Integrierte Fahrdynamikregelung

Das Regelkonzept

Für überaktuierte Fahrzeugkonfigurationen werden zunächst reduzierte Stellgrößen eingeführt, die gesteuert über Hilfsgrößen auf die Stellgrößen abgebildet werden. Anschließend werden die Hilfsgrößen zum Erreichen eines sekundären Ziels festgelegt. Mit diesen Hilfsgrößen, Zustandsgrößen vom Fahrzeug und der angeforderten Beschleunigungsänderung ermittelt dann ein inverses Modell die reduzierten Stellgrößen, siehe Dissertation.

Versuchsträger ROboMObil (ROMO)

Ich entwickelte am DLR am Versuchsträger ROboMObil (ROMO) mit. In diesem Fahrzeug können vier Antriebs- und Bremsmomente, sowie vier Lenkwinkel entkoppelt eingestellt werden. Das ROMO verfügt über acht Stellmöglichkeiten, die auf die Fahrzeugbeschleunigung wirken. Meine integrierte Fahrdynamikregelung ist jedoch nicht nur auf diese, sondern auch auf beliebigere Fahrzeugkonfigurationen, wie beispielsweise heutige Serienfahrzeuge, anwendbar.

Simulation

Ich entwickelte meinen Regler in der Sprache Modelica in Dymola, identifizierte Streckenparameter unter anderem mit Matlab, exportierte den Regler zu einer Autosar-Komponente über das Functional Mock-Up Interface und führte Simulationen mit Mehrkörperfahrzeugmodellen im geschlossenen Regelkreis durch.

Meine Veröffentlichungen

Veröffentlichungen in Zeitschriften und Patente

Die folgenden Publikationen sind dieser Arbeit zugeordnet.

Veröffentlichungen in Zeitschriften

[Köppern, 2010] Köppern, J. (2010). Integrierte Fahrzeugregelung durch einen hybriden Ansatz aus inversem Modell und modellprädiktiver Optimierung. In GMAFachausschuss 1.40, Theoretische Verfahren der Regelungstechnik, Salzburg, Österreich.
[Köppern, 2013] Köppern, J. (2013). Integrierte Fahrwerkregelung - Konzept und Anwendung. In VDI-Bericht 2196 anlässlich der 6. VDI-/VDE-Fachtagung AUTOREG 2013, Baden-Baden.
[Köppern, 2017] Köppern, J. (2017). Fahrzeugsteuerung mittels Modellinversion. Forschung im Ingenieurwesen, 81(1):33–40.
Dissertation, 2020

Patente

[Köppern, 2011] Köppern, J. (2011). Deutsche Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnummer 10 2011 085 103.8 : Verfahren zum Regeln der Fahrdynamik eines Kraftfahrzeugs. Angemeldet am 24. Oktober 2011, Anmelder: Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt e.V., Erfinder: Johannes Köppern. 167
[Köppern, 2012] Köppern, J. (2012). Deutsche Patentanmeldung mit Anmeldenummer 10 2012 212 083.1: Verfahren für ein Kraftfahrzeug zum Regeln einer Reifenlängskraft und Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Regeln einer Reifenlängskraft. Angemeldet am 11. Juli 2012, Anmelder: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Erfinder: Johannes Köppern.
[Köppern, 2012a] Köppern, J. (2012a). Deutsche Patentanmeldung mit Anmeldenummer 10 2012 213 247.3: Verfahren zum Regeln der Fahrdynamik eines Fahrzeugs. Angemeldet m 27. Juli 2012, Anmelder: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Erfinder: Johannes Köppern.
[Köppern, 2012b] Köppern, J. (2012b). Deutsche Patentanmeldung mit Anmeldenummer 10 2012 213 257.0: Verfahren für ein Fahrzeug zur Stabilisierung eines Rads. Angemeldet am 27. Juli 2012, Anmelder: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Erfinder: Johannes Köppern.
[Köppern, 2012c] Köppern, J. (2012c). Deutsche Patentanmeldung mit Anmeldenummer 10 2012 213 259.7: Verfahren zum Einstellen von Lenkwinkeln. Angemeldet am 27. Juli 2012, Anmelder: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Erfinder: Johannes Köppern.

Bild des robotischen Bewegungssimulators.

Robotischer Bewegungssimulator

Mit dem robotischen Bewegungssimulator des DLR-Instituts für Systemdynamik und Regelungstechnik und meinem Regler baute ich eine interaktive Fahrsimulation auf. Dabei bewegt der Roboter den Fahrer entsprechend meiner Simulation.

Ich über mich

Johannes Köppern arbeitet als Regelungstechnikingenieur (Maschinenbaustudium an der TU München von 2003 - 2008, Promotiion an der TU Dortmund) seit 2020 für die Dispendix GmbH in der Medizintechnik-Branche. Dorthin wechselte er mit Erfahrung in der Automobilindustrie ab 2019 und nach der Gründung eines Unternehmens im Jahr 2015, das sehbehinderten und blinden Schülern mittels Software den barrierefreien Wörterbuchzugang in Prüfungen ermöglicht. Im eigenen Unternehmen erdachte er als Geschäftsführer genannte Software und leitete im Team mit Informatikern die Entwicklung der Anwendung, die Kinder und Jugendliche unterstützte und bis hin zum Abitur begleitete.. Vor dieser Tätigkeit arbeitete er von 2008 bis 2013 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). In diesem Rahmen leitete er den Anteil seines Arbeitgebers am europäischen Forschungsprojekt Modelisar. Weiterhin entwickelte er mit Kollegen den robotischen Versuchsträger ROboMObil sowie die vorliegend vorgestellte integrierte Fahrdynamikregelung und schrieb seine Dissertation, die er 2019 an der TU Dortmund verteidigte.