Modifizierung von Nutz- und Störinformationen am Lenkrad durch elektromechanische Lenksysteme:
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|---|---|
| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2006
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 12, Verkehrstechnik, Fahrzeugtechnik ; 630 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Formelzeichen und Abkürzungen VI
Kurzfassung XI
1 Einleitung 1
1.1 Bedeutung von Nutz- und Störinformationen für moderne Lenksysteme .... 1
1.2 Problemstellung 2
1.3 Stand der Technik 2
1.3.1 Hydrolenkungen 3
1.3.2 Elektromechanische Servolenkungen 4
1.3.3 Aktive Systeme 5
1.4 Zielsetzung 6
1.5 Rahmenbedingungen 7
1.6 Aufbau der Arbeit 8
2 Untersuchung des Regelungsproblems 10
2.1 Definition von Nutz-und Störinformationen 10
2.2 Spezifikation von Nutz- und Störinformationen 11
2.2.1 Störanregungen 13
2.2.2 Nutzanregungen 16
2.2.3 Lenkmomentenanrwort der Nutz- und Störanregungen 17
2.3 Einfluss von Reibung und Servokraft auf die Übertragung von Nutzinformationen 20
2.4 Wahrnehmung von Hand-Arm-Schwingungen durch den Menschen 22
2.4.1 Bewertung harmonischer Schwingungen 22
2.4.2 Bewertung stochastischer Schwingungen 26
3 Numerische Analyse einer elektromechanischen Lenkung 28
3.1 Aufbau der elektromechanischen Lenkung 28
3.2 Servofunktion der elektromechanischen Lenkung 29
3.3 Modellbildung 30
3.4 Verifizierung im Frequenzbereich 34
3.5 Lineare Analyse des Lenkstrangmodells 37
3.6 Analyse wesentlicher Nichtlinearitäten 40
3.6.1 Reibung 40
3.6.2 Anschläge 44
3.6.3 Progressive Steifigkeit der Gelenkscheibe 45
3.7 Parameteridentifikation des Lenkstranges 46
3.8 Analyse des Fahrereinflusses 48
3.9 Lineare Analyse des Gesamtmodells 51
3.10 Störübertragungsverhalten der Elektrolenkung und einer mechanischen Lenkung 55
4 Funktionelle Ansätze zur Modifizierung von Nutz- und Störinformationen 59
4.1 Rückmeldungsverstärkung 59
4.1.1 Grundlagen 59
4.1.2 Einbindung in eine bestehende Funktionslandschaft 62
4.2 Kompensation von Lenkraddrehschwingungen 62
4.2.1 Formulierung der Kompensationsbedingung 64
4.2.2 Bestimmung des Sollmomentes 68
4.2.3 Kompensationsbeweis 72
4.2.4 Plausibilisierung 73
5 Untersuchung der Ansätze im Fahrzeug 76
5.1 Verstärkung der Fahrbahnrückmeldungen 76
5.2 Kompensation von Lenkraddrehschwingungen 78
6 Zusammenfassung 84
7 Ausblick 87
Anhang 89
A Ergänzende Untersuchungen zu Fahrbahnanregungen 89
A.l Analyse realer Fahrbahnprofile 89
A.2 Häufigkeitsverteilung der Lenksystemanregung und der Lenksystemantwort bei
grobem Kopfsteinpflaster 98
B Ergänzender Bildteil zur Wahrnehmung stochastischer Schwingungen 100
C Ergänzender Bild- und Tabellenteil zur Modellbüdung, -analyse und VerifizierunglO2
C.l Zustandsmatrizen des Lenkungsmodells 102
C.2 Parameterwerte der Lenkstrangmodelle 105
C.3 Störübertragungsverhalten der Elektrolenkung 1°7
D Fehlerbetrachtung der LDS-Konipeiisation 108
D.l Zulässiger Fehler der Kompensation 1°8
D.2 Schätzfehler der Kompensation l 2
Literatur 113
|
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Inhaltsverzeichnis
Formelzeichen und Abkürzungen VI
Kurzfassung XI
1 Einleitung 1
1.1 Bedeutung von Nutz- und Störinformationen für moderne Lenksysteme . 1
1.2 Problemstellung 2
1.3 Stand der Technik 2
1.3.1 Hydrolenkungen 3
1.3.2 Elektromechanische Servolenkungen 4
1.3.3 Aktive Systeme 5
1.4 Zielsetzung 6
1.5 Rahmenbedingungen 7
1.6 Aufbau der Arbeit 8
2 Untersuchung des Regelungsproblems 10
2.1 Definition von Nutz-und Störinformationen 10
2.2 Spezifikation von Nutz- und Störinformationen 11
2.2.1 Störanregungen 13
2.2.2 Nutzanregungen 16
2.2.3 Lenkmomentenanrwort der Nutz- und Störanregungen 17
2.3 Einfluss von Reibung und Servokraft auf die Übertragung von Nutzinformationen 20
2.4 Wahrnehmung von Hand-Arm-Schwingungen durch den Menschen 22
2.4.1 Bewertung harmonischer Schwingungen 22
2.4.2 Bewertung stochastischer Schwingungen 26
3 Numerische Analyse einer elektromechanischen Lenkung 28
3.1 Aufbau der elektromechanischen Lenkung 28
3.2 Servofunktion der elektromechanischen Lenkung 29
3.3 Modellbildung 30
3.4 Verifizierung im Frequenzbereich 34
3.5 Lineare Analyse des Lenkstrangmodells 37
3.6 Analyse wesentlicher Nichtlinearitäten 40
3.6.1 Reibung 40
3.6.2 Anschläge 44
3.6.3 Progressive Steifigkeit der Gelenkscheibe 45
3.7 Parameteridentifikation des Lenkstranges 46
3.8 Analyse des Fahrereinflusses 48
3.9 Lineare Analyse des Gesamtmodells 51
3.10 Störübertragungsverhalten der Elektrolenkung und einer mechanischen Lenkung 55
4 Funktionelle Ansätze zur Modifizierung von Nutz- und Störinformationen 59
4.1 Rückmeldungsverstärkung 59
4.1.1 Grundlagen 59
4.1.2 Einbindung in eine bestehende Funktionslandschaft 62
4.2 Kompensation von Lenkraddrehschwingungen 62
4.2.1 Formulierung der Kompensationsbedingung 64
4.2.2 Bestimmung des Sollmomentes 68
4.2.3 Kompensationsbeweis 72
4.2.4 Plausibilisierung 73
5 Untersuchung der Ansätze im Fahrzeug 76
5.1 Verstärkung der Fahrbahnrückmeldungen 76
5.2 Kompensation von Lenkraddrehschwingungen 78
6 Zusammenfassung 84
7 Ausblick 87
Anhang 89
A Ergänzende Untersuchungen zu Fahrbahnanregungen 89
A.l Analyse realer Fahrbahnprofile 89
A.2 Häufigkeitsverteilung der Lenksystemanregung und der Lenksystemantwort bei
grobem Kopfsteinpflaster 98
B Ergänzender Bildteil zur Wahrnehmung stochastischer Schwingungen 100
C Ergänzender Bild- und Tabellenteil zur Modellbüdung, -analyse und VerifizierunglO2
C.l Zustandsmatrizen des Lenkungsmodells 102
C.2 Parameterwerte der Lenkstrangmodelle 105
C.3 Störübertragungsverhalten der Elektrolenkung 1°7
D Fehlerbetrachtung der LDS-Konipeiisation 108
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