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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit statisch vorgegebenen Radwinkeln
für Vorderräder und/oder Hinterräder
und mit einer Fahrdynamikregelung mittels der eine Fahrdynamik des
eine Regelstrecke des Fahrdynamikreglers darstellenden Kraftfahrzeugs
regelbar ist.
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Fahrdynamikregelungen
für Kraftfahrzeuge sind bekannt. Mittels vorgegebenen Radwinkeln,
beispielsweise eine Vorspur oder ein Sturz kann das Fahrverhalten
des Kraftfahrzeugs beeinflusst werden, beispielsweise um dieses
für Fahrzustände möglichst komfortabel
und sicher auszulegen. Mittels bekannten Fahrdynamikregelungen kann
in Gefahrsituationen, also beispielsweise bei einem drohenden Unfall,
der durch einen Fahrer mittels abrupten Lenkbewegungen zu verhindern
versucht wird oder bei versehentlich zu schnell gefahrenen Kurven
ein dabei auftretender instabiler Zustand des Kraftfahrzeugs korrigiert
werden. Solche Korrekturen können mittels an dem Fahrzeug
vorhandenen Stellelementen, beispielsweise ein Bremsteller erfolgen,
wobei durch einseitiges Abbremsen von z. B. nur einem Rad ein einer
unerwünschten Gierbewegung entgegenwirkendes Giermoment
aufgebaut werden kann. Ferner ist es bekannt, als Stellelement einer
solchen Fahrdynamikregelung ohnehin vorhandene gelenkte Räder
zu beeinflussen, also durch eine mittels der Fahrdynamikregelung
herbeigeführte Lenkbewegung ein entsprechendes Gegenmoment
aufzubauen. Die
DE
10 2007 024 755 A1 betrifft ein aktives Fahrwerkssystem
eines zweispurigen Fahrzeugs, insbesondere an dessen Hinterachse,
mit einer Möglichkeit zur Verstellung von Radsturzwinkeln
und Radspurwinkeln des durch Lenker geführten Rades im
Fahrbetrieb mittels zumindest eines für diese Verstellung
eine Verlagerung des radseitigen Anlenkpunkts eines radführenden
Lenkers, hier aktiver Querlenker genannt, bewirkenden Aktuators.
Dabei sind der aktive Querlenker sowie die weiteren radführenden
Lenker derart angeordnet, dass mit einer Verlagerung des radseitigen
Anlenkpunktes des aktiven Querlenkers in Richtung zunehmenden positiven Sturz
das Rad zunehmend in Nachspur geht, während mit zunehmendem
negativen Sturz das Rad zunehmend in Vorspur geht, wobei sich der
Sturzwinkel um einen Betrag zumindest in der Größenordnung der
an eine Sturzwinkelveränderung kinematisch gekoppelten
Spurwinkelveränderung verändert, während
sich der Spurwinkel um einen Betrag zumindest in der Größenordnung
der hälftigen Sturzwinkelveränderung verändert,
und es ist der Aktuator geeignet, die möglichen Stelleingriffe
in einem fahrdynamisch relevanten Frequenzbereich in der Größenordnung von
1 Hz oder höher auszuführen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein verbessertes Kraftfahrzeug bereitzustellen,
insbesondere einen Reifenverschleiß und einen Kraftstoffverbrauch zu
optimieren.
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Die
Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug mit statisch vorgegebenen Radwinkeln
für Vorderräder und/oder Hinterräder
und mit einer Fahrdynamikregelung mittels der eine Fahrdynamik des
eine Regelstrecke des Fahrdynamikreglers darstellenden Kraftfahrzeugs
regelbar ist dadurch gelöst, dass mittels den Radwinkeln
ein Übertragungsverhalten der Regelstrecke instabil oder
an einer Stabilitätsgrenze eingestellt ist, wobei ein Gesamtübertragungsverhalten
eines Reglers der Fahrdynamikregelung und der Regelstrecke stabil
ist. Unter Radwinkeln kann eine Vorspur bzw. ein Vorspurwinkel und/oder
ein Sturzwinkel, also eine relative Lage einer Drehebene des jeweiligen
Rades zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs und/oder zu
einer Hochachse des Fahrzeugs verstanden werden. Unter Regelstrecke
kann das Übertragungsverhalten des gesamten Kraftfahrzeuges,
insbesondere hinsichtlich einer Drehbewegung, Drehgeschwindigkeit,
Drehwinkel und/oder Drehbeschleunigung hinsichtlich der Hochachse
des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Es wurde vorteilhaft erkannt,
dass eine Einstellung der Radwinkel auf ein Kurvenfahrverhalten
und einen Spritverbrauch des Kraftfahrzeugs Einfluss hat, wobei
eine Optimierung hin zu einem niedrigen Spritverbrauch ein Verschieben
der Regelstrecke hin zur Stabilitätsgrenze gegebenenfalls
hin bis in einen instabilen Bereich bedingt. Vorteilhaft kann mittels
der Erfindung dieser Zielkonflikt gelöst werden, in dem
die eigentlich instabile oder sehr nahe an der Stabilitätsgrenze
eingestellte Regelstrecke mittels des Reglers stabilisiert wird,
so dass ein Gesamtübertragungsverhalten des Kraftfahrzeuges
mit angeschalteter Fahrdynamikregelung stabil ist, also beispielsweise
von einem Fahrer des Kraftfahrzeuges als komfortabel und sicher
fahrendes Kraftfahrzeug empfunden wird, insbesondere hinsichtlich
eines Geradeauslaufs und eines Kurvenfahrverhaltens.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeuges ist vorgesehen,
dass die Radwinkel eine Vorspur aufweisen. Mittels der Vorspur kann
vorteilhaft ein Geradeauslauf des Kraftfahrzeugs beeinflusst werden,
wobei bei einer vergleichsweise geringen Vorspur ein kleiner Kraftstoffverbrauch
auftritt.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass
die Vorspur an gelenkten Vorderrädern des Kraftfahrzeugs
zwischen 0° und 0,1°, insbesondere ungefähr
0,05° beträgt und an Hinterrädern 0° bis
0,2°, insbesondere 0,05° bis 0,15°, insbesondere
ungefähr 0,09° betragen. Vortellhaft ergibt sich
bei diesen Einstellungen ein besonders geringer Kraftstoffverbrauch,
wobei möglicherweise auftretende Instabilitäten
der Regelstrecke vorteilhaft mittels des Reglers der Fahrdynamikregelung
ausgeglichen werden können.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist
vorgesehen, dass die Fahrdynamikregelung einen Gierratenregler aufweist.
Vorteilhaft kann mittels der Gierratenregelung des Gierratenreglers
trotz der eigentlich zu kritisch eingestellten Vorspur die Stabilität
des Kraftfahrzeugs gewährleistet werden.
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Die
Aufgabe ist außerdem bei einem Verfahren zum Regeln eines
instabilen Kraftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche
gelöst. Das Verfahren sieht ein Ermitteln einer Soll-Giergeschwindigkeit
mittels eines das Kraftfahrzeug beschreibenden Referenzmodells,
ein Ermitteln einer Messgiergeschwindigkeit mittels eines Messgrößen des
Kraftfahrzeugs verarbeitenden Fahrzeugzustandsschätzers
und ein Einstellen einer Regel-Giergeschwindigkeit in Abhängigkeit
der Soll-Giergeschwindigkeit und der Messgiergeschwindigkeit mittels
des Reglers der Fahrdynamikregelung. Vorteilhaft kann das eigentlich
instabile Kraftfahrzeug mittels der Fahrdynamikregelung stabilisiert
werden. Hierzu kann die Soll-Giergeschwindigkeit, die mittels des
Referenzmodells ermittelbar ist, beispielsweise mittels Auswerten
eines Lenkradwinkels mit der Messgiergeschwindigkeit verglichen
werden. Falls Abweichungen auftreten, kann die Fahrdynamikregelung
diese ausgleichen, im Idealfall eliminieren.
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Bei
einer Ausführungsform des Verfahrens sind ein Einstellen
der Regel-Giergeschwindigkeit mittels eines Antriebsmomentenstellers
für kleine Regeleingriffe und ein Einstellen der Regel-Giergeschwindigkeit
mittels eines auf die Räder wirkenden Lenkstellers für
größere Regeleingriffe vorgesehen. Unter einem
Antriebsmomentensteller kann eine Antriebsmomentenverteilung auf
zumindest zwei angetriebene Räder verstanden werden, wobei
durch Verstärken oder Abschwächen jeweiliger Antriebsmomente
ein Giermoment, das für einen Regeleingriff geeignet ist,
aufgebaut werden kann. Vorteilhaft sind solche Eingriffe, insbesondere
an einer nicht gelenkten Achse, sehr unauffällig und für
einen Fahrer des Kraftfahrzeugs quasi nicht wahrnehmbar durchführbar.
Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich
unter dem Antriebsmomentensteller auch Bremseingriffe, insbesondere
sehr schwache Bremseingriffe, zu verstehen. Unter einem Lenksteller
kann eine beliebige Vorrichtung zum Ändern eines Lenkwinkels
eines einzelnen oder an einer Achse paarweise zusammenwirkenden
Rädern verstanden werden. Eingriffe mittels Lenkstellern
werden für gewöhnlich von Fahrern des Kraftfahrzeugs
eher wahrgenommen und können vorteilhaft nur dann erfolgen,
wenn das Kraftfahrzeug einen vergleichsweise kritischen Fahrzustand
aufweist. Der auch vergleichsweise große Stelleingriffe
bzw. Regeleingriffe erfordert. Um in einem solchen Fall eine drohende
Gefahr abzuwenden, können auch stärkere Regeleingriffe
hingenommen werden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die
Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel
im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte
Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller
Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig
von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch
Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche
und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht auf zwei Räder einer Achse eines Kraftfahrzeugs
von oben;
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2 ein
Regelschema einer Fahrdynamikregelung des in 1 gezeigten
Kraftfahrzeugs.
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1 zeigt
ein teilweise dargestelltes Kraftfahrzeug 1 mit einer Achse 3 und
zwei Rädern 5. Bei der Achse 3 kann es
sich beispielsweise um eine Hinterachse oder eine Vorderachse des
Kraftfahrzeugs 1 handeln. Mittels eines Pfeils 7 ist
eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 angedeutet. An
einem linken Rad der Räder 5 ist ein Vorspurwinkel 9 eingezeichnet.
Mittels des Vorspurwinkels, der auch als Vorspur bezeichnet wird,
können von der mittels des Pfeils 7 abweichenden
Fahrtrichtung abweichende Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs 1 eingestellt
werden. Bei dem Kraftfahrzeug 1 sind die Vorspurwinkel
statisch vorgegeben. Unter statisch vorgegeben kann verstanden werden,
dass bei einem Stillstand des Fahrzeugs ein bestimmter Vorspurwinkel
an den Vorder- und/oder Hinterrädern des Kraftfahrzeugs 1 voreingestellt
sind. Ungeachtet dessen können, beispielsweise durch Einfederbewegungen
und/oder elasto-kinematische Vorgänge während
eines Fahrbetriebs davon abweichende Lenkwinkel auftreten. Mittels
der Vorspurwinkel 9 kann ein Übertragungsverhalten
des Kraftfahrzeugs 1 bezüglich eines Gierverhaltens,
beispielsweise eines Gierwinkels, einer Giergeschwindigkeit und/oder
einer Gierbeschleunigung beeinflusst werden. Im allgemeinen gilt,
dass Vorspurwinkel von 0,25° an der Vorderachse und von ungefähr
0,45° an der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 1 ein
stabiles Übertragungsverhalten ergeben, wobei unter stabilem Übertragungsverhalten
verstanden werden kann, dass beispielsweise bei losgelassenem Lenkrad
das Fahrzeug von selbst möglichst genau geradeaus fährt,
also die Fahrtrichtung beibehält und nicht selbsttätig ändert.
Ebenso kann unter stabilem Übertragungsverhalten verstanden
werden, dass während einer Kurvenfahrt und/oder an einem Beginn
oder einem Ende einer Kurvenfahrt das Fahrzeug auf mittels eines
Fahrers eingegebene Lenkbewegungen stabil, also nicht so dass dies
von dem Fahrer als nervös, beispielsweise stark über-,
stark untersteuernd und/oder schwingend empfunden wird, verstanden
werden.
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Erfindungsgemäß werden
die Vorspurwinkel an der Vorderachse auf Werte zwischen 0° und
0,1°, insbesondere ungefähr 0,05° und
an der Hinterachse auf Werte zwischen 0° und 0,2°,
insbesondere 0,05° und 0,15°, insbesondere ungefähr
0,09° reduziert. Diese Maßnahme allein würde
ein von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 als vergleichsweise
instabil empfundenes Übertragungsverhalten ergeben. Das Kraftfahrzeug 1 hätte
also ohne weitere Maßnahmen einen vergleichsweise schlechten
Geradeauslauf und ein vergleichsweise schlechtes Kurvenverhalten. Vorteilhaft
kann dies jedoch mittels einer in 2 gezeigten
Fahrdynamikregelung 11 ausgeglichen werden.
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2 zeigt
ein Regelschema einer Fahrdynamikregelung des in 1 gezeigten
Kraftfahrzeugs 1. Die Fahrdynamikregelung 11 weist
ein Referenzmodell 13 auf, in das eine Fahrgeschwindigkeit vx
und ein Lenkradwinkel LRW eingehen. Aus diesen Eingangsgrößen
berechnet das Referenzmodell 13 eine Soll-Giergeschwindigkeit ωz_soll.
Außerdem weist die Fahrdynamikregelung 11 einen
Fahrzeugzustandsschätzer 15 auf. Mittels des Fahrzeugszustandsschätzers
kann ein Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt
werden, beispielsweise eine Mess-Giergeschwindigkeit ωz_ist
und ein Schwimmwinkel beta.
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Als
Eingangsgrößen gehen in den Fahrzeugzustandsschätzer
mittels nicht näher dargestellten Messgliedern des Kraftfahrzeugs 1 ermittelbare
Größen ein, beispielsweise Beschleunigungen, Drehgeschwindigkeiten,
Raddrehzahlen, der Lenkradwinkel LRW sowie Größen
einer Fahrdynamikregelungssensorik ein. Die Beschleunigungen sind
mit ax, ay, az in 2 dargestellt. Die Drehgeschwindigkeiten, insbesondere
auch die Giergeschwindigkeit um die z-Achse sind mit ωx, ωy, ωz
in 2 dargestellt. Die Raddrehzahlen an einer Anzahl
von n-Rädern 5 des Kraftfahrzeugs 1,
mit n = 1, 2, 3, 4 sind in 2 mit n_rad_i
gekennzeichnet. Weitere Messdaten der Fahrdynamikregelungssensorik
sind mit den Bezugszeichen „ESP-Sensorik” gekennzeichnet.
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Dem
Referenzmodell 13 und dem Fahrzeugzustandsschätzer 15 nachgeschaltet
weist die Fahrdynamikregelung 11 einen Regler 17 auf,
der mittels der Soll-Giergeschwindigkeit ωz_soll und der
Messgiergeschwindigkeit ωz_ist, und gegebenenfalls weiteren
Größen des Fahrzeugzustandsschätzers
einen Antriebsmomentensteller 19 und einen Lenksteller 21 steuert.
Der Antriebsmomentensteller 19 kann selbst Regelkreise
aufweisen, wobei eine Ausgangsgröße des Reglers 17 als
Führungsgröße dient, insbesondere kann
es sich dabei um ein Soll-Moment für die einzelnen Räder 5 des
Kraftfahrzeugs 1 Mi_soll und eine Momentenänderung
dMi_soll an den Rädern 5 handeln, wobei i als
Index für die unterschiedlichen Räder des Kraftfahrzeugs 1,
beispielsweise für einen Personenkraftwagen mit den Werten von
1, 2, 3, 4 steht.
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Vorteilhaft
kann der Regler 17 das Kraftfahrzeug 1 trotz der
in 1 erläuterten Einstellwerte der Vorspurwinkel
stabilisieren, so dass sich ein stabiles Gesamtübertragungsverhalten
ergibt.
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Vorteilhaft
kann der Antriebsmomentensteller 19 unter Berücksichtigung
eines angeforderten Gesamtmoments dieses in einer beliebigen Aufteilung
auf die einzelnen Räder des Kraftfahrzeugs 1 verteilen,
wobei vorteilhaft, unter der Annahme, dass ein Reifenverschleiß sich
linear zum angelegten Moment verhält, sich dadurch keine
Erhöhung eines Gesamtverschleißes ergibt. Durch
diese variable Antriebsmomentenverteilung über einen elektrischen, radindividuellen
Antrieb wird der Verschleiß nicht stark beeinflusst, da
kein zusätzliches Antriebsmoment erzeugt wird. Es findet
nur eine Aufteilung zwischen links und rechts statt. Unter der Annahme, dass
der Verschleiß linear abhängig vom Antriebsschlupf
bzw. angelegten Moment ist, ergibt sich dann in Summe an einer der
Achsen des Kraftfahrzeugs 1 wieder ein gleicher Verschleiß,
da beim einen Rad der Verschleiß erhöht wird und
beim anderen Rad im entsprechenden Maße verringert.
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Vorteilhaft
kann über alles eine Reduktion des Reifenverschleißes
und des Spritverbrauchs des Kraftfahrzeugs 1 mittels der
in 1 erläuterten minimalen Vorspur/Sturzeinstellungen
in Kombination mit der Fahrdynamikregelung 11 erfolgen.
Die bezüglich der 1 erläuterten Überlegungen
bezüglich des Vorspurwinkels können auch auf einen
Sturz bzw. Sturzwinkel der Räder 5 übertragen
werden.
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Übliche,
konventionelle Fahrwerke werden aus Stabilitätsgründen
und aufgrund guter Geradeauslauf-Eigenschaften, also um ein stabiles Übertragungsverhalten
zu erzielen, mit Vorspur- und Sturzwerten ungleich 0, beispielsweise
wie in 1 erläutert, ausgelegt. Vorteilhaft kann
durch eine Reduzierung der Vorspur/Sturzwerte ein Reifenverschleiß und
ein Kraftstoffverbrauch reduziert werden. Vorteilhaft können
dadurch sich verringernde stabilisierende Effekte mittels der Fahrdynamikregelung 11 ausgeglichen
werden. Es wurde vorteilhaft erkannt, dass die erfindungsgemäß gewählten
Werte von Vorspur und/oder Sturz nicht in allen Fahrsituationen
automatisch zu Instabilitäten führen, die bisherigen
Einstellvorgaben nach dem Stand der Technik also nur in speziellen
Situationen benötigt werden. Vorteilhaft können
also Vorspurwinkel und/oder Sturzwinkel so eingestellt werden, dass
diese sehr nahe oder an der Stabilitätsgrenze liegen, so
dass in überwiegenden Betriebzuständen des Kraftfahrzeugs 1 gerade
noch stabile Zustände vorliegen. Für den Fall,
dass es dennoch zu Instabilitäten kommt, also bei speziellen Fahrmanövern,
können vorteilhaft Regelsysteme, also die Fahrdynamikregelung 11 die
sich durch das Kraftfahrzeug 1 und dem Regler 17 ergebende
Gesamtstrecke stabilisieren. Dies kann beispielsweise durch eine
aktive Antriebsmomentenverteilung des Antriebsmomentenstellers 19 und/oder
durch aktive Lenksysteme wie beispielsweise den Lenksteller 21, gegebenenfalls
auch durch aktive Radlastverteilung und/oder auch Bremseingriffe
erfolgen. Vorteilhaft ist es dadurch möglich, die Vorspur-
und/oder Sturzeinstellungen auf ein Minimum zu reduzieren und dadurch
Verschleiß und Mehrverbrauch einzusparen.
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Aufgrund
der in 1 erläuterten minimalen Einstellungen
der Vorspurwinkel und/oder Sturzwerte kann es dazu kommen, dass
bei einem Lenksprung das Kraftfahrzeug 1 leicht oder zumindest
stärker als bisher gewohnt überschwingt. Das Kraftfahrzeug weist
also eine Schwingungsneigung auf. Vorteilhaft kann diese Schwingungsneigung
mittels einer geeigneten Ausregelung der Fahrdynamikregelung 11 derart
reduziert werden, dass diese entweder nicht mehr vorhanden ist oder
quasi von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs nicht mehr wahrnehmbar
ist.
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Vorteilhaft
kann für eine derartige Fahrdynamikregelung eine variable
Antriebsmomentenverteilung an einer Vorderachse und/oder einer Hinterachse
des Kraftfahrzeugs 1 verwendet werden. Über die Umverteilung
des Antriebsmoments an einer der Achsen des Kraftfahrzeugs 1 können
vorteilhaft zusätzliche Lenkeffekte aufgeprägt
werden, um den Geradeauslauf zu optimieren. Der Fahrer spürt
vorteilhaft diese Eingriffe des Lenkstellers 21 nicht.
Die Fahrdynamikregelung 11 erfolgt mittels einer Gierratenregelung.
Grundlage dafür ist eine geeignete Sensorik, die insbesondere
hochgenau und offsetfrei arbeitet und die Fahrzeugzustandserkennung
mittels des Fahrzeugzustandsschätzers 15, insbesondere hinsichtlich
einer Längs/Quergeschwindigkeit, Wank-, Nickverhalten,
Störkräfte, die am Fahrzeug angreifen, beispielsweise
Windkräfte. Für die Gierratenregelung wird neben
dem gemessenen Wert, also der Ausgangsgröße des
Fahrzeugzustandsschätzers 15 auch ein Sollwert
benötigt, der über das Referenzmodell 13 generiert
werden kann. Über diese Soll-Gierrate bzw. Soll-Giergeschwindigkeit
und gegebenenfalls weitere Sollgrößen, wie beispielsweise ein
Handmoment, der Schwimmwinkel beta wird das Wunschverhalten vorgegeben
und damit der Geradeauslauf bestimmt und vorteilhaft andererseits
auch die Stabilität des Gesamtübertragungsverhaltens
des Kraftfahrzeugs 1 gewährleistet. Bei Korrekturen
im Normalfahrbereich wird vorwiegend die Antriebsmomentenverteilung
des Antriebsmomentenstellers 19, insbesondere an der Hinterachse
des Kraftfahrzeugs 1 verwendet. Falls Stabilitätsprobleme
auftreten, beispielsweise nach heftigen Lenkbewegungen und/oder
insbesondere in einem höheren Kraftschlussbereich kann
zusätzlich ein Antriebsmoment an einer weiteren Achse,
beispielsweise der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 1 unterschiedlich
aufgeteilt werden. In diesem Fall kann hingenommen werden, dass
der Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 eine Rückmeldung
in einer Lenkung des Kraftfahrzeugs 1 erhält.
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Alternativ
und/oder zusätzlich ist es möglich, auch weitere
Aktoren einzubinden, wie beispielsweise den Lenksteller 21,
der durch zusätzliche Lenkmomente und/oder auch Zusatzwinkel
das Lenkgefühl für den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 optimieren
kann und/oder auch um das Kraftfahrzeug 1 zu stabilisieren.
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Vorteilhaft
kann der Reifenverschleiß durch die Antriebsmomentenverteilung
des Antriebsmomentenstellers 19 optimiert werden. Aufgrund
der geringen Vorspur gibt es einen geringeren Reifenverschleiß und
einen verringerten Kraftstoffverbrauch. Die Antriebsmomentenverteilung
ist vorteilhaft nahezu energieneutral, falls die Antriebsmomentenverteilung über
vier Elektromotoren realisiert wird. Jedem der vier Räder 5 des
Kraftfahrzeugs 1 kann dazu ein separater Elektromotor,
der mittels des Antriebsmomentenstellers 19 ansteuerbar
ist, zugeordnet werden. Unter der Annahme, dass der Reifenverschleiß linear
abhängig von einem Antriebsschlupf- und/oder dem Antriebsmoment
ist, ergibt sich vorteilhaft aufgrund der Verteilung von links nach
rechts oder von vorne nach hinten in Summe auch kein höherer
Reifenverschleiß wegen der Antriebsmomentenverteilung.
Dies kann vorteilhaft angenommen werden, da das eine Rad entsprechend
mehr Antriebsschlupf hat und das andere entsprechend weniger.
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Der
Fahrzeugzustandschätzer 15 kann ein Modell mit
einem Beobachter zur Schwimmwinkelschätzung beta aufweisen.
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Zusammenfassend
wird die Vorspur sehr klein eingestellt, wobei sich ein geringer
Kraftstoffverbrauch ergibt. Alternativ und/oder zusätzlich
ist es denkbar, die Vorspur dynamisch einzustellen, beispielsweise
mittels einer dazu geeigneten zusätzliche Steuerung. Dazu
ist es beispielsweise möglich, bei kleinen Längsgeschwindigkeiten
die Vorspur wie statisch voreingestellt nahe 0 zu belassen und bei
einer Kurvenfahrt größere Werte zu wählen,
um ein Maximum an Stabilität zu erreichen. Für
den Fall, dass die Vorspur nahe 0 ist, sorgt der Regler 17 der Fahrdynamikregelung 11 für
ein stabiles Gesamtübertragungsverhalten, also für
einen guten Geradeauslauf. Der Geradeauslauf wird über
die Gierratenregelung erreicht. Ein als stabil empfundener Fahrzustand
kann über den Schwimmwinkelschätzwert zusammen
mit der Gierratenregelung erreicht werden. Falls nur kleine Regeleingriffe
erforderlich sind, wird mittels der Antriebsmomentenverteilung der
Geradeauslauf geregelt, da dabei vorteilhaft, sofern dies an der
ungelenkten Hinterachse erfolgt, für den Fahrer keine Rückwirkungen
spürbar sind. Falls die Abweichungen zwischen Soll- und
Ist-Werten beziehungsweise Messwerten zu groß werden, z.
B. zusätzliche Störungen wie Wind und Querneigungen
und ähnliche auftreten, oder bei kritischen Fahrzuständen,
die ein insgesamt instabilen Zustand des Kraftfahrzeugs 1 bedingen,
wird die Lenkung mittels des Lenkstellers 21 zusätzlich
mit angesteuert. Zusammenfassend kann Energie eingespart werden,
wobei dennoch ein hohes Maß an Sicherheit und Fahrstabilität
gewährleistet ist.
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 3
- Achse
- 5
- Räder
- 7
- Pfeil
- 9
- Vorspurwinkel
- 11
- Fahrdynamikregelung
- 13
- Referenzmodell
- 15
- Fahrzeugzustandsschätzer
- 17
- Regler
- 19
- Antriebsmomentensteller
- 21
- Lenksteller
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007024755
A1 [0002]