EP4304909A1 - System - Google Patents

System

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Publication number
EP4304909A1
EP4304909A1 EP22709707.8A EP22709707A EP4304909A1 EP 4304909 A1 EP4304909 A1 EP 4304909A1 EP 22709707 A EP22709707 A EP 22709707A EP 4304909 A1 EP4304909 A1 EP 4304909A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
input
vehicle
data output
output
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22709707.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andras CSABA
Leonard LAPIS
Àdám VARGA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Presta AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP4304909A1 publication Critical patent/EP4304909A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
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    • B60W50/0098—Details of control systems ensuring comfort, safety or stability not otherwise provided for
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    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0002—Automatic control, details of type of controller or control system architecture
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    • B60W2050/0002—Automatic control, details of type of controller or control system architecture
    • B60W2050/0008—Feedback, closed loop systems or details of feedback error signal
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/40—Torque distribution

Definitions

  • the invention relates to a system according to the preamble of claim 1.
  • a system has become known from DE102017102605A1 or US2017253241 A1, which comprises a data processing device with a processor and a memory.
  • the system may be part of an Interactive Model Predictive Control (MPC).
  • MPC Interactive Model Predictive Control
  • This is a control methodology that can be used to control autonomous vehicles, such as at least two autonomous vehicles that form a multi-vehicle system accordingly.
  • the multi-vehicle system could align the control targets of the first vehicle with the control targets of the second vehicle using each individual MPC controller. For example, if the first vehicle needs to exit a road by passing second vehicles, the second vehicles to the right of the first vehicle may need to slow down or continue to operate in quasi-steady states to avoid sudden changes in motion that could cause disruption to the first vehicle who intends to get off the road.
  • a vehicle with a system which is an improved, in particular adapted to ensure, at least approximately, optimal performance, efficiency and stability of the vehicle in which it is implemented.
  • this object is achieved by a vehicle having the characterizing features of claim 1.
  • the controller being arranged to execute a control algorithm that manages all actuators, in particular the brake actuator device, drive actuator device and/or steering actuator device, in order to achieve optimal performance, efficiency and stability.
  • the controller comprises a data processing device with a processor and a memory.
  • the controller comprises a data processing device with a processor and a memory
  • the trajectory device includes in particular a trajectory data output
  • the cost function device includes in particular an input and/or a kinematic reference model data output
  • the dynamic model device includes in particular an input and/or or comprises a vehicle force data reference output
  • the summing device comprises in particular a + input, a - input, and/or an output
  • the controller comprises in particular a first input, a second input, a brake actuator output, a drive actuator output and/or a steering actuator output includes, and / or the brake actuator device in particular an input, a torque data output and / or includes a status data output
  • the drive actuator device includes in particular an input, a torque data output and/or a status data output
  • the steering actuator device includes in particular an input, a torque data output and/or a status data output
  • the multiplexer includes in particular a first input, a comprises a second input, a third input
  • the trajectory data output of the reference trajectory device is preferably connected to the input of the cost function device, and/or the kinematic reference model data output of the cost function device is preferably connected to the input of the dynamic model device, and /or the vehicle force data reference output of the dynamic model device is preferably connected to the + input of the summing device, and/or the output of the summing device is preferably connected to the first input of the controller, and/or the brake actuator output of the controller is preferably connected to the input of the brake actuator device is connected, and/or the drive actuator output of the controller is preferably connected to the input of the drive actuator device, and/or the steering actuator output of the controller is preferably connected to the input of the steering unit actuator device is connected, and/or the status data output of the brake actuator device is preferably connected to the first input of the multiplexer, and/or the status data output of the drive actuator device is connected to the second input of the multiplexer, and/or the status data output of the steering actuator
  • a reference trajectory calculated in particular from the driver's inputs or from an external source, with a time and position horizon, is available in the system, in particular in the reference trajectory device 1 is.
  • a cost function is available in the system, in particular in the cost function device, in particular a reference vehicle state under the reference trajectory, preferably as a series of kinematic states, vehicle speed profile, yaw profile, acceleration profile and/or jerk profile, etc ., which is determined in particular by passenger comfort and/or traffic regulations, etc.
  • the system in particular the controller, is set up to check the availability of the actuators, in particular which actuators are available and which actuator has restrictions, for example when the drive system is in fallback mode.
  • Vehicle forces in particular based on a dynamic model for realizing the cost function, is set up.
  • the system in particular the controller, for determining the desired
  • Torque distribution between steering, drive and brake actuators is set up taking into account the actuator limitations to generate the desired vehicle forces based on the dynamic model.
  • the system, in particular the controller is set up for torque actuation.
  • the system, in particular the controller is set up to estimate/measure the actuator and vehicle state and to provide feedback on the points mentioned above.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the system according to the invention.
  • a system according to the invention comprises in particular a reference trajectory device 1, a cost function device 2, a dynamic model device 3, a summing device 4, a controller 5, a brake actuator device 6, a drive actuator device 7, a steering actuator device 8, a multiplexer 9 and a vehicle 10, in particular a motor vehicle.
  • the trajectory device 1 includes, in particular, a trajectory data output 11.
  • the cost function device 2 includes in particular an input 21 and/or a kinematic reference model data output 22.
  • the dynamic model device 3 comprises in particular an input 31 and/or a vehicle force data reference output 32.
  • the summing device 4 comprises in particular a + input 41, a - input 42 and/or an output 43.
  • the controller 5 includes in particular a first input 51, a second input 52, a brake actuator output 53, a drive actuator output 54 and/or a steering actuator output 55.
  • the controller includes in particular a data processing device with a processor 56 and a memory 57.
  • Brake actuator device 6 includes, in particular, an input 61, a torque data output 62 and/or a status data output 63.
  • the drive actuator device 7 comprises in particular an input 71, a torque data output 72 and/or a status data output 73.
  • the steering actuator device 8 comprises in particular an input 81, a torque data output 82 and/or a status data output 83.
  • the multiplexer 9 comprises in particular a first input 91, a second input 92, a third input 93 and/or an output 94.
  • the vehicle 10 includes in particular a first input 101, a second input 102, a third input 103 and/or a vehicle status data output 104.
  • a first input 101 a second input 102, a third input 103 and/or a vehicle status data output 104.
  • the following data or information streams preferably result between the aforementioned components.
  • the trajectory data output 11 of the reference trajectory device 1 is preferably connected to the input 21 of the cost function device 2 .
  • the kinematic reference model data output 22 of the cost function device 2 is preferably connected to the input 31 of the dynamic model device 3 .
  • the vehicle force data reference output 32 of the dynamic model device 3 is preferably connected to the + input 41 of the summing device 4 .
  • the output 43 of the summing device 4 is preferably connected to the first input 51 of the controller 5 .
  • the brake actuator output 53 of the controller 5 is preferably connected to the input 61 of the brake actuator device 6 .
  • the drive actuator output 54 of the controller 5 is preferably connected to the input 71 of the drive actuator device 7 .
  • the steering actuator output 55 of the controller 5 is preferably connected to the input 81 of the steering actuator device 8 .
  • the status data output 63 of the brake actuator device 6 is preferably connected to the first input 91 of the multiplexer 9 .
  • the status data output 73 of the drive actuator device 7 is preferably connected to the second input 92 of the multiplexer 9 .
  • the status data output 83 of the steering actuator device 8 is preferably connected to the third input 93 of the multiplexer 9 .
  • the output 94 of the multiplexer 9 is preferably connected to the second input 52 of the controller 5 .
  • Torque data output 62 of brake actuator device 6 is preferably connected to first input 101 of vehicle 10 .
  • the torque data output 72 of the drive actuator device 7 is preferably connected to the second input 102 of the vehicle 10 .
  • the torque data output 82 of the steering actuator device 8 is preferably connected to the third input 103 of the vehicle 10 .
  • the vehicle status data output 104 of the vehicle 10 is preferably connected to the input 42 of the summing device 4 .
  • the controller is set up to execute a control algorithm that controls all actuators, in particular the brake actuator device 6, drive actuator device 7 and/or
  • control inputs preferably all vehicle-dynamic actuators, in particular input 61 of brake actuator device 6, input 71 of drive actuator device 7 and/or input 81 of steering actuator device 8, are calculated in such a way that each actuator can work in its optimal range in order to achieve maximum performance, efficiency and To achieve stability at the vehicle level.
  • a cost function is available in the system, in particular in the cost function device 2, in particular a reference vehicle state under the reference trajectory, preferably as a series of kinematic states, vehicle speed profile, yaw profile,
  • Acceleration profile and/or jerk profile, etc. which is determined in particular by passenger comfort and/or traffic regulations, etc.
  • the system, in particular the controller 5 is set up to check the availability of the actuators, in particular which actuators are available and which actuator has restrictions, for example when the drive system is in fallback mode. Furthermore, it is preferably provided that the system, in particular the controller 5, is set up to determine the required vehicle forces, in particular based on a dynamic model for realizing the cost function.
  • the system in particular the controller 5, is set up to determine the desired torque distribution between the steering, drive and brake actuators, taking into account the actuator limitations for generating the desired vehicle forces on the basis of the dynamic model.
  • the system in particular the controller 5, is set up for torque actuation.
  • the system in particular the controller 5, is set up to estimate/measure the actuator and vehicle state and to provide feedback on the points mentioned above.

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Abstract

System, umfassend eine Referenz-Bewegungsbahn-Einrichtung (1), eine Kostenfunktionseinrichtung (2), eine dynamisches-Modell-Einrichtung (3), eine Summiereinrichtung (4), einen Controller (5), eine Bremsenaktuatoreinrichtung (6), eine Antriebsaktuatoreinrichtung (7), eine Lenkungsaktuatoreinrichtung (8), einen Multiplexer (9) und ein Fahrzeug (10), insbesondere Kraftfahrzeug, wobei das System, insbesondere der Controller (5), dazu eingerichtet ist, dass er einen Regelalgorithmus ausführt, der alle Aktoren, insbesondere die Bremsenaktuatoreinrichtung (6), Antriebsaktuatoreinrichtung (7) und/oder Lenkungsaktuatoreinrichtung (8), handhabt, um optimale Leistung, Effizienz und Stabilität zu erreichen.

Description

System
Die Erfindung betrifft ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE102017102605A1 bzw. US2017253241 A1 ist ein System bekannt geworden, das eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem Prozessor und einem Speicher umfasst. Das System kann Teil einer Interaktive modellprädiktive Steuerung (MPC) sein. Hierbei handelt es sich um eine Steuermethodologie, die zur Steuerung autonomer Fahrzeuge, wie etwa mindestens zweier autonomer Fahrzeuge, die entsprechend ein Mehrfahrzeugsystem bilden, verwendet werden kann. Das Mehrfahrzeugsystem könnte die Steuerziele des ersten Fahrzeugs mittels jeder individuellen MPC-Steuerung mit den Steuerzielen des zweiten Fahrzeugs abstimmen. Wenn zum Beispiel das erste Fahrzeug eine Straße verlassen muss, indem es an zweiten Fahrzeugen vorbeifährt, müssen die zweiten Fahrzeuge rechts des ersten Fahrzeugs möglicherweise langsamer werden oder weiter in quasistationären Zuständen betrieben werden, um plötzliche Bewegungsänderungen zu vermeiden, die Störung des ersten Fahrzeugs verursachen könnten, das beabsichtigt, eine Straße zu verlassen.
Aus der DE102017102605A1 bzw. US2017253241A1 ist insbesondere die Kombination der einzelnen System aktuatoren unter einem Hauptcontroller bekannt. Die Aktoren werden unter Verwendung eines modellbasierten Hauptcontrollers zusammengesetzt, wobei die getrennte Leistung der Aktoren jedoch auf einem suboptimalen Niveau bleibt.
Insbesondere bei kritischen Manövern, wie Bremsen+Lenken, Beschleunigen+Lenken, Doppelspurwechsel, etc. arbeiten die Lenk-, Brems- und Antriebssysteme parallel, werden aber gegenseitig gestört, da sie getrennt entwickelt wurden und gesteuert werden.
Wenngleich also in der DE102017102605A1 bzw. US2017253241 A1 bereits ein vorteilhaftes Fahrzeug bzw. System und Verfahren beschrieben wird, so besteht dennoch Verbesserungsbedarf, insbesondere hinsichtlich des Zusammenspiels der einzelnen Systemaktuatoren.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, ein verbessertes Fahrzeug mit einem System vorzuschlagen, welches die oben skizzierten Nachteile überwindet, zumindest aber mindert. Insbesondere soll ein Fahrzeug mit einem System vorgeschlagen werden, welches ein verbessertes, insbesondere dazu eingerichtet ist, optimale Leistung, Effizienz und Stabilität des Fahrzeuges, in welches es implementiert ist, zu gewährleisten, zumindest dem nahe zu kommen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Fahrzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass das System, insbesondere der Controller, dazu eingerichtet ist, dass er einen Regelalgorithmus ausführt, der alle Aktoren, insbesondere die Bremsenaktuatoreinrichtung, Antriebsaktuatoreinrichtung und/oder Lenkungsaktuatoreinrichtung, handhabt, um optimale Leistung, Effizienz und Stabilität zu erreichen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Controller eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem Prozessor und einem Speicher umfasst.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Controller eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem Prozessor und einem Speicher umfasst
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Bewegungsbahn-Einrichtung insbesondere einen Bewegungsbahndatenausgang umfasst, und/oder die Kostenfunktionseinrichtung insbesondere einen Eingang und/oder einen Kinematikreferenzmodelldatenausgang umfasst, und/oder die dynamisches-Modell-Einrichtung insbesondere einen Eingang und/oder einen Fahrzeugkraftdatenreferenzausgang umfasst, und/oder die Summiereinrichtung insbesondere einen + Eingang, einen - Eingang, und/oder einen Ausgang umfasst, und/oder der Controller insbesondere einen erster Eingang, einen zweiten Eingang, einen Bremsenaktuatorausgang, einen Antriebsaktuatorausgang und/oder einen Lenkungsaktuatorausgang umfasst, und/oder die Bremsenaktuatoreinrichtung insbesondere einen Eingang, einen Drehmomentsdatenausgang und/oder einen Zustandsdatenausgang umfasst, und/oder die Antriebsaktuatoreinrichtung insbesondere einen Eingang, einen Drehmomentsdatenausgang und/oder einen Zustandsdatenausgang umfasst, und/oder die Lenkungsaktuatoreinrichtung insbesondere einen Eingang, einen Drehmomentsdatenausgang und/oder einen Zustandsdatenausgang umfasst, und/oder der Multiplexer insbesondere einen ersten Eingang, einen zweiten Eingang, einen dritten Eingang und/oder einen Ausgang umfasst, und/oder das Fahrzeug insbesondere einen ersten Eingang, einen zweiten Eingang, einen dritten Eingang und/oder einen Fahrzeugzustandsdatenausgang umfasst.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Bewegungsbahndatenausgang der Referenz-Bewegungsbahn-Einrichtung vorzugsweise mit dem Eingang der Kostenfunktionseinrichtung verbunden ist, und/oder der Kinematikreferenzmodelldatenausgang der Kostenfunktionseinrichtung vorzugsweise mit dem Eingang der dynamisches-Modell-Einrichtung verbunden ist, und/oder der Fahrzeugkraftdatenreferenzausgang der dynamisches-Modell-Einrichtung vorzugsweise mit dem + Eingang der Summiereinrichtung verbunden ist, und/oder der Ausgang der Summiereinrichtung vorzugsweise mit dem ersten Eingang des Controllers verbunden ist, und/oder der Bremsenaktuatorausgang des Controllers vorzugsweise mit dem Eingang der Bremsenaktuatoreinrichtung verbunden ist, und/oder der Antriebsaktuatorausgang des Controllers vorzugsweise mit dem Eingang der Antriebsaktuatoreinrichtung verbunden ist, und/oder der Lenkungsaktuatorausgang des Controllers vorzugsweise mit dem Eingang der Lenkungsaktuatoreinrichtung verbunden ist, und/oder der Zustandsdatenausgang der Bremsenaktuatoreinrichtung vorzugsweise mit dem ersten Eingang des Multiplexers verbunden ist, und/oder der Zustandsdatenausgang der Antriebsaktuatoreinrichtung mit dem zweiten Eingang des Multiplexers verbunden ist, und/oder der Zustandsdatenausgang der Lenkungsaktuatoreinrichtung mit dem dritten Eingang des Multiplexers verbunden ist, und/oder der Ausgang des Multiplexers mit dem zweiten Eingang des Controllers verbunden ist, und/oder der Drehmomentsdatenausgang der Bremsenaktuatoreinrichtung mit dem ersten Eingang des Fahrzeuges verbunden ist, und/oder der Drehmomentsdatenausgang der Antriebsaktuatoreinrichtung mit dem zweiten Eingang des Fahrzeuges verbunden ist, und/oder der Drehmomentsdatenausgang der Lenkungsaktuatoreinrichtung mit dem dritten Eingang des Fahrzeuges verbunden ist, und/oder der Fahrzeugzustandsdatenausgang des Fahrzeugs mit dem - Eingang der Summiereinrichtung verbunden ist.
In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem System, insbesondere in der Referenz-Bewegungsbahn-Einrichtung 1, eine Referenz-Trajektorie, insbesondere berechnet aus den Eingaben des Fahrers oder aus einer externen Quelle, mit Zeit- und Positionshorizont, verfügbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem System, insbesondere in der Kostenfunktionseinrichtung, eine Kostenfunktion verfügbar ist, insbesondere ein Bezugsfahrzeugzustand unter der Bezugstrajektorie, vorzugsweise als Reihe kinematischer Zustände, Fahrzeuggeschwindigkeitsprofil, Gierprofil, Beschleunigungsprofil und/oder Ruckprofil, etc., die insbesondere durch den Fahrgastkomfort und/oder Verkehrsregeln, etc. bestimmt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das System, insbesondere der Controller, zur Überprüfung der Verfügbarkeit der Aktuatoren eingerichtet ist, insbesondere welche Aktuatoren verfügbar sind und welcher Aktuator Einschränkungen hat, beispielsweise wenn das Antriebssystem im Rückfallmodus ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das System, insbesondere der Controller, zur Bestimmung der erforderlichen
Fahrzeugkräfte, insbesondere basierend auf einem dynamischen Modell zur Realisierung der Kostenfunktion, eingerichtet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das System, insbesondere der Controller, zur Bestimmung der gewünschten
Drehmomentverteilung zwischen Lenk-, Antriebs- und Bremsaktuatoren unter Berücksichtigung der Aktuatorbegrenzungen zur Erzeugung der gewünschten Fahrzeugkräfte auf der Grundlage des dynamischen Modells eingerichtet ist.
In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das System, insbesondere der Controller, zur Drehmomentbetätigung eingerichtet ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das System, insbesondere der Controller, zur Schätzung/Messung des Aktuator- und Fahrzeugzustands und Rückmeldung zu den oben genannten Punkten eingerichtet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems.
Folgende Bezugszeichen werden in der Figur verwendet:
1 Referenz-Bewegungsbahn-Einrichtung
2 Kostenfunktionseinrichtung
3 Dynamisches-Modell-Einrichtung
4 Summiereinrichtung
5 Controller
6 Bremsenaktuatoreinrichtung
7 Antriebsaktuatoreinrichtung
8 Lenkungsaktuatoreinrichtung
9 Multiplexer
10 Fahrzeug
11 Bewegungsbahndatenausgang
21 Eingang
22 Kinematikreferenzmodelldatenausgang Eingang
Fahrzeugkraftdatenreferenzausgang
+ Eingang - Eingang Ausgang erster Eingang zweiter Eingang
Bremsenaktuatorausgang
Antriebsaktuatorausgang
Lenkungsaktuatorausgang
Prozessor
Speicher
Eingang
Drehmomentsdatenausgang
Zustandsdatenausgang
Eingang Drehmomentsdatenausgang 73 Zustandsdatenausgang
81 Eingang
82 Drehmomentsdatenausgang
83 Zustandsdatenausgang
91 erster Eingang
92 zweiter Eingang
93 dritter Eingang
94 Ausgang
101 erster Eingang
102 zweiter Eingang
103 dritter Eingang
104 Fahrzeugzustandsdatenausgang
Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben sind selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann ein ggf. beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.
Ein erfindungsgemäßes System umfasst insbesondere eine Referenz-Bewegungsbahn- Einrichtung 1, eine Kostenfunktionseinrichtung 2, eine dynamisches-Modell-Einrichtung 3, eine Summiereinrichtung 4, einen Controller 5, eine Bremsenaktuatoreinrichtung 6, eine Antriebsaktuatoreinrichtung 7, eine Lenkungsaktuatoreinrichtung 8, einen Multiplexer 9 und ein Fahrzeug 10, insbesondere Kraftfahrzeug.
Die Bewegungsbahn-Einrichtung 1 umfasst insbesondere einen Bewegungsbahndatenausgang 11.
Die Kostenfunktionseinrichtung 2 umfasst insbesondere einen Eingang 21 und/oder einen Kinematikreferenzmodelldatenausgang 22.
Die dynamisches-Modell-Einrichtung 3 umfasst insbesondere einen Eingang 31 und/oder einen Fahrzeugkraftdatenreferenzausgang 32.
Die Summiereinrichtung 4 umfasst insbesondere einen + Eingang 41, einen - Eingang 42 und/oder einen Ausgang 43.
Der Controller 5 umfasst insbesondere einen erster Eingang 51, einen zweiten Eingang 52, einen Bremsenaktuatorausgang 53, einen Antriebsaktuatorausgang 54 und/oder einen Lenkungsaktuatorausgang 55. Der Controller umfasst insbesondere eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem Prozessor 56 und einem Speicher 57.
Die Bremsenaktuatoreinrichtung 6 umfasst insbesondere einen Eingang 61, einen Drehmomentsdatenausgang 62 und/oder einen Zustandsdatenausgang 63.
Die Antriebsaktuatoreinrichtung 7 umfasst insbesondere einen Eingang 71, einen Drehmomentsdatenausgang 72 und/oder einen Zustandsdatenausgang 73.
Die Lenkungsaktuatoreinrichtung 8 umfasst insbesondere einen Eingang 81, einen Drehmomentsdatenausgang 82 und/oder einen Zustandsdatenausgang 83.
Der Multiplexer 9 umfasst insbesondere einen ersten Eingang 91 , einen zweiten Eingang 92, einen dritten Eingang 93 und/oder einen Ausgang 94.
Das Fahrzeug 10 umfasst insbesondere einen ersten Eingang 101, einen zweiten Eingang 102, einen dritten Eingang 103 und/oder einen Fahrzeugzustandsdatenausgang 104. Wie aus dem Diagramm gemäß Fig. 1 ersichtlich, ergeben sich bevorzugt folgende Daten bzw. Informationsströme zwischen den vorgenannten Komponenten.
Der Bewegungsbahndatenausgang 11 der Referenz-Bewegungsbahn-Einrichtung 1 ist vorzugsweise mit dem Eingang 21 der Kostenfunktionseinrichtung 2 verbunden.
Der Kinematikreferenzmodelldatenausgang 22 der Kostenfunktionseinrichtung 2 ist vorzugsweise mit dem Eingang 31 der dynamisches-Modell-Einrichtung 3 verbunden.
Der Fahrzeugkraftdatenreferenzausgang 32 der dynamisches-Modell-Einrichtung 3 ist vorzugsweise mit dem + Eingang 41 der Summiereinrichtung 4 verbunden.
Der Ausgang 43 der Summiereinrichtung 4 ist vorzugsweise mit dem ersten Eingang 51 des Controllers 5 verbunden.
Der Bremsenaktuatorausgang 53 des Controllers 5 ist vorzugsweise mit dem Eingang 61 der Bremsenaktuatoreinrichtung 6 verbunden.
Der Antriebsaktuatorausgang 54 des Controllers 5 ist vorzugsweise mit dem Eingang 71 der Antriebsaktuatoreinrichtung 7 verbunden.
Der Lenkungsaktuatorausgang 55 des Controllers 5 ist vorzugsweise mit dem Eingang 81 der Lenkungsaktuatoreinrichtung 8 verbunden.
Der Zustandsdatenausgang 63 der Bremsenaktuatoreinrichtung 6 ist vorzugsweise mit dem ersten Eingang 91 des Multiplexers 9 verbunden.
Der Zustandsdatenausgang 73 der Antriebsaktuatoreinrichtung 7 ist vorzugsweise mit dem zweiten Eingang 92 des Multiplexers 9 verbunden.
Der Zustandsdatenausgang 83 der Lenkungsaktuatoreinrichtung 8 ist vorzugsweise mit dem dritten Eingang 93 des Multiplexers 9 verbunden.
Der Ausgang 94 des Multiplexers 9 ist vorzugsweise mit dem zweiten Eingang 52 des Controllers 5 verbunden.
Der Drehmomentsdatenausgang 62 der Bremsenaktuatoreinrichtung 6 ist vorzugsweise mit dem ersten Eingang 101 des Fahrzeuges 10 verbunden. Der Drehmomentsdatenausgang 72 der Antriebsaktuatoreinrichtung 7 ist vorzugsweise mit dem zweiten Eingang 102 des Fahrzeuges 10 verbunden.
Der Drehmomentsdatenausgang 82 der Lenkungsaktuatoreinrichtung 8 ist vorzugsweise mit dem dritten Eingang 103 des Fahrzeuges 10 verbunden.
Der Fahrzeugzustandsdatenausgang 104 des Fahrzeugs 10 ist vorzugsweise mit dem - Eingang 42 der Summiereinrichtung 4 verbunden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Controller dazu eingerichtet ist, dass er einen Regelalgorithmus ausführt, der alle Aktoren, insbesondere die Bremsenaktuatoreinrichtung 6, Antriebsaktuatoreinrichtung 7 und/oder
Lenkungsaktuatoreinrichtung 8, handhabt, um optimale Leistung, Effizienz und Stabilität zu erreichen. Die Steuereingänge, vorzugsweise aller, fahrzeugdynamischen Aktuatoren, insbesondere Eingang 61 der Bremsenaktuatoreinrichtung 6, Eingang 71 der Antriebsaktuatoreinrichtung 7 und/oder Eingang 81 der Lenkungsaktuatoreinrichtung 8, werden so berechnet, dass jeder Aktuator in seinem optimalen Bereich arbeiten kann, um maximale Leistung, Effizienz und Stabilität auf der Fahrzeugebene zu erreichen.
Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass in dem System, insbesondere in der Referenz- Bewegungsbahn-Einrichtung 1, eine Referenz-Trajektorie, insbesondere berechnet aus den Eingaben des Fahrers oder aus einer externen Quelle, mit Zeit- und Positionshorizont, verfügbar ist.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass in dem System, insbesondere in der Kostenfunktionseinrichtung 2, eine Kostenfunktion verfügbar ist, insbesondere ein Bezugsfahrzeugzustand unter der Bezugstrajektorie, vorzugsweise als Reihe kinematischer Zustände, Fahrzeuggeschwindigkeitsprofil, Gierprofil,
Beschleunigungsprofil und/oder Ruckprofil, etc., die insbesondere durch den Fahrgastkomfort und/oder Verkehrsregeln, etc. bestimmt wird.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das System, insbesondere der Controller 5, zur Überprüfung der Verfügbarkeit der Aktuatoren eingerichtet ist, insbesondere welche Aktuatoren verfügbar sind und welcher Aktuator Einschränkungen hat, beispielsweise wenn das Antriebssystem im Rückfallmodus ist. Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das System, insbesondere der Controller 5, zur Bestimmung der erforderlichen Fahrzeugkräfte, insbesondere basierend auf einem dynamischen Modell zur Realisierung der Kostenfunktion, eingerichtet ist.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das System, insbesondere der Controller 5, zur Bestimmung der gewünschten Drehmomentverteilung zwischen Lenk-, Antriebs und Bremsaktuatoren unter Berücksichtigung der Aktuatorbegrenzungen zur Erzeugung der gewünschten Fahrzeugkräfte auf der Grundlage des dynamischen Modells eingerichtet ist.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das System, insbesondere der Controller 5, zur Drehmomentbetätigung eingerichtet ist.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das System, insbesondere der Controller 5, zur Schätzung/Messung des Aktuator- und Fahrzeugzustands und Rückmeldung zu den oben genannten Punkten eingerichtet ist.

Claims

Ansprüche
1. System, umfassend eine Referenz-Bewegungsbahn-Einrichtung (1), eine Kostenfunktionseinrichtung (2), eine dynamisches-Modell-Einrichtung (3), eine Summiereinrichtung (4), einen Controller (5), eine Bremsenaktuatoreinrichtung (6), eine Antriebsaktuatoreinrichtung (7), eine Lenkungsaktuatoreinrichtung (8), einen Multiplexer (9) und ein Fahrzeug (10), insbesondere Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das System, insbesondere der Controller (5), dazu eingerichtet ist, dass er einen Regelalgorithmus ausführt, der alle Aktoren, insbesondere die Bremsenaktuatoreinrichtung (6), Antriebsaktuatoreinrichtung (7) und/oder Lenkungsaktuatoreinrichtung (8), handhabt, um optimale Leistung, Effizienz und Stabilität zu erreichen.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (5) eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem Prozessor (56) und einem Speicher (57) umfasst.
3. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Bewegungsbahn-Einrichtung (1) insbesondere einen Bewegungsbahndatenausgang (11) umfasst, und/oder
- die Kostenfunktionseinrichtung (2) insbesondere einen Eingang (21) und/oder einen Kinematikreferenzmodelldatenausgang (22) umfasst, und/oder
- die dynamisches-Modell-Einrichtung (3) insbesondere einen Eingang (31) und/oder einen Fahrzeugkraftdatenreferenzausgang (32) umfasst, und/oder
- die Summiereinrichtung (4) insbesondere einen + Eingang (41), einen - Eingang (42), und/oder einen Ausgang (43) umfasst, und/oder
- der Controller (5) insbesondere einen ersten Eingang (51), einen zweiten Eingang (52), einen Bremsenaktuatorausgang (53), einen Antriebsaktuatorausgang (54) und/oder einen Lenkungsaktuatorausgang (55) umfasst, und/oder
- die Bremsenaktuatoreinrichtung (6) insbesondere einen Eingang (61), einen Drehmomentsdatenausgang (62) und/oder einen Zustandsdatenausgang (63) umfasst, und/oder
- die Antriebsaktuatoreinrichtung (7) insbesondere einen Eingang (71), einen Drehmomentsdatenausgang (72) und/oder einen Zustandsdatenausgang (73) umfasst, und/oder
- die Lenkungsaktuatoreinrichtung (8) insbesondere einen Eingang (81), einen Drehmomentsdatenausgang (82) und/oder einen Zustandsdatenausgang (83) umfasst, und/oder
- der Multiplexer (9) insbesondere einen ersten Eingang (91), einen zweiten Eingang (92), einen dritten Eingang (93) und/oder einen Ausgang (94) umfasst, und/oder
- das Fahrzeug (10) insbesondere einen ersten Eingang (101), einen zweiten
Eingang (102), einen dritten Eingang (103) und/oder einen
Fahrzeugzustandsdatenausgang (104) umfasst.
4. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Bewegungsbahndatenausgang (11) der Referenz-Bewegungsbahn- Einrichtung (1) vorzugsweise mit dem Eingang (21) der Kostenfunktionseinrichtung (2) verbunden ist, und/oder
- der Kinematikreferenzmodelldatenausgang (22) der Kostenfunktionseinrichtung (2) vorzugsweise mit dem Eingang (31) der dynamisches-Modell-Einrichtung (3) verbunden ist, und/oder
- der Fahrzeugkraftdatenreferenzausgang (32) der dynamisches-Modell-
Einrichtung (3) vorzugsweise mit dem + Eingang (41) der Summiereinrichtung (4) verbunden ist, und/oder - der Ausgang (43) der Summiereinrichtung (4) vorzugsweise mit dem ersten Eingang (51) des Controllers (5) verbunden ist, und/oder
- der Bremsenaktuatorausgang (53) des Controllers (5) vorzugsweise mit dem Eingang (61) der Bremsenaktuatoreinrichtung (6) verbunden ist, und/oder
- der Antriebsaktuatorausgang (54) des Controllers (5) vorzugsweise mit dem Eingang (71) der Antriebsaktuatoreinrichtung (7) verbunden ist, und/oder
- der Lenkungsaktuatorausgang (55) des Controllers (5) vorzugsweise mit dem Eingang (81) der Lenkungsaktuatoreinrichtung (8) verbunden ist, und/oder
- der Zustandsdatenausgang (63) der Bremsenaktuatoreinrichtung (6) vorzugsweise mit dem ersten Eingang (91) des Multiplexers (9) verbunden ist, und/oder
- der Zustandsdatenausgang (73) der Antriebsaktuatoreinrichtung (7) mit dem zweiten Eingang (92) des Multiplexers (9) verbunden ist, und/oder
- der Zustandsdatenausgang (83) der Lenkungsaktuatoreinrichtung (8) mit dem dritten Eingang (93) des Multiplexers (9) verbunden ist, und/oder
- der Ausgang (94) des Multiplexers (9) mit dem zweiten Eingang (52) des Controllers (5) verbunden ist, und/oder
- der Drehmomentsdatenausgang (62) der Bremsenaktuatoreinrichtung (6) mit dem ersten Eingang (101) des Fahrzeuges (10) verbunden ist, und/oder
- der Drehmomentsdatenausgang (72) der Antriebsaktuatoreinrichtung (7) mit dem zweiten Eingang (102) des Fahrzeuges (10) verbunden ist, und/oder
- der Drehmomentsdatenausgang (82) der Lenkungsaktuatoreinrichtung (8) mit dem dritten Eingang (103) des Fahrzeuges (10) verbunden ist, und/oder
- der Fahrzeugzustandsdatenausgang (104) des Fahrzeugs (10) mit dem - Eingang (42) der Summiereinrichtung (4) verbunden ist.
5. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem System, insbesondere in der Referenz- Bewegungsbahn-Einrichtung (1), eine Referenz-Trajektorie, insbesondere berechnet aus den Eingaben des Fahrers oder aus einer externen Quelle, mit Zeit- und Positionshorizont, verfügbar ist.
6. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem System, insbesondere in der Kostenfunktionseinrichtung (2), eine Kostenfunktion verfügbar ist, insbesondere ein Bezugsfahrzeugzustand unter der Bezugstrajektorie, vorzugsweise als Reihe kinematischer Zustände, Fahrzeuggeschwindigkeitsprofil, Gierprofil, Beschleunigungsprofil und/oder Ruckprofil, etc., die insbesondere durch den Fahrgastkomfort und/oder Verkehrsregeln, etc. bestimmt wird.
7. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System, insbesondere der Controller (5), zur
Überprüfung der Verfügbarkeit der Aktuatoren eingerichtet ist, insbesondere welche Aktuatoren verfügbar sind und welcher Aktuator Einschränkungen hat, beispielsweise wenn das Antriebssystem im Rückfallmodus ist.
8. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System, insbesondere der Controller (5), zur
Bestimmung der erforderlichen Fahrzeugkräfte, insbesondere basierend auf einem dynamischen Modell zur Realisierung der Kostenfunktion, eingerichtet ist.
9. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System, insbesondere der Controller (5), zur
Bestimmung der gewünschten Drehmomentverteilung zwischen Lenk-, Antriebs und Bremsaktuatoren unter Berücksichtigung der Aktuatorbegrenzungen zur Erzeugung der gewünschten Fahrzeugkräfte auf der Grundlage des dynamischen Modells eingerichtet ist.
10. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System, insbesondere der Controller (5), zur
Drehmomentbetätigung eingerichtet ist.
11. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System, insbesondere der Controller (5), zur Schätzung/Messung des Aktuator- und Fahrzeugzustands und Rückmeldung zu den oben genannten Punkten eingerichtet ist.
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