Adaptive Modelle für die Kraftfahrzeugdynamik, 2003
VDI-Buch Series

Echtzeitfähige und genaue Simulationsmodelle der Kraftfahrzeugdynamik für die Weiterentwicklung der Regelung und Diagnose bei Kraftfahrzeugen können nahezu optimale Simulationsergebnisse erreichen, wenn die Modelle an Veränderungen von Fahrzeugparametern oder Umgebungsbedingungen automatisch adaptiert werden. Die Kombination eines physikalischen Fahrzeugmodells mit Parameterschätzverfahren und Neuronalen Netzen ermöglicht eine signifikante Verbesserung der Simulationsqualität gegenüber konventionellen Kfz-Simulationsmodellen. Für die praktische Umsetzung werden die Vorteile des adaptiven Modellkonzepts an mehreren Anwendungsbeispielen gezeigt, zusätzlich wird auf die Echtzeitimplementierung des adaptiven Modells im Versuchsfahrzeug eingegangen.

Die Erkenntnisse betreffen die Kraftfahrzeugdynamik, die Modellbildung und Simulationstechnik, sowie Identifikationsverfahren, modellbasierte Entwicklungen und Rapid Prototyping. Das Buch richtet sich an Fachleute der Gebiete Fahrzeugtechnik, Mechatronik, Regelungstechnik, Systemdynamik und Simulationstechnik, die Konzepte zur adaptiven Modellbildung sind auch auf andere technische Disziplinen übertragbar.

1 Einleitung und Übersicht.- 1.1 Fokus des Buches.- 1.2 Gliederung.- 2 Simulation im Automobilbereich.- 2. 1 Einsatzgebiete von Simulationsverfahren.- 2.2 Moderne Simulationswerkzeuge.- 2.3 Zusammenfassung.- 3 Modellbildung der Fahrzeugdynamik.- 3.1 Aufbau und Struktur des Fahrzeugmodells.- 3.2 Stellsysteme im Kraftfahrzeug.- 3.3 Bewegung der Reifen und Räder.- 3.4 Fahrzeugbewegung parallel zur Fahrbahnoberfläche.- 3.5 Bewegung der Fahrzeugkarosserie.- 3.6 Relativbewegung zwischen Rädern und Karosserie.- 3.7 Zusammenfassung.- 4 Parametrierung des Fahrzeugmodells.- 4.1 Klassifikation der Modellparameter.- 4.2 Identifikation zeitvarianter Fahrzeugparameter.- 4.3 Zusammenfassung.- 5 Offline-Implementierung und Validierung des Fahrzeugmodells.- 5.1 Offline-Implementierung des Fahrzeugmodells.- 5.2 Validierung des Fahrzeugmodells.- 5.3 Fehlerquellen in der Simulation.- 5.4 Zusammenfassung.- 6 Hybride Modellbildung.- 6.1 Grundlagen der Systemanalyse.- 6.2 Einordnung des Begriffs „Hybrides Modell“.- 6.3 Strukturen semiphysikalischer Modelle.- 6.4 Experimentelle Modellbildung von Teilsystemen.- 6.5 Modellierung dyn. nichtlinearer Systeme mit Neuronalen Netzen.- 6.6 Zusammenfassung.- 7 Ersetzen von Teilsystemen des Fahrzeugmodells.- 7.1 Identifikation des Verbrennungsmotors.- 7.2 Identifikation der Radaufhängung.- 7.3 Identifikation der Wankdynamik.- 7.4 Struktur des semiphysikalischen Fahrzeugmodells.- 7.5 Zusammenfassung.- 8 Kopplung physikalischer und experimenteller Modelle.- 8.1 Adaption des Fahrzeugmodells an veränderliche Fahrzeugmassen.- 8.2 Adaption des Fahrzeugmodells an veränderliche Fahrbahnreibwerte.- 8.3 Zusammenfassung.- 9 Beobachtung externer Fahrwiderstände.- 9.1 Grundlagen nichtlinearer Zustandsbeobachter.- 9.2 Nichtlineare Zustandsbeobachter mit zeitvarianter Fehlerdifferentialgleichung.- 9.3 Entwurf eines Beobachters für die Fahrbahnsteigung.- 9.4 Ergebnisse der Beobachtung der Fahrbahnsteigung.- 9.5 Zusammenfassung.- 10 Implementierung des Fahrzeugmodells.- 10.1 Echtzeitimplementierung des Fahrzeugmodells.- 10.2 Ergebnisse der Echtzeitsimulation.- 10.3 Visualisierung der Simulationsergebnisse.- 10.4 Zusammenfassung.- 11 Anwendungsbeispiele des Fahrzeugmodells.- 11.1 Dynamisches Übergangsverhalten.- 11.2 Charakteristische Übertragungsfunktionen.- 11.3 Zusammenfassung.- 12 Zusammenfassung.- Literatur.

Die Autoren verknüpfen die Grundlagen der Fahrzeugsimulation mit modernen Adaptionsverfahren Mit den beschriebenen adaptiven Modellansätzen ist es möglich, Regelsysteme in Kraftfahrzeugen zu verbessern Praktiker können die Verfahren und Ansätze direkt in ihrem Berufsalltag umsetzen Für Wissenschaftler eignet sich das Buch als Grundlage für weiterführende Arbeiten Includes supplementary material: sn.pub/extras