Wegverfolgung für autonome Fahrzeuge an der Grenze der Reibung

Die Fähigkeit, die gesamte verfügbaren Reibungskraft der Reifen zu nutzen, ist für Straßenfahrzeuge bei Notmanövern und Rennen von entscheidender Bedeutung. Wenn die Vorderreifen eines übersteuerten Fahrzeugs beim Fahren in Kurven an der Grenze der Reifen-Straße-Reibung gesättigt sind, geht das Lenken als Kontrollfaktor für die Wegverfolgung verloren. Experimentelle Daten eines autonomen Fahrzeugs zeigen, dass für die Wegverfolgung an der Reibungsgrenze durch Lenkung der Wert der Reibung auf etwa 2% genau bekannt sein muss. Diese Anforderung übersteigt die Möglichkeiten vorhandener Algorithmen zur Reibungsschätzung in Echtzeit. Daten, die mit einem professionellen Rennfahrer gesammelt wurden, inspirieren ein neuartiges Steuerungsframework, mit einer Steuereingangsstrategie basierend auf dem Schlupfwinkel, um die Vorderreifen im Schlupfwinkel zu halten, bei dem die maximale Reibungskraft erreicht wird, sowie einer Steuerung der Längsgeschwindigkeit für die Wegverfolgung. Dieser Ansatz hat deutlich weniger hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Reibungsschätzung. Ein Regler wird vorgestellt, um dieses Konzept zu erkunden, und experimentelle Ergebnisse zeigen die erfolgreiche Verfolgung eines kreisförmigen Wegs an der Reibungsgrenze ohne a priori Reibungsinformationen.