Volume 53, Issue 1 - 1

Die Erweiterung der vom ACC bekannten Längsführungsunterstützung bis hin zum Stillstand unter Einbeziehung einer Querführungsunterstützung bringt nicht nur Vorteile für die Fahrerentlastung, sondern kann durch die Vernetzung der Unterstützungszweige auch die Einzelfunktionalität verbessern bzw. transparenter machen. Zwei mögliche Stufen einer Kombination, die unterschiedliche Automatisierung im niedrigen Geschwindigkeitsbereich bieten, werden dargestellt. Für die Querführung wird ein Grundkonzept, das sowohl die autonome wie eine durch Führungsmomente unterstützende Querführung ermöglicht, dargestellt und zwei verschiedene Querregelungsansätze verglichen.

In diesem Beitrag wird ein Konzept zur Fahrdynamikregelung durch koordinierte Ansteuerung aktiver Brems-, Lenk- und Fahrwerksysteme vorgestellt, das auf einer konsequenten Aufteilung der Fahrdynamikfunktionen in dezentrale Aktuatorfunktionen und in übergreifende zentrale Fahrzeugfunktionen beruht. Wesentlicher Bestandteil ist eine Querdynamikregelung mit einer situationsgerechten Verteilung (Koordination) der Stellbefehle auf die vorhandenen aktiven Fahrwerksysteme, wodurch einerseits die Funktionalität der Systeme voll ausgeschöpft wird und andererseits etwaige negative gegenseitige Beeinflussungen strukturell ausgeschlossen werden.

Zur Steuerung der Längs- und Querbewegung eines Fahrzeugs mit Einzelradlenkung, Einzelradbremse, Einzelradantrieb und aktivem Fahrwerk wird eine Strategie entwickelt, mit der sich desssen fahrdynamisches Potential voll ausschöpfen lässt. Die Kräfte an den Rädern werden dabei durch Lösen einer konvexen Optimierungsaufgabe derart betimmt, dass sich alle vier Reifen möglichst weit unterhalb ihrer Krafschlussgrenzen befinden.

Simulationen gewinnen bei der Funktionsentwicklung für Fahrdynamikregelungen speziell im Stadium der Vorentwicklung immer mehr an Bedeutung. Die Bewertung von Fahrerassistenzsystemen oder Fahrdynamikregelungen ist jedoch aufgrund des subjektiven Fahrgefühls schwierig. Aus diesem Grund wurden ein Force-Feedback-Lenkrad und eine Pedaleinheit mit einem in Fahrversuchen verifizierten echtzeitfähigen Zweispurmodell gekoppelt, die es dem Fahrer ermöglichen, das Gesamtfahrzeugmodell realitätsnah zu steuern. Den aktuellen Fahrzustand erhält der Fahrer über eine 3D-Animation von Fahrzeug und Umgebung in verschiedenen Perspektiven. Mithilfe dieser Entwicklungsumgebung werden neue Ansätze zur Fahrdynamikregelung mit kombiniertem Lenk- und Bremseingriff untersucht.

Active Front Steering ist ein elektronisch geregeltes Lenksystem für Kraftfahrzeuge, das situationsabhängig eine Überlagerung eines Winkels zum Lenkradwinkel erlaubt und somit eine Variation der Lenkübersetzung ermöglicht. Für ein solches System muss die funktionale Sicherheit gewährleistet sein. Ziele der funktionalen Sicherheit werden erläutert und messbare Kriterien und deren Nachweisbarkeit dafür diskutiert. Der Analyseprozess, der Sicherheitsintegritätslevel des Systems und der Komponenten bestimmt, wird erläutert, gefolgt von der Spezifikation der Sicherheitsanforderungen und Überwachungsfunktionen. Zum Schluss werden einige modellbasierte Überwachungsfunktionen beschrieben, wie sie im technischen Sicherheitskonzept, speziell in der Verifikation der Eingangssignale des Active Front Steering der Nachfolgegeneration Anwendung finden sollen.