Ein angepasstes Burckhardt-Reifenmodell für Geländefahrzeuganwendungen

Um ein Synthesemodell zu entwickeln, das Einfachheit und Genauigkeit kombiniert, haben wir ein neues Reifenmodell für Offroad-Anwendungen entwickelt. Dieser Artikel beschreibt den wissenschaftlichen Ansatz, den wir verfolgt haben, um dieses Ergebnis zu erzielen. In dieser Arbeit wird das Burckhardt-Reifenmodell an die Bedingungen im Gelände angepasst, seine Formkoeffizienten analysiert und eine Methode zur Schätzung der Modellparameter vorgeschlagen. Zur Datenerfassung wird ein virtuelles Flat-Trac-System mit dem Chrono Simulator entwickelt, das zu einem linearisierten Geländereifenmodell führt. Dies ist ein entscheidender Schritt, der es uns ermöglicht, Regelgesetze zu entwerfen, die robust gegenüber Schwankungen der Wechselwirkung zwischen Reifen und Boden sind.

Die Mobilität von Geländefahrzeugen ist in vielen Bereichen wie Landwirtschaft, Militär oder Baumaschinen eine echte Herausforderung. Die Einführung autonomer Fahrzeuge in diesen Bereichen erfordert fortschrittlichere Steueralgorithmen. Darüber hinaus hat die Verformbarkeit des Geländes einen erheblichen Einfluss auf das Fahrzeugverhalten. In diesem Zusammenhang wurde viel geforscht, um die Phänomene der Wechselwirkung zwischen Rad und Boden zu beschreiben. Zu den wichtigsten Faktoren gehören Zugkraft, Seitenkraft und Schräglage der Räder, die entscheidende Aspekte bei der Untersuchung der Fahrzeugmobilität sind. 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 für den Entwurf von Kontrollgesetzen weniger komplexe Modelle erforderlich sind, wird in diesem Beitrag eine Methode vorgeschlagen, die auf einer Modellstruktur von Straßenreifen basiert, die an verformbare Oberflächen angepasst ist. Diese Modifikation basiert auf dem ursprünglichen Burckhardt-Reifenmodell mit einer modifizierten Struktur und geschätzten Parametern. Darüber hinaus erfolgt die Parameteridentifikation durch die Simulation eines realistischen virtuellen Prüfstands, der die Datenerfassung für den Parameterschätzprozess ermöglicht. Schließlich zeigen die erzielten Ergebnisse die Anwendbarkeit der vorgeschlagenen Methode anhand eines neuen Reifenmodells, dem Adapted Burchardt Tire Model (ABTM).