DE102016211644A1

DE102016211644A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung und Aktuatorvorrichtung

Info

Publication number: DE102016211644A1
Application number: DE102016211644.4A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Grodde; Michael KECKEISEN; Andreas Füßl; Holger Gohmert; Volker Schulmayer; Klaus Haskamp
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2017-06-22
Also published as: WO2017102203A1; EP3390125A1; US11312200B2; US20190054792A1

Abstract

Ein Verfahren zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung (102) eines Wankstabilisators, für ein Fahrzeug (100), wobei die Aktuatoreinrichtung (102) einen Versorgungsleitungsanschluss (118) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler (112) zum Bereitstellen einer Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen (114, 116) zum Bereitstellen der Wechselspannung an Aktuatoranschlüsse (132, 134) eines durch die Wechselspannung betreibbaren Aktuators (110) aufweist, umfasst einen Schritt des Einlesens eines Unterbrechungssignals (140), das eine Unterbrechung (130) einer Bereitstellung der Versorgungspannung oder Abweichung von der Versorgungsspannung an dem Versorgungsleitungsanschluss (118) anzeigt, und einen Schritt des Bereitstellens (203) eines Schutzsignals (142, 144, 146, 148) unter Verwendung des Unterbrechungssignals (140) an eine Schnittstelle zu einer Schutzeinrichtung (152, 154, 156, 158), die ausgebildet ist, um ansprechend auf das Schutzsignal (142, 144, 146, 148) eine Weiterleitung einer über die Aktuatoranschlüsse (132, 134) in die Phasenleitungen (114, 116; 314) eingespeisten oder einspeisbaren Generatorspannung zumindest teilweise zu verhindern.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung eines Wankstabilisators für ein Fahrzeug sowie auf eine Aktuatorvorrichtung.
Zur Wankstabilisierung eines Fahrzeugs wird ein Wankstabilisator eingesetzt, um das Wanken des Fahrzeugaufbaus aufgrund von Kurvenfahrten oder auch bei Fahrten in unebenem Gelände kontrollieren bzw. beeinflussen zu können.
Die EP 1 426 208 B1 offenbart einen geteilten elektromechanischen Kraftfahrzeugstabilisator und ein Verfahren zur Wankstabilisierung bei Ausfall oder Abschaltung des aktiven Kraftfahrzeugstabilisators.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung in einer Wankstabilisierung eines Fahrzeugs sowie eine verbesserte Aktuatorvorrichtung einer Wankstabilisierung gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Wenn bei einem Aktuator, beispielsweise einem Elektromotor, die Energieversorgung unterbrochen wird, kann der Aktuator als Generator wirken. Um daraus resultierende Schäden zu verhindern, können elektrische Zuleitungen des Aktuators unterbrochen oder kurzgeschlossen werden.
Ein Verfahren zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung einer Wankstabilisierung, insbesondere eines Wankstabilisators, für ein Fahrzeug umfasst mehrere spezielle Schritte. Dabei weist die Aktuatoreinrichtung einen Versorgungsleitungsanschluss zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler zum Bereitstellen einer Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen zum Bereitstellen der Wechselspannung an Aktuatoranschlüsse eines durch die Wechselspannung betreibbaren Aktuators auf.
Die Schritte lauten wie folgt:
Einlesen eines Unterbrechungssignals, das eine Unterbrechung einer Bereitstellung der Versorgungsspannung oder eine Abweichung von der Versorgungsspannung an dem Versorgungsleitungsanschluss anzeigt; und
Bereitstellen eines Schutzsignals unter Verwendung des Unterbrechungssignals an eine Schnittstelle zu einer Schutzeinrichtung, die ausgebildet ist, um ansprechend auf das Schutzsignal eine Weiterleitung einer über die Aktuatoranschlüsse in die Phasenleitungen eingespeisten oder einspeisbaren Generatorspannung zumindest teilweise zu verhindern.
Bei dem Aktuator kann es sich um einen Motor, insbesondere einen Elektromotor handeln. Beispielsweise kann der Aktuator einen Wechselstrommotor oder einen Drehstrommotor darstellen. Der Wandler kann ausgebildet sein, um eine Gleichspannung in eine zum Betreiben des Aktuators erforderliche Wechselspannung umzuwandeln. Über eine Charakteristik der Wechselspannung kann eine Leistung des Aktuators gesteuert werden. Somit kann der Wandler als eine Steuereinheit zum Steuern des Aktuators aufgefasst werden oder Teil einer solchen Steuereinheit sein. Beispielsweise kann der Wandler als ein Wechselrichter ausgeführt sein. Der Wandler kann eine Brückenschaltung zum Wandeln der Versorgungsspannung in die Wechselspannung aufweisen.
Bei der Versorgungsspannung kann es sich um eine von einem Bordnetz, beispielsweise einem 48V- oder 12V-Bordnetz bereitgestellte Gleichspannung handeln. Gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen können zwei, drei oder mehr Phasenleitungen zum Betreiben des Aktuators vorgesehen sein.
Unter der Unterbrechung der Versorgungsspannung kann verstanden werden, dass keine Versorgungsspannung an den Versorgungsleitungsanschluss bereitgestellt wird. Dies kann beispielsweise bei einer Unterbrechung einer mit dem Versorgungsleitungsanschluss verbundenen Versorgungsleitung der Fall sein. Unter der Abweichung von der Versorgungsspannung kann eine stark verminderte oder deutliche oder starke Überschreitung der Versorgungsspannung am Versorgungsleitungsanschluss verstanden werden. Die Abweichung wird anhand einer Schwelle festgelegt – einer definierten Spannung. Bei einer Versorgungsspannung von 48V kann eine Schwelle „Überschreitung“ zum Beispiel bei 60V liegen. Analog kann für eine stark verminderte Versorgungsspannung ebenfalls eine Schwelle, z.B. 40V festgelegt sein. Wird diese Schwelle der Unterschreitung oder Überschreitung erreicht bzw. überschritten, wird ein Unterbrechungssignal angezeigt. Statt von einer Schwelle kann auch von einem Spannungslevel gesprochen werden.
Das Unterbrechungssignal und das Schutzsignal können analoge oder digitale elektrische Signale sein.
Unter der Generatorspannung kann eine Spannung verstanden werden, die von dem Aktuator generiert und in die Phasenleitungen eingespeist wird, wenn der Wandler nicht mehr mit der Versorgungsspannung versorgt wird und somit keine Wechselspannung zum Betreiben des Aktuators von dem Wandler bereitgestellt wird.
Die Schutzeinrichtung kann zumindest einen Schalter umfassen, der mit zumindest einer Leitung der Aktuatoreinrichtung, beispielsweise mit zumindest einer Phasenleitung oder einer mit dem Versorgungsleitungsanschluss verbundenen Leitung verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Schutzeinrichtung eine Steuereinrichtung zum Ansteuern eines solchen Schalters umfassen. Durch die Schutzeinrichtung kann eine die Generatorspannung führende Leitung unterbrochen oder kurzgeschlossen werden, wodurch eine weitere Ausbreitung der Generatorspannung verhindert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt des Bewirkens eines Kurzschlusses zwischen den Phasenleitungen ansprechend auf das Schutzsignal unter Verwendung der Schutzeinrichtung. Beispielsweise kann das Schutzsignal ein Steuersignal darstellen, das geeignet ist, um eine Kurzschlusseinrichtung, beispielsweise zumindest einen Schalter, so anzusteuern, dass über die Kurzschlusseinrichtung der Kurzschluss zwischen den Phasenleitungen bewirkt wird. Auch kann das Schutzsignal ein Datensignal darstellen, das geeignet ist, um eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern einer Kurzschlusseinrichtung in einen Zustand zu versetzen, in dem die Ansteuereinrichtung ein Steuersignal bereitstellt, das geeignet ist, um eine Kurzschlusseinrichtung so anzusteuern, dass über die Kurzschlusseinrichtung der Kurzschluss zwischen den Phasenleitungen bewirkt wird. Über einen solchen Kurzschluss kann die Generatorspannung sehr schnell abgebaut werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren einen Schritt des Bewirkens eines Kurzschlusses zwischen dem Versorgungsleitungsanschluss und einem Bezugspotenzial der Aktuatoreinrichtung ansprechend auf das Schutzsignal unter Verwendung der Schutzeinrichtung umfassen. Hierbei kann es sich bei dem Schutzsignal ebenfalls um ein entsprechendes Steuersignal oder Datensignal handeln, über das direkt oder indirekt unter Verwendung einer Kurzschlusseinrichtung der Kurzschluss zwischen dem Versorgungsleitungsanschluss und dem Bezugspotenzial, beispielsweise einem Massepotenzial, bewirkt werden kann. Auf diese Weise kann eine Weiterleitung der Generatorspannung mit nur einem einzigen zwischen den Versorgungsleitungsanschluss und das Bezugspotenzial geschalteten Schalter realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt des Bewirkens einer Unterbrechung der Phasenleitungen ansprechend auf das Schutzsignal unter Verwendung der Schutzeinrichtung. Beispielsweise kann das Schutzsignal ein Steuersignal darstellen, das geeignet ist, um einen in zumindest einer der Phasenleitungen angeordneten Schalter zu öffnen. Auch kann das Schutzsignal ein Datensignal darstellen, das geeignet ist, um eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern eines in zumindest einer der Phasenleitungen angeordneten Schalter in einen Zustand zu versetzen, in dem die Ansteuereinrichtung ein Steuersignal bereitstellt, das geeignet ist, um den zumindest einen Schalter zu öffnen. Durch die Unterbrechung der Phasenleitungen kann verhindert werden, dass die Generatorspannung den Wandler erreicht. Dadurch kann eine Schädigung des Wandlers durch die Generatorspannung ausgeschlossen werden.
Im Schritt des Bewirkens kann der Kurzschluss und/oder die Unterbrechung alternierend bewirkt und aufgehoben werden. Eine Schaltfrequenz kann dabei so gewählt werden, dass der durchgelassene Anteil der Generatorspannung keine Beschädigung der Aktuatoreinrichtung hervorrufen kann. Vorteilhafterweise kann der durchgelassene Anteil dennoch verwendet werden, um einen Wert der Generatorspannung zu bestimmen. Alternativ zu einer gewählten oder bestimmten, also festgelegten Schaltfrequenz kann sich diese auch aufgrund der Häufigkeit des Unter- oder Überschreitens des Schwellwerts ergeben. Mit anderen Worten ergibt sich die Schaltfrequenz dann durch die innerhalb eines Zeitabschnitts auftretenden Unter- bzw. Überschreitungen des festgelegten Schwellwertes.
Vorteilhafterweise können die Schritte des Einlesens und Bereitstellens unter Verwendung der Generatorspannung ausgeführt werden. Beispielsweise können entsprechende Einrichtungen zum Umsetzen der Schritte mit der Generatorspannung versorgt werden, sodass ein autarker Betrieb ermöglicht wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt des Erfassens der Unterbrechung einer Bereitstellung der Versorgungsspannung oder eine Abweichung von der Versorgungsspannung. In dem die Unterbrechung oder Abweichung erfasst wird, kann durch Festlegen einer unteren und einer oberen Schwelle bzw. eines Spannungslevels mit einer hohen Zuverlässigkeit entschieden werden, ob die Bereitstellung des Schutzsignals und damit das Bewirken eines Kurzschlusses oder einer Unterbrechung innerhalb der Aktuatoreinrichtung erforderlich ist oder nicht.
Beispielsweise kann die Unterbrechung durch einen Vergleich zwischen einer an dem Versorgungsleitungsanschluss anliegenden Spannung und einer Referenzspannung erfasst werden. Durch eine geeignete Wahl der Referenzspannung, z.B. bei der Auslegung der Schaltung, kann vermieden werden, dass ein Kurzschluss oder eine Unterbrechung innerhalb der Aktuatoreinrichtung bereits erfolgt ist, wenn nur ein geringe Unter- bzw. Überschreitung der Versorgungsspannung vorliegt, die nicht ausreichend ist, um eine Gefährdung der Aktuatoreinrichtung hervorzurufen.
Im Schritt des Einlesens kann das Unterbrechungssignal über eine Schnittstelle zu einem Kommunikationsbus eingelesen werden. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Bereitstellens das Schutzsignal über eine Schnittstelle zu einem Kommunikationsbus bereitgestellt werden. Auf diese Weise können die Schritte des Verfahrens im Zusammenhang mit einem Kommunikationsbus der Aktuatoreinrichtung ausgeführt werden. Hier kann beispielsweise der CAN-Bus genutzt werden.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung eines Wankstabilisators, insbesondere für ein Fahrzeug. Dabei weist die Aktuatoreinrichtung einen Versorgungsleitungsanschluss zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler zum Bereitstellen einer Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen zum Bereitstellen der Wechselspannung an Aktuatoranschlüsse eines durch die Wechselspannung betreibbaren Aktuators auf. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
eine Einleseeinrichtung zum Einlesen eines Unterbrechungssignals, das eine Unterbrechung einer Bereitstellung oder Abweichung von der Versorgungsspannung an dem Versorgungsleitungsanschluss anzeigt; und
eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen eines Schutzsignals unter Verwendung des Unterbrechungssignals an eine Schnittstelle zu einer Schutzeinrichtung, die ausgebildet ist, um ansprechend auf das Schutzsignal eine Weiterleitung einer über die Aktuatoranschlüsse in die Phasenleitungen eingespeisten oder einspeisbaren Generatorspannung zumindest teilweise zu verhindern.
Durch Einrichtungen einer solchen Vorrichtung können die Schritte des genannten Verfahrens vorteilhaft umgesetzt werden. Eine Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Derartige Geräte werden auch als Steuergerät bezeichnet. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Ein Wankstabilisator, der die genannte Aktuatoreinrichtung umfasst, weist ferner eine genannte Vorrichtung zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung auf. Auf diese Weise kann der beschriebene Ansatz vorteilhaft mit einer Aktuatoreinrichtung, beispielsweise zur Wankstabilisierung eines Fahrzeugs, kombiniert werden.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher (z. B. HD oder SSD) oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Darstellung einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
7 eine schematische Darstellung einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
8 eine schematische Darstellung einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Wankstabilisator 105, hier genannt Stabilisator, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Stabilisator 105 ist als zweigeteilter Drehstab mit einem ersten Stabilisatorelement 111 und einem zweiten Stabilisatorelement 115 realisiert. Hierbei ist ein Ende des ersten Stabilisatorelements 111 mit einem ersten Radaufhängungselement 113a des Fahrzeugs 100 verbunden und ein Ende des zweiten Stabilisatorelements 115 mit einem zweiten Radaufhängungselement 113 abdes Fahrzeugs 100 verbunden. Beispielsweise sind die Enden der Stabilisatorelemente 111, 115 hierbei als, vorzugsweise etwa in Fahrtrichtung gebogene oder gekröpfte Arme ausgeführt, die mittels gelenkig gelagerter Pendelstützen 117, 117a jeweils mit den Radaufhängungselementen 113a, 113b verbunden sind. Bei den Radaufhängungselementen 113a, 113b handelt es sich beispielsweise um gegenüberliegende Querlenker des Fahrzeugs 100. Die Stabilisatorelemente 111, 115 sind je mittels eines Aufbaulagers 119 um eine gemeinsame Drehachse D-D drehbar an einem Fahrgestell bzw. der Karosserie des Fahrzeugs 100 befestigt. Die Drehachse D-D entspricht hierbei beispielhaft einer Querachse des Fahrzeugs 100.
Je ein einer Fahrzeugmitte des Fahrzeugs 100 zugewandtes Ende der Stabilisatorelemente 111, 115 ist mit zumindest einem Elektromotor als Aktuator 110 mechanisch gekoppelt. Der nicht dargestellte Elektromotor ist in der Aktuatoreinrichtung 102 angeordnet und ausgebildet, um unter Verwendung eines Regelungssignals die Stabilisatorelemente 111, 115 gegensinnig um die Drehachse D-D zu verdrehen. Hierbei repräsentiert das Regelungssignal bspw. ein basierend auf einer feldorientierten Regelung ermitteltes Signal. Durch das gegensinnige Verdrehen der Stabilisatorelemente 111, 115 werden die Radaufhängungselemente 113a, 113b bewegt und es kann einem Wanken der Karosserie bspw. bei Kurvenfahrt entgegengewirkt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Fahrzeug 100 mit einer Vorrichtung 165 ausgestattet, die an den Elektromotor 135 angeschlossen ist und ausgebildet ist, um das Regelungssignal bereitzustellen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Aktuatorvorrichtung stellt gemäß einem Ausführungsbeispiel einen Wankstabilisator für das Fahrzeug 100 dar. Die Aktuatorvorrichtung umfasst eine Aktuatoreinrichtung 102 und eine Vorrichtung 104 zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung 102.
Die Aktuatoreinrichtung 102 weist einen Aktuator 110, der im Folgenden auch als Motor 110 bezeichnet wird und hier als ein Elektromotor 135 ausgeführt ist, und einen Wandler 112 auf. Der Wandler 112 ist ausgebildet, um über Phasenleitungen 114, 116 eine Wechselspannung zum Betreiben des Aktuators 110 an den Aktuator 110 bereitzustellen. Der Wandler 112 weist einen Versorgungsleitungsanschluss 118 auf. Eine Energieversorgungseinrichtung 120, beispielsweise ein Bordnetz des Fahrzeugs 100, ist ausgebildet, um eine Versorgungsspannung über eine Versorgungsleitung 122 an den Versorgungsleitungsanschluss 118 bereitzustellen. Der Wandler 112 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Versorgungsspannung die Wechselspannung zu erzeugen und über Ausgangsanschlüsse 124, 126 an die Phasenleitungen 114, 116 bereitzustellen. Ein weiterer eingangseitiger Anschluss 128 des Wandlers 112 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit einer Masseleitung verbunden.
Wenn im Betrieb des Aktuators 110 die Versorgungsspannung unterbrochen oder deutlich von dieser abgewichen wird (untere oder obere Schwelle bzw. Spannungslevel wird erreicht bzw. überschritten), beispielsweise aufgrund einer Unterbrechung 130 der Versorgungsleitung 122 oder Überschreitung 130 der Versorgungsspannung aufgrund einer starken Einfederbewegung eines Rades, die ein plötzliches Hochdrehen des Motors der Aktuatoreinrichtung 102 bewirkt, so wirkt der Aktuator 110 als Generator und speist eine Generatorspannung über Aktuatoranschlüsse 132, 134 in die Phasenleitungen 114, 116 ein. Die Generatorspannung kann zu Schäden in der Aktuatoreinrichtung 102 führen.
Die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, um eine Weiterleitung einer solchen in die Phasenleitungen 114, 116 eingespeisten Generatorspannung vollständig oder zumindest teilweise zu verhindern. Dazu ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um über eine Eingangsschnittstelle ein Unterbrechungssignal 140 zu empfangen. Das Unterbrechungssignal 140 ist ausgebildet, um eine Unterbrechung einer Bereitstellung oder Abweichung von der Versorgungsspannung anzuzeigen. Die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Unterbrechungssignals 140 zumindest ein Schutzsignal 142, 144, 146, 148 zu erzeugen und bereitzustellen, das geeignet ist, um eine Schutzeinrichtung 152, 154, 156, 158 so anzusteuern, dass eine Weiterleitung der Generatorspannung zumindest teilweise verhindert wird. Zum Einlesen des Unterbrechungssignals 140 weist die Vorrichtung 104 eine Einleseeinrichtung 160 auf, die ausgebildet ist, um das Unterbrechungssignal 140 einzulesen und das Unterbrechungssignal 140 an eine Bereitstellungseinrichtung 162 der Vorrichtung 104 bereitzustellen. Die Bereitstellungseinrichtung 162 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Unterbrechungssignals 140 zumindest ein Schutzsignal 142, 144, 146, 148 zu erzeugen und über zumindest eine Ausgangsschnittstelle der Vorrichtung 104 bereitzustellen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Einleseeinrichtung 160 ferner ausgebildet, um die Unterbrechung der Versorgungsspannung zu erfassen, beispielsweise durch einen Vergleich der an dem Versorgungsleitungsanschluss 118 anliegenden Spannung mit einer Referenzspannung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 über zumindest eine Leitung 164 mit zumindest einem der Aktuatoranschlüsse 132, 134 gekoppelt, sodass die Einrichtungen 160, 162 der Vorrichtungen 104 über die Generatorspannung betrieben werden können.
Gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele kann die Vorrichtung 104 ausgebildet sein, um eine oder mehrere Schutzeinrichtungen 152, 154, 156, 158 anzusteuern, von denen lediglich eine erforderlich ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Schutzeinrichtung 152 in den Wandler 112 integriert oder Teil der Aktuatoreinrichtung 102. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Schutzeinrichtung 154 als eine Steuereinrichtung zum Bereitstellen eines unter Verwendung des Schutzsignals 144 erzeugten Steuersignals 166 zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung 102 ausgeführt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Schutzeinrichtung 156 in die Phasenleitungen 114, 116 integriert oder mit den Phasenleitungen 114, 116 gekoppelt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Schutzeinrichtung 158 in die Versorgungsleitung 122 integriert oder mit der Versorgungsleitung 122 gekoppelt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine der Schutzeinrichtungen 152, 154, 156 ausgebildet, um angesteuert durch das Schutzsignal 142, 144, 146 einen Kurzschluss zwischen den Phasenleitungen 114, 116 zu bewirken. Durch einen solchen Kurzschluss wird eine Weiterleitung der Generatorspannung wirksam verhindert. Dazu können die Schutzeinrichtungen 152, 154, 156 ausgebildet sein, um zumindest einen die Phasenleitungen 114, 116 verbindenden Schalter ansprechend auf das Schutzsignal 142, 144, 146 zu schließen. Alternativ können die Schutzeinrichtungen 152, 156 auch einen solchen Schalter realisieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine der Schutzeinrichtungen 152, 154, 156 ausgebildet, um angesteuert durch das Schutzsignal 142, 144, 146 eine Unterbrechung der Phasenleitungen 114, 116 zu bewirken. Durch eine solche Unterbrechung wird eine Weiterleitung der Generatorspannung wirksam verhindert. Dazu können die Schutzeinrichtungen 152, 154, 156 ausgebildet sein, um in den Phasenleitungen 114, 116 angeordnete Schalter ansprechend auf das Schutzsignal 142, 144, 146 zu öffnen. Alternativ können die Schutzeinrichtungen 152, 156 auch solche Schalter realisieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schutzeinrichtung 158 ausgebildet, um angesteuert durch das Schutzsignal 148 einen Kurzschluss zwischen dem Versorgungsleitungsanschluss 118 und dem beispielsweise als Masseanschluss ausgeführten weiteren eingangseitigen Anschluss 128 des Wandlers 112 zu bewirken. Dazu kann die Schutzeinrichtung 158 ausgebildet sein, um einen die Anschlüsse 118, 128 verbindenden Schalter ansprechend auf das Schutzsignal 148 zu schließen. Alternativ kann die Schutzeinrichtung 158 auch als ein solcher Schalter ausgeführt sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bereitstellungseinrichtung 162 ausgebildet, um das Schutzsignal 142, 144, 146, 148 getaktet bereitzustellen, sodass die Generatorspannung durch die Schutzeinrichtungen 152, 154, 156, 158 alternierend durchgelassen und unterdrückt wird. Entsprechend können die Schutzeinrichtungen 152, 154, 156, 158 ausgebildet sein, um ansprechend auf ein getaktetes oder ungetaktetes Schutzsignal 142, 144, 146, 148 den entsprechenden Kurzschluss und/oder die entsprechende Unterbrechung der Phasenleitungen alternierend zu bewirken und aufzuheben.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung der anhand von 2 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden. Bei der Aktuatoreinrichtung kann es sich um die anhand von 2 beschriebene Schaltung handeln.
Das Verfahren umfasst einen Schritt 201 in dem ein Unterbrechungssignal eingelesen wird, das eine Unterbrechung der oder eine Abweichung von einer Versorgungsspannung für einen Wandler der Aktuatoreinrichtung anzeigt. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt 203, in dem unter Verwendung des Unterbrechungssignals ein Schutzsignal bereitgestellt wird, über das eine Weiterleitung einer die Aktuatoreinrichtung gegebenenfalls gefährdenden Generatorspannung zumindest teilweise unterbunden wird.
In einem optionalen Schritt 205 wird die Unterbrechung der oder die Abweichung von der Versorgungsspannung erfasst. Dazu wird beispielsweise ein Vergleich zwischen der verfügbaren Versorgungsspannung und einer Referenzspannung durchgeführt. Das Unterbrechungssignal kann gemäß einem Ausführungsbeispiel somit als die Versorgungsspannung oder ein einen Wert der Versorgungsspannung anzeigendes Signal aufgefasst werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren optional Schritte 207, 209, 211, durch die die Weiterleitung der Generatorspannung verhindert wird. So wird in einem optionalen Schritt 207 ein Kurzschluss zwischen den Phasenleitungen der Aktuatoreinrichtung bewirkt. In einem optionalen Schritt 209 wird ein Kurzschluss zwischen dem Versorgungsleitungsanschluss und einem Bezugspotenzial der Aktuatoreinrichtung bewirkt. In einem optionalen Schritt 211 wird eine Unterbrechung der Phasenleitungen bewirkt. Die Schritte 207, 209, 211 können wiederholt ausgeführt werden, beispielsweise um einen getakteten Kurzschluss oder eine getaktete Unterbrechung zu bewirken. Damit ist eine Unterbrechung in Intervallen gemeint, wobei die Intervalle bspw. 50–200ms, insbesondere 100ms, lang sein können.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der anhand von 2 beschriebene Aktuatorvorrichtung handeln.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Wandler 112 ausgebildet, um eine dreiphasige Wechselspannung über drei Phasenleitungen 114, 116, 314 an den Aktuator 110 bereitzustellen. Beispielsweise ist der Aktuator 110 als ein Drehstromantrieb ausgeführt. Der Wandler 112 umfasst eine Brückenschaltung mit sechs Schaltern 321, 322, 323, 324, 325, 326, die hier als Transistoren ausgeführt sind. Jeweils ein Anschluss der Transistoren 321, 322, 323, die als Highside Mosfets realisiert sein können, ist mit der Versorgungsleitung 122 verbunden. Jeweils ein Anschluss der Transistoren 324, 325, 326, die als Lowside Mosfets realisiert sein können, ist mit einer Bezugspotenzialleitung 328 der Aktuatoreinrichtung verbunden. Jeweils ein weiterer Anschluss der Transistoren 321, 324 ist mit der ersten Phasenleitung 114 verbunden. Jeweils ein weiterer Anschluss der Transistoren 322, 325 ist mit der zweiten Phasenleitung 116 verbunden. Jeweils ein weiterer Anschluss der Transistoren 323, 326 ist mit der dritten Phasenleitung 314 verbunden. Durch eine geeignete Ansteuerung der Transistoren 321, 322, 323, 324, 325, 326 kann unter Verwendung der eingangseitig an dem Wandler 112 anliegenden Versorgungsspannung im Normalbetrieb der Aktuatoreinrichtung eine geeignete Betriebsspannung für den Aktuator 110 erzeugt und über die Phasenleitungen 114, 116, 314 an den Aktuator 110 bereitgestellt werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Schutzeinrichtung 152 die drei Transistoren 324, 325, 326 der Brückenschaltung. Über das anhand von 2 beschriebene Schutzsignal oder ein ansprechend auf das Schutzsignal erzeugtes Steuersignal können die Transistoren 324, 325, 326 so geschaltet werden, dass die Phasenleitungen 114, 116, 314 kurzgeschlossen sind.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die Schutzeinrichtung 152 die drei Transistoren 321, 322, 323 der Brückenschaltung, die entsprechend der Transistoren 324, 325, 326 so geschaltet werden können, dass die Phasenleitungen 114, 116, 314 kurzgeschlossen sind.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Schutzeinrichtung 158 einen optionalen weiteren Transistor 330, der im durchgeschalteten Zustand einen Kurzschluss zwischen der Versorgungsleitung 122 und der Bezugspotenzialleitung 328 bewirkt. Über das anhand von 2 beschriebene Schutzsignal oder ein ansprechend auf das Schutzsignal erzeugtes Steuersignal kann der Transistor 330 so geschaltet werden, dass die Leitungen 122, 128 innerhalb des Wandlers 112 oder möglichst nah außerhalb des Wandlers 112 kurzgeschlossen sind.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Aktuatoreinrichtung einen Zwischenkreiskondensator 332, der zwischen die Versorgungsleitung 122 und die Bezugspotenzialleitung 328 geschaltet ist.
Rein schematisch ist in 4 eine Ansteuerung 340 der als Kurzschlusseinrichtungen ausgeführten Schutzeinrichtungen 152, 158 gezeigt, die über eine gezielte Softwareansteuerung 342, eine übergeordnete Regelung 344 oder eine Schwellwertüberschreitung 346, beispielsweise unter Verwendung einer Komparatorschaltung, ausgelöst werden kann. Die Funktionen 340, 342, 344, 346 können in der anhand von 2 beschriebenen Vorrichtung zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung integriert sein. Die Komparatorschaltung ist insbesondere für die Erfassung der Abweichung von der Versorgungsspannung im Sinne der Überwachung einer Schwelle bzw. eines Spannungslevels der Versorgungsspannung von Vorteil.
Der Wandler 112 kann zusammen mit dem Zwischenkreiskondensator 332 und dem Transistor 330 als Motor-Ansteuereinheit 334 bezeichnet werden. Alternativ kann auch nur der Wandler 112 als Motor-Ansteuereinheit 334 bezeichnet werden.
Die Aktuatorvorrichtung wird gemäß einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einem elektromechanischen Wankstabilisator eingesetzt. Somit kann die gezeigte Anordnung als intelligente Ansteuerung eines Aktuators 110 in Form eines Drehstromantriebes, bei Unterbrechung der Versorgungsleitung 122 zur Energiequelle, insbesondere für die Anwendung in einem elektromechanischen Wankstabilisator, verwendet werden. Die Versorgungsleitung 122 wird hier auch als Zuleitung oder Spannungsversorgungsleitung bezeichnet.
In der Anwendung von elektrischen Wankstabilisatoren kann es durch den generatorischen Betrieb beim Wegfall der Versorgungsleitung 122 zu Überspannung in der Komponente kommen. Durch diese Überspannung können Bauteile der Ansteuerung unwiderruflich zerstört werden. Zu einem Wegfall der Spannungsversorgung kann es beispielsweise durch Kabelbruch, defekte Stecker, defekter Energiespeicher, usw. kommen.
Zur Überspannung kann es auch, wie oben bereits angesprochen, durch eine plötzliche bzw. schlagartige Anregung aufgrund eines unerwartet stark einfedernden Rades kommen. Die Einfederbewegung wird durch ein Radaufhängungselement 113a, 113b und eine Pendelstütze 117a, 117b auf das jeweilige Stabilisatorelement 111, 115 übertragen. Somit wirkt auf die Aktuatoreinrichtung 102 eine plötzliche Drehbewegung, die ein schlagartiges Hochdrehen des Aktuatormotors bewirkt – es kann zu einer schlagartigen starken Überschreitung der Versorgungsspannung kommen.
Durch den kurzzeitigen oder getakteten Kurzschluss der Motorphasen, also einem Kurzschluss der Aktuatoranschlüsse in Intervallen, durch eine geeignete Schaltung in der Elektronik der Aktuatoreinrichtung oder einer intelligenten Ansteuerung der vorhandenen Motorsteuerung 334 kann diese Zerstörung durch Überspannung verhindert werden. Diese Ansteuerung kann gezielt durch Ansteuerung 342 der Bauteile mittels Software, durch Vorgaben einer übergeordneten Regelung 344, z.B. durch den Fahrzeughersteller, oder durch Überschreiten eines Schwellwertes 346, der zu einem direkten Kurzschluss führt, umgesetzt werden.
Durch Einsatz der Kurzschluss-Methodik kann ein sicherer Zustand im Hinblick auf elektrische Sicherheit erzielt werden, indem gemäß einem Ausführungsbeispiel eine maximale DC-Spannung von 60V nicht überschritten wird. Durch Einsatz der Kurzschluss-Methodik kann ein sicherer Zustand im Hinblick auf funktionale Sicherheit erzielt werden, indem die Dämpfungseigenschaften des Stabilisators erhöht werden können, da der Aktuator 110 in Form eines Motors nicht länger generatorisch wirken kann.
5 zeigt ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Aktuatorvorrichtung umfasst eine Aktuatoreinrichtung 102 und eine Vorrichtung 104 zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung 102, wobei es sich um Ausführungsbeispiele der anhand der vorangegangenen Figuren beschriebenen Vorrichtungen bzw. Einrichtungen handeln kann.
Die Vorrichtung 104 ist über eine Leitung mit der Versorgungsleitung 122 verbunden. Um beispielsweise eine Unterbrechung der Versorgungsleitung 122 zu erfassen, umfasst die Vorrichtung 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Messeinrichtung oder eine Vergleichsschaltung, beispielsweise einen Komparator. Ferner umfasst die Vorrichtung 104 eine Ansteuerung zum Kurzschluss. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 mit einer Einrichtung 440 zum Erkennen einer Schwellwertüberschreitung, beispielsweise einer Komparator-Schaltung, gekoppelt, die ausgebildet ist, um die an der Versorgungsleitung 122 anliegende Versorgungsspannung auszuwerten.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um ansprechend auf ein Unter- bzw. Überschreiten der Versorgungsspannung unter einen Referenzwert (Schwelle bzw. Spannungslevel) das Schutzsignal 148 an einen Steuereingang des Transistors 330 bereitzustellen. Unter Verwendung des Schutzsignals 148 wird der Transistor 330 so geschaltet, dass die Versorgungsleitung 122 mit der Bezugspotenzialleitung 328 kurzgeschlossen wird. Somit dient der Transistor 330 als Schutzeinrichtung 158.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein weiterer Transistor 430 in die Versorgungsleitung 122 integriert und die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, um ansprechend auf ein Unter- oder Überschreiten der Versorgungsspannung unter einen Referenzwert (Schwelle bzw. Spannungslevel) ein Signal 448 an einen Steuereingang des weiteren Transistors 430 bereitzustellen, um die Versorgungsleitung 122 zu unterbrechen. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die die Versorgungsspannung bereitstellende Energieversorgungseinrichtung über den Transistor 330 kurzgeschlossen wird, wenn eine anderweitige Unterbrechung der Versorgungsleitung 122 wieder aufgehoben wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Versorgungsleitung 122 mit einem 48V-Bordnetz (BN48) eines Fahrzeugs verbunden, sodass die an dem Versorgungsleitungsanschluss des Wandlers 112 anliegende Versorgungsspannung im Normalbetrieb bei 48V liegt. Durch eine Unterbrechung in der Versorgungsleitung 122 kann die Versorgungsspannung abrupt abfallen, beispielsweise bis auf das auf der Bezugspotenzialleitung 328 anliegende Bezugspotenzial.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird bei einem entsprechenden Spannungsabfall oder bei deutlichem Überschreiten der Versorgungsspannung ein kurzzeitiger oder ein getakteter Kurzschluss durch eine geeignete Schaltung in der Elektronik bei Überschreitung bzw. Unterschreiten eines Schwellwertes bzw. Spannungslevels umgesetzt. So wird bei Wegfall der Versorgung, beispielsweise vom Bordnetz BN48, gemäß einem Ausführungsbeispiel durch ein weiteres Bordnetz BN12V, also beispielsweise einem 12V-Bordnetz, oder durch die generatorische Energie des Aktuators 110 eine Umsetzung sichergestellt, wie sie beispielsweise anhand der 5 bis 7 näher beschrieben ist.
Gemäß des anhand von 5 beschriebenen Ausführungsbeispiels wird eine logische Schaltung, beispielsweise die Einrichtung 440, eingesetzt, die die Versorgungsleitung 122 auf Überspannung überwacht. Die Einrichtung 440 stellt gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Vergleichsschaltung dar, die durch beispielsweise eine Komparatorschaltung umgesetzt werden kann und auf verschiedene Schwellwerte, die beispielsweise verschiedenen Referenzspannungen zugeordnet sind, konfigurierbar sein kann. Wird die kritische Schwelle von hier beispielsweise 60V, die für die elektrischen Bauteile kritisch und aus elektrischer Sicherheit kritisch ist, überschritten, wird für die Zeit des Überschreitens die Energie durch einen Kurzschluss innerhalb der Energiequelle abgebaut. Aktiviert wird diese Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel vorzugsweise, insbesondere ausschließlich, wenn zuvor die Versorgungsleitung 122 unterbrochen worden ist.
Gemäß dem anhand von 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird am Zwischenkreis (ZWK) kurzgeschlossen, wenn zuvor eine Trennung zur Versorgung 122 sichergestellt wurde.
Zusätzlich oder alternativ werden zur Realisierung eines Kurzschlusses vorhandene Steuereinheiten der Aktuatoreinrichtung genutzt. Beispielsweise kann dies durch eine Ansteuerung des Brückentreibers des Wandlers 112 erfolgten, durch den der Brückentreiber in einen definierten Vorzugszustand gebracht wird, wie es anhand von 7 beschrieben ist, oder durch eine direkte Ansteuerung der Transistoren 324, 325, 326 wie es anhand von 6 beschrieben ist.
6 zeigt ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um ein alternatives Ausführungsbeispiel der anhand von 5 beschriebenen Aktuatorvorrichtung handeln.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um ansprechend auf ein Abfallen der Versorgungsspannung unter einen Referenzwert das Schutzsignal 142 an einen Steuereingang zumindest eines der Transistoren 324, 325, 326 oder an die Steuereingänge der Transistoren 324, 325, 326 bereitzustellen, um die Transistoren 324, 325, 326 leitend zu schalten, sodass die Phasenleitungen 114, 116, 314 untereinander kurzgeschlossen werden. Somit dienen die Transistoren 324, 325, 326 als Schutzeinrichtung 152.
7 zeigt ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um ein alternatives Ausführungsbeispiel der anhand von 6 beschriebenen Aktuatorvorrichtung handeln.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um ansprechend auf ein Abfallen oder Überschreiten der Versorgungsspannung unter einen Referenzwert (Schwelle bzw. Spannungslevel) das Schutzsignal 144 an eine Schutzschaltung 154 in Form einer Steuerschaltung des Wandlers 112, beispielsweise einen Brückentreiber 154 des Wandlers 112, bereitzustellen. Die Schutzschaltung 154 ist ausgebildet, um ansprechend auf das Schutzsignal 144 Steuersignale 166 an die Steuereingänge der Transistoren 324, 325, 326 bereitzustellen, durch die die Transistoren 324, 325, 326 leitend geschaltet werden, sodass die Phasenleitungen 114, 116, 314 untereinander kurzgeschlossen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann bei einer entsprechenden Spannungsänderung der Versorgungsspannung ein kurzzeitiger oder ein getakteter Kurzschluss durch eine intelligente Ansteuerung der vorhandenen Motorsteuerung 334 in SW oder HW umgesetzt werden. Neben der B6-Brücke 321, 322, 323, 324, 325, 326 und dem Zwischenkreis 332, beinhaltet die Motorsteuerung 334, die beispielsweise als ein Steuergerät ausgeführt sein kann, auch eine Recheneinheit (µC) (Berechnung der Regler-Algorithmen zur Ansteuerung des Motors und Aktuators) und eine elektrische Schaltung, die die Stellbefehle der Recheneinheit in die Steuersignale der Schaltelemente der B6-Brücke 321, 322, 323, 324, 325, 326 umwandelt (Brückentreiber 154). Tritt nun der Fall ein, dass die Versorgungsspannung des Motors 110 vom Bordnetz abgetrennt wird, die Recheneinheit und der Treiber 154 jedoch weiter mit der entsprechenden Leistung zu Ansteuerung versorgt wird so kann die Recheneinheit über die folgenden verschiedenen Möglichkeiten eingreifen und einen Bauteilschutz der B6-Brücke 321, 322, 323, 324, 325, 326 einleiten. Als Grundlage hierzu dient die Messung der Spannung über dem Zwischenkreis 332, wie sie jedoch für die Ansteuerung des Motors 110 auch in allen Betriebszuständen notwendig ist. Auf Basis der gemessenen Spannung und des Betriebszustandes des Motors 110 kann die Recheneinheit bei zu hoher Zwischenkreisspannung den Brückentreiber 154 in einen Zustand versetzen, in dem dieser die Motorphasen über das Schalten der LowSide-Schalter darstellenden Transistoren 324, 325, 326 oder der HighSide-Schalter darstellenden Transistoren 321, 322, 323 in den Kurzschluss versetzt. Die Erfassung der Spannung kann über das analoge Erfassen der Zwischenkreisspannung oder über das digitale Erfassen eines, die Schwelle repräsentierenden, Signals erfolgen. Das Auslösen kann basierend auf einem zyklischen Task oder Event getriggert ausgeführt werden.
Wird eine übergeordnete Regelung (z.B. eine fahrzeugherstellerspezifische Regelung) gewählt, so wird die Umsetzung des Kurzschlusses gemäß einem Ausführungsbeispiel aus einem der bereits beschriebenen Methodiken verwendet. Der Unterschied besteht darin, dass die Vorgabe zu einer geringeren oder gar keiner Rekuperation auf einem Kommunikationsbus als Info an den Steller gesendet wird.
8 zeigt eine schematische Darstellung einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um ein weiteres Ausführungsbeispiel der anhand von 4 beschriebene Aktuatorvorrichtung handeln.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Schutzeinrichtung 156 drei Schalter 714, 716, 718, die in den Phasenleitungen 114, 116, 314 angeordnet sind. Dabei ist der Schalter 714 in der ersten Phasenleitung 114, der zweite Schalter 716 in der zweiten Phasenleitung 116 und der dritte Schalter 718 in der dritten Phasenleitung 314 angeordnet. Über das anhand von zu 2 beschriebene Schutzsignal können die Schalter 714, 716, 718 so geschaltet werden, dass die Phasenleitungen 114, 116, 314 unterbrochen sind.
Rein schematisch ist in 8 eine Ansteuerung 740 der als Phasentrenneinrichtung ausgeführten Schutzeinrichtung 156 gezeigt, die über eine gezielte Softwareansteuerung 342, eine übergeordnete Regelung 344 oder eine Schwellwertüberschreitung 346 ausgelöst werden kann. Die Funktionen 340, 342, 344, 346 können in der anhand von 2 beschriebenen Vorrichtung zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung integriert sein. Eine Wirkrichtung der Ansteuerung 740 ist durch den Pfeil des Schutzsignals 146 dargestellt.
Die gezeigte Anordnung kann, wie anhand von 4 beschrieben, zum Ansteuern eines Aktuators 110 in Form eines Drehstromantriebes, insbesondere zur Verwendung in einem elektromechanischen Wankstabilisator, verwendet werden.
Durch die Trennung der Ansteuerelektronik der Motorsteuerung 334 vom Motor bzw. Aktuator 110 durch eine geeignete Anordnung zur Trennung der Motorphasen kann diese Zerstörung durch Überspannung verhindert werden. Die Trennung kann gezielt durch Ansteuerung 342 der Bauteile mittels Software, durch Vorgaben einer übergeordneten Regelung 344, z.B. durch den Kunden, oder durch Überschreiten eines Schwellwertes 346, der zu einer direkten Ansteuerung der Phasentrenner, hier der Schalter 714, 716, 718, führt, umgesetzt werden.
Durch Einsatz des Phasentrenners kann ein sicherer Zustand in Hinblick auf elektrische Sicherheit erzielt werden, indem die maximale DC Spannung, beispielsweise 60V, nicht überschritten wird. Durch Einsatz des Phasentrenners kann der Motor 110 nicht länger generatorisch wirken.
Eine weitere Anwendungsform ist ein Auftrennen der Phasentrenner, um aus Sicht des Bordnetzes ein Rückspeisen zu unterbinden bzw. die Energiebilanz stabil zu halten. Der Einsatz eines Phasentrenners ist auch in vielen weiteren Anwendungsgebieten sinnvoll, z.B. in der Getriebeaktuatorik oder Lenkungsaktuatorik, insbesondere bei Hinterachslenkungen.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeug
102: Aktuatoreinrichtung
104: Vorrichtung zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung
105: Wankstabilisator
110: Aktuator, Motor
111: erstes Stabilisatorelement
112: Wandler
113a, 113b: Radaufhängungselemente, Lenker
114: Phasenleitung
115: zweites Stabilisatorelement
116: Phasenleitung
117, 117a: Pendelstützen
118: Versorgungsleitungsanschluss
119: Aufbaulager
120: Energieversorgungseinrichtung
122: Versorgungsleitung
124: Ausgangsanschluss
126: Ausgangsanschluss
128: eingangsseitiger Anschluss
130: Unterbrechung, Überschreitung
132: Aktuatoranschluss
134: Aktuatoranschluss
140: Unterbrechungssignal
142: Schutzsignal
144: Schutzsignal
146: Schutzsignal
148: Schutzsignal
152: Schutzeinrichtung
154: Schutzeinrichtung
156: Schutzeinrichtung
158: Schutzeinrichtung
160: Einleseeinrichtung
162: Bereitstellungseinrichtung
164: Leitung
165: Vorrichtung
166: Steuersignal
201: Schritt des Einlesens
203: Schritt des Bereitstellens
205: Schritt des Erfassens
207: Schritt des Bewirkens
209: Schritt des Bewirkens
211: Schritt des Bewirkens
314: Phasenleitung
321: Brückentransistor
322: Brückentransistor
323: Brückentransistor
324: Brückentransistor
325: Brückentransistor
326: Brückentransistor
328: Bezugspotenzialleitung
330: Transistor
332: Zwischenkreiskondensator
334: Motoransteuerung
340: Ansteuerung
342: Softwareansteuerung
344: übergeordnete Regelung
346: Schwellwertüberschreitung
430: Transistor
440: Einrichtung zum Erkennen einer Schwellwertüberschreitung
448: Signal
714: Schalter
716: Schalter
718: Schalter
740: Ansteuerung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1426208 B1 [0003]

Claims

Verfahren zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung (102) eines Wankstabilisators, für ein Fahrzeug (100), wobei die Aktuatoreinrichtung (102) einen Versorgungsleitungsanschluss (118) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler (112) zum Bereitstellen einer Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen (114, 116; 314) zum Bereitstellen der Wechselspannung an Aktuatoranschlüsse (132, 134) eines durch die Wechselspannung betreibbaren Aktuators (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Einlesen (201) eines Unterbrechungssignals (140), das eine Unterbrechung (130) einer Bereitstellung oder eine Abweichung von der Versorgungsspannung an dem Versorgungsleitungsanschluss (118) anzeigt; und Bereitstellen (203) eines Schutzsignals (142, 144, 146, 148) unter Verwendung des Unterbrechungssignals (140) an eine Schnittstelle zu einer Schutzeinrichtung (152, 154, 156, 158), die ausgebildet ist, um ansprechend auf das Schutzsignal (142, 144, 146, 148) eine Weiterleitung einer über die Aktuatoranschlüsse (132, 134) in die Phasenleitungen (114, 116; 314) eingespeisten oder einspeisbaren Generatorspannung zumindest teilweise zu verhindern.
Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schritt (207) des Bewirkens eines Kurzschlusses zwischen den Phasenleitungen (114, 116; 314) ansprechend auf das Schutzsignal (142, 144, 146) unter Verwendung der Schutzeinrichtung (152, 154, 156).
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (209) des Bewirkens eines Kurzschlusses zwischen dem Versorgungsleitungsanschluss (118) und einem Bezugspotenzial der Aktuatoreinrichtung (102) ansprechend auf das Schutzsignal (148) unter Verwendung der Schutzeinrichtung (158).
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (211) des Bewirkens einer Unterbrechung der Phasenleitungen (114, 116; 314) ansprechend auf das Schutzsignal (146) unter Verwendung der Schutzeinrichtung (156).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (207, 209, 211) des Bewirkens der Kurzschluss und/oder die Unterbrechung alternierend bewirkt und aufgehoben wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte (201, 203) des Einlesens und Bereitstellens unter Verwendung der Generatorspannung ausgeführt werden.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (205) des Erfassens der Unterbrechung (130) einer Bereitstellung der Versorgungsspannung oder eine Abweichung von der Versorgungsspannung.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung (130) durch einen Vergleich zwischen einer an dem Versorgungsleitungsanschluss (118) anliegenden Spannung und einer Referenzspannung erfasst wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Einlesens (201) das Unterbrechungssignal (140) über eine Schnittstelle zu einem Kommunikationsbus eingelesen und/oder im Schritt des Bereitstellens das Schutzsignal (142, 144, 146, 148) über eine Schnittstelle zu einem Kommunikationsbus bereitgestellt wird.
Vorrichtung (104) zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung (102) eines Wankstabilisators für ein Fahrzeug (100), wobei die Aktuatoreinrichtung (102) einen Versorgungsleitungsanschluss (118) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler (112) zum Bereitstellen einer Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen (114, 116; 314) zum Bereitstellen der Wechselspannung an Aktuatoranschlüsse (132, 134) eines durch die Wechselspannung betreibbaren Aktuators (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist: eine Einleseeinrichtung (160) zum Einlesen eines Unterbrechungssignals (140), das eine Unterbrechung (130) einer Bereitstellung der Versorgungsspannung an dem Versorgungsleitungsanschluss (118) anzeigt; und eine Bereitstellungseinrichtung (162) zum Bereitstellen eines Schutzsignals (142, 144, 146, 148) unter Verwendung des Unterbrechungssignals (140) an eine Schnittstelle zu einer Schutzeinrichtung (152, 154, 156, 158), die ausgebildet ist, um ansprechend auf das Schutzsignal (142, 144, 146, 148) eine Weiterleitung einer über die Aktuatoranschlüsse (132, 134) in die Phasenleitungen (114, 116; 314) eingespeisten oder einspeisbaren Generatorspannung zumindest teilweise zu verhindern.
Aktuatorvorrichtung, insbesondere ein Wankstabilisator mit einer Aktuatoreinrichtung (102), die einen Versorgungsleitungsanschluss (118) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler (112) zum Bereitstellen einer Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen (114, 116; 314) zum Bereitstellen der Wechselspannung an Aktuatoranschlüsse (132, 134) eines durch die Wechselspannung betreibbaren Aktuators (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatorvorrichtung eine Vorrichtung (104) gemäß Anspruch 10 zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung (102) aufweist.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wenn das Programm auf einer Vorrichtung ausgeführt wird.