Kippvermeidung von Fahrzeugen durch robuste Lenk- und Bremsregelung

Abstract

Verkehrsunfälle mit Fahrzeugüberschlag sind meist mit schweren Verletzungen oder Todesfolge der Beteiligten verbunden und stehen in besonderer Weise im Blickpunkt der Öffentlichkeit. Eine ständige Verbesserung der passiven und aktiven Sicherheit von Kraftfahrzeugen hat dazu geführt, dass die Anzahl der schweren Unfälle mit Personenschäden deutlich zurückgegangen ist. Zumeist stehen diese Systeme jedoch nicht in direktem Bezug zum Fahrzeugüberschlag, was dazu führte, dass in den vergangenen Jahren der Anteil von Überschlagunfällen an der Gesamtanzahl der sehr schweren Unfälle prozentual stark gestiegen ist. Im Brennpunkt einer Vielzahl neuerer Entwicklungen mit dem Ziel einer Verbesserung der Kippsicherheit stehen in jüngster Zeit neben passiven Systemen zum Insassenschutz auch verstärkt aktive Fahrsicherheitssysteme basierend auf aktiven Fahrwerk-, Brems- und Lenkregelungssystemen. In diesem Aufsatz wird ein regelungstechnisches Konzept vorgestellt, dessen Ziel die Vermeidung von Überschlagunfällen ist. In kippkritischen Situationen wird ein Notfallsystem aktiviert, das durch einen koordinierten automatischen Lenk- und Bremseingriff stabilisierend in die Fahrdynamik eingreift und dadurch ein Umkippen des Fahrzeugs verhindert und gleichzeitig beim Spurhalten des Fahrzeugs auf der Fahrbahn nur zu geringen Abweichungen führt. Parallel hierzu wird durch eine überlagerte kontinuierlich betriebene Lenkregelung die Wankdynamik bedämpft und damit die Kippstabilität in dynamischen Fahrmanövern erhöht. Dieser Eingriff kann mit einem aktiven Lenkeingriff zur Gierstabilisierung kombiniert werden. Die Regelungsstrategie erfordert neben der Messung von Wank- und Gierrate die ständige Ermittlung einer die Kippgefahr repräsentierenden Größe während der Fahrt. Der aktive Lenkeingriff läßt sich entweder mit einer Steer-by-Wire-Lenkung oder einer Überlagerungslenkung realisieren.