Ein Beitrag zur spurtreuen Führung n-gliedriger mehrachsgelenkter Fahrzeuge

Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung automatischer Lenkungen, die die von Schienenfahrzeugen bekannte Spurtreue auf n-gliedrige, mehrachsgelenkte Straßenfahrzeuge übertragen. Spurtreu bedeutet folglich, dass die Lenkachsmittelpunkte keinen seitlichen Versatz zueinander aufweisen. Dafür wird ein modellbasiertes automatisches Lenkverfahren systematisch konzipiert, entworfen und erprobt, das sowohl eine vollautomatische Spurführung als auch eine halbautomatische Nachführung erlaubt. Die modellbasierten automatischen Lenkungen unterliegen keinen praktisch relevanten Einschränkungen. Das wird durch die Verwendung einer Steuerungsstruktur mit zwei Freiheitsgraden erreicht, die aus einer modellbasierten Vorsteuerung und einem Rückführregler besteht. In der Vorsteuerung werden die Lenkwinkel aller Achsen berechnet, mit denen der Sollweg theoretisch spurtreu befahren wird. Durch den Einsatz eines speziell angepassten, modularen Mehrkörpermodells gelingt diese Berechnung allgemein für eine Klasse n-gliedriger Fahrzeuge. Zum Ausgleich von nicht vermeidbaren Modellunbestimmtheiten und nicht gemessenen Störungen werden ein nichtlinearer Mehrgrößenregler sowie achs-individuelle lineare Eingrößenregler entworfen und miteinander verglichen. Simulationen und Fahrversuche zeigen, dass das entwickelte Verfahren in einem weiten Geschwindigkeitsbereich robust gegenüber typischen Einflussgrößen wie Fahrbahn- und Beladungszustand ist.