Neue Ansätze für Fahrerassistenzsysteme mit Regelung der Längsund Querdynamik
Zusammenfassung
In dieser Arbeit werden Ansätze zur Unfallvermeidung vorgestellt, die Eingriffe in die Längs- und Querdynamik des Fahrzeugs nutzen. Betrachtet werden dabei Unfälle, die durch zu hohe Geschwindigkeit verursacht werden. Zum einen sind dies Auffahrunfälle und zum anderen zu schnelles Fahren in Kurven. In beiden Fällen werden hochdynamische Manöver zur Unfallvermeidung benötigt. Daher sind genaue Kenntnisse über das Fahrzeug und dessen Zustände nötig. Hierfür werden Parameter- und Zustandsschätzverfahren genutzt. Um Auffahrunfälle zu vermeiden, werden drei verschiedene Verfahren gezeigt, die Brems- oder Ausweichmanöver zur Kollisionsvermeidung nutzen. Für ein einzelnes Fahrzeug, welches mit unangepasster Geschwindigkeit in eine Kurve fährt, werden zwei Unfallvermeidungsstrategien gezeigt, welche das Fahrzeug durch geeignete längsdynamische Eingriffe in einen sicheren Fahrzustand zu überführen.
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Schlagworte
- I–XII
- 1–2 1 Einführung 1–2
- 1.1 Problemstellung und Zielsetzung
- 1.2 Gliederung der Arbeit
- 3–8 2 Stand der Technik 3–8
- 2.1 Kategorisierung von Fahrerassistenzsystemen
- 2.2 Assistenzsysteme zur Stabilisierung und Führung
- 2.2.1 Electronic Stability Control
- 2.2.2 Assistenzsysteme zur Kollisionsvermeidung
- 9–28 3 Modellbildung 9–28
- 3.1 Koordinatensysteme
- 3.1.1 Definition der Koordinatensysteme
- 3.1.2 Rotatorische Bewegungsgrößen
- 3.1.3 Transformationen
- 3.2 Reifen
- 3.2.1 Grundlagen
- 3.2.2 Modellierung
- 3.3 Längskräfte
- 3.3.1 Luftwiderstand
- 3.3.2 Radwiderstand
- 3.3.3 Bremskraft
- 3.3.4 Antriebskraft
- 3.3.5 Steigungswiderstand
- 3.4 Zweispurmodell
- 3.5 Lineares Einspurmodell
- 3.6 Nichtlineares Einspurmodell
- 3.7 Wankmodell
- 3.8 Zusammenfassung
- 29–35 4 Sensorik 29–35
- 4.1 Seriensensorik
- 4.1.1 Beschleunigungssensoren
- 4.1.2 Drehratensensoren
- 4.1.3 Lenkradwinkelsensor
- 4.1.4 Drehzahlsensoren
- 4.1.5 Einfederungssensoren
- 4.2 Umgebungssensorik
- 4.2.1 Sensoraufbau
- 4.2.2 Einführung der Objekte
- 4.2.3 Objektklassifizierung
- 4.3 Zusätzliche Sensorik (Versuchsfahrzeug)
- 4.3.1 Correvit-Sensor
- 4.3.2 Inertiales Messsystem (IMU)
- 4.3.3 Drei-Antennen-GPS-System
- 4.4 Zusammenfassung
- 36–49 5 Parameterschätzung für längs- und querdynamische Modelle 36–49
- 5.1 Masseschätzung
- 5.1.1 Konzept
- 5.1.2 Ergebnisse
- 5.2 Schwerpunktschätzung
- 5.2.1 Position des Schwerpunktes in Längsrichtung
- 5.2.2 Höhe des Schwerpunktes
- 5.3 Schätzung Schräglaufsteifigkeiten
- 5.3.1 Direkte Schätzung der Schräglaufsteifigkeit
- 5.3.2 Indirekte Schätzung mit bezogener Schräglaufsteifigkeit
- 5.4 Zusammenfassung
- 50–63 6 Zustandsschätzung 50–63
- 6.1 Schätzung der Aufstandskräfte
- 6.1.1 Schätzung der Querlastverschiebung
- 6.1.2 Schätzung der Radlasten bei Längs- und Querbeschleunigung
- 6.1.3 Ergebnisse
- 6.2 Schätzung der Querkräfte und des Schwimmwinkels
- 6.2.1 Ergebnisse
- 6.3 Schätzung der Übergrundgeschwindigkeit
- 6.3.1 Ergebnisse
- 6.4 Schätzung des Reifenschlupfes
- 6.4.1 Längsschlupf
- 6.4.2 Querschlupf
- 6.5 Zusammenfassung
- 64–104 7 Unfallvermeidung bei Hindernissen 64–104
- 7.1 Automatisches Bremsen oder Ausweichen
- 7.1.1 Konzept
- 7.1.2 Bremsregelung
- 7.1.3 Trajektorienplanung
- 7.1.4 Querregelung
- 7.1.5 Ergebnisse
- 7.1.6 Fazit
- 7.2 Kombination aus Bremsen und Ausweichen
- 7.2.1 Querregelung
- 7.2.2 Existierende Methoden für die Längsregelung
- 7.2.3 Längsregelung über die Beschleunigung
- 7.2.4 Längsregelung über den Schlupf
- 7.2.5 Vergleich der beiden Verfahren
- 7.2.6 Vergleich für unterschiedliche Geschwindigkeiten
- 7.2.7 Fazit
- 7.3 Nur Bremsen mit der Möglichkeit zum Ausweichen durch den Fahrer
- 7.3.1 Konzept
- 7.3.2 Bremsregelung
- 7.3.3 Manövererkennung
- 7.3.4 Querregelung
- 7.3.5 Fazit
- 7.4 Zusammenfassung
- 105–120 8 Unfallvermeidung in Grenzsituationen 105–120
- 8.1 Kurveneinfahrunterstützung
- 8.1.1 Einführende Überlegungen
- 8.1.2 Bestimmung der Regelgröße
- 8.1.3 Reglerstruktur
- 8.1.4 Ergebnisse
- 8.2 Stabilitätskontrolle durch Umfeldsensorik
- 8.2.1 Herkömmliches ESC
- 8.2.2 ESC mit Umfeldsensorik
- 8.3 Zusammenfassung
- 121–122 9 Zusammenfassung und Ausblick 121–122
- 123–126 A Methoden der Parameterschätzung 123–126
- 127–128 B Grundlagen des Kalman-Filters 127–128
- 129–132 C Identifizierung des Wankverhaltens 129–132
- 133–134 D Ermittlung einer Federkennlinie 133–134
- 135–146 Literaturverzeichnis 135–146
