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Beim Entwurf eines Lenkreglers zur automatischen Spurführung wird das charakteristische Sättigungsverhalten der Seitenkraftkennlinien bei großen Schräglaufwinkeln im Streckenmodell berücksichtigt. Es zeigt sich, dass bei dem aus mathematischer Sicht optimalen modellprädiktiven Regler eine Vielzahl von Reglerparametern auf heuristischem Wege festgelegt werden muss. Daher wird hier, nach dem Prinzip der exakten Linearisierung, ein Rückführgesetz vorgeschlagen, dessen Leistungsfähigkeit dem modellprädiktiven Regler gleichkommt, das dabei aber nur einen Bruchteil der Rechenzeit und lediglich zwei Reglerparameter mit physikalisch anschaulicher Bedeutung benötigt. Die Position des fahrzeugfesten Spurführungs-Referenzpunktes hat erheblichen Einfluss auf das Stabilitätsverhalten im Grenzbereich. Dies kann durch mathematische Stabilitätsanalyse und anhand von Simulationen stabilitätskritischer Fahrmanöver demonstriert werden. Simulationsuntersuchungen mit einem Formelrennfahrzeug und Messfahrten mit einem X-by-wire Versuchsträger im Modellmaßstab, der am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart (IVK) aufgebaut wurde, belegen die Fähigkeit des hier vorgestellten Regelsystems zur hochpräzisen Spurführung im querdynamischen Grenzbereich. Dabei beträgt die maximale seitliche Abweichung von der Soll-Trajektorie nur wenige Prozent der Fahrzeugbreite.

Nichtlineare Lenkregler für den querdynamischen Grenzbereich (Nonlinear Steering Controllers for the Lateral Dynamics Stability Limit)