Failure-Compensating Control Method for a Four-Wheel Independently Driven Articulated Vehicle

Author

Alexander Seiffer, Clemens Brauch, Nik Schmidt, Carina Haschke

Participating institute

Schaeffler Hub for Advanced Research am KIT (SHARE)
Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST)
Fakultät für Maschinenbau (MACH)

Genre

Sonstiges

Description

Bei Knicklenker-Fahrzeugen wird die Querdynamik des Fahrzeuges durch Verschwenken der beiden Fahrzeughälften zueinander beeinflusst. Hierzu kommt üblicherweise ein Lenkaktor zum Einsatz, der eine Kraft bzw. ein Drehmoment zwischen den beiden Fahrzeughälften erzeugt und so die Knickbewegung hervorruft.
Auf einen Lenkaktor kann verzichtet werden, wenn das Fahrzeug über vier einzeln angetriebene Räder verfügt. Eine geeignete Fahrdynamikregelung kann durch entsprechendes Verteilen der Antriebsmomente auf die einzelnen Räder sowohl die Geschwindigkeit als auch den Knickwinkel des lenkaktorlosen Fahrzeuges einstellen. Aufgrund hoher Sicherheitsanforderungen an Lenksysteme müssen diese auch dann funktionsfähig sein, wenn es zum Ausfall einer Aktorik-Komponente kommt. Aus diesem Grund besteht bei einem derartig angesteuerten Knicklenker die Anforderung an den Regelungsansatz, dass er auch bei plötzlichem Ausfall eines Antriebs eine sichere Fahrzeugführung ermöglicht. Zu dieser Fragestellung wurden im Rahmen des Projektes SmartLoad bei den Projektpartnern KIT-FAST und Schaeffler (SHARE am KIT) Untersuchungen durchgeführt.
In diesem Video werden Messfahrten eines allradangetriebenen lenkaktorlosen Knicklenker-Demonstratorfahrzeuges im Maßstab 1:5 dokumentiert. Es werden ein Referenzansatz sowie ein fehlerkompensierender Regelungsansatz untersucht und das jeweilige Verhalten des Fahrzeuges beim Vorliegen bzw. plötzlichen Auftreten eines Antriebsfehlers verglichen. Die Fahrzeugversuche zeigen, dass die fehlerkompensierende Regelungsmethode im Gegensatz zum Referenz-Ansatz die Regelungsziele auch dann erfüllt, wenn ein Antrieb ausgefallen ist.
Eine Beschreibung der verwendeten Regelungsansätze und eine tiefergehende Analyse ist unter folgender Quelle nachzulesen: https://doi.org/10.1109/ojits.2023.3252399.

Keywords

autonomous driving, steer-by-wire, drive-by-wire, articulated vehicle, chassis control, control allocation, electric drives, fault tolerance, over-actuated vehicle, redundancies, resilience, torque vectoring, vehicle dynamics control, vehicle safety, wheel-individual drive

Duration (hh:mm:ss)

00:04:12

Published on

25.02.2022

Subject area

Mechanical engineering

License

Creative Commons Attribution – ShareAlike 4.0 International