Problemstellung

Die Motorleistungen von Krafträdern hat in den letzten Jahren stetig zugenommen bei gleichzeitiger Gewichtsreduktion. Die Folge ist das frühere Erreichen von fahrdynamischen Grenzsituationen, da Beispielsweise Bauteilquerschnitte auf ein Minimum reduziert sind. Der maßgebende Einfluss von Bauteilsteifigkeiten auf das Fahrverhalten, insbesondere die Stabilität von Motorrädern wird in diversen Literaturquellen dargelegt. Dabei ist unmöglich, den Einfluss der Struktursteifigkeit auf das Fahrverhalten mit Sensordaten zu bestimmen. Deswegen sind modellbasierte Ansätze erforderlich. Kundenrelevante Fahrfunktionen in Bezug auf Sicherheit und Fahrerlebnis benötigen meiste eine sinnvolle Regelungsstrategie.

Ziel

Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer modellbasierten Regelung, bei der die Regelgüte über ein entsprechendes Fahrzeugmodell verbessert werden soll. Das gewünschte Ergebnis der Regelstrategie ist, die instabilen Motorradeigenmoden, die von Straßenanregungen angefacht werden können, abzudämpfen. Dabei soll das Fahrzeugmodell in der Lage sein, die Einflüsse der Fahrzeugparameter auf die Stabilität abzubilden. Das langfristige Ziel ist die Umsetzung der Regelung in Echtzeit. Da die verwendete Hardware- und Softwarestruktur von entscheidender Bedeutung für die Recheneffizienz sind, ist aufzuzeigen, wie die ideale Hardware und Softwarestruktur aussehen muss.

Durchführung

• Der erste Schritt besteht darin, ein passendes Fahrzeugmodell zu entwerfen, das die Komplexität gering wie möglich hält aber gleichzeitig die wesentlichen Einflüsse auf das Fahrverhalten und auf die Stabilität abbilden kann. Dementsprechend werden die für das Fahrverhalten maßgeblichen Parameter mithilfe einer Sensitivitätsanalyse ermittelt.
• Ausgehend vom zuvor erstellten Modell wird ein Regler entwickelt. Die Entwicklung des Reglers geschieht dabei zusammen mit der Optimierung des vorhergehenden Schrittes und des Nachfolgenden: Bei Bedarf wird das Modell so angepasst, dass die Kombination aus Modell und Regler rechnungszeitoptimal und möglichst genau arbeitet.
• Nach Entwurf des Fahrdynamikmodells und des Reglers sollen diese anschließend auf realer Hardware getestet und eingesetzt werden. Da die Genauigkeitsanforderung des Modells und Reglers sehr hoch ist, muss die Hardware rechenintensive Operationen durchführen. Dafür ist ein geeignetes Hardwarekonzept zu finden, das für die von vorherigen Schritten entstandene Softwarestruktur optimiert ist. Daraus ergibt sich ein Iterationsprozess.