DE102008021531A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Stabilitätssteuerung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stabilitätssteuerung eines Kraftfahrzeugs. Eine Vorrichtung zur Stabilitätssteuerung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Mehrzahl von Aktuatoren (160, 170, 180) zur Beeinflussung der Fahrzeugdynamik, weist wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit (110, 120) zur Steuerung der Gierrate des Kraftfahrzeugs, eine Quergeschwindigkeits-Steuereinheit (130) zur Steuerung der Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und eine Vertielungseinheit (140) zur parallelen Ansteuerung der Aktuatoren gemäß Anforderung durch die wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit (110, 120) und durch die Quergeschwindigkeits-Steuereinheit (130) auf.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stabilitätssteuerung eines Kraftfahrzeugs.
  • Die aktuelle Generation von Stabilitätssteuerungssystemen ergänzt die bestehenden Technologien ABS (ABS = Antiblockiersystem) und TCS (TCS = Antriebsschlupfregelungssystem). Diese Technologien ABS und TCS bewirken eine wesentliche Verbesserung der Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs bei übermäßigem Bremsen bzw. übermäßigem Beschleunigen. Die bestehenden Stabilitätssteuerungssysteme steuern die Radlängsdynamikeigenschaften und beeinflussen die Fahrzeugquerdynamik in erster Linie auf Basis der die Längsdynamik betreffenden Information (Raddrehzahlen).
  • Bei der aktuellen Generation von Stabilitätssteuerungssystemen umfassen die Sensoren, welche zusätzlich zu den bei der ABS-Technologie und der TCS-Technologie verwendeten Raddrehzahlsensoren erforderlich sind, Sensoren für den Lenkwinkel, die Gierrate, die Querbeschleunigung und den Hauptzylinderdruck. Die dabei verwendeten Aktuatoren umfassen vier elektrisch angesteuerte Bremsaktuatoren sowie Aktuatoren für das Antriebsstrangdrehmoment.
  • Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Vorrichtungen und Verfahren zur Stabilitätssteuerung bekannt. Hierzu zählt z. B. die Gierratenregelung unter Verwendung von Bremsaktuatoren. Bei herkömmlichen Reglern werden in der Regel um den aktuellen Arbeitspunkt linearisierte Ansätze zugrunde gelegt, was zu einer im Wesentlichen proportionalen Verstärkungseinstellung (= ”DSC-Bremsregelung”) führt. Der Anwendungsbereich solcher Regler ist jedoch häufig auf die unmittelbare Nähe des jeweiligen Arbeitspunktes beschränkt, so daß in der Regel Einschränkungen hinsichtlich der Regelungsdauer bestehen. Derartige linearisierte Regelungsansätze erweisen sich außerdem als unzureichend, wenn ein Lenkak tuator integriert werden soll, um bei Zuständen mit starker Übersteuerung oder starker Untersteuerung eine Korrektur verfehlter Fahreranforderungen vorzunehmen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stabilitätssteuerung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welche in einem breiten Anwendungsbereich eine Verbesserung der Stabilität des Kraftfahrzeugs ohne Einschränkungen hinsichtlich der Regelungsdauer ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 bzw. das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10 gelöst.
  • Eine Vorrichtung zur Stabilitätssteuerung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Mehrzahl von Aktuatoren zur Beeinflussung der Fahrzeugdynamik, weist auf:
    • – wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit zur Steuerung der Gierrate des Kraftfahrzeugs;
    • – eine Quergeschwindigkeits-Steuereinheit zur Steuerung der Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs; und
    • – eine Verteilungseinheit zur parallelen Ansteuerung der Aktuatoren gemäß Anforderung durch die wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit und durch die Quergeschwindigkeits-Steuereinheit.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Stabilitätssteuerung eines Kraftfahrzeugs kann insbesondere in einem Kraftfahrzeug realisiert werden, in welchem die Kraftfahrzeugdynamik über Bremsaktuatoren, Antriebsstrangaktuatoren und Aktuatoren für eine aktive Lenkung des Kraftfahrzeugs gesteuert wird. Dadurch, daß die Stabilitätssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung durch wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit, eine Quergeschwindigkeits-Steuereinheit und eine Verteilungseinheit zur Ansteuerung der Aktuatoren gemäß Anforderung durch die Gierraten- Steuereinheit und die Quergeschwindigkeits-Steuereinheit erfolgt, ist die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsteuerung in solcher Weise integriert ausgebildet, daß das Betreiben bzw. Verwalten dieser Aktuatoren unter Verbesserung der Stabilität sowie Wendigkeit des Kraftfahrzeuges parallel erfolgt. Dabei erfolgt erfindungsgemäß eine Fokussierung auf die Gier- und Querdynamik des Kraftfahrzeugs. Eine zusätzliche Berücksichtigung der Längsdynamik des Kraftfahrzeugs erfolgt dabei nur insoweit, als hierdurch eine verbesserte Steuerung der Gier- und Querdynamik ermöglicht wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung ferner eine Abschätzungseinheit zur Abschätzung des Dynamikzustandes des Kraftfahrzeugs auf, wobei die Verteilungseinheit zur parallelen Ansteuerung der Aktuatoren gemäß dem durch die Abschätzungseinheit abgeschätzten Dynamikzustand ausgelegt ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit eine erste Gierraten-Steuereinheit zur Steuerung der Gierrate des Kraftfahrzeugs während eines Betriebszustandes mit Untersteuerung und eine zweite Gierraten-Steuereinheit zur Steuerung der Gierrate des Kraftfahrzeugs während eines Betriebszustandes mit Übersteuerung auf. Dieses Steuerungskonzept ist insofern vorteilhaft, als das Übersteuern, das Untersteuern und das Stabilitätsverhalten des Kraftfahrzeuges beim Entwurf der Steuerung vorzugsweise unabhängig voneinander betrachtet werden. Hierbei führen die erste und die zweite Gierraten-Steuereinheit jeweils eine Steuerung der Gierrate durch, während die Stabilitäts-Steuereinheit nur dann aktiviert wird, wenn die Lenkbarkeit bzw. Kontrollierbarkeit des Kraftfahrzeugs verloren geht, d. h. eine Sättigung der Lenk- bzw. Vorderachse eintritt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Abschätzungseinheit zur Abschätzung des Dynamikzustandes zur Abschätzung des Stabilitätszustandes und/oder eines Untersteuerungs- oder Übersteuerungszustandes des Kraftfahrzeugs ausgelegt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit einen Lenkregler auf. Außerdem weist vorzugsweise die Quergeschwindigkeits-Steuereinheit einen Bremsregler auf. Dabei sind vorzugsweise die wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit und die Quergeschwindigkeits-Steuereinheit derart ausgelegt, daß bei einer aktiven Lenkung der Bremsregler erst nach dem Lenkregler aktiviert wird. Dies ist insofern vorteilhaft, als der Lenkregler einen sanfteren bzw. behutsameren Einfluß auf das Fahrempfinden des Fahrers hat.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfaßt die Mehrzahl von Aktuatoren wenigstens einen Aktuator für eine aktive Lenkung des Kraftfahrzeuges. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfaßt die Mehrzahl von Aktuatoren wenigstens einen Bremsaktuator und einen Antriebsstrangaktuator, welche parallel zu dem Aktuator für eine aktive Lenkung durch die Verteilungseinheit ansteuerbar sind.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Stabilitätssteuerung eines Kraftfahrzeugs. Zu bevorzugten Ausgestaltungen und Vorteilen wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der Vorrichtung Bezug genommen.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Stabilitätssteuerung realisierten Steuerungskonzeptes;
  • 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Definition einer Neutrallenkung; und
  • 3 ein Blockdiagramm einer integrierten Regelungseinheit mit einer Lenkregelung und einer Bremsregelung.
  • Gemäß 1 umfaßt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur Stabilitätssteuerung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine erste Gierraten-Steuereinheit 110 zur Steuerung der Gierrate des Kraftfahrzeugs während eines Betriebszustandes mit Untersteuerung, eine zweite Gierraten-Steuereinheit 120 zur Steuerung der Gierrate des Kraftfahrzeugs während eines Betriebszustandes mit Übersteuerung sowie eine Stabilitäts-Steuereinheit 130 zur Durchführung einer Steuerung der Quergeschwindigkeit während eines Betriebszustandes mit ausgeprägter Übersteuerung. Die erste Gierraten-Steuereinheit 110 dient außerdem dazu, nach Möglichkeit den Schwimmwinkel der Vorderräder zu begrenzen.
  • Dem in 1 dargestellten Steuerungskonzept liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Übersteuern, das Untersteuern und das Stabilitätsverhalten des Kraftfahrzeuges beim Entwurf der Steuerung vorzugsweise unabhängig voneinander betrachtet werden. Da die erste Gierraten-Steuereinheit 110 und die zweite Gierraten-Steuereinheit 120 jeweils eine Steuerung der Gierrate durchführen, während die Stabilitäts-Steuereinheit 130 dann aktiviert wird, wenn die Lenkbarkeit bzw. Kontrollierbarkeit des Kraftfahrzeugs verloren geht (d. h. eine Sättigung der Lenk- bzw. Vorderachse eintritt), wird gemäß der Erfindung ein spezielles Management der gesamten Kraftfahrzeugsteuerung durchgeführt.
  • Gemäß 1 empfängt die erste Gierraten-Steuereinheit 110 einen Sollwert 80 für die Untersteuerungs-Steuerung, und die zweite Gierraten-Steuereinheit 120 empfängt einen Sollwert 90 für die Übersteuerungs-Steuerung. Die erste Gierraten-Steuereinheit 110, die zweite Gierraten-Steuereinheit 120 und die Stabilitäts-Steuereinheit 130 senden jeweils Anforderungssignale an eine Verteilungseinheit 140. Im Einzelnen sendet die erste Gierraten-Steuereinheit 110 ein Anforde rungssignal 111 (”Tq USC”) und 112 (”An USC”) an die Verteilungseinheit 140. Die zweite Gierraten-Steuereinheit 120 sendet ein Anforderungssignal 121 (”Tq USC”) und 122 (”An USC”) an die Verteilungseinheit 140. Die Stabilitäts-Steuereinheit 130 sendet ein Anforderungssignal 131 (”Tq USC”) an die Verteilungseinheit 140. Der Verteilungseinheit 140 werden außerdem von einer Abschätzungseinheit 150 Indizes 151 zugeführt, welche den Stabilitätszustand und/oder den Untersteuerungs-/Übersteuerungs-Zustand des Kraftfahrzeugs beschreiben.
  • Die Verteilungseinheit 140 steuert auf Basis der von der ersten Gierraten-Steuereinheit 110, der zweiten Gierraten-Steuereinheit 120 und der Stabilitäts-Steuereinheit 130 erhaltenen Anforderungssignale 111, 112, 121, 122 und 131 sowie der von der Abschätzungseinheit 150 erhaltenen Indizes 151 über Signale 141–143 eine Gruppe von Aktuatoren an, nämlich einen Aktuator 160 für eine aktive Lenkung des Kraftfahrzeugs, einen Bremsaktuator 170 und einen Antriebsstrangaktuator 180.
  • Gemäß einer nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform kann auch auf die separate Ausbildung der ersten Gierraten-Steuereinheit 110 verzichtet werden, so daß das Untersteuerungs-/Übersteuerungs-Management mit einer einzigen Berechnungskette zur Durchführung einer Gierratensteuerung realisiert wird.
  • Dem erfindungsgemäßen Steuerungskonzept liegen folgende Annahmen zugrunde:
    • – Eine aktive Lenkung führt eine Betätigung einer Gierratensteuerung aus, wobei die gemessene Gierrate in der Nähe eines Sollwerts gehalten wird. Dabei ist darauf zu achten, daß die beiden Gierratensteuerungen gut zusammenarbeiten und keine Störung des Lenkverhaltens durch die aktive Lenkung erfolgt.
    • – Die aktiven Bremsen steuern die Quergeschwindigkeit, welche in kritischen Situationen, bei denen die Haftungsgrenze der Reifen überschritten wird, dazu neigt zu divergieren. infolgedessen sollte die Bremssteuerung nur selten aktiv sein.
    • – Da die Gierregelung der aktiven Lenkung einen sanfteren bzw. behutsameren Einfluß auf das Fahrverhalten besitzt, wird sie vor einer Einschaltung der aktiven Bremsen aktiviert. In kritischeren Situationen erfolgt zusätzlich eine Aktivierung der aktiven Bremsen, wobei eine vollständig integrierte Lenk- und Bremsregelung bereitgestellt wird.
    • – Das vom Antriebsstrang gelieferte Drehmoment kann separat im Sinne einer ”Feedforward-Regelung” auf Basis der gemessenen bzw. abgeschätzten Signale für die Längs- und Querdynamik verwaltet werden. Dieser Designansatz ist deshalb möglich, weil der (niedrigere Frequenzen umfassen de) Frequenzbereich der Längsdynamik von dem Frequenzbereich der Gier- und Querdynamik entkoppelt ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Fahrzeugsteuerung umfaßt integrierte Steuerungseinrichtungen für die Quergeschwindigkeit und für die Gierrate. Die Vorrichtung kann insbesondere aus zwei Standard-Proportional-Reglern aufgebaut sein, von denen einer für den Gierraten-Fehler und der andere für die Neutrallenkungs-Quergeschwindigkeit zuständig ist.
  • Gemäß dem in 3 dargestellten Blockdiagramm weist eine integrierte Regelungseinheit 300 einen Lenkregler 310 und einen Bremsregler 320 auf.
  • Vorzugsweise wird der Lenkregler 310 vor dem Bremsregler 320 aktiviert, da der Lenkregler 310 einen sanfteren bzw. behutsameren Einfluß auf das Fahrempfinden des Fahrers hat. Sobald die Stabilität des Kraftfahrzeugs in den kritischen Bereich übergeht, wird zusätzlich der Bremsregler 320 aktiviert, wobei dabei dann eine vollständig integrierte Regelung erfolgt, wie durch die Pfeile 331 und 332 in 3 veranschaulicht ist.
  • Der Lenkregler 310 dient zur Regelung der Gierrate mittels einer Gierraten-Regelungseinheit 311 und kann beispielsweise in der Übersteuerungs-Steuerungseinheit 120 von 1 implementiert sein. Der Bremsregler 320 hat die Aufgabe, die Stabilität des Gesamtsystems zu gewährleisten, und weist als Hauptkomponente einen Proportional-Regler 322 auf. Der Bremsregler 320 weist ferner eine Einheit 321 zur Kompensation des Zentrifugalmoments auf. Der Bremsregler 320 kann beispielsweise in der Stabilitäts-Steuerungseinheit 130 von 1 implementiert werden und besitzt einen indirekten Einfluß auf die Quergeschwindigkeit am Schwerpunkt (COG) des Kraftfahrzeugs, welcher darauf beruht, daß aus dem differentiellen Bremsen oder der asymmetrischen Traktion eine Gierbewegung des Kraftfahrzeugs resultiert.
  • Für eine integrierte Regelung sind lediglich der Lenkregler 310 und der Bremsregler 320 miteinander unter Kompensation der Effekte der Bremswirkung auf die Gierrate zu kombinieren, wobei der Effekt der Lenkwirkung auf die Quergeschwindigkeit bei Neutrallenkung Null beträgt. Es zeigt sich somit, daß die Integration von Lenk- und Bremsregelung in einfacher Weise über die Implementierung des Integrationszweiges gemäß 3 realisierbar ist, wobei dann die Effekte der Bremsregelung auf die Gierrate kompensiert werden.
  • Die erfindungsgemäße Verwendung eines basierend auf der Quergeschwindigkeit bei Neutrallenkung (vyNS) arbeitenden Gierraten-Reglers anstelle eines herkömmlichen auf der Quergeschwindigkeit (vy) arbeitenden Gierraten-Reglers beruht darauf, daß die Dynamik der Quergeschwindigkeit bei Neutrallenkung (vyNS) nicht durch die Vorderachsen-Lenkung beeinflußt wird, sondern die Lenkwirkung zur einer indirekten Beeinflussung der Dynamik über die Gierrate vΨ führt. Infolgedessen werden die Resultate der Regelung dieses Zustandes weniger empfindlich gegenüber Lenkmodulationen, welche von einem parallelen AFS-Regler und/oder von Fahrer ausgehen können.
  • Das folgende Beispiel für ein Fahrverhalten zeigt das Verhalten der erfindungsgemäßen Fahrzeugregelung in der Praxis:
    • I. Bei Fahrmanövern unterstützt der Lenkungs-Gierraten-Regler den Fahrer darin, das Soll-Gierverhalten des Kraftfahrzeugs einzuhalten, wobei bei übermäßigem Anstieg der Gierrate ein Gegensteuern erfolgt und erforderlichenfalls das Fahrmanöver durch den Lenkwinkel antizipiert wird (wie dies auch geübte Fahrer tun würden). Das mittels des Gierratenreglers berechnete Giermoment (Myf) wird vollständig durch die aktive Lenkung bereitgestellt.
    • II. Wenn die Haftungsgrenze der Reifen erreicht wird und eine Beeinträchtigung der Fahrzeugstabilität droht, wird eine Regelung der Querdynamik aktiviert, welche die Bremsen anweist, ein stabilisierendes Giermoment (MB) bereitzustellen. Da dieses stabilisierende Giermoment von dem für die Gierratenregelung benötigten Moment subtrahiert wird, ändert sich das gesamte, durch die integrierte Gierregelung bereitgestellte Giermoment nicht, wobei jedoch die gesamte von der aktiven Regelung auf die Fahrzeugkarosserie ausgeübte Querkraft verändert wird, was während Manövern mit Übersteuerung in der Regel einer Verringerung der Querkraft entspricht. In dieser Situation führt die aktive Lenkung bereits ein Gegenlenken durch, was sowohl zu einem den Gier-Überschuß verringernden Giermoment als auch zu einer Querkraft führt, welche zu dem beabsichtigten Weg entgegengesetzt gerichtet ist. Die Querdynamikregelung reduziert daher die auf den Schwerpunkt (COG) von der aktiven Lenkung ausgeübte Querkraft, während das gesamte aktive Giermoment gemäß Anforderung von der Gierregelung konstant gehalten wird, um eine Reduzierung sowohl des Gierratenfehlers als auch der Quergeschwindigkeit zu erzielen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugregelung werden folgende, vereinfachte Bewegungsgleichungen zugrunde gelegt:
    Figure 00090001
  • Dabei wird von folgenden Annahmen ausgegangen:
    • – Es wird von einer im Wesentlichen zweidimensionalen (2D) Fahrzeugbewegung ausgegangen.
    • – Der Lenkwinkel δ wird als klein angenommen, so daß cos(δ) ≈ 1 und sin(δ) ≈ δ gilt, und die y-Komponenten der Kräfte die x-Komponenten der Kräfte überwiegen: |Fyf cos(δ)|>|Fxf sin(δ)| (2)
    • – Die Längsdynamik wird vernachlässigt, wobei lediglich ihr Effekt auf die vx-Parameterabhängigkeiten berücksichtigt wird.
    • – Die Nickdynamik und die Rolldynamik werden vernachlässigt, wobei jedoch die relevanten statischen Effekte auf die Reifenkräfte berücksichtigt werden.
    • – Der Effekt einer asymmetrischen Radbremsung wird über eine Eingangsvariable MB abstrahiert, wobei gilt:
      Figure 00100001
    • – Der Effekt der Bremsung auf die Querkräfte wird über die Parameterabhängigkeit der Reifencharakteristik von dem Längsschlupf (k) auf die Räder berücksichtigt.
  • Mit den folgenden Definitionen für den Gierratenfehler und die Quergeschwindigkeit bei Neutrallenkung (vyNS)
    Figure 00110001
    ergeben sich die Gleichungen
  • Figure 00110002
  • Die neu eingeführte Konstante lNS definiert den ”Neutrallenkungspunkt” auf der Fahrzeuglängsachse, an welchem die Variation der Quergeschwindigkeit gemäß Gleichung (5) unabhängig von der Querkraft auf die Vorderreifen ist. Dieser Punkt liegt, wie in 2 veranschaulicht ist, hinter dem Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs in einem Abstand von genau lNS (siehe Gleichung (4)). Bei Zugrundelegung typischer Parameter, beispielsweise m = 1961 kg, J = 3700kg·m2, If = 1.36 m und Ir = 1.54 m, ergibt sich ein Wert von lNS = 1.387 m, so daß PNS sehr nahe an der Hinterachse liegt.
  • Im Folgenden wird eine Lenkregelung gemäß Gleichung (6) angenommen:
    Figure 00110003
  • Dabei bezeichnet FyfD den auf die Fahreranforderung zurückzuführende Anteil der Größe Fyf.
  • Ferner wird eine Bremsregelung gemäß folgender Gleichung (7) angenommen:
    Figure 00120001
  • In diesem Falle ergibt sich eine lokalasymptotische Stabilität des Kraftfahrzeugs bei Manövern mit Übersteuerung, was wie folgt bewiesen werden kann:
    Bei der angenommenen Lenkregelung ergibt sich für die Gierrate:
    Figure 00120002
  • Mit der in Gleichung (9) definierten Lyapunov-Funktion:
    Figure 00120003
    ergibt dies:
    Figure 00120004
    woraus mit Gleichung (7) für den Gleichgewichtszustand folgt:
    Figure 00120005
  • Der erste Term in Gleichung (10) ist eindeutig negativ, wohingegen der letzte Term entweder (im Quasi-Gleichgewichtszustand) nahe bei Null liegt oder (in sämtlichen Fällen, in welchem das Kraftfahrzeug übersteuert und der Regler aktiv ist) negativ ist, da in diesem Falle die Kräfte auf die Hinterreifen die Kräfte auf die Vorderreifen überwiegen und von entgegen gesetztem Vorzeichen wie der Gierratenfehler sind.
  • Im Allgemeinen ist das Vorzeichen des zuletzt genannten Gierratenfehlers nicht vorgegeben und kann je nach Übersteuerungszustand des Kraftfahrzeugs sowohl positiv als auch negativ sein. Daher ergibt Gleichung (10) nur eine lokalasymptotische Stabilität für eine Situation, in welcher das Kraftfahrzeug übersteuert. Eine Erhöhung der Feedback-Verstärkungen erweitert den Bereich von Zuständen garantierter Stabilität bis über den Übersteuerungsbereich hinaus.
  • Anstelle von Gleichung (7) kann eine Implementierung auch wie folgt gemäß Gleichung (11) erfolgen, wobei ein Tuning-Parameter für die Kompensation des Zentrifugalmoments zugrunde gelegt werden kann, welcher nominell den Wert 1 haben sollte, jedoch infolge von Modellungenauigkeiten ggf. auf kleinere Werte gesetzt werden kann:
    Figure 00130001

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Stabilitätssteuerung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Mehrzahl von Aktuatoren (160, 170, 180) zur Beeinflussung der Fahrzeugdynamik, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aufweist: wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit (110, 120) zur Steuerung der Gierrate des Kraftfahrzeugs; eine Quergeschwindigkeits-Steuereinheit (130) zur Steuerung der Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs; und eine Verteilungseinheit (140) zur parallelen Ansteuerung der Aktuatoren (160, 170, 180) gemäß Anforderung durch die wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit (110, 120) und durch die Quergeschwindigkeits-Steuereinheit (130).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner eine Abschätzungseinheit (150) zur Abschätzung des Dynamikzustandes des Kraftfahrzeugs aufweist, wobei die Verteilungseinheit (140) zur parallelen Ansteuerung der Aktuatoren (160, 170, 180) gemäß dem durch die Abschätzungseinheit (150) abgeschätzten Dynamikzustand ausgelegt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit (110, 120) umfaßt: eine erste Gierraten-Steuereinheit (110) zur Steuerung der Gierrate des Kraftfahrzeugs während eines Betriebszustandes mit Untersteuerung; und eine zweite Gierraten-Steuereinheit (120) zur Steuerung der Gierrate des Kraftfahrzeugs während eines Betriebszustandes mit Übersteuerung.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschätzungseinheit (150) zu einer Abschätzung des Stabilitätszustandes und eines Untersteuerungs- oder Übersteuerungszustandes des Kraftfahrzeugs ausgelegt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit (110, 120) einen Lenkregler (310) aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quergeschwindigkeits-Steuereinheit (130) einen Bremsregler (320) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Gierraten-Steuereinheit (110, 120) und die Quergeschwindigkeits-Steuereinheit (130) derart ausgelegt sind, daß bei einer aktiven Lenkung der Bremsregler (320) erst nach dem Lenkregler (310) aktiviert wird.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Aktuatoren wenigstens einen Aktuator (160) für eine aktive Lenkung des Kraftfahrzeuges umfaßt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Aktuatoren ferner einen Bremsaktuator (170) und einen Antriebsstrangaktuator (180) umfaßt, welche parallel zu dem Aktuator (160) für eine aktive Lenkung durch die Verteilungseinheit (140) ansteuerbar sind.
  10. Verfahren zur Stabilitätssteuerung eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug eine Mehrzahl von Aktuatoren (160, 170, 180) zur Beeinflussung der Fahrzeugdynamik aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte aufweist: Erzeugen eines Anforderungssignals für die Gierrate des Kraftfahrzeugs mittels wenigstens einer Gierraten-Steuereinheit (110, 120); Erzeugen eines Anforderungssignals für die Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs mittels einer Quergeschwindigkeits-Steuereinheit (130); und paralleles Ansteuern der Aktuatoren (160, 170, 180) mittels einer Verteilungseinheit (140) gemäß den Anforderungssignalen für die Gierrate und die Quergeschwindigkeit.
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