wird ein Federbein mit elektromechanischer Federfußpunkt-Verstellung eABC verwendet. Um den vorhandenen Fahrwerk-Regler weiter zu nutzen, werden die Informationen über das vorausliegende Fahrbahnprofil über einen Einfachen Vorsteueransatz in die Regelstrategie einbezogen. Die geringe Stellgeschwindigkeit des aktiven Fahrwerkes erfordert eine große Vorausschauweite, um die langwelligen Anregungen der Fahrbahn zu messen, die bei der Überfahrt den Fahrzeugaufbau in seiner Eigenfrequenz anregen. Hierfür werden sowohl ein Laserscanner als auch zwei Kamera-Systeme für eine nähere Betrachtung ausgewählt. Ein lineares Zweispurmodell dient Der Algorithmen-Entwicklung für die Fahrbahnprofilrekonstruktion. Dieses wird um ein Modell einer 3D-messenden Kamera erweitert. Mit dem Kamera -Modell werden in der Simulation auf verschiedenen Straßen Messwerte errechnet, die als Eingangs-Größen in den Fahrbahnprofil-Rekonstruktions-Algorithmus verwendet werden. Die Erweiterung des Kameramodells um ein parametrierbares Fehlermodell für die Berechnung der Messwerte ermöglicht die Analyse des Einflusses der Messgenauigkeit des Kamera - Systems auf das rekonstruierte Fahrbahnprofil. Mit den so ermittelten Fahrbahnprofilen kann die aktive Fahrwerkregelung in der Simulation angesteuert werden, um anhand der Vertikalbeschleunigung eine Aussage über den erzielbaren Fahrkomfort zu treffen. Für die Auswertung des Fahrbahnprofils muss die Bewegung des Aufbaus – Huben, Nicken und Wanken – über der Fahrbahn bekannt sein. Hierfür wird eine Schätzung der Bewegung aus den Messwerten der optischen Sensorik erarbeitet. Zur Stützung der ermittelten Aufbaubewegung im Falle einer hohen Wahrscheinlichkeit für Fehler in der optischen Bewegungsschätzung wird ein Luenberger Beobachter auf Basis eines linearen Zweispurmodells angewendet, der die Sensoren aus dem Fahrzeug zum Modellabgleich auswertet. Durch die Fusion der beiden Ergebnisse kann ein genauerer Schätzwert für die Aufbaubewegung erzielt werden, der sich auf die Qualität des rekonstruierten Fahrbahnprofils auswirkt. In der Simulation werden die entwickelten Funktionen auf verschiedenen Streckenprofilen genau analysiert. Mit dem Zusammenwirken des bekannten Fahrbahnprofils und der Fahrwerkregelung lässt sich bei der Überfahrt von Fahrbahnschwellen eine Reduktion der Vertikalbeschleunigung von fast 50% erzielen. Auf einer Schlechtwegstrecke fällt die Verbesserung etwas geringer aus. Die simulierten Versuche werden in einem realen Versuchsträger nachgefahren. Die Algorithmen für die Verarbeitung der optischen Messdaten und die Regelstrategie sind mit denen aus der Simulation identisch. Sowohl für die Bewegungsschätzung, die maßgeblich für das rekonstruierte Fahrbahnprofil ist, als auch für die Regelung des Fahrwerkes, decken sich die Ergebnisse aus dem Fahrversuch gut mit den Ergebnissen aus der Simulation.
Organization Units (connected with the publication): Fahrzeugtechnik 
DOI: https://doi.org/10.24405/522
Advisor: Meywerk, Martin  
Referee: Sachau, Delf
Grantor: HSU Hamburg
Type of thesis: Doctoral Thesis
Exam date: 2014-07-07
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