Ein angepasstes Burckhardt-Reifenmodell für den Einsatz in off-road

Um ein Synthesemodell zu entwickeln, das Einfachheit und Genauigkeit miteinander verbindet, haben wir ein neues Reifenmodell für off-road entworfen. Dieser Artikel beschreibt den wissenschaftlichen Ansatz, den wir zur Erreichung dieses Ergebnisses verfolgt haben. In dieser Arbeit wird das Burckhardt-Reifenmodell an die Bedingungen off-road angepasst, seine Formkoeffizienten analysiert und eine Methode zur Schätzung der Modellparameter vorgeschlagen. Für die Datenerfassung wird ein virtuelles Flat-Trac mit dem Chrono Simulator entwickelt, das zu einem linearisierten off-road führt. Dies ist ein entscheidender Schritt, der es uns ermöglicht, Kontrollgesetze zu entwerfen, die gegenüber Variationen in der Reifen-Boden-Interaktion robust sind.

Die Mobilität von Off-road ist in vielen Bereichen wie der Landwirtschaft, dem Militär oder Baumaschinen eine echte Herausforderung. Die Einführung von autonomen Fahrzeugen in diesen Bereichen erfordert fortschrittlichere Steuerungsalgorithmen. Darüber hinaus hat die Verformbarkeit des Geländes einen erheblichen Einfluss auf das Fahrzeugverhalten. In diesem Zusammenhang wurde viel geforscht, um die Phänomene der Rad-Boden-Interaktion zu beschreiben. Unter den wichtigsten Faktoren sind die Zugkraft, die Seitenkraft und das Einsinken der Räder entscheidende Aspekte bei der Untersuchung der Fahrzeugmobilität. Einer der am häufigsten verwendeten Ansätze basiert auf der Bekker-Wong-Beschreibung. Aufgrund der mathematischen Komplexität dieses Modells ist dieser Ansatz jedoch eher für die Fahrzeugsimulation gedacht. Da der Entwurf von Kontrollgesetzen weniger komplexe Modelle erfordert, wird in diesem Papier eine Methode vorgeschlagen, die auf einer an verformbare Oberflächen angepassten Modellstruktur für Straßenreifen basiert. Diese Modifikation basiert auf dem ursprünglichen Burckhardt-Reifenmodell mit einer modifizierten Struktur und geschätzten Parametern. Darüber hinaus wird die Parameteridentifikation durch die Simulation eines realistischen virtuellen Prüfstandes durchgeführt, der die Datenerfassung für den Parameterschätzungsprozess ermöglicht. Schließlich zeigen die erzielten Ergebnisse die Anwendbarkeit der vorgeschlagenen Methode durch ein neues Reifenmodell mit der Bezeichnung Adapted Burchardt Tire Model (ABTM).