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Kurzfassung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein einachsiges Fahrzeug mit einem Antriebssystem, bei dem mindestens ein Antriebsmotor auf zwei Räder wirkt, die auf einer gemeinsamen Achse des Fahrzeugs angeordnet und unabhängig voneinander antreibbar sind. Eine Steuereinrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines derartigen Fahrzeugs sind ebenfalls Gegenstand dieser Innovation. 

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Hintergrund

Für viele abgeschlossene Räume wie z. B. Stadtzentren, verkehrsfreie Wohngebiete, Parks und Kulturlandschaften verbietet sich wegen ihrer baulichen Gegebenheiten oder bestimmter Umwelt- und Tourismusaspekte der Einsatz herkömmlicher Straßenfahrzeuge. Andererseits ist es grundsätzlich wünschenswert, dass sich gerade ältere oder bewegungseingeschränkte Menschen in diesen Gebieten bewegen können, ohne die Infrastruktur aufwendig verändern zu müssen. Sie könnten dabei zusätzlich aktuelle Informationen zur Umgebung erhalten und auf ein Fahrerassistenzsystem zurückgreifen, das sie zu einem gewünschten Ziel teilautonom leitet, also ohne dass der Insasse aktiv in die Fahrzeugsteuerung oder Ladevorgänge eingreifen muss.

Hierfür können GPS-Daten und eine Umfeldsensorik zum Einsatz kommen. Darüber hinaus wird die Berücksichtigung von Aspekten wie Verkehrsregeln, Antriebsmanagement, Sicherheit, Flottenmanagement, Fahrzeugrückführung, Orientierung, Diebstahlschutz und Verbundbildung ermöglicht.

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Bilder & Videos

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Lösung

Entwicklung einer hierarchischen Regelungsstruktur mit einheitlicher, modellbasierter Momentenschnittstelle:

Strukturierung der Nickregelung zur Stabilisierung in drei Stufen:

• Berechnung der erforderlichen Nickmomente aus Regelung und Kompensation
• Verteilung der Nickmomente auf Stellpfade
• Berechnung der Solltrajektorien zur Umsetzung der pfadspezifischen Nickmomente

Einzelregelung von Gierdynamik, Längsdynamik und Schwerpunktverschiebung in unterster Ebene

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Vorteile

• Unabhängige Einstellung von Nickregelung und Momentumsetzung ermöglicht einfache Parametrierung und Anpassung des Fahrverhalten an verschiedene Situationen
• Möglichkeit zur separaten (Weiter-)Entwicklung, Parametrierung und Inbetriebnahme der Teilsysteme
• Vereinfachung der Nickregelung durch robustheitssteigernde, unterlagerte Regelkreise (Reibung, Parameterungenauigkeiten)
• Explizite Berücksichtigung von Begrenzungen und Nichtlinearitäten in Nickmomentkoordinator
• Einfache Steuerung/Umschaltung beim Wechsel von Betriebsmodi (Zweiachsmodus, Nickmomentverteilung)
• Das geringe Fahrzeuggewicht verspricht zusätzlich eine hohe Energieeffizien

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Anwendungsbereiche

Fahrzeugbau