DE102012213257A1

DE102012213257A1 - Verfahren für ein Fahrzeug zum Stabilisieren eines Rads sowie Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens

Info

Publication number: DE102012213257A1
Application number: DE201210213257
Authority: DE
Inventors: Johannes Köppern
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2032-07-28
Also published as: DE102012213257B4

Abstract

Verfahren für ein Fahrzeug (102) zum Stabilisieren eines geregelt antreibbaren, bremsbaren und/oder lenkbaren Rads mit einem Reifen, der mit einer Fahrbahnoberfläche in Kontakt steht, wobei zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche eine Reifenkraft wirkt und eine Regelung mithilfe eines inversen Modells erfolgt, bei dem zunächst festgestellt wird, ob der Reifen in einem stabilen oder in einem instabilen Zustand betrieben wird, um das Verfahren funktional zu verbessern, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Fahrzeug zum Stabilisieren eines geregelt antreibbaren, bremsbaren und/oder lenkbaren Rads mit einem Reifen, der mit einer Fahr-bahnoberfläche in Kontakt steht, wobei zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche eine Reifenkraft wirkt und eine Regelung mithilfe eines inversen Modells erfolgt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
Bekannt sind Antiblockiersysteme für Fahrzeuge zur Verbesserung der Fahrsicherheit und zur Minderung von Verschleiß an den Laufflächen der Räder, die bei starkem Bremsen einem möglichen Blockieren der Räder durch Verminderung des Bremsdrucks entgegenwirken. Außerdem sind Systeme zur Antischlupfregelung oder Traktionskontrolle für Fahrzeuge bekannt, die dafür sorgen, dass die Räder beim Beschleunigen nicht durchdrehen. Außerdem sind Systeme zur Fahrdynamikregelung für Fahrzeuge bekannt, die durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder einem Ausbrechen des Fahrzeugs entgegenwirkt. Diese Systeme sind eine Erweiterung und Verknüpfung des Antiblockiersystems mit einer Antriebsschlupfregelung und einer elektronischen Bremskraftverteilung.
Aus der Veröffentlichung Ralf Orend, Integrierte Fahrdynamikregelung mit Einzelradaktorik, Shaker Verlag Aachen 2007, ist ein Konzept einer Fahrdynamikregelung bekannt, das Stelleingriffe und Radkräfte unter der Maßgabe festlegt, die Kraftschlusspotentiale zwischen vier Reifen und einer Fahrbahn optimal auszunutzen und eine Beanspruchung aller vier Reifen in jeder Fahrsituation zu minimieren. Damit soll das Fahrzeug an die fahrdynamische Grenze geführt und so ein fahrdynamisches Optimum dargestellt werden. Ein Entwurf der integrierten Fahrdynamikregelung erfolgt auf Basis einer nichtlinearen Fahrzeugmodellierung, die das Bewegungsverhalten des Fahrzeugs bis in einen Grenzbereich, in dem die Reifen die Kraftschlussgrenze erreichen, nachbildet. Die Stelleingriffe werden zur Minimierung der Reifenbeanspruchung durch das numerische Lösen einer Optimierungsaufgabe bestimmt. Auf diesem Wege findet sich ein Maß, das für jede Fahrsituation den Abstand zur fahrdynamischen Grenze quantifiziert und zu deren exakten Identifikation dient.
Aus der Veröffentlichung Köppern, Johannes (2010), Integrierte Fahrzeugregelung durch einen hybriden Ansatz aus inversem Modell und modellprädiktiver Optimierung, GMA-Fachausschuss 1.40 "Theoretische Verfahren der Regelungstechnik", Salzburg, ist ein Regelungskonzept bekannt, bei dem eine Strecke durch eine E/A-Linearisierung in einem inversen Modell gesteuert wird. Um Abweichungen von Streckenmodell im Regler und Strecke zu begegnen, wird um inverses Modell und Strecke ein Regelkreis geschlossen. Ein einfacher äußerer Regler, z. B. ein PID-Regler, führt die Fahrzeugbeschleunigung auf die gewünschte Referenzbeschleunigung a _ref .
Aus der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2011 085 103.8 ist ein Verfahren bekannt zum Regeln der Fahrdynamik eines Fahrzeugs aufweisend wenigstens ein antreibbares, bremsbares und/oder lenkbares Rad mit einem Reifen, der mit einer Fahrbahnoberfläche in Kontakt steht, demzufolge ausgehend von einer momentanen Fahrzeugbeschleunigung und unter Berücksichtigung einer angeforderten Fahrzeugbeschleunigung ein Stellvektor bestimmt wird, wobei eine Fahrzeugbeschleunigung eine translatorische Beschleunigung in einer Fahrzeuglängsrichtung, eine translatorische Beschleunigung in einer Fahrzeugquerrichtung und eine rotatorische Beschleunigung um eine Fahrzeughochachse umfasst und der Stellvektor Werte zum Stellen wenigstens eines Radantriebsmoments, wenigstens eines Radbremsmoments und/oder wenigstens eines Radlenkwinkels umfasst, bei dem der Stellvektor mithilfe eines inversen Modells bestimmt und regelungstechnisch adaptiert wird, um das Verfahren funktional zu verbessern.
Zur genaueren Information über die Merkmale der vorliegenden Erfindung wird ausdrücklich auf die Veröffentlichungen Ralf Orend, Integrierte Fahrdynamikregelung mit Einzelradaktorik, Shaker Verlag Aachen 2007, und Köppern, Johannes (2010), Integrierte Fahrzeugregelung durch einen hybriden Ansatz aus inversem Modell und modellprädiktiver Optimierung, GMA-Fachausschuss 1.40 "Theoretische Verfahren der Regelungstechnik", Salzburg, sowie die deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2011 085 103.8 verwiesen. Die Lehren dieser Veröffentlichungen und dieser Patentanmeldung sind als Bestandteil des vorliegenden Dokuments anzusehen. Merkmale dieser Veröffentlichungen und dieser Patentanmeldung sind Merkmale des vorliegenden Dokuments.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren funktional zu verbessern und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereit zu stellen. Insbesondere soll ein antreibbares, bremsbares und/oder lenkbares Rad betriebszustandsabhängig geregelt werden. Insbesondere soll abhängig davon, ob ein stabiler oder ein instabiler Betriebszustand vorliegt, eine jeweils angepasste Regelung erfolgen. Insbesondere soll eine Stabilisierung bei Auftreten eines instabilen Betriebszustands durch Rückführung in einen stabilen Betriebszustand erfolgen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren für ein Fahrzeug zum Stabilisieren eines geregelt antreibbaren, bremsbaren und/oder lenkbaren Rads mit einem Reifen, der mit einer Fahrbahnoberfläche in Kontakt steht, wobei zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche eine Reifenkraft wirkt und eine Regelung mithilfe eines inversen Modells erfolgt, indem zunächst festgestellt wird, ob der Reifen in einem stabilen oder in einem instabilen Zustand betrieben wird.
Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein Flugzeug sein. Das Fahrzeug kann ein Schienenfahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein Planeten-Rover sein.
Der Reifen kann mit der Fahrbahnoberfläche in einem reibschlüssigen Kontakt stehen. Der Reifen kann elastische Eigenschaften aufweisen. Bei einer Relativbewegung des Reifens, insbesondere einer Reifenaufstandsfläche, zur Fahrbahnoberfläche kann sich der Reifen, insbesondere an einer Reifenaufstandsfläche, elastisch verformen. Diese Verformung kann als Reifenschlupf quantifiziert werden. Der Reifenschlupf kann eine Reifenkraft verursachen. Bei einer Bestimmung der Reifenkraft kann ein Haftbeiwert zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche berücksichtigt werden. Das Reifenverhalten kann als isotrop angenommen werden. Die durch den Reifenschlupf verursachte Reifenkraft kann stets in Richtung des Reifenschlupfs weisen. Die durch den Reifenschlupf verursachte Reifenkraft kann von dessen Betrag abhängen.
In einem stabilen Betriebszustand kann mit zunehmendem Reifenschlupf die Reifenkraft ansteigen. In einem instabilen Zustand kann mit zunehmendem Reifenschlupf die Reifenkraft sinken. Ein Übergang zwischen einem stabilen Betriebszustand und einem instabilen Zustand kann mit einer maximalen Reifenkraft korrelieren. Eine Kennlinie, die eine Abhängigkeit der Reifenkraft vom Reifenschlupf darstellt, kann bei einem Übergang zwischen einem stabilen Betriebszustand und einem instabilen Zustand ein Maximum aufweisen. Ein instabiler Zustand kann ein Zustand sein, in dem der Reifen durchrutscht. Eine Längsbeschleunigung kann sich durch eine Antriebskraft oder eine Bremskraft ergeben. Eine Querbeschleunigung kann sich durch eine Kurvenfahrt ergeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine individuelle Regelung von Rädern abhängig davon, ob ein stabiler oder ein instabiler Betriebszustand vorliegt. Bei Auftreten eines instabilen Betriebszustands erfolgt durch Rückführung in einen stabilen Betriebszustand eine Stabilisierung. Es erfolgt auch dann eine Regelung, wenn ein Rad in einen instabilen Zustand gerät. Eine Bewegungsanforderung an ein Fahrzeug wird auch dann umgesetzt, wenn ein Rad in einen instabilen Zustand gerät. Sprunghafte Drehmomentänderungen sind vermieden. Eine Regelungsunterbrechung aufgrund von Instabilitäten ist vermieden. Eine Fahrsicherheit ist erhöht. Eine Erfüllung einer Bewegungsanforderung an ein Fahrzeug ist verbessert.
Zum Feststellen des Betriebszustands des Reifens können ein aktueller Reifenschlupf und ein Reifenschlupf, bei dem eine maximale Reifenkraft übertragbar ist, miteinander verglichen wird. Eine maximale Reifenkraft kann dann übertragbar sein, wenn bei einer weiteren Erhöhung des Reifenschlupf der Reifen durchrutscht. Ein Antriebsmoment, ein Bremsmoment und/oder ein Lenkwinkel können abhängig von dem Betriebszustand des Reifens eingestellt werden. Bei einem stabilen Betriebszustand des Reifens können ein Antriebsmoment, ein Bremsmoment und/oder ein Lenkwinkel derart eingestellt werden, dass eine Bewegungsanforderung umgesetzt wird. Eine Bewegungsanforderung kann eine Bewegungsanforderung an das Fahrzeug sein. Bei einem instabilen Betriebszustand des Reifens können ein Antriebsmoment, ein Bremsmoment und/oder eine Lenkwinkelrate derart eingestellt werden, dass der Reifen in einen stabilen Betriebszustand zurückgeführt wird. Das Fahrzeug kann mehrere geregelt antreibbare, bremsbare und/oder lenkbare Räder aufweisen und ein derartiges Verfahren kann für jedes Rad gesondert durchgeführt werden.
Außerdem wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens aufweisend wenigstens ein Rad, eine Aktuatoreinrichtung mit einer Einrichtung zum Antreiben des wenigstens einen Rads, einer Einrichtung zum Bremsen des wenigstens einen Rads und/oder einer Einrichtung zum Lenken des wenigstens einen Rads und eine Kontrolleinrichtung zum Kontrollieren der Aktuatoreinrichtung.
Das wenigstens eine Rad kann eine Felge und einen Reifen aufweisen. Die Einrichtung zum Antreiben des wenigstens einen Rads kann eine Antriebsmaschine aufweisen. Die Antriebsmaschine kann mit dem wenigstens einen Rad antriebsverbunden sein. Die Antriebsmaschine kann eine Brennkraftmaschine sein. Die Antriebsmaschine kann ein Elektromotor sein. Die Einrichtung zum Antreiben des wenigstens einen Rads kann ein Getriebe aufweisen. Die Einrichtung zum Antreiben des wenigstens einen Rads kann eine Kupplung, wie Reibungskupplung, aufweisen. Zwischen der Antriebsmaschine und dem wenigstens einen Rad kann ein Antriebsstrang gebildet sein. Das Getriebe und/oder die Kupplung können in dem Antriebsstrang angeordnet sein. Mithilfe der Antriebsmaschine kann das wenigstens eine Rad mit einem Antriebsmoment beaufschlagt werden. Mithilfe des Antriebsstrangs kann das wenigstens eine Rad mit einem Bremsmoment beaufschlagt werden. Das Antriebsmoment und/oder das Bremsmoment kann durch einen Eingriff in den Antriebsstrang eingestellt werden. Ein Antriebsmoment kann von einer Bedienperson vorgegeben werden. Die Vorrichtung kann Mittel aufweisen, die eine Modifikation einer Antriebsmomentvorgabe ermöglichen.
Die Einrichtung zum Bremsen des wenigstens einen Rads kann eine dem wenigstens einen Rad zugeordnete Bremse aufweisen. Die Einrichtung zum Bremsen des wenigstens einen Rads kann von einer Bedienperson betätigt werden. Die Vorrichtung kann Mittel aufweisen, die eine Modifikation einer Bremsbetätigung ermöglichen. Das wenigstens eine Rad kann lenkbar an der Karosserie angeordnet sein. Mithilfe der Einrichtung zum Lenken des wenigstens einen Rads kann ein Lenkwinkel eingestellt werden. Die Einrichtung zum Lenken des wenigstens einen Rads kann von einer Bedienperson betätigt werden. Die Vorrichtung kann Mittel aufweisen, die eine Modifikation einer Lenkbetätigung ermöglichen.
Die Kontrolleinrichtung kann wenigstens ein Steuergerät aufweisen. Das Steuergerät kann eine Recheneinrichtung aufweisen. Das Steuergerät kann eine Speichereinrichtung aufweisen.
Die Vorrichtung kann eine Einrichtung zur Ermittlung einer Drehzahl des wenigstens einen Rads, eine Einrichtung zur Ermittlung eines Lenkwinkels des wenigstens einen Rads, eine Einrichtung zur Ermittlung einer Radaufstandskraft des wenigstens einen Rads und/oder Einrichtung zur Ermittlung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufweisen. An dem wenigstens einen Rad kann ein Drehzahlsensor angeordnet sein.
An der Lenkeinrichtung kann ein Lenkwinkelsensor oder ein Wegsensor angeordnet sein. Zur Ermittlung einer Radaufstandskraft kann die Vorrichtung einen Kraftsensor oder einen Wegsensor aufweisen.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Reifenstabilisierung. Eine Reifenkraft kann von einem Reifenschlupf abhängen. Diese Abhängigkeit kann nicht-monoton sein. Die Reifenkraft kann abhängig von einem Arbeitspunkt mit dem Schlupf steigen oder sinken. Ihr Maximum kann an einer anderen Stelle liegen, wie eine Stelle möglichst großen Schlupfes. Der Reifen kann stabilisiert werden. Übergänge zwischen einem stabilen und einem instabilen Betriebszustand können quantitativ und nicht nur qualitativ geplant werden. Eine Bewegungsanforderung kann durch das Gesamt-System trotz eines Stabilisierungs-Eingriffs umgesetzt werden.
Um den Reifen zu stabilisieren, kann eine Kenngröße für den aktuellen Arbeitspunkt eingeführt werden. Die Größe η ⌒ kann mit dem Reifenschlupf ansteigen. Im stabilen Bereich kann sie mit der Reifenkraft verlaufen. Sie kann dort auf die maximale Reifenkraft bezogen werden. Damit kann sie den Wert 1 am Übergang vom stabilen in den instabilen Bereich annehmen. Die Reifenkraft kann mit steigendem Schlupf im instabilen Bereich sinken. Sie kann linear steigend mit dem Reifenschlupf definiert werden. Damit kann den Reifen zu stabilisieren nun gleichbedeutend mit der Aufgabe η ⌒ ≤ 1 zu stabilisieren sein. Um eine Sicherheitsreserve zu erhöhen, kann mit η ⌒ ≤ η ⌒_max gefordert werden mit η ⌒_max ≤ 1 .
Das inverse Modell kann in der integrierten Fahrwerkregelung die Bewegungsanforderung umsetzen. In diesem System kann die Aufgabe der Etablierung implementiert werden. So kann der Stabilisierungs-Eingriff bei der Wahl der verbleibenden Stellgrößen berücksichtigt werden.
Das Drehmoment τ_i bzw. die Lenkwinkelrate δ ._i kann dem inversen Modell für η ⌒_l ≤ η ⌒_max zur Umsetzung der Bewegungsanforderung zur Verfügung stehen. Für η ⌒_l > η ⌒_max kann die Forderung
k > 0 aktiv werden. Damit können τ_i und δ ._i definiert sein. Die daraus resultierende Reifenkraftänderung am i-ten Rad kann dem inversen Modell bekannt sein und kann durch andere Reifenkräfte kompensiert werden.
Der Eingriff ist nicht diskontinuierlich und damit für den Fahrer komfortabel. Das Ziel kann sein, den Reifen in die Nähe des Kraftmaximums und nicht einfach in den stabilen Bereich zurückzuführen. Damit wird das Kraftmaximum schneller und präziser erreicht. Die Fahrsicherheit wird gesteigert.
Mit „kann” sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen schematisch und beispielhaft:
1 ein Blockschaltbild zu einem Kraftfahrzeug, auf das Stellgrößen wirken und das eine Bewegung ausführt und
2 ein Blockschaltbild einer geregelten Strecke mit einem inneren Regler.
1 zeigt ein Blockschaltbild 100 zu einem Kraftfahrzeug 102, auf das Stellgrößen 104 wirken und das eine Bewegung 106 ausführt. Das Kraftfahrzeug 102 weist eine Karosserie und ein Fahrwerk auf. Das Fahrwerk weist vier Räder auf. Die Räder weisen Reifen auf. Die Reifen stehen mit einer Fahrbahnoberfläche in Kontakt. Ein Rad ist ein vorderes linkes Rad. Ein Rad ist ein vorderes rechtes Rad. Ein Rad ist ein hinteres rechtes Rad. Ein Rad ist ein hinteres linkes Rad.
Die Räder sind an der Karosserie insbesondere in Richtung einer Hochachse des Kraftfahrzeugs 102 verlagerbar angeordnet. Zwischen den Rädern und der Karosserie ist eine Feder-/Dämpfereinrichtung wirksam. Die vorderen Räder und die hinteren Räder können angetrieben werden. Bei einer anderen Ausführung können nur die vorderen Räder angetrieben werden. Bei einer anderen Ausführung können nur die hinteren Räder angetrieben werden. Alle vier Räder können gebremst werden. Die vorderen Räder können gelenkt werden. Bei einer anderen Ausführung können die vorderen und die hinteren Räder gelenkt werden. Die Räder können dann achsweise gelenkt werden. Bei einer anderen Ausführung kann eine Einzelradlenkung vorhanden sein.
Das Kraftfahrzeug 102 weist eine Aktuatoreinrichtung auf. Die Aktuatoreinrichtung weist Stellglieder auf. Die Stellglieder können zu einem Antrieb 108, einer Bremse 110 und/oder einer Lenkung 112 gehören. Das Kraftfahrzeug 102 weist eine Kontrolleinrichtung zum Kontrollieren der Aktuatoreinrichtung auf. Die Kontrolleinrichtung gibt Stellgrößen 104 aus. Die Stellgrößen 104 wirken auf die Stellglieder. Damit kann die Bewegung 106 des Kraftfahrzeugs 102 kontrolliert werden. Das Kraftfahrzeug 102 weist eine Energieversorgung 114 auf.
Der Antrieb 108 weist eine Brennkraftmaschine auf. Bei einer anderen Ausführung weist der Antrieb 108 einen Elektromotor auf. Bei einer anderen Ausführung weist der Antrieb 108 eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor auf. Mithilfe des Antriebs 108 kann auf die Räder des Kraftfahrzeugs 102 ein Antriebsmoment aufgebracht werden. Das Antriebsmoment kann auf die Räder gezielt verteilt werden. Mithilfe des Antriebs 108 kann auf die Räder des Kraftfahrzeugs 102 ein Bremsmoment aufgebracht werden. Das Bremsmoment kann auf die Räder gezielt verteil werden. Mithilfe der Bremse 110 können die Räder des Kraftfahrzeugs 102 gebremst werden. Die einzelnen Räder können jeweils gesondert gebremst werden. Eine Bremskraft kann auf die Räder gezielt verteil werden. Mithilfe der Lenkung 112 kann das Kraftfahrzeug 102 gelenkt werden. Ein Lenkwinkel kann auf die lenkbaren Räder gezielt verteil werden.
Die Kontrolleinrichtung weist ein Steuergerät zum Kontrollieren des Antriebs 108 auf. Die Kontrolleinrichtung weist ein Steuergerät zum Kontrollieren der Bremse 110 auf. Die Kontrolleinrichtung weist ein Steuergerät zum Kontrollieren der Lenkung 112 auf. Die Kontrolleinrichtung weist ein Steuergerät zum Kontrollieren der Energieversorgung 114 auf. Die Steuergeräte können baulich und/oder funktional gesondert oder teilweise oder vollständig zusammengefasst sein. Gesonderte Steuergeräte können miteinander signalleitend verbunden sein, beispielsweise über einen CAN-Bus 116.
Das Kraftfahrzeug 102 weist Drehzahlsensoren zur Ermittlung von Raddrehzahlen auf. Das Kraftfahrzeug 102 weist Sensoren zur Ermittlung eine Schlupfes auf. Das Kraftfahrzeug 102 weist einen Sensor zur Ermittlung eines Lenkwinkels auf. Die Signale dieser Sensoren stehen den Steuergeräten zur Verfügung.
2 zeigt ein Blockschaltbild 200 zu einer geregelten Strecke mit einem inneren Regler. Der Regler weist ein inverses Modell 202 auf. Das inverse Modell 202 bildet das Kraftfahrzeug regelungstechnisch ab. Das inverse Modell 202 errechnet ausgehend von Eingangsgrößen 204 Stellgrößen 206, beispielsweise ein Drehmoment, das nach den geschätzten Zustandsgrößen des Fahrzeugs und nach dem Fahrzeugmodell im inversen Modell 202 zu insgesamt vier Reifenkraftänderungen führen soll, oder eine Lenkwinkelrate. Die Stellgrößen 206 werden dem Kraftfahrzeug 208 zugeführt und dort mithilfe adäquater Stellglieder umgesetzt.
Eine sich einstellende Reifenkraftänderung 210 wird geschätzt und mit einer von dem inversen Modell 202 vorgegebenen Reifenkraftänderung 212 verglichen. Ein Fehler 214 führt zu einem Korrekturwert 216, beispielsweise zu einem zusätzlichen Drehmoment bzw. einer zusätzlichen Lenkwinkelrate. Der Korrekturwert 216 wird über einen lokalen Regler 218 dem inversen Modell 202 zugeführt. Mithilfe des Korrekturwerts 216 erfolgt eine Adaption der Stellgrößen 206.
Bei einer Bestimmung der Stellgrößen 206 wird zunächst festgestellt, ob ein jeweiliger Reifen in einem stabilen oder in einem instabilen Zustand betrieben wird. Dazu wird ein aktueller Reifenschlupf mit dem Reifenschlupf, bei dem eine maximale Reifenkraft übertragbar ist, verglichen. Die Stellgrößen 206 werden dann abhängig von dem Betriebszustand des Reifens bestimmt. In einem stabilen Betriebszustand des Reifens werden die Stellgrößen 206 derart eingestellt, dass eine Bewegungsanforderung umgesetzt wird. In einem instabilen Betriebszustand des Reifens werden die Stellgrößen 206 derart eingestellt, dass der Reifen in einen stabilen Betriebszustand zurückgeführt wird. Sie Stellgrößen 206 werden für jedes Rad gesondert bestimmt.
Bezugszeichenliste

100: Blockschaltbild
102: Fahrzeug
104: Stellgrößen
106: Bewegung
108: Antrieb
110: Bremse
112: Lenkung
114: Energieversorgung
116: CAN-Bus
200: Blockschaltbild
202: Modell
204: Eingangsgrößen
206: Stellgrößen
208: Fahrzeug
210: Reifenkraftänderung
212: Reifenkraftänderung
214: Fehler
216: Korrekturwert
218: Regler

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011085103 [0005, 0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Ralf Orend, Integrierte Fahrdynamikregelung mit Einzelradaktorik, Shaker Verlag Aachen 2007 [0003]
Köppern, Johannes (2010), Integrierte Fahrzeugregelung durch einen hybriden Ansatz aus inversem Modell und modellprädiktiver Optimierung, GMA-Fachausschuss 1.40 ”Theoretische Verfahren der Regelungstechnik”, Salzburg [0004]
Ralf Orend, Integrierte Fahrdynamikregelung mit Einzelradaktorik, Shaker Verlag Aachen 2007 [0006]
Köppern, Johannes (2010), Integrierte Fahrzeugregelung durch einen hybriden Ansatz aus inversem Modell und modellprädiktiver Optimierung, GMA-Fachausschuss 1.40 ”Theoretische Verfahren der Regelungstechnik”, Salzburg [0006]

Claims

Verfahren für ein Fahrzeug (102) zum Stabilisieren eines geregelt antreibbaren, bremsbaren und/oder lenkbaren Rads mit einem Reifen, der mit einer Fahrbahnoberfläche in Kontakt steht, wobei zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche eine Reifenkraft wirkt und eine Regelung mithilfe eines inversen Modells erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst festgestellt wird, ob der Reifen in einem stabilen oder in einem instabilen Zustand betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Feststellen des Betriebszustands des Reifens ein aktueller Reifenschlupf und ein Reifenschlupf, bei dem eine maximale Reifenkraft übertragbar ist, miteinander verglichen werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem Betriebszustand des Reifens ein Antriebsmoment, ein Bremsmoment und/oder ein Lenkwinkel eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem stabilen Betriebszustand des Reifens ein Antriebsmoment, ein Bremsmoment und/oder ein Lenkwinkel derart eingestellt werden, dass eine Bewegungsanforderung umgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem instabilen Betriebszustand des Reifens ein Antriebsmoment, ein Bremsmoment und/oder eine Lenkwinkelrate derart eingestellt werden, dass der Reifen in einen stabilen Betriebszustand zurückgeführt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (102) mehrere geregelt antreibbare, bremsbare und/oder lenkbare Räder aufweist und ein Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche für jedes Rad gesondert durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–6 aufweisend wenigstens ein Rad, eine Aktuatoreinrichtung mit einer Einrichtung (108) zum Antreiben des wenigstens einen Rads, einer Einrichtung (110) zum Bremsen des wenigstens einen Rads und/oder einer Einrichtung (112) zum Lenken des wenigstens einen Rads und eine Kontrolleinrichtung zum Kontrollieren der Aktuatoreinrichtung.