DE102019213267B4 - Verfahren zur Erkennung einer Blockade eines verstellbaren Wankstabilisators - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Erkennung einer Blockade eines verstellbaren Wankstabilisators (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei der verstellbare Wankstabilisator (1) einen Aktuator (2) aufweist, der betreibbar ist, zwei damit verbundene Stabilisatorabschnitte (6a, 6b) um eine Rotationsachse (3) gegeneinander zu verdrehen, wobei die Ansteuerung des Aktuators (2) durch einen Lage-Drehzahl-Regler auf Grundlage eines in diesen eingehenden Sollwinkels des Aktuators (2) erfolgt, wobei zur Erkennung einer Blockade des verstellbaren Wankstabilisators (1) die folgenden Schritte durchgeführt werden:Beobachtung von Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators (2),Prüfung von zwei Kriterien, nämlich ob die Differenz von Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators (2) für eine festlegbare Entprellzeit über einem definierten Schwellwert liegt und zugleich ob eine geringe oder gar keine Drehzahl des Aktuators (2) messbar ist, wobei im Fall der Erfüllung beider Kriterien der Aktuator (2) als blockiert angenommen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Blockade eines verstellbaren Wankstabilisators für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 sowie einen verstellbaren Wankstabilisator nach Anspruch 10.
  • Aus der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere der Fahrwerkstechnik, ist es bekannt, das Roll- bzw. Wankverhalten von Kraftfahrzeugen mittels sogenannter Wankstabilisatoren zu beeinflussen. Im Grundaufbau handelt es sich hierbei um eine im Wesentlichen C-förmige Drehstabfeder, die im mittigen Bereich drehbar gegenüber dem Fahrzeugaufbau gelagert ist und deren äußere, sich gegenüberliegende Enden mittels Koppelelementen, sogenannten Pendelstützen, jeweils mit einer Radaufhängung gekoppelt sind. Durch diese Konstruktion sorgt der Wankstabilisator dafür, dass die Karosserie des Fahrzeugs bei einer Kurvenfahrt nicht nur an der kurvenäußeren Seite einfedert (bedingt durch die Zentrifugalkraft), sondern dass zudem das kurveninnere Rad etwas abgesenkt wird. Wankstabilisatoren verbessern die Spurtreue des Fahrzeugs und vermindern die seitliche Neigung des Fahrzeugaufbaus (Wanken), wodurch Kurvenfahrten sicherer und komfortabler werden.
  • Zur weiteren Steigerung der Fahrzeugstabilität sowie des Fahrkomforts ist es bekannt, derartige Wankstabilisatoren verstellbar auszuführen. Der Wankstabilisator umfasst in diesem Fall einen Aktuator und ist in zwei mit Hilfe des Aktuators um eine Rotationsachse relativ zueinander verdrehbare Stabilisatorabschnitte geteilt. Durch Verdrehung der Stabilisatorabschnitte zueinander wird eine Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus gezielt erzeugt oder einer durch äußere Einflüsse hervorgerufenen Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus gezielt entgegengewirkt. Aus dem Stand der Technik sind verstellbare Wankstabilisatoren bekannt, deren Aktuator einen Elektromotor aufweist, der zur Erzielung geeigneter Drehzahlen bzw. Drehmomente mit einem mechanischen Getriebe, insbesondere in Bauform eines mehrstufigen Planetengetriebes in Antriebsverbindung steht. In diesem Zusammenhang sei beispielhaft auf DE 10 2016 219 399 A1 verwiesen.
  • Neben der konstruktiven Gestaltung eines verstellbaren Wankstabilisators stellt auch dessen zweckgerechte Ansteuerung eine technische Herausforderung dar. Eine Vorrichtung zur Einstellung des Wankverhaltens eines Kraftfahrzeugs ist beispielsweise aus DE 10 2009 043 070 A1 bekannt.
  • Ganz allgemein lässt sich ein verstellbarer Wankstabilisator, der einen Aktuator zur Verdrehung zweier damit verbundener Stabilisatorabschnitte um eine Rotationsachse gegeneinander aufweist, mit Hilfe eines Lage-Drehzahl-Reglers auf Grundlage eines in den Lage-Drehzahl-Regler eingehenden Sollwinkels ansteuern. Ein solcher verstellbarer Wankstabilisator, aufweisend zwei Stabilisatorabschnitte, die sich mittels eines dazwischen wirkenden Aktuators (aufweisend beispielsweise einen Elektromotor und ein mehrstufiges Planetengetriebe) gegeneinander um eine Rotationsachse verdrehen lassen, kann aus verschiedenen Gründen hinsichtlich seiner Beweglichkeit blockiert sein. Blockierungen können beispielsweise durch mechanische Beschädigungen des Aktuators (des Elektromotors und/oder des damit verbundenen Getriebes), der Stabilisatorabschnitte oder damit wirkverbundener weiterer Bauteile verursacht sein. Im Fall einer solchen Blockade kann eine unveränderte Ansteuerung des Aktuators zu ungewünschten Ereignissen, wie beispielsweise einer Verschlechterung des Fahrzustands, einer zusätzlichen Beschädigung des verstellbaren Wankstabilisators oder dergleichen führen.
  • Die DE 10 2013 223 424 A1 betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Überbeanspruchung eines aktiven Wankstabilisators. Aus WO 2004/ 010 555 A2 ist ein ausfallsicherer Aktuator für das Entkopplungssystem eines schaltbaren Stabilisators bekannt, wobei eine mechanische Blockade des Aktuators erkannt werden kann.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich eine Blockade eines verstellbaren Wankstabilisators erkennen lässt. Daneben soll ein verstellbarer Wankstabilisator angegeben werden, der zur Ausführung eines solchen Verfahrens geeignet ist.
  • Die Aufgabe wird zunächst gelöst durch ein Verfahren zur Erkennung einer Blockade eines verstellbaren Wankstabilisators für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Dabei weist der verstellbare Wankstabilisator einen Aktuator auf, der betreibbar ist, zwei damit verbundene Stabilisatorabschnitte um eine Rotationsachse gegeneinander zu verdrehen. Die Ansteuerung des Aktuators erfolgt durch einen Lage-Drehzahl-Regler auf Grundlage eines in diesen eingehenden Sollwinkels des Aktuators, wobei zur Erkennung einer Blockade des verstellbaren Wankstabilisators erfindungsgemäß die folgenden Schritte durchgeführt werden:
    • Beobachtung von Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators,
    • Prüfung von zwei Kriterien, nämlich ob die Differenz von Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators für eine festlegbare Entprellzeit über einem definierten Schwellwert liegt und zugleich ob eine geringe oder gar keine Drehzahl des Aktuators messbar ist, wobei im Fall der Erfüllung beider Kriterien der Aktuator als blockiert angenommen wird.
  • Erfindungsgemäß wurde dabei zunächst erkannt, dass es für ein Absicherungskonzept eines verstellbaren Wankstabilisators vorteilhaft ist, dass eine Blockierung des verstellbaren Wankstabilisators - ganz unabhängig davon, wodurch diese verursacht ist - erkannt werden kann.
  • Bei einer wie erfindungsgemäß vorgesehenen Lage-Drehzahl-Regelung des Aktuators wird der Aktuator auf Grundlage eines in den Lage-Drehzahl-Regler eingehenden Sollwinkels angesteuert, welcher zunächst in eine Solldrehzahl, dann in ein Motor-Sollmoment umgerechnet wird. Aus diesem Motor-Sollmoment werden schließlich mittels einer feldorientierten Regelung die Ströme zur Ansteuerung des Elektromotors ermittelt. Der Istwinkel des Motors fließt auf dem Weg einer Rückkopplung wieder in den Lage-Drehzahl-Regler ein.
  • Im Normalfall, d. h. wenn der verstellbare Wankstabilisator störungsfrei über den Aktuator betätigt werden kann, ist die beschriebene Regelung zielführend und problemlos. Liegt jedoch an einer oder mehreren der Komponenten des Wankstabilisators eine Blockade - z.B. ein mechanisches Hindernis - vor, die einer vorgesehenen Stellbewegung des Aktuators entgegensteht, so lässt sich dies auf die erfindungsgemäß beschriebene Weise vorteilhaft feststellen. Die Feststellung erfolgt anhand von zwei Kriterien. Zum einen, liegt in diesem Fall die Differenz zwischen Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators für eine festlegbare Entprellzeit über einem Schwellwert. Die Entprellzeit kann dabei vorteilhaft parametrierbar sein, d. h. abhängig sein von einem oder mehreren Parametern des verstellbaren Wankstabilisators und/oder des Kraftfahrzeugs. Zusätzlich zu diesem ersten Kriterium (Überschreitung einer Winkeldifferenz zwischen Istwinkel und Sollwinkel) erfolgt erfindungsgemäß eine Prüfung, ob eine geringe oder gar keine Drehzahl des Aktuators messbar ist. Als geringe Drehzahl wird dabei zweckmäßigerweise eine Drehzahl unterhalb eines definierbaren Schwellenwerts angesehen. Durch dieses zweite Kriterium wird ergänzend abgefragt, ob der Aktuator tatsächlich still steht (aufgrund einer möglicherweise vorliegenden Blockade), womit diese als vorliegend zu bejahen wäre, oder ob sich der Aktuator etwa doch hinreichend bewegt (dies ist - auch bei Überschreitung des Differenzschwellwerts zwischen Istwinkel und Sollwinkel - möglich, und würde darauf hinweise, dass keine Blockade vorliegt), womit diese also zu verneinen wäre.
  • Durch das beschriebene Verfahren ist es damit möglich, eine Blockierung eines verstellbaren Wankstabilisators auf die beschriebene Weise zu erkennen. Die zuvor genannte Aufgabe wird damit gelöst.
  • Zweckmäßigerweise umfasst der Aktuator des bei dem Verfahren zum Einsatz kommenden verstellbaren Wankstabilisators einen Motor und ein damit verbundenes Getriebe, insbesondere ein mehrstufiges Planetengetriebe, um zwischen den Stabilisatorabschnitten eine Antriebsverbindung herzustellen.
  • Vorteilhaft wird der Istwinkel des Aktuators über eine sensorische Erfassung der Drehzahl und/oder des Drehwinkels eines dem Aktuator zugeordneten Motors bestimmt. In Kenntnis des Übersetzungsverhältnisses des mit dem Motor verbundenen Getriebes lässt sich eine sensorisch erfasste Drehzahl und/oder ein sensorisch erfasster Drehwinkel des Motors in einen Istwinkel des Aktuators umrechnen.
  • Als ein Kriterium zur Erkennung einer Blockade des Aktuators wird erfindungsgemäß geprüft, ob eine geringe oder gar keine Drehzahl des Aktuators messbar ist. Keine Drehzahl des Aktuators liegt vor, wenn diese Null beträgt. Eine geringe Drehzahl des Aktuators liegt gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens dann vor, wenn diese unterhalb eines insbesondere parametrierbaren Schwellwerts liegt.
  • Zur Erzielung einer hohen Robustheit der Blockadeprüfung insbesondere bei kleinen Winkeldifferenzen (zwischen Istwinkel und Sollwinkel) sieht eine zweckmäßige Weiterbildung des Verfahrens vor, dass die Länge der Entprellzeit, während welcher geprüft wird, ob die Differenz von Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators über einem definierten Schwellwert liegt, von der Differenz zwischen Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators abhängig gemacht wird. Damit lässt sich beispielsweise für verhältnismäßig kleine Motorwinkel eine andere Entprellzeit als für große Motorwinkel festlegen, womit für die weniger kritischen Fehler bei kleinen Winkeln eine größere Robustheit der Funktion erzielt wird.
  • Unter dem Sollwinkel des Aktuators ist im Zusammenhang der Erfindung derjenige Winkel des Aktuators zu verstehen, der im Rahmen einer zur Anwendung kommenden Regelstrategie des verstellbaren Wankstabilisators als zu stellende Zielgröße ermittelt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird der zu stellende Sollwinkel des Aktuators durch Addition zweier Winkel bestimmt, einerseits eines Verdrehwinkels für die Drehmomentanforderung (Führungsgrößenregelung), andererseits eines Null-Moment-Winkels (Störgrößenregelung). Bei dem Verdrehwinkel für die Drehmomentanforderung gemäß Führungsgrößenregelung handelt es sich um einen Winkel, der aus einem - von Fahrzeugebene vorgegebenen - System-Sollmoment (dies korrespondiert mit dem von der mit dem verstellbaren Wankstabilisator ausgestatteten Achse abzustützenden Wankmoment) über eine bekannte Systemsteifigkeit (diese entspricht der Gesamtsteifigkeit des verstellbaren Wankstabilisators) errechnet wird. Bei dem sogenannten Null-Moment-Winkel gemäß der Störgrö-ßenregelung handelt es sich um denjenigen Winkel des Aktuators, der sich unter Berücksichtigung des durch Straßenunebenheiten bedingten Einfederungszustandes der einzelnen Räder für den Aktuator in einem momentenfreien Zustand (nicht verspannter Zustand) einstellt.
  • Ein bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommender Lage-Drehzahl-Regler ist vorteilhaft so gestaltet, dass auf Grundlage des Sollwinkels des Aktuators zunächst ein Motor-Sollmoment für den Aktuator ermittelt wird. Das auf diese Weise ermittelte Motor-Sollmoment für den Aktuator wird auf weiterhin vorteilhafte Weise einer feldorientierten Regelung zugeführt, die einen dem Aktuator zugeordneten Motor ansteuert. Auf diese Weise wird das auf Grundlage des Sollwinkels des Aktuators ermittelte Motor-Sollmoment in Motorströme zur Ansteuerung des Motors umgewandelt, um letztlich den Istwinkel des Aktuators dem Sollwinkel anzunähern.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch einen verstellbaren Wankstabilisator gemäß Anspruch 10. Es handelt sich hierbei um einen Wankstabilisator, der ausgebildet ist, ein Verfahren der zuvor beschriebenen Art auszuführen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Daraus ergeben sich auch weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:
    • 1 einen verstellbaren Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug in schematischer Ansicht,
    • 2 eine graphische Darstellung der zur Anwendung kommenden Regelstrategie eines verstellbaren Wankstabilisators.
  • Zur Veranschaulichung des Einsatzgebietes der Erfindung zeigt 1 zunächst einen verstellbaren Wankstabilisator 1 in schematischer Ansicht. Der verstellbare Wankstabilisator 1 ist Teil eines nicht vollständig gezeigten Fahrwerks eines (nicht dargestellten) Kraftfahrzeugs. Vom Kraftfahrzeug ist lediglich ein Fahrzeugaufbau 10 per Bezugszeichen angedeutet. Der Wankstabilisator 1 ist auch Teil einer Achse des Kraftfahrzeugs, beispielsweise kann bzw. können die Vorderachse und/oder Hinterachse des Kraftfahrzeugs mit dem verstellbaren Wankstabilisator 1 ausgestattet sein.
  • Wie 1 zeigt, sind ein linkes Rad 7a und ein auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite angeordnetes rechtes Rad 7b jeweils über eine nicht näher zu erläuternde Lenkeranordnung 8a bzw. 8b mit dem Fahrzeugaufbau 10 verbunden. Rad 7a und Lenkeranordnung 8a bzw. Rad 7b und Lenkeranordnung 8b bilden somit jeweils eine Einheit, und sind jeweils über eine Pendelstütze 9a bzw. 9b an ein Ende eines zugehörigen Stabilisatorabschnitts 7a bzw. 7b des verstellbaren Wankstabilisators 1 gekoppelt. Der linke Stabilisatorabschnitt 6a und der rechte Stabilisatorabschnitt 6b sind fahrzeugmittig über einen als im Wesentlichen zylindrischer Körper dargestellten Aktuator 2 miteinander verbunden.
  • Auf für sich gesehen bekannte Weise ist der verstellbare Wankstabilisator 1 um eine Rotationsachse 3 drehbar gegenüber dem Fahrzeugaufbau 10 gelagert, hierzu dienen eine linke Stabilisatorlagerung 11a und eine rechte Stabilisatorlagerung 11b, welche gemäß 1 einen dem Aktuator 2 zugewandten Bereich des jeweiligen Stabilisatorabschnitts 6a bzw. 6b - vereinfacht dargestellt - U-förmig umgreifen.
  • Der hier als zylindrischer Körper dargestellte Aktuator 2 umfasst im Wesentlichen ein in Bezug auf die Rotationsachse 3 im Wesentlichen rotationssymmetrisches Gehäuse (nicht näher bezeichnet), in welchem ein Elektromotor 4 sowie ein mehrstufiges Planetengetriebe 9 und ein Drehzahlsensor 13 (jeweils nur durch Bezugszeichen angedeutet) angeordnet sind. Über den Elektromotor 4 und das mehrstufige Planetengetriebe 5 stehen die Stabilisatorabschnitte 6a und 6b in Antriebsverbindung zueinander. Bei stehendem Aktuator 2 sind die beiden Stabilisatorabschnitte 6a, 6b über den stehenden Elektromotor 4 und das damit antriebsverbundene mehrstufige Planetengetriebe 5 starr miteinander verbunden. Durch den Betrieb des Elektromotors 4 lassen sich die Stabilisatorabschnitte 6a, 6b jedoch abhängig von der Drehrichtung des Elektromotors 4 um die Rotationsachse 3 gegeneinander verdrehen. Dabei gibt das mehrstufige Planetengetriebe 5 ein festes Drehzahlverhältnis zwischen Antrieb (Elektromotor 4) und Abtrieb (mit dem Getriebeausgang gekoppelter rechter Stabilisatorabschnitt 6b) vor. So lässt sich der verstellbare Wankstabilisator 1 auf für sich gesehen bekannte Weise verstellen.
  • Abhängig vom Betriebszustand des verstellbaren Wankstabilisators 1 bzw. des damit ausgestatteten Fahrzeugs kann es zu einer Torsion der über den Aktuator 2 miteinander gekoppelten Stabilisatorabschnitten 6a, 6b kommen, in deren Abhängigkeit sich ein um die Rotationsachse 3 wirkendes Moment MSystem entwickelt. Dieses Moment MSystem liegt am Aktuator 2 in Form eines System-Moments an.
  • Mit Hilfe des Wankstabilisators 1 kann ein Wankmoment MWank abgestützt werden, das zwischen Fahrzeugaufbau 10 und Rädern 7a, 7b wirkt. Durch Verstellung des Wankstabilisators 1 lässt sich das abstützbare Wankmoment MWank beeinflussen. Zur bedarfsgerechten Regelung des Wankstabilisators 1 sind dem linken Rad 7a bzw. dem rechten Rad 7b jeweils ein Höhenstandssensor 12a bzw. 12b zugeordnet, welche eine Erfassung von Radhubbewegungen des jeweiligen Rades ermöglichen und in Form eines Höhenstandes für das linke Rad z7a bzw. Höhenstandes für das rechte Rad z7b ausgeben. Daneben lässt sich über den Drehzahlsensor 13 die Drehung des Elektromotors 4 erfassen und wird in Form eines Drehzahlsignals als Motordrehzahl n ausgegeben.
  • Die Regelung des in 1 schematisch dargestellten verstellbaren Wankstabilisators 1 wird anhand der in 2 dargestellten Regelstrategie nachfolgend näher erläutert. Demnach geht in die Regelung des verstellbaren Wankstabilisators 1 als Eingangsgröße ein sogenanntes System-Sollmoment ein. Es handelt sich hierbei um eine vom Fahrzeug vorgegebene Größe, welche dem um die Rotationsachse 3 wirkenden Moment MSystem (vgl. 1) entspricht, das von dem verstellbaren Wankstabilisator 1 auf Ebene des Aktuators abgestützt werden soll, welches also am Aktuator 2 - umfassend Elektromotor 4 und Getriebe 5 - mit Drehsinn um die Rotationsachse 3 angreifen soll. Über das kinematische Zusammenwirken des verstellbaren Wankstabilisators 1, der Radaufhängungen 7a, 7b, 8a, 8b, 9a 9b und der Anbindungen 11 a, 11b an den Fahrzeugaufbau 10 stützt der verstellbare Wankstabilisator 1 damit - auf Fahrzeugebene - ein achsbezogenes Wankmoment MWank ab (s. 1, um die Fahrzeuglängsrichtung verlaufend).
  • Das System-Sollmoment wird über eine bekannte System-Steifigkeit in einen Verdrehwinkel für die Drehmomentanforderung umgerechnet, wobei die bekannte System-Steifigkeit sich zusammensetzt aus einzelnen Steifigkeiten, insbesondere den Steifigkeiten des Stabilisators selbst (Stabilisatorabschnitte, Getriebe, Gehäuse, ggf. Entkopplungselemente, Pendelstütze, Stabilisatorlagerung und dergleichen).
  • Parallel dazu fließt in die Regelung des verstellbaren Wankstabilisators eine Größe zur Kompensation von Störungen ein. Dazu werden Radbewegungsdaten, erfasst durch den Rädern zugeordnete Höhenstandssensoren, in Form von Höhenstandssignalen (radindividuell) sowie eine Kennwerttabelle für einen Entkopplungswinkel (mit zuvor ermittelten fahrzeugspezifischen Daten) zur Bestimmung eines sogenannten „Null-Moment-Winkels“ genutzt, d. h. jenem Winkel, der dem äußeren Verdrehwinkel des verstellbaren Wankstabilisators, verursacht etwa durch unebene Straße, entspricht, und welcher den Aktuator des verstellbaren Wankstabilisators momentenfrei stellen würde. Die beiden auf diese Weise ermittelten Winkel, nämlich der Verdrehwinkel für die Drehmomentanforderung sowie der Null-Moment-Winkel werden anschließend zu einem Sollwinkel addiert.
  • Der Sollwinkel wird anschließend einem kaskadierten Lage-Drehzahl-Regler zugeführt. Dieser beinhaltet einen Positions-Regler, der aus dem eingehenden Sollwinkel - unter zusätzlicher Berücksichtigung eines Rückkopplungssignals des Motors - eine Solldrehzahl ermittelt, die wiederum in einen Drehzahl-Regler eingeht. Der Drehzahl-Regler ermittelt auf Grundlage der Solldrehzahl sowie einer Rückkopplung vom Elektromotor (Drehzahl) ein Motor-Sollmoment zur Ansteuerung des Elektromotors. Das Motor-Sollmoment wird wiederum einer feldorientierten Regelung zugeführt, die - wiederum unter Berücksichtigung von Rückkopplungssignalen des Elektromotors - den Elektromotor 4 des Aktuators 2 ansteuert. Ein vom Elektromotor 4 erzeugtes Motorausgangsmoment wird - nun auf mechanischem Wege - über ein Getriebe 5 (mehrstufiges Planetenradgetriebe) zu einem System-Moment gewandelt, das zwischen den Stabilisatorabschnitten (vergl. 1 Bezugszeichen 6a und 6b) wirkt.
  • Das in 2 dargestellte Regelungsschema findet vorteilhaft Anwendung an einem wie in 1 dargestellten verstellbaren Wankstabilisator 1. Bei dem dort beschriebenen Regelungsprinzip wird ein eingehendes Sollmoment über die Systemsteifigkeit in einen Sollwinkel umgerechnet, aus dem mittels eines Lage-Drehzahl-Reglers ein Motor-Sollmoment ermittelt wird. Der Motor wird mit entsprechenden Motorströmen beaufschlagt, womit eine Verstellung des Wankstabilisators erfolgt.
  • Im betrieblichen Einsatz eines wie anhand der 1 bzw. 2 beschriebenen verstellbaren Wankstabilisators, der unter Anwendung der zuvor beschriebenen Regelstrategie betrieben werden kann, kann es zu Beschädigungen einzelner oder mehrerer Komponenten kommen. Insbesondere können mechanische Schäden am Elektromotor, am damit verbundenen Getriebe, an den Stablisatorabschnitten und/oder an sonstigen damit zusammenwirkenden mechanischen Komponenten auftreten, wodurch der verstellbare Wankstabilisator blockiert sein kann. Vor diesem Hintergrund ist es wünschenswert, Blockierungen des verstellbaren Wankstabilisators im Rahmen eines Absicherungskonzepts erkennen zu können. Gemäß dem durch die Erfindung vorgeschlagenen Verfahren zur Erkennung einer Blockade des verstellbaren Wankstabilisators 1 werden folgende Schritte durchgeführt:
    • Beobachtung von Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators,
    • Prüfung von zwei Kriterien, wobei zunächst geprüft wird, ob die Differenz von Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators für eine festlegbare Entprellzeit über einem definierten Schwellwert liegt und wobei zudem geprüft wird, ob zugleich eine geringe oder gar keine Drehzahl des Aktuators messbar ist, wobei im Fall der Erfüllung beider Kriterien der Aktuator als blockiert angenommen wird.
  • In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass der Istwinkel des Aktuators 2 über eine mittels des Drehzahlsensors 13 (vergl. 1) erfasste Drehzahl n des Motors 4 bestimmt wird, indem die erfasste Drehzahl n über das bekannte Übersetzungsverhältnis des Getriebes in den Istwinkel des Aktuators 2 umgerechnet wird. Beim Sollwinkel des Aktuators 2 handelt es sich um den im Zusammenhang von 2 beschriebenen Winkel, der als Sollgröße in den Lage-Drehzahl-Regler zur Ansteuerung des Motors 4 eingeht. Wenn einerseits die Differenz von Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators während der Entprellzeit über dem Schwellwert liegt und zugleich keine oder nur eine geringe Drehzahl am Aktuator vorliegt, so kann auf eine Blockade des verstellbaren Wankstabilisators geschlossen werden, da offensichtlich ein Hinderungsgrund vorliegt, welcher den Aktuator daran hindert, den geforderten Sollwinkel einzunehmen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    verstellbarer Wankstabilisator
    2
    Aktuator
    3
    Rotationsachse
    4
    Elektromotor
    5
    mehrstufiges Planetengetriebe
    6a, 6b
    linker (bzw. rechter) Stabilisatorabschnitt
    7a, 7b
    linkes (bzw. rechtes) Rad
    8a, 8b
    linke (bzw. rechte) Lenkeranordnung
    9a, 9b
    linke (bzw. rechte) Pendelstütze
    10
    Fahrzeugaufbau
    11a, 11b
    linke (bzw. rechte) Stabilisatorlagerung
    12a, 12b
    Höhenstandssensor linkes (bzw. rechtes) Rad
    13
    Drehzahlsensor
    z7a, z7b
    Höhenstand linkes (bzw. rechtes) Rad
    MWank
    Wankmoment (achsbezogen)
    MSystem
    System-Moment
    n
    Motordrehzahl

Claims (10)

  1. Verfahren zur Erkennung einer Blockade eines verstellbaren Wankstabilisators (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei der verstellbare Wankstabilisator (1) einen Aktuator (2) aufweist, der betreibbar ist, zwei damit verbundene Stabilisatorabschnitte (6a, 6b) um eine Rotationsachse (3) gegeneinander zu verdrehen, wobei die Ansteuerung des Aktuators (2) durch einen Lage-Drehzahl-Regler auf Grundlage eines in diesen eingehenden Sollwinkels des Aktuators (2) erfolgt, wobei zur Erkennung einer Blockade des verstellbaren Wankstabilisators (1) die folgenden Schritte durchgeführt werden: Beobachtung von Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators (2), Prüfung von zwei Kriterien, nämlich ob die Differenz von Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators (2) für eine festlegbare Entprellzeit über einem definierten Schwellwert liegt und zugleich ob eine geringe oder gar keine Drehzahl des Aktuators (2) messbar ist, wobei im Fall der Erfüllung beider Kriterien der Aktuator (2) als blockiert angenommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2) einen Motor (4) und ein damit verbundenes Getriebe (5), insbesondere ein mehrstufiges Planetengetriebe umfasst, um zwischen den Stabilisatorabschnitten (6a, 6b) eine Antriebsverbindung herzustellen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Istwinkel des Aktuators (2) über eine sensorische Erfassung der Drehzahl (n) und/oder des Drehwinkels des dem Aktuator (2) zugeordneten Motor (4) bestimmt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine geringe Drehzahl des Aktuators (2) dann vorliegt, wenn diese unterhalb eines insbesondere parametrierbaren Schwellwerts liegt.
  5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Entprellzeit von der Differenz zwischen Istwinkel und Sollwinkel des Aktuators (2) abhängig gemacht wird, so dass bei kleinen Winkeldifferenzen eine größere Robustheit der Funktion erzielt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu stellende Sollwinkel des Aktuators (2) durch Addition eines Verdrehwinkels für die Drehmomentanforderung und eines Null-Moment-Winkels bestimmt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrehwinkel für die Drehmomentanforderung aus einem System-Sollmoment über eine bekannte Systemsteifigkeit errechnet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vom Lage-Drehzahl-Regler auf Grundlage des Sollwinkels des Aktuators (2) zunächst ein Motor-Sollmoment für den Aktuator (2) ermittelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Motor-Sollmoment für den Aktuator (2) einer feldorientierten Regelung zugeführt wird, die einen dem Aktuator (2) zugeordneten Motor (4) ansteuert.
  10. Verstellbarer Wankstabilisator (1), der ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche auszuführen.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004010555A2 (en) 2002-07-24 2004-01-29 Stoneridge Control Devices, Inc. Failsafe smart bar actuator
DE102009043070A1 (de) 2009-09-25 2011-03-31 Volkswagen Ag Vorrichtung zur Einstellung des Wankverhaltens eines Kraftfahrzeugs
DE102013223424A1 (de) 2013-07-17 2015-01-22 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugs zur Erkennung einer Überbeanspruchung eines Wankstabilisators
DE102016219399A1 (de) 2016-10-06 2017-08-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenkoppelgetriebe

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004010555A2 (en) 2002-07-24 2004-01-29 Stoneridge Control Devices, Inc. Failsafe smart bar actuator
DE102009043070A1 (de) 2009-09-25 2011-03-31 Volkswagen Ag Vorrichtung zur Einstellung des Wankverhaltens eines Kraftfahrzeugs
DE102013223424A1 (de) 2013-07-17 2015-01-22 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugs zur Erkennung einer Überbeanspruchung eines Wankstabilisators
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