Präzise Vertikallasten und Aktordynamik als Schlüsselfaktoren für die Reifenkraftverteilung in 4WID-4WIS-Elektrofahrzeugen an den Handlungsgrenzen

Concepts de base

Präzise Schätzung der Vertikallast, Berücksichtigung der Aktordynamik, Berechnung des erreichbaren Reifenkraftvolumens und Kompensation der Lenkwinkelabweichungen sind entscheidende Faktoren für eine effektive Reifenkraftverteilung in 4WID-4WIS-Elektrofahrzeugen an den Handlungsgrenzen.

Résumé

Die Studie analysiert systematisch vier Schlüsselfaktoren für die Reifenkraftverteilung in 4WID-4WIS-Elektrofahrzeugen an den Handlungsgrenzen:

1. Vertikallasten-Schätzung:

• Präzise Schätzung der Vertikallast verbessert die Genauigkeit der Seitenkraftverteilung.
• Der selbstkompensierende Effekt der Seitenkräfte minimiert den Einfluss kleiner Abweichungen in der Vertikallasten-Schätzung.

2. Aktordynamik:

• Eine neue Methode zur Berücksichtigung der Aktordynamik in der Kraftverteilung verbessert die Gierratreaktionen und reduziert Verfolgungsfehler.

3. Reifenkraftgrenzen:

• Ein innovativer Ansatz zur Berechnung des erreichbaren Reifenkraftvolumens unter Berücksichtigung von Reifen-Straße-Haftung und Aktorgrenzwerten wird vorgestellt.

4. Lenkwinkelgenauigkeit:

• Eine neuartige Vorsteuerung kompensiert den Einfluss der Federkinematik und verbessert die Genauigkeit der Seitenkraftsteuerung.

Die Simulationsergebnisse zeigen die Bedeutung dieser Schlüsselfaktoren und ihrer kombinierten Auswirkungen für die Entwicklung fortschrittlicher Reifenkraftverteilungsstrategien in 4WID-4WIS-Elektrofahrzeugen.

Stats

Die Zeitkonstanten der Aktoren betragen:

Antriebssystem: 0,015 s
Bremssystem: 0,06 s
Lenkungssystem: 0,1 s
Die maximalen/minimalen Drehmomente und Drehmomentänderungsraten liegen bei:

Drehmoment: ±1250 Nm
Drehmomentänderungsrate: ±500 Nm/10 ms
Die maximalen/minimalen Lenkwinkel und Lenkwinkeländerungsraten betragen:

Lenkwinkel: ±35°
Lenkwinkeländerungsrate: ±0,5°/10 ms
Die Zeitkonstanten der Reifenkräfte liegen zwischen 0,014 s und 0,024 s.

Citations

"Präzise Schätzung der Vertikallast verbessert die Genauigkeit der Seitenkraftverteilung."
"Der selbstkompensierende Effekt der Seitenkräfte minimiert den Einfluss kleiner Abweichungen in der Vertikallasten-Schätzung."
"Eine neue Methode zur Berücksichtigung der Aktordynamik in der Kraftverteilung verbessert die Gierratreaktionen und reduziert Verfolgungsfehler."

Idées clés tirées de

Unveiling Four Key Factors for Tire Force Control Allocation in 4WID-4WIS Electric Vehicles at Handling Limits

by Ao Lu,Runfen... à arxiv.org 03-20-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.12487.pdf

Questions plus approfondies

Wie lässt sich die Reifenkraftverteilung in 4WID-4WIS-Elektrofahrzeugen weiter optimieren, um die Fahrstabilität auch unter extremen Bedingungen zu erhöhen

Die Reifenkraftverteilung in 4WID-4WIS-Elektrofahrzeugen kann weiter optimiert werden, um die Fahrstabilität unter extremen Bedingungen zu verbessern, indem verschiedene Aspekte berücksichtigt werden. Eine präzise vertikale Lastschätzung ist entscheidend, um die Reifenkräfte genau zu verteilen. Darüber hinaus spielt die Berücksichtigung der dynamischen Eigenschaften der Aktuatoren eine wichtige Rolle. Die Berechnung des erreichbaren Reifenkraftvolumens basierend auf den Reifen-Road-Adhäsions- und Aktuatorbeschränkungen ist ebenfalls entscheidend. Durch die Implementierung von Vorspannsteuerung mit Bump-Steer-Kompensation kann die Lenkwinkelgenauigkeit verbessert werden, was sich positiv auf die laterale Reifenkraftkontrolle auswirkt.

Welche Auswirkungen haben andere Fahrzeugkonfigurationen, wie z.B. 2WD oder 4WD, auf die Schlüsselfaktoren der Reifenkraftverteilung

Andere Fahrzeugkonfigurationen wie 2WD oder 4WD können ebenfalls Schlüsselfaktoren der Reifenkraftverteilung beeinflussen. In einem 2WD-Fahrzeug sind die Reifenkräfte auf die beiden angetriebenen Räder beschränkt, was die Verteilung der Kräfte anders gestaltet als bei einem 4WD-Fahrzeug, bei dem alle vier Räder angetrieben werden. Die dynamischen Eigenschaften der Aktuatoren und die Reifen-Road-Adhäsions- und Aktuatorbeschränkungen müssen entsprechend angepasst werden, um die optimale Reifenkraftverteilung zu gewährleisten.

Wie können die Erkenntnisse aus dieser Studie auf andere Anwendungsfelder, wie autonomes Fahren oder Rennsport, übertragen werden

Die Erkenntnisse aus dieser Studie zur Reifenkraftverteilung in 4WID-4WIS-Elektrofahrzeugen können auf andere Anwendungsfelder wie autonomes Fahren oder den Rennsport übertragen werden. In autonomen Fahrzeugen können fortschrittliche Reifenkraftverteilungsstrategien dazu beitragen, die Fahrstabilität und Manövrierfähigkeit zu verbessern. Im Rennsport können die Erkenntnisse genutzt werden, um die Leistungsfähigkeit der Fahrzeuge zu steigern und eine präzise Kontrolle über die Reifenkräfte zu ermöglichen, was entscheidend für die Fahrzeugdynamik und die Rundenzeiten ist.