ESP ✔

“Die Fahrdynamikregelung bzw. Electronic Stability Control (ESC), im deutschsprachigen Raum häufig auch mit “ESP” abgekürzt, bezeichnet ein elektronisch gesteuertes Fahrassistenzsystem für Kraftfahrzeuge, das durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder dem Ausbrechen des Wagens entgegenwirkt.” – Wikipedia

Diese wurde auf dem Fahrzeug umgesetzt. Natürlich nicht so komplex wie in einem richtigen Automobil, dennoch sind die Grundzüge der Logik implementiert und können dargestellt werden.

Logik der Fahrdynamikregelung ESP

Zuerst muss festgestellt werden, wie sich das Fahrzeug bewegt. Folgende Messgrößen werden erfasst:

Lenkwinkel (wohin will der Fahrer?)
Querbeschleunigung
Gierrate (Drehgeschwindigkeit um die Hochachse)

Im nächsten Schritt wird aus den bekannten Fahrzeugdaten und mit Hilfe des linearisierten Einspurmodells berechnet, wie sich das Fahrzeug bewegen sollte. Also welche Reaktionen durch einen bestimmten Lenkwinkel zu erwarten sind. Dabei ist die Sollgierrate das zentrale Element. Die Sollgierrate wird zweifach berechnet und der minimale Wert als Sollwert angenommen. Zum einen aus dem Einspurmodell (1) und zum anderen aus der maximalen Querbeschleunigung (2).

$\dot \psi_\text{soll,1}=\cfrac{v}{l+EG\cdot v^2} \cdot \delta$

mit dem Eigenlenkgradienten

$EG=\cfrac{m}{l} \cdot \left(\cfrac{l_h}{c_{\alpha,v}} - \cfrac{l_v}{c_{\alpha,h}} \right)$

$\dot \psi_\text{Soll,2}=\cfrac{a_\text{y,max}}{v}$

$\dot \psi_\text{Soll}=\min(\dot \psi_\text{Soll,1},\dot \psi_\text{Soll,2})$

Die maximale Querbeschleunigung a_y,max wurde mit 4m/s² angenommen, da das lineare Einspurmodell ohnehin nur in diesen Schranken einigermaßen verlässliche Berechnungen erlaubt.

Die Sollgierrate wird mit der gemessenen IST-Gierrate verglichen. Dreht sich das Fahrzeug stärker um die Hochachse, als zu erwarten ist, so entsteht ein Schwimmwinkel, welchen es zu begrenzen gilt. Es erfolgt der Bremseingriff am jeweiligen Rad um der Drehbewegung entgegen zu wirken.

Um unnötige Regeleingriffe zu vermeiden, muss zur Auslösung der Regelung, je nach Fahrsituation, ein Schwellwert überschritten werden. Das Resultat kann man hier sehen:

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Logik der Fahrdynamikregelung ESP

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