WO2023061703A1 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BESTIMMEN EINER REGLERAUSGANGSGRÖßE EINES REGLERS FÜR EINE HANDMOMENTENREGELUNG EINES STEER-BY-WIRE LENKSYSTEMS FÜR EIN FAHRZEUG - Google Patents

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BESTIMMEN EINER REGLERAUSGANGSGRÖßE EINES REGLERS FÜR EINE HANDMOMENTENREGELUNG EINES STEER-BY-WIRE LENKSYSTEMS FÜR EIN FAHRZEUG Download PDF

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WO2023061703A1 PCT/EP2022/075970 EP2022075970W WO2023061703A1 WO 2023061703 A1 WO2023061703 A1 WO 2023061703A1 EP 2022075970 W EP2022075970 W EP 2022075970W WO 2023061703 A1 WO2023061703 A1 WO 2023061703A1
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controller
parameter
vehicle
output variable
controlled system
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PCT/EP2022/075970
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French (fr)
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Stefan Gruener
Yang Guo
Bartosz Kaepernick
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications

Definitions

  • the invention is based on a method and a device for determining a controller output variable of a controller, in particular for manual torque control of a steer-by-wire steering system for a vehicle.
  • a desired steering feel for a driver is generated by regulation.
  • a corresponding actual torque is measured and fed back to a controller.
  • the desired steering feel is represented by a target torque that is fed to the controller.
  • the controller calculates a corresponding output signal in such a way that the actual torque is as close to the target torque as possible at all times.
  • the controller is designed in such a way that a defined specification for the controller is met.
  • the specification usually includes several target variables, such as good control behavior, sufficient interference suppression, sufficient robustness, haptic unobtrusiveness, etc.
  • a controller is therefore desirable that can be adapted to an operating situation and that meets the corresponding desired target specifications, in particular with regard to good control behavior, sufficient interference suppression, sufficient robustness and/or haptic unobtrusiveness.
  • DE 102019202 769 A1 relates to a movement control of a motor vehicle by means of regulation.
  • One goal of this control is to achieve good control behavior, i.e. to optimize the control deviation between the target and actual value.
  • US Pat. No. 7,130,729 B2 relates to an adaptive compensation of a rear axle steering control using vehicle dynamic parameter estimation with a gain scheduler. This is implemented as a predefined function of parameters of the vehicle and is executed in parallel with a control unit in an open loop, with a manipulated variable being determined as a function of a sum of a manipulated variable of the controller unit and a manipulated variable of the gain scheduler.
  • target specifications that, in addition to leadership behavior, also relate to other target values that cannot be quantified in terms of time using signals from the system. Examples of such target values are e.g. haptic conspicuousness or robustness.
  • a transfer function of a closed control loop characterizes various target values, eg leadership behavior, haptic abnormalities or robustness, with their amplitude and phase in certain frequency ranges.
  • the gain scheduler appears in the path of the actual values. This means that the gain scheduler is non-linear with respect to system behavior in the closed control loop.
  • the robustness for example when increasing a gain of the gain scheduler with a gain scheduling parameter, is improved at first, but deteriorates again with further increases. It is therefore difficult to specify in which direction the gain scheduling parameter in the gain scheduler should be changed in order to increase robustness.
  • behavior in closed loop control by the device and the method according to the independent claims due to its adaptation linearly dependent on the gain scheduling parameter. Therefore, a relationship between a target variable and a gain scheduling parameter is monotonic.
  • the method provides that a controller output variable of a control device is determined with a controller for a controlled system, in particular for manual torque control of a steer-by-wire steering system for a vehicle, with a specified controller property of the controller being adapted by a specified adaptation component, with a Influence of the specified adaptation component on the controller property is continuously changed depending on a parameter, the parameter being determined depending on an operating variable of the controlled system, in particular a steering and/or driving situation of the vehicle, and the controller output variable being determined with the controller.
  • the controller is operated with situation-dependent controller parameters and the controller properties are continuously adapted depending on the steering and/or driving situations of the vehicle, without discontinuities arising which a driver of the vehicle, for example, perceives.
  • the controller output variable is preferably determined as a function of a transfer function of the control device, with the transfer function being defined as a function of a Koprime factorization of the controlled system and the adaptation component being parameterized with the Youla parameterization, with the Youla parameterization being scaled by the parameter.
  • This guarantees the stability of a closed control loop, which includes the controller and the controlled system, despite the adaptation of the controller properties or a change in the controller parameters. This makes it possible to change the controller properties continuously without switching operation and at the same time to ensure the stability of the control loop.
  • at least one transmission behavior of the control circuit which includes the control device and the controlled system, in particular interference suppression, is modified by the parameter and at least one other transmission behavior is not. This makes it possible to continuously and individually reach the target variables resulting from the steering and/or driving situation of the vehicle.
  • a gradient of the parameter is not limited. This means the gradient does not have to be limited. As a result, a dynamic of the parameter can be chosen arbitrarily without inducing instability.
  • a device which is designed to determine a controller output variable of a control device with a controller for a controlled system, in particular for manual torque control of a steer-by-wire steering system for a vehicle, with the device being designed to determine a predefined controller property of the adjust controller by a predetermined adjustment proportion; to continuously change an influence of the predetermined adaptation component on the controller property as a function of a parameter; to determine the parameter as a function of an operating situation of the controlled system, in particular a steering and/or driving situation of the vehicle, and to determine the controller output variable with the controller.
  • the device is designed without a limitation of a gradient of the parameter.
  • the vehicle For controlling a vehicle, the vehicle includes the device.
  • Figure 1 is a schematic representation of part of a steer-by-wire steering system
  • FIG. 2 shows a flow chart of a method for determining a controller output variable of a controller
  • FIG. 3 shows a schematic representation of part of a vehicle.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device 100 for controlling a controlled system 102.
  • the device 100 includes a control device 104, which provides the controlled system 102 with a controller output variable 106 by a controller 108.
  • controller output variable 106 characterizes a motor torque for the manual torque adjuster of the steer-by-wire steering system.
  • a signal from the steer-by-wire steering system, which characterizes an actual torque 110 of the manual torque adjuster, is provided to controller 108 as an input variable.
  • controller 108 is supplied with a setpoint torque 112 for the desired manual torque and a parameter 114, which is also referred to below as parameter r, as further input variables.
  • a specified controller property of the controller 108 is adapted by a specified adaptation component 116 .
  • the parameter r continuously changed.
  • the parameter r is determined depending on an operating situation of the steer-by-wire steering system, in particular a steering and/or driving situation of the vehicle. This selects a controller property that is suitable for the operating situation.
  • a control loop which includes the control device 104 and the controlled system 102, remains stable.
  • the controlled system 102 is broken down as follows using a Koprime factorization where the controlled system 102 is denoted by G(s) and the transfer functions N(s) and M(s) are stable. Due to the Koprime property, other stable transfer functions X(s) and Y(s) exist, so that the Bezout identity is applicable.
  • Any controller that has the following transfer matrix K(s), with a predetermined stable transfer function and with a is parameterized with any stable transfer function Q(s), the controlled system G(s) and thus also the control loop are stabilized.
  • the stable transfer function Q(s) represents the adaptation part 116.
  • the controller 108 which together with the transfer function Q(s) results in the transfer matrix K(s), has the following transfer matrix J(s),
  • the transfer function Q(s) as the adaptation part 116 is parameterized in the example with a Youla parameterization, with the Youla parameterization by is scaled by the parameter r.
  • the controller 108 is designed in accordance with the procedure described above, as a result of which the controller properties of the controller 104 can be adjusted via the parameter r. The stability of the control loop is maintained.
  • the control device 104 results accordingly from the specified controller 108, which is combined with the adaptation component 116 scaled by the parameter r according to the Youla parameterization.
  • Adaptation component 116 is specified, for example, taking into account a steering and/or driving situation of the vehicle or is determined as a function of an operating variable of controller 108 .
  • FIG. 2 shows a flow chart of a method for determining controller output variable 106 of controller 108 for manual torque control of the steer-by-wire steering system for a vehicle.
  • a step 200 an operating situation of the controlled system is determined in the form of a steering and/or driving situation of the vehicle.
  • the parameter r is determined as a function of the operating situation and the influence of the adaptation component 116 is changed as a function of the parameter r, as a result of which the controller property is adapted.
  • Predefined adaptation component 116 is determined, for example, as a function of one of the operating variables of controller 108 .
  • the controller output variable 106 of the controller 108 is determined by the controller 108 with the previously adjusted controller property and is provided to the steer-by-wire steering system.
  • controller output variable 106 is determined as a function of transfer function K(s) of controller 104 .
  • the transfer function K(s) is defined as a function of a Koprime factorization of the controlled system 102, ie G(s) in the example.
  • the adjustment portion 116 is parameterized in the example with the Youla parameterization Q(s).
  • the Youla parameterization Q(s) is scaled by parameter 114 in the example.
  • At least one transmission behavior of the control loop is modified by parameter 114 and at least one other transmission behavior is not.
  • the gradient of the parameter 114 is not limited.
  • the vehicle 300 includes the steer-by-wire steering system.
  • the steer-by-wire steering system includes a steering system 302 and a manual torque adjuster 304.
  • the vehicle 300 includes two rear wheels 306 and two front wheels 308.
  • the rear wheels 306 are not steerable in the example.
  • the front wheels 308 can be steered by the steering 302 in the example.
  • the rear wheels 306 can also be steerable by steering the rear axle.
  • Manual torque adjuster 304 picks up directional specifications from a driver and generates a steering feel for the driver. To generate the steering feel, the manual torque adjuster 304 contains a motor 310 which delivers a corresponding motor torque to a rotor shaft 312 which is then forwarded to a steering handle 318 via a gear 314 and a torsion bar 316 . A steering wheel is shown as an example of the steering handle 318 .
  • Vehicle 300 includes device 100 , manual torque controller 304 representing controlled system 102 .
  • motor 310 is controlled with controller output variable 106 depending on actual torque 110 of manual torque controller 304 .
  • the device and the method were described using the example of manual torque control of the steer-by-wire steering system for vehicle 300 .
  • the method is also the same for a controller output variable controller can be used for another controlled system.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Reglerausgangsgröße (106) einer Regeleinrichtung (108) mit einem Regler (108) für eine Regelstrecke (102), insbesondere für eine Handmomentenregelung eines Steer-by-Wire Lenksystems für ein Fahrzeug, wobei eine vorgegebene Reglereigenschaft des Reglers (108) durch einen vorgegebenen Anpassungsanteil (116) angepasst wird, wobei ein Einfluss des vorgegebenen Anpassungsanteils (116) auf die Reglereigenschaft abhängig von einem Parameter (114) kontinuierlich verändert wird (202), wobei der Parameter (114) abhängig von einer Betriebssituation der Regelstrecke (102), insbesondere einer Lenk- und/oder Fahrsituation des Fahrzeugs, bestimmt wird und die Reglerausgangsgröße (106) mit dem Regler (108) bestimmt wird.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Reglerausgangsgröße eines Reglers für eine Handmomentenregelung eines Steer-by-Wire Lenksystems für ein Fahrzeug
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Reglerausgangsgröße eines Reglers, insbesondere für eine Handmomentenregelung eines Steer-by-Wire Lenksystems für ein Fahrzeug.
Bei Steer-by-Wire Lenksystemen wird ein gewünschtes Lenkgefühl für einen Fahrer durch eine Regelung erzeugt. Dabei wird ein entsprechendes Ist-Moment gemessen und an einen Regler zurückgeführt. Das gewünschte Lenkgefühl wird dabei durch ein Soll-Moment abgebildet, das dem Regler zugeführt wird. Der Regler berechnet ein entsprechendes Ausgangssignal so, dass das Ist-Moment dem Soll-Moment möglichst zu jeder Zeit gleicht. Der Regler wird dabei so entworfen, dass eine definierte Spezifikation an den Regler erfüllt wird. Die Spezifikation umfasst üblicherweise mehrere Zielgrößen, wie beispielsweise ein gutes Führungsverhalten, ausreichende Störunterdrückung, genügend Robustheit, haptische Unauffälligkeit, etc. Mit einem Regler, der eine eindeutige Bedatung und/oder Parametrierung aufweist, ist das gleichzeitige Erfüllen aller Zielvorgaben sehr schwierig, da diese typischerweise nicht unabhängig voneinander sind und daher einen Kompromiss erfordern.
Deshalb ist ein Regler wünschenswert, der an eine Betriebssituation anpassbar ist und die entsprechenden gewünschten Zielvorgaben insbesondere bezüglich einem guten Führungsverhalten, ausreichender Störunterdrückung, genügend Robustheit und/oder haptischer Unauffälligkeit erfüllt. DE 102019202 769 A1 betrifft eine Bewegungssteuerung eines Kraftfahrzeugs mittels Regelung. Ein Ziel dieser Regelung besteht darin, ein gutes Führungsverhalten zu erzielen, also, die Regelabweichung zwischen Soll und Ist- Wert zu optimieren.
US 7,130,729 B2 betrifft eine adaptive Kompensation einer Hinterachslenkungsregelung mittels Fahrzeugdynamischer Parameterschätzung mit einem Gain-Scheduler. Dieser ist als eine vordefinierte Funktion von Parametern des Fahrzeuges realisiert und wird parallel zu einer Reglereinheit in einem offenen Kreis ausgeführt, wobei eine Stellgröße abhängig von einer Summe aus einer Stellgröße der Reglereinheit und einer Stellgröße des Gain- Scheduler bestimmt wird.
Wünschenswert ist es, demgegenüber ein Regelkonzept bereitzustellen, das in der Lage ist, mehrere widerstreitenden Zielvorgabe mit unterschiedlichen Kompromissen, die auf Lenk- und Fahrsituation abgestimmt werden, zu erfüllen. Von besonderem Interesse sind dabei Zielvorgaben die außer dem Führungsverhalten, auch um andere Zielgröße betreffen, die sich durch Signale des Systems nicht zeitlich quantifizieren lassen. Beispiele für solche Zielgrößen sind z.B. haptische Auffälligkeit oder Robustheit.
Offenbarung der Erfindung
Dies wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen erreicht.
Eine Übertragungsfunktion eines geschlossenen Regelkreises charakterisiert mit deren Amplitude und Phase in bestimmten Frequenzbereichen verschiedene Zielgrößen, z.B. Führungsverhalten, haptische Auffälligkeit oder Robustheit. Bei der in DE 102019202 769 A beschriebenen Vorgehensweise tritt de Gain- Scheduler, im Pfad der Ist-Werte auf. Das bedeutet, der Gain-Scheduler tritt bezüglich eines Systemverhaltens im geschlossenen Regelkreis nichtlinear auf. D.h. es kann sein, dass die Robustheit, z.B. beim Erhöhen eines Gains des Gain- Schedulers mit einem Gain-Scheduling Parameter zuerst verbessert wird, sich bei weiterem Erhöhen wieder verschlechtert. Deshalb ist es schwer anzugeben, in welche Richtung der Gain-Scheduling Parameter im Gain-Scheduler zu verändern ist, um die Robustheit zu erhöhen. Demgegenüber ist ein Verhalten im geschlossenen Regelkreis durch die Vorrichtung und das Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen aufgrund seiner Anpassung linear abhängig vom Gain-scheduling Parameter. Daher ist ein Zusammenhang zwischen einer Zielgröße und einem Gain-Scheduling Parameter monoton.
Im Verfahren ist vorgesehen, dass eine Reglerausgangsgröße einer Regeleinrichtung mit einem Regler für eine Regelstrecke, insbesondere für eine Handmomentenregelung eines Steer-by-Wire Lenksystems für ein Fahrzeug, bestimmt wird, wobei eine vorgegebene Reglereigenschaft des Reglers durch einen vorgegebenen Anpassungsanteil angepasst wird, wobei ein Einfluss des vorgegebenen Anpassungsanteils auf die Reglereigenschaft abhängig von einem Parameter kontinuierlich verändert wird, wobei der Parameter abhängig von einer Betriebsgröße der Regelstrecke, insbesondere einer Lenk- und/oder Fahrsituation des Fahrzeugs, bestimmt wird und die Reglerausgangsgröße mit dem Regler bestimmt wird. Dadurch wird der Regler mit einer situativ abhängigen Reglerbedatung betrieben und abhängig von Lenk- und/oder Fahrsituationen des Fahrzeugs die Reglereigenschaften kontinuierlich anzupassen, ohne dass dabei Unstetigkeiten entstehen, die beispielsweise ein Fahrer des Fahrzeugs wahrnimmt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der vorgegebene Anpassungsanteil abhängig von einer Betriebsgröße des Reglers bestimmt wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Reglerausgangsgröße abhängig von einer Übertragungsfunktion der Regeleinrichtung bestimmt wird, wobei die Übertragungsfunktion abhängig von einer Koprime-Faktorisierung der Regelstrecke definiert und der Anpassungsanteil mit der Youla-Parametrisierung parametriert ist, wobei die Youla-Parametrisierung durch den Parameter skaliert wird. Dadurch ist eine Stabilität eines geschlossenen Regekreises, der den Regler und die Regelstrecke umfasst, trotz der Anpassung der Reglereigenschaften beziehungsweise einer Umbedatung des Reglers garantiert. Somit wird es ermöglicht, die Reglereigenschaften kontinuierlich ohne einen schaltenden Betrieb zu verändern und gleichzeitig die Stabilität des Regelkreises zu gewährleisten. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass wenigstens ein Übertragungsverhalten des Regelkreises, der die Regeleinrichtung und die Regelstrecke umfasst, insbesondere eine Störunterdrückung, durch den Parameter modifiziert wird und wenigstens ein anderes Übertragungsverhalten nicht. Dadurch wird es ermöglicht, die aus der Lenk- und/oder Fahrsituationen des Fahrzeugs resultierenden Zielgrößen an den Regler kontinuierlich und individuell zu erreichen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Gradient des Parameters nicht begrenzt wird. Das bedeutet, der Gradient muss nicht begrenzt werden. Dadurch kann eine Dynamik des Parameters beliebig gewählt werden ohne Instabilität zu induzieren.
Zudem ist eine Vorrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist eine Reglerausgangsgröße einer Regeleinrichtung mit einem Regler für eine Regelstrecke, insbesondere für eine Handmomentenregelung eines Steer-by- Wire Lenksystems für ein Fahrzeug, zu bestimmen, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, eine vorgegebene Reglereigenschaft des Reglers durch einen vorgegebenen Anpassungsanteil anzupassen; einen Einfluss des vorgegebenen Anpassungsanteils auf die Reglereigenschaft abhängig von einem Parameter kontinuierlich zu verändern; den Parameter abhängig von einer Betriebssituation der Regelstrecke, insbesondere einer Lenk- und/oder Fahrsituation des Fahrzeugs, zu bestimmen und die Reglerausgangsgröße mit dem Regler zu bestimmen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, den vorgegebenen Anpassungsanteil abhängig von einer Betriebsgröße des Reglers zu bestimmen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die Reglerausgangsgröße abhängig von einer Übertragungsfunktion der Regeleinrichtung zu bestimmen, wobei die Übertragungsfunktion durch eine Koprime-Faktorisierung der Regelstrecke definiert und der Anpassungsanteil mit einer Youla-Parametrierung parametriert ist, und wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die Youla-Parametrierung durch den Parameter zu skalieren. Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Übertragungsverhalten des Regelkreises, der die Regeleinrichtung und die Regelstrecke umfasst, insbesondere eine Störunterdrückung, durch den Parameter zu modifizieren und wenigstens ein anderes Übertragungsverhalten nicht.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung ohne eine Begrenzung eines Gardienten des Parameters ausgebildet ist.
Für eine Regelung eines Fahrzeugs, umfasst das Fahrzeug die Vorrichtung.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Steer-by-Wire Lenksystems,
Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer Reglerausgangsgröße eines Reglers,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Teils eines Fahrzeugs.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 für eine Regelung einer Regelstrecke 102. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Regeleinrichtung 104, die der Regelstrecke 102 eine Reglerausgangsgröße 106 durch einen Regler 108 bereitstellt. Die Regelung wird im Folgenden am Beispiel einer Handmomentenregelung eines Steer-by-Wire Lenksystems beschrieben. Die Reglerausgangsgröße 106 charakterisiert im Beispiel ein Motormoment für den Handmomentensteller des Steer-by-Wire Lenksystems. Ein Signal des Steer-by-Wire Lenksystems, das ein Ist-Moment 110 des Handmomentenstellers charakterisiert, wird dem Regler 108 als eine Eingangsgröße bereitgestellt. Zudem wird dem Regler 108 ein Soll-Moment 112 für das erwünschte Handmoment sowie ein Parameter 114, welcher im Folgenden auch als Parameter r bezeichnet wird, als weitere Eingangsgrößen zugeführt.
Eine vorgegebene Reglereigenschaft des Reglers 108 wird durch einen vorgegebenen Anpassungsanteil 116 angepasst. Ein Einfluss des vorgegebenen Anpassungsanteils 116 auf die Reglereigenschaft wird von dem Parameter r kontinuierlich verändert. Der Parameter r wird abhängig von einer Betriebssituation des Steer-by-Wire Lenksystems, insbesondere einer Lenk- und/oder Fahrsituation des Fahrzeugs, bestimmt. Dadurch wird eine für die Betriebssituation geeignete Reglereigenschaft gewählt.
Bei der Anpassung der Reglereigenschaft durch den Parameter r soll sichergestellt sein, dass ein Regelkreis, der die Regeleinrichtung 104 und die Regelstrecke 102 umfasst, stabil bleibt. Dafür wird die Regelstrecke 102 mittels einer Koprime-Faktorisierung folgendermaßen zerlegt
Figure imgf000008_0004
wobei die Regelstrecke 102 mit G(s) bezeichnet ist und die Übertragungsfunktionen N(s) und M(s) stabil sind. Aufgrund der Koprime- Eigenschaft existieren weitere stabile Übertragungsfunktionen X(s) und Y(s), sodass die Bezout-Identität
Figure imgf000008_0005
gilt. Jegliche Regeleinrichtung, die folgende Übertragungsmatrix K(s) aufweist,
Figure imgf000008_0001
mit einer vorgegebenen stabilen Übertragungsfunktion und mit einer
Figure imgf000008_0003
beliebigen stabilen Übertragungsfunktion Q(s) parametrisiert wird, stabilisiert die Regelstrecke G(s) und dadurch auch den Regelkreis. Die stabile Übertragungsfunktion Q(s) stellt den Anpassungsanteil 116 dar. Der Regler 108, der zusammen mit der Übertragungsfunktion Q(s) die Übertragungsmatrix K(s) ergibt, weist folgende Übertragungsmatrix J(s) auf,
Figure imgf000008_0002
Die Übertragungsfunktion Q(s) als Anpassungsanteil 116 ist im Beispiel mit einer Youla-Parametrisierung parametrisiert, wobei die Youla-Parametrisierung durch den Parameter r skaliert wird. Der Regler 108 wird entsprechend dem im Vorherigen beschriebene Vorgehen entworfen, wodurch die Reglereigenschaften der Regeleinrichtung 104 über den Parameter r angepasst werden können. Dabei bleibt die Stabilität des Regelkreises erhalten.
Die Regeleinrichtung 104 ergibt sich dementsprechend aus dem vorgegebenen Regler 108 der mit dem durch den Parameter r gemäß der Youla- Parametrierung skalierten Anpassungsanteil 116 kombiniert wird. Der Anpassungsanteil 116 wird beispielweise mit Berücksichtigung einer Lenk- und/oder Fahrsituation des Fahrzeugs spezifiziert oder abhängig von einer Betriebsgröße des Reglers 108 bestimmt.
Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen der Reglerausgangsgröße 106 des Reglers 108 für die Handmomentenregelung des Steer-by-Wire Lenksystems für ein Fahrzeug. In einem Schritt 200 wird eine Betriebssituation der Regelstrecke in Form einer Lenk und/oder Fahrsituation des Fahrzeugs bestimmt.
In einem Schritt 202 wird abhängig von der Betriebssituation der Parameter r bestimmt und abhängig von dem Parameter r der Einfluss des Anpassungsanteils 116 verändert, wodurch die Reglereigenschaft angepasst wird.
Der vorgegebene Anpassungsanteil 116 wird beispielweise abhängig von einer der Betriebsgröße des Reglers 108 bestimmt.
In einem Schritt 204 wird die Reglerausgangsgröße 106 des Regler 108 durch den Regler 108 mit der zuvor angepassten Reglereigenschaft bestimmt und dem Steer-by-Wire Lenksystem bereitgestellt.
Die Reglerausgangsgröße 106 wird im Beispiel abhängig von der Übertragungsfunktion K(s) der Regeleinrichtung 104 bestimmt.
Die Übertragungsfunktion K(s) wird abhängig von einer Koprime-Faktorisierung der Regelstrecke 102, d.h. im Beispiel G(s), definiert. Der Anpassungsanteil 116 ist im Beispiel mit der Youla-Parametrierung Q(s) parametriert. Die Youla- Parametrierung Q(s) wird im Beispiel durch den Parameter 114 skaliert.
Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Übertragungsverhalten des Regelkreises, insbesondere eine Störunterdrückung, durch den Parameter 114 modifiziert wird und wenigstens ein anderes Übertragungsverhalten nicht.
Es kann vorgesehen sein, dass der Gradient des Parameters 114 nicht begrenzt wird.
In Figur 3 ist ein Teil eines Fahrzeugs 300 schematisch dargestellt. Das Fahrzeug 300 umfasst das Steer-by-Wire Lenksystem. Das Steer-by-Wire Lenksystem umfasst eine Lenkung 302 und einen Handmomentensteller 304.
Im Beispiel umfasst das Fahrzeug 300 zwei Hinterräder 306 und zwei Vorderräder 308. Die Hinterräder 306 sind im Beispiel nicht lenkbar. Die Vorderräder 308 sind im Beispiel durch die Lenkung 302 lenkbar.
Es können auch zusätzlich zu den Vorderrädern 308 oder statt der Vorderräder 308 die Hinterräder 306 durch eine Lenkung der Hinterachse lenkbar sein.
Der Handmomentensteller 304 nimmt Richtungsvorgaben eines Fahrers auf und erzeugt ein Lenkgefühl für den Fahrer. Zur Erzeugung des Lenkgefühls enthält der Handmomentensteller 304 einen Motor 310 der ein entsprechendes Motormoment auf eine Rotorwelle 312 abgibt das dann über ein Getriebe 314 und einen Drehstab 316 an eine Lenkhandhabe 318 weitergeleitet wird. Als Lenkhandhabe 318 ist beispielhaft ein Lenkrad dargestellt.
Das Fahrzeug 300 umfasst die Vorrichtung 100, wobei der Handmomentensteller 304 die Regelstrecke 102 darstellt. Im Beispiel wird der Motor 310 mit der Reglerausgangsgröße 106 abhängig vom Ist-Moment 110 des Handmomentstellers 304 angesteuert.
Die Vorrichtung und das Verfahren wurde am Beispiel der Handmomentenregelung des Steer-by-Wire Lenksystems für das Fahrzeug 300 beschrieben. Das Verfahren ist auch für eine Reglerausgangsgröße eines Reglers für eine andere Regelstrecke anwendbar. Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 100 für eine Reglerausgangsgröße einer Regeleinrichtung für eine andere Regelstrecke ausgebildet ist, insbesondere für einen anderen Teil des Steer-by-Wire Lenksystems oder einen anderen Teil des Fahrzeugs 300.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung einer Reglerausgangsgröße (106) einer Regeleinrichtung (104) mit einem Regler (108) für eine Regelstrecke (102), insbesondere für eine Handmomentenregelung eines Steer-by-Wire Lenksystems für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgegebene Reglereigenschaft des Reglers (108) durch einen vorgegebenen Anpassungsanteil (116) angepasst wird (202), wobei ein Einfluss des vorgegebenen Anpassungsanteils (116) auf die Reglereigenschaft abhängig von einem Parameter (114) kontinuierlich verändert wird (202), wobei der Parameter (114) abhängig von einer Betriebssituation der Regelstrecke (102), insbesondere einer Lenk- und/oder Fahrsituation des Fahrzeugs, bestimmt (202) wird und die Reglerausgangsgröße (106) mit dem Regler (108) bestimmt wird (204).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Anpassungsanteil (116) abhängig von einer Betriebsgröße des Reglers (108) bestimmt wird (202).
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reglerausgangsgröße (106) abhängig von einer Übertragungsfunktion der Regeleinrichtung (104) bestimmt wird (204), wobei die Übertragungsfunktion abhängig von einer Koprime-Faktorisierung der Regelstrecke (102) definiert und der Anpassungsanteil (116) mit einer Youla- Parametrierung parametriert ist, wobei die Youla-Parametrierung durch den Parameter (114) skaliert wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Übertragungsverhalten eines Regelkreises, der die Regeleinrichtung (104) und die Regelstrecke (102) umfasst, insbesondere eine Störunterdrückung, durch den Parameter (114) modifiziert wird und wenigstens ein anderes Übertragungsverhalten nicht. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gradient des Parameters (114) nicht begrenzt wird. Vorrichtung (100) zur Bestimmung einer Reglerausgangsgröße (106) einer Regeleinrichtung (104) mit einem Regler (108) für eine Regelstrecke (102), insbesondere für eine Handmomentenregelung eines Steer-by-Wire Lenksystems für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist: eine vorgegebene Reglereigenschaft des Reglers (108) durch einen vorgegebenen Anpassungsanteil (116) anzupassen; einen Einfluss des vorgegebenen Anpassungsanteils (116) auf die Reglereigenschaft abhängig von einem Parameter (114) kontinuierlich zu verändern; den Parameter (114) abhängig von einer Betriebssituation der Regelstrecke (102), insbesondere einer Lenk- und/oder Fahrsituation des Fahrzeugs, zu bestimmen und die Reglerausgangsgröße (106) mit dem Regler (108) zu bestimmen. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, den vorgegebenen Anpassungsanteil (116) abhängig von einer Betriebsgröße des Reglers (108) zu bestimmen. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die Reglerausgangsgröße (106) abhängig von einer Übertragungsfunktion der Regeleinrichtung (104) zu bestimmen, wobei die Übertragungsfunktion durch eine Koprime-Faktorisierung der Regelstrecke (102) definiert und der Anpassungsanteil (116) mit einer Youla- Parametrierung parametriert ist, und wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die Youla-Parametrierung durch den Parameter (114) zu skalieren. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Übertragungsverhalten eines Regelkreises, der die Regeleinrichtung (104) und die Regelstrecke (102) umfasst, insbesondere eine Störunterdrückung, durch den Parameter (114) zu modifizieren und wenigstens ein anderes Übertragungsverhalten nicht. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ohne eine Begrenzung eines Gardienten des Parameters (114) ausgebildet ist.
11 . Fahrzeug (300) dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug die Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 umfasst.
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