Konzept zur Optimierung der Querdynamik von Elektrofahrzeugen mit Einzelradantrieb durch individuelle Verteilung der Antriebsmomente

Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs von Kraftfahrzeugen bietet hinsichtlich der Verteilung der einzelnen Antriebsmomente vollkommen neue Regelungsmöglichkeiten für die Fahrdynamik. Bei einem Antriebskonzept mit bis zu vier unabhängig voneinander regelbaren elektrischen Maschinen kann durch angepasste Antriebs- und Bremsmomente die Fahrsituation optimiert und die rekuperierte Bremsleistung genutzt werden.

Gegenstand dieser Arbeit ist der Entwurf eines querdynamischen Reglerkonzepts für Elektrofahrzeuge mit Einzelradantrieb. Das Konzept wirkt im Gegensatz zum Antiblockiersystem und dem Elektronischen Stabilitätsprogramm nicht nur bremsend, sondern es kann durch den Eingriff positiver Antriebsmomente bei dynamischer Fahrt die Stabilität des Fahrzeugs zusätzlich positiv beeinflussen. Der Entwurf des Fahrdynamikreglers basiert auf einem detaillierten nichtlinearen Fahrzeugmodell, das die Bewegung des Fahrzeugs bis in den fahrdynamischen Grenzbereich realistisch abbildet. Der Fahrdynamikregler regelt die Gierrate und den Schwimmwinkel entsprechend den Sollwertanforderungen durch das Stellen der notwendigen Antriebs- und Bremsmomente, um das gewünschte querdynamische Fahrzeugverhalten realisieren zu können.

Die Effektivität und das Potenzial der Regelung werden anhand verschiedener, standardisierter Fahrversuche und Kenngrößen beurteilt. Einen wichtigen Aspekt bei der Auswertung der Fahrversuche stellt der Einfluss des generatorischen Bremsens auf das querdynamische Fahrverhalten dar. Das Reglerkonzept wird neben der reinen Simulation an einem für diese Arbeit entwickelten Antriebsstrangprüfstand hinsichtlich des Ansprechverhaltens und des Energiebedarfs der elektrischen Antriebe verifiziert.