WO2019105509A1 - Wankstabilisator, kraftfahrzeug und verfahren zum betrieb eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Wankstabilisator, kraftfahrzeug und verfahren zum betrieb eines kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
WO2019105509A1
WO2019105509A1 PCT/DE2018/100957 DE2018100957W WO2019105509A1 WO 2019105509 A1 WO2019105509 A1 WO 2019105509A1 DE 2018100957 W DE2018100957 W DE 2018100957W WO 2019105509 A1 WO2019105509 A1 WO 2019105509A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
roll stabilizer
board
motherboard
rotor position
Prior art date
Application number
PCT/DE2018/100957
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Maximilian STUBENVOLL
David Nass
Andreas ZAHNLEITER
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority to CN201880075612.3A priority Critical patent/CN111372796B/zh
Priority to KR1020207007735A priority patent/KR102568104B1/ko
Priority to US16/763,410 priority patent/US11440372B2/en
Publication of WO2019105509A1 publication Critical patent/WO2019105509A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055—Stabiliser bars
    • B60G21/0551—Mounting means therefor
    • B60G21/0553—Mounting means therefor adjustable
    • B60G21/0555—Mounting means therefor adjustable including an actuator inducing vehicle roll
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B60G17/01941—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof characterised by the use of piezoelectric elements, e.g. sensors or actuators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/42—Electric actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/442—Rotary actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
    • B60G2204/11—Mounting of sensors thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/05—Attitude
    • B60G2400/051—Angle
    • B60G2400/0516—Angular position of a suspension element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/70—Temperature of vehicle part or in the vehicle
    • B60G2400/71—Temperature of vehicle part or in the vehicle of suspension unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/90—Other conditions or factors
    • B60G2400/98—Stabiliser movement

Definitions

  • the invention relates to a roll stabilizer for a motor vehicle with a plurality of sensors for detecting a plurality of measured variables, in particular a torque, a rotor position and / or a temperature. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a roll stabilizer and a method for operating such a motor vehicle.
  • Roll stabilizers are commonly used in motor vehicles to reduce unwanted rolling motion of the vehicle body.
  • An active roll stabilizer which is designed as an electromechanical roll stabilizer, is described for example in DE 10 2013 221 248 A1.
  • This roll stabilizer has an electric actuator with a rotor, as well as sensors for detecting a torque of the actuator and for detecting the rotor position.
  • the roll stabilizer further comprises a main circuit board, which with an external
  • Control unit is connected, via which the roll stabilizer can be controlled.
  • This roll stabilizer has proven itself in use.
  • Rotor position is arranged on the main circuit board. It is therefore necessary to arrange the main circuit board in the immediate vicinity of the output shaft of the rotor and to mount this aligned with a cooperating with the rotor position sensor counterpart. In this respect, the freedom in the arrangement of
  • a roll stabilizer for a motor vehicle having a plurality of sensors for detecting a plurality of measured variables.
  • One of the sensors is a torque sensor, another sensor is a rotor position sensor.
  • the Roll stabilizer provided with an electronic system for evaluating the measured variables detected by the sensors and / or forwarding of these measured variables to an external control device.
  • Several sensor boards are provided, each having at least one of the sensors. Furthermore, a separate from the
  • Sensor board arranged arranged arranged motherboard.
  • One of the sensor boards is formed as a rotor position sensor board, which has a rotor position sensor and is arranged parallel to the motherboard.
  • Another sensor board is formed as a torque sensor board having a torque sensor and is arranged transversely to the motherboard.
  • the motherboard is formed without a torque sensor and without a rotor position sensor.
  • the main circuit board without a sensor for detecting a torque, a rotor position and / or a temperature of the actuator of the roll stabilizer is formed. Therefore, it is possible with the roll stabilizer according to the invention to arrange the motherboard independently of the sensors within the housing of the roll stabilizer.
  • Sensor boards which have the respective sensors, may have a relation to the motherboard reduced size and regardless of the location of the
  • Space within the housing can be used flexibly.
  • the rotor position sensor board can be arranged independently of the position of the motherboard within the housing and aligned with a cooperating with the rotor position sensor counterpart, which with the
  • Output shaft of the actuator is arranged co-rotating.
  • the rotor position sensor board can be arranged perpendicular to a rotation axis of the actuator, ie transversely to the actuator axis of the actuator, so that the rotation of a counterpart arranged on an end side of the rotation axis can be detected.
  • the rotor position sensor board is spaced from the motherboard.
  • the rotor position sensor board without a separately formed from the rotor position sensor electronics for evaluating the detected by the rotor position sensor and / or for forwarding formed this measure, so that the size of the rotor position sensor board can be reduced. It is particularly advantageous if the rotor position sensor board has no further active components except the rotor position sensor.
  • the torque sensor board is arranged transversely to the motherboard, ie in a plane which is arranged parallel to a plane containing the actuator axis. This makes it possible to align the torque sensor to the torque to be measured. For example, a measuring direction or
  • Preferred direction of the torque sensor are aligned with a rotational axis of the actuator of the roll stabilizer.
  • the torque sensor is preferably designed as an integrated circuit arrangement. Particularly preferred is the
  • Torque sensor board without a separately formed from the torque sensor electronics for evaluating the detected by the torque sensor measured variable and / or for forwarding this measure designed so that the size of the torque sensor board can be reduced. It is particularly advantageous if the torque sensor circuit board has no further active components except the torque sensor. To be advantageous, an embodiment has been found in which the roll stabilizer comprises a common holding element, which is the motherboard and one of
  • Sensor boards carries, in particular a torque sensor board having a torque sensor.
  • the common holding element is preferably formed separately from the housing of the roll stabilizer, so that in the manufacture of the roll stabilizer first, the motherboard and the sensor board on the
  • Holding element can be introduced into the housing of the roll stabilizer.
  • the common holding element may have a first
  • Receiving area for the motherboard and a second Pick-up area for the sensor board wherein the receiving areas are aligned transversely, in particular perpendicular, to each other.
  • the flexible circuit board can be bent over, for example at an angle in the range between 80 ° and 100 °, in particular 90 °.
  • the flexible printed circuit board can be formed from a foil, in particular a polyimide foil
  • the holding member carries according to an expedient development of the motherboard and the torque sensor board, which is connected by means of the flexible circuit board or the flexible conductor to the motherboard.
  • the roll stabilizer preferably has an actuator temperature sensor, via which the temperature of the actuator of the roll stabilizer can be measured.
  • one of the sensor boards is designed as a temperature sensor board, which has the actuator temperature sensor.
  • Rotor position sensor board can be arranged.
  • a temperature sensor may be arranged, the ambient temperature of the
  • Motherboard determines which may differ from the actuator temperature.
  • the motherboard on an energy supply unit for the sensor boards.
  • the power supply unit supply voltages, in particular different
  • the power supply unit has one or more
  • the motherboard and the sensor boards are arranged within a housing of the roll stabilizer.
  • a particularly preferred embodiment provides that the motherboard between the rotor position sensor board and the torque sensor board is arranged.
  • this development offers particular advantages. Spatially, the rotor position sensor board and the torque sensor board are separated from each other by the main board, which is arranged between these two sensor boards in the axial direction along the actuator axis.
  • the actuator is preferably integrated between two torsion bar halves of the torsion bar.
  • Rotor position sensor board can be easily used to determine the rotor position.
  • the arranged on the other end face of the motherboard torque sensor board may be facing a rotatably connected to the housing of the actuator connected flange and engage therein. In this way, a torque transmitted via this flange can be easily measured by means of the torque sensor.
  • a torque measurement based on the inverse magnetostriction has proved to be particularly favorable.
  • the flange is magnetically coded, and by applying a torque to the flange, a magnetic field is generated that can be detected by the magnetic field sensor of the board.
  • the physical separation of the torque sensor board from the engine beneficially reduces the influence of electromagnetic fields generated by the engine.
  • the torque sensor board can be easily provided on an axial end of the actuator in the housing or in the flange.
  • the torque sensor board is
  • the actuator axis and the torsion bar axis fall in numerous
  • the motherboard and / or the sensor boards are formed as a solid printed circuit board.
  • Such solid circuit boards are also referred to as printed circuit board (PCB).
  • the roll stabilizer is an active roll stabilizer, in particular an electromechanical roll stabilizer, over which roll motions of a motor vehicle can be reduced.
  • Such unwanted rolling movements can occur when driving through curves or driving over bumps.
  • the roll stabilizer can counteract such roll behavior.
  • the roll stabilizer comprises an actuator for generating a torsional or torsional moment, in particular an electric motor.
  • Electric motor is preferably rotatably connected to a housing of the roll stabilizer and has a rotatable rotor which is rotatable relative to the housing.
  • the rotor is preferably via an output shaft with a
  • Stabilizer element of the roll stabilizer in particular a torsion bar connected, which is claimed to torsion.
  • Another object of the invention is a motor vehicle with a roll stabilizer described above and arranged separately from the roll stabilizer control unit for controlling the roll stabilizer, which is connected via a communication link with the main board of the roll stabilizer.
  • the control unit can be determined by the sensors of the roll stabilizer measured variables, in particular the torque, the rotor position and / or
  • Actuator temperature can be provided via the motherboard.
  • the control unit can generate commands for the actuator and / or the sensors of the roll stabilizer on the basis of these measured variables.
  • Such commands of the controller which are intended for one of the sensors, can be fed to the sensors via the main board.
  • the roll stabilizer is arranged on an axle of the motor vehicle.
  • the motor vehicle has several, in particular two, roll stabilizers, for example a first roll stabilizer on a front axle of the vehicle
  • the roll stabilizer comprises a plurality of sensors for detecting a plurality of measured variables, in particular a torque sensor, a rotor position sensor and / or an actuator temperature sensor, wherein by means of the sensors, each on a sensor board are arranged, measured variables are detected, and the detected measured variables are evaluated by means of an electronics arranged separately from the sensor boards motherboard and / or forwarded to the controller wherein the motherboard without a torque sensor, without a rotor position sensor and without an actuator temperature sensor is formed.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a roll stabilizer according to the invention in a schematic partial sectional view
  • Fig. 2 shows an embodiment of a common holder for the motherboard and a sensor board in a schematic sectional view (detail II of Fig. 1); and Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of a motor vehicle according to the invention.
  • Fig. 1 is a roll stabilizer 1 according to an embodiment of the
  • the roll stabilizer 1 is designed as an active, electromechanical roll stabilizer and can be used on an axle of a motor vehicle.
  • the roll stabilizer 1 has two stabilizer elements 12, 13 designed as stabilizer arms, which are connected to the wheel suspensions of the respective axle. Between
  • Stabilizer elements 12, 13 can claim with a torsional moment.
  • the actuator 2 is arranged within a housing 11 of the roll stabilizer 1. Within the housing 1 1 more sensors 6, 8 are arranged for detecting various measured variables.
  • a first sensor 6 is as
  • Rotor position sensor formed.
  • the rotor position sensor 6 is on one
  • Rotor position sensor board 5 is arranged. It is designed as a rotor position sensor with a digitizing and transmitting unit and cooperates with a counterpart, which moves with the designed as an output shaft rotor 3 of the actuator 2.
  • a second sensor 8 is designed as a torque sensor and arranged on a torque sensor board 7. The torque sensor board 7 and the torque sensor are arranged in parallel to a torque generated by the actuator 2, in particular torsional moment. In that sense, the
  • Torque sensor board 7 aligned perpendicular to the rotor position sensor board 5.
  • the torque sensor 8 is preferably designed as a magnetic field sensor and acts with a magnetized region of the surrounding
  • Another component of the roll stabilizer 1 is a separately from the
  • Torque sensor or a rotor position sensor or an actuator temperature sensor is formed and an electronics 20 for evaluating by the sensors 6, 8 have detected measured variables and / or forwarding of these measured variables to an external control unit 101.
  • the measured variables detected by the sensors 6, 8 are transmitted to the mainboard 10 via connection lines 15, 16.
  • Another connecting line 14 connects the motherboard 10 with the control unit 101 arranged outside the roll stabilizer.
  • the rotor position board 5 is arranged parallel spaced from the motherboard 10.
  • the torque sensor board 7 is provided perpendicular to the motherboard 10
  • the roll stabilizer 1 according to FIG. 1 can have an actuator temperature sensor.
  • This can for example be provided as part of another sensor board, so a temperature sensor board, or be arranged on the torque sensor board or the rotor position sensor board.
  • the actuator temperature sensor via another connecting line with the
  • FIG. 2 shows a detailed representation of a region II (see Fig. 1) of the
  • Motherboard 10 and the torque sensor board 7 includes.
  • the motherboard 10 and the torque sensor board 7 are arranged on a common holding element 9, which carries both boards 7, 10.
  • the holding element 9 has a first receiving region 9.1 for receiving the main circuit board 10 and a second receiving region 9.2 for receiving the torque sensor circuit board 7 with the torque sensor 8.
  • the first receiving area 9.1 is rotated by 90 ° relative to the second receiving area 9.2, so that the boards 7, 10 can be arranged perpendicular to each other.
  • the torque sensor board 7 has no further active components except for the torque sensor 8.
  • the main board is equipped with an electronics 20 and a power supply unit 30.
  • the electronics 20 has a Data forwarding unit 22, a data acquisition and data processing unit 23 and a communication unit 24, which will be discussed in more detail below. According to a modification, not shown in the figures of
  • a block diagram of an exemplary motor vehicle 100 according to the invention is shown.
  • the motor vehicle 100 has a first roll stabilizer 1 arranged on a front axle and one on a rear axle
  • the first roll stabilizer 1 is shown.
  • Another component of the motor vehicle 100 is a control unit 101 arranged separately from the roll stabilizers 1 for controlling the roll stabilizers, which is connected to the main circuit board 10 of the respective roll stabilizer 1 via a communication connection 14.1, 14.2.
  • the roll stabilizers 1 are active, in particular electromechanical,
  • the first and the second roll stabilizer 1 each has a in fig. 3, not shown, in particular an electric motor, which can generate a torsional or torsional moment.
  • Both roll stabilizers 1 each comprise a torque sensor 8 for measuring a torque which requires a stabilizer element 12 to torsion. Moreover, in each
  • Roll stabilizer 1 a rotor position sensor 6 is provided, via which the
  • each roll stabilizer 1 has an actuator temperature sensor 18 for measuring the temperature of the actuator 2 of the roll stabilizer 1.
  • the roll stabilizer may have one or more further sensors 40, in particular temperature sensors.
  • the sensors 6, 8, 18, 40 are each arranged on a separate sensor board 5, 7, 17, which can be placed as needed in the interior of the housing.
  • the sensor boards 5, 7, 17 are configured in functional terms as simple data acquisition elements.
  • a motherboard 10 Separately from the sensor boards 5, 7, 17, a motherboard 10 is further provided, which is formed without a torque sensor, without a rotor position sensor and without an actuator temperature sensor. On the motherboard 10, an electronics 20 and a power supply 30 for the sensor boards 5, 7, 17 are provided
  • the temperature sensor board 17 comprises the actuator temperature sensor 18, via which, in particular, the temperature T of the actuator 2 is measured. Via a first connecting line 19 between the temperature sensor board 17 and the actuator temperature sensor 18, via which, in particular, the temperature T of the actuator 2 is measured. Via a first connecting line 19 between the temperature sensor board 17 and the actuator temperature sensor 18, via which, in particular, the temperature T of the actuator 2 is measured. Via a first connecting line 19 between the temperature sensor board 17 and the
  • Motherboard 10 a particular analog voltage signal is transmitted to the electronics 20 of Hauplatine 10.
  • the torque sensor circuit board 7 has the torque sensor 8, via which the torque M generated by the actuator 2 or applied externally to the stabilizer elements 12, 13 is measured. Via a second connecting line 15 between the torque sensor board 7 and the motherboard 10 a particular analog signal is transmitted to the electronics 20 of the motherboard 10.
  • the rotor position sensor board 5 comprises the rotor position sensor 6, via which the rotor position W is measured.
  • Signal processing and signal digitization provides a digital rotor position signal.
  • the rotor position sensor board 5 is a third
  • the main circuit board 10 comprises a power supply unit 30 for the sensor boards 5, 7, 17. Via this power supply unit 30, supply voltages for the individual sensor boards 5, 7, 17 can be provided.
  • the power supply unit 30 may include one or more voltage transformers
  • the main circuit board 10 comprises electronics 20 for evaluating the measured variables detected by the sensors 6, 8, 18, 40 and / or forwarding them
  • Measured quantities to the external control unit 101 As part of the electronics 20 u.a. a data forwarding unit 22, a data acquisition and processing unit 23, and a communication unit 24 on the motherboard. Via the data forwarding unit 22, measured values, in particular the rotor position measured by means of the rotor position sensor 5, can be transferred unchanged to the external
  • Control unit 101 are forwarded. Processing of the forwarded data does not take place in the data forwarding unit 22.
  • the measured rotor position alternatively or additionally the data acquisition and
  • Data processing unit 23 are supplied. In the data acquisition and data processing unit 23, the rotor speed and / or the rotor acceleration can be determined on the basis of the measured rotor position. The data acquisition and data processing unit 23 is further used to detect, digitize and process the measured signals of the torque sensor 8, the temperature sensor 18 and any other existing sensors 40. In this respect, a common data collection and
  • Data processing unit 23 for processing the signals of several, in particular all, sensors 5, 7, 18, 40 of the roll stabilizer 1 are used.
  • the roll stabilizers 1 for a motor vehicle 100 described above each have a plurality of sensors 6, 8, 18, 40 for detecting a plurality of measured variables, in particular a torque sensor (8), a rotor position sensor (6) and / or an actuator temperature sensor (18).
  • the roll stabilizers 1 include a plurality of sensor boards 5, 7, 17, each having at least one of the sensors 6, 8, 18, and a separate from the sensor boards 5, 7, 17 arranged
  • Rotor position sensor and without an actuator temperature sensor is formed and an electronics 20 for evaluating the detected by the sensors 6, 8, 18
  • the sensor boards 5, 7, 17 may have a relatively small size, since only a few components must be arranged on these.
  • the sensors 6, 8, 18, 40 depending on the measuring principle can be arranged.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wankstabilisator (1) für ein Kraftfahrzeug (100) mit mehreren Sensoren (6, 8, 18) zur Erfassung mehrerer Messgrößen, insbesondere mit einem Drehmomentsensor (8), mit einem Rotorpositionssensor (6) und/oder mit einem Aktuator-Temperatursensor (18), mit mehreren Sensorplatinen (5, 7, 17), die jeweils mindestens einen der Sensoren (6, 8, 18) aufweisen, und mit einer separat von den Sensorplatinen (5, 7, 17) angeordneten Hauptplatine (10), die ohne einen Drehmomentsensor (8), ohne einen Rotorpositionssensor (6) und ohne einen Aktuator-Temperatursensor (18) ausgebildet ist und eine Elektronik (20) zum Auswerten der durch die Sensoren (6, 8, 18) erfassten Messgrößen und/oder Weiterleiten dieser Messgrößen an ein externes Steuergerät (101) aufweist.

Description

Wankstabilisator, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines
Kraftfahrzeugs Die Erfindung betrifft einen Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug mit mehreren Sensoren zur Erfassung mehrerer Messgrößen, insbesondere eines Drehmoments, einer Rotorposition und/oder einer Temperatur. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Wankstabilisator und ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Kraftfahrzeugs.
Wankstabilisatoren werden in Kraftfahrzeugen üblicherweise eingesetzt, um unerwünschte Wankbewegungen des Fahrzeugsaufbaus zu reduzieren. Ein aktiver Wankstabilisator, der als elektromechanischer Wankstabilisator ausgebildet ist, wird beispielsweise in der DE 10 2013 221 248 A1 beschrieben. Dieser Wankstabilisator weist einen elektrischen Aktuator mit einem Rotor, sowie Sensoren zur Erfassung eines Drehmoments des Aktuators und zur Erfassung der Rotorposition auf. Der Wankstabilisator umfasst ferner eine Flauptplatine, die mit einem externen
Steuergerät verbunden ist, über welches der Wankstabilisator angesteuert werden kann. Dieser Wankstabilisator hat sich im Einsatz durchaus bewährt. Allerdings hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass der Sensor zur Erfassung der
Rotorposition auf der Flauptplatine angeordnet ist. Es ist daher erforderlich, die Flauptplatine in der unmittelbaren Nähe der Abtriebswelle des Rotors anzuordnen und diese auf ein mit dem Rotorpositionssensors zusammenwirkendes Gegenstück ausgerichtet zu montieren. Insofern ist die Freiheit bei der Anordnung der
Flauptplatine innerhalb des Gehäuses des Wankstabilisators eingeschränkt.
Vor diesem Flintergrund stellt sich die Aufgabe, den relativ geringen Bauraum innerhalb eines Gehäuses eines Wankstabilisators flexibler nutzen zu können. Die Aufgabe wird gelöst durch einen Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug mit mehreren Sensoren zur Erfassung mehrerer Messgrößen. Einer der Sensoren ist ein Drehmomentsensor, ein weiterer Sensor ist ein Rotorpositionssensor. Ferner ist der Wankstabilisator mit einer Elektronik zum Auswerten der durch die Sensoren erfassten Messgrößen und/oder Weiterleiten dieser Messgrößen an ein externes Steuergerät versehen. Mehrere Sensorplatinen sind vorgesehen, die jeweils mindestens einen der Sensoren aufweisen. Ferner ist eine separat von den
Sensorplatinen angeordnete Hauptplatine vorgesehen. Eine der Sensorplatinen ist als Rotorposition-Sensorplatine ausgebildet, die einen Rotorpositionssensor aufweist und parallel zu der Hauptplatine angeordnet ist. Eine weitere Sensorplatine ist als Drehmoment-Sensorplatine ausgebildet, die einen Drehmomentsensor aufweist und quer zu der Hauptplatine angeordnet ist. Die Hauptplatine ist ausgebildet ohne einen Drehmomentsensor und ohne einen Rotorpositionssensor.
Bei dem erfindungsgemäßen Wankstabilisator ist die Hauptplatine ohne einen Sensor zur Erfassung eines Drehmoments, einer Rotorposition und/oder einer Temperatur des Aktuators des Wankstabilisators ausgebildet. Daher ist es bei dem erfindungsgemäßen Wankstabilisator möglich, die Hauptplatine unabhängig von den Sensoren innerhalb des Gehäuses des Wankstabilisators anzuordnen. Die
Sensorplatinen, welche die jeweiligen Sensoren aufweisen, können eine gegenüber der Hauptplatine reduzierte Größe haben und unabhängig von der Lage der
Hauptplatine innerhalb des Gehäuses positioniert werden. Folglich kann der
Bauraum innerhalb des Gehäuses flexibler genutzt werden.
Die Rotorposition-Sensorplatine kann unabhängig von Lage der Hauptplatine innerhalb des Gehäuses angeordnet und auf ein mit dem Rotorpositionssensor zusammenwirkendes Gegenstück ausgerichtet werden, welches mit der
Abtriebswelle des Aktuators mitdrehend angeordnet ist. Beispielsweise kann die Rotorposition-Sensorplatine senkrecht zu einer Rotationsachse des Aktuators, also quer zu der Aktuatorachse des Aktuators angeordnet werden, so dass die Rotation eines an einer Stirnseite der Rotationsachse angeordneten Gegenstücks detektiert werden kann. Bevorzugt ist die Rotorposition-Sensorplatine von der Hauptplatine beabstandet. Besonders bevorzugt ist die Rotorposition -Sensorplatine ohne eine separat von dem Rotorpositionssensor ausgebildete Elektronik zum Auswerten der durch den Rotorpositionssensor erfassten Messgröße und/oder zum Weiterleiten dieser Messgröße ausgebildet, so dass die Größe der Rotorposition-Sensorplatine reduziert werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rotorposition- Sensorplatine außer dem Rotorpositionssensor keine weiteren aktiven Bauteile aufweist.
Die Drehmoment-Sensorplatine ist quer zu der Hauptplatine angeordnet, also in einer Ebene, die parallel zu einer die Aktuatorachse enthaltenen Ebene angeordnet ist.. Hierdurch wird es möglich, den Drehmoment-Sensor auf das zu messende Drehmoment auszurichten. Beispielsweise kann eine Messrichtung oder
Vorzugsrichtung des Drehmomentsensors auf eine Rotationsachse des Aktuators des Wankstabilisators ausgerichtet werden. Der Drehmomentsensor ist bevorzugt als integrierte Schaltungsanordnung ausgestaltet. Besonders bevorzugt ist die
Drehmoment-Sensorplatine ohne eine separat von dem Drehmomentsensor ausgebildete Elektronik zum Auswerten der durch den Drehmomentsensor erfassten Messgröße und/oder zum Weiterleiten dieser Messgröße ausgebildet, so dass die Größe der Drehmoment-Sensorplatine reduziert werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drehmoment-Sensorplatine außer dem Drehmomentsensor keine weiteren aktiven Bauteile aufweist. Als vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung erwiesen, bei welcher der Wankstabilisator ein gemeinsames Halteelement umfasst, das die Hauptplatine und eine der
Sensorplatinen trägt, insbesondere eine Drehmoment-Sensorplatine, die einen Drehmomentsensor aufweist. Das gemeinsame Halteelement ist bevorzugt separat von dem Gehäuse des Wankstabilisators ausgebildet, so dass bei der Fertigung des Wankstabilisators zunächst die Hauptplatine und die Sensorplatine an dem
gemeinsamen Haltelement montiert werden und dann gemeinsam mit dem
Haltelement in das Gehäuse des Wankstabilisator eingebracht werden können.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines gemeinsamen Halteelements, wenn die Drehmoment-Sensorplatine quer, insbesondere senkrecht, zu der Hauptplatine angeordnet werden soll. Das gemeinsame Halteelement kann einen ersten
Aufnahmebereich für die Hauptplatine aufweisen und einen zweiten Aufnahmebereich für die Sensorplatine, wobei die Aufnahmebereiche quer, insbesondere senkrecht, zueinander ausgerichtet sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Hauptplatine und eine
Sensorplatine, insbesondere eine quer zu der Hauptplatine angeordnete
Sensorplatine, mittels einer flexiblen Leiterplatte miteinander verbunden. Die flexible Leiterplatte kann umgebogen werden, beispielsweise um einen Winkel im Bereich zwischen 80° und 100°, insbesondere 90°. Die flexible Leiterplatte kann aus einer Folie, insbesondere einer Polyimid-Folie, gebildet sein
Das Haltelement trägt gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung die Hauptplatine und die Drehmoment-Sensorplatine, die mittels der flexiblen Leiterplatte oder der flexiblen Leiterbahn mit der Hauptplatine verbunden ist. Bevorzugt weist der Wankstabilisator einen Aktuator-Temperatursensor auf, über welchen die Temperatur des Aktuators des Wankstabilisator gemessen werden kann. Besonders bevorzugt ist eine der Sensorplatinen als Temperatur-Sensorplatine ausgebildet, die den Aktuator-Temperatursensor aufweist. Alternativ kann ein Aktuator-Temperatursensor auf der Drehmoment-Sensorplatine oder auf der
Rotorposition-Sensorplatine angeordnet sein. Zusätzlich kann auf der Hauptplatine ein Temperatursensor angeordnet sein, der die Umgebungstemperatur der
Hauptplatine ermittelt, welche von der Aktuator-Temperatur abweichen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Hauptplatine eine Energie- Versorgungseinheit für die Sensorplatinen auf. Über die Energieversorgungseinheit können Versorgungsspannungen, insbesondere verschiedene
Versorgungsspannungen, für die einzelnen Sensorplatinen bereitgestellt werden. Bevorzugt weist die Energieversorgungseinheit einen oder mehrere
Spannungswandler auf, so dass intern Versorgungsspannungen bereitgestellt werden können, die von der dem Wankstabilisator bereitgestellten Spannung abweichen. Bevorzugt sind die Hauptplatine und die Sensorplatinen innerhalb eines Gehäuses des Wankstabilisators angeordnet.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Hauptplatine zwischen der Rotorposition-Sensorplatine und der Drehmoment-Sensorplatine angeordnet ist. In einer konstruktiven Umsetzung im Aktuator bietet diese Weiterbildung besondere Vorteile. Räumlich sind die Rotorposition-Sensorplatine und die Drehmoment- Sensorplatine voneinander getrennt durch die Hauptplatine, die in axialer Richtung entlang der Aktuatorachse gesehen zwischen diesen beiden Sensorplatinen angeordnet ist. Der Aktuator ist vorzugsweise zwischen zwei Drehstabhälften des Drehstabs eingebunden.
Die an der dem Motor zugewandten Stirnseite der Hauptplatine angeordnete
Rotorposition-Sensorplatine kann problemlos zur Bestimmung der Rotorposition eingesetzt werden. Die an der anderen Stirnseite der Hauptplatine angeordnete Drehmoment-Sensorplatine kann einem an das Gehäuse des Aktuators drehtest angeschlossenen Flansch zugewandt sein und darin eingreifen. Auf diese Weise kann problemlos ein über diesen Flansch übertragenes Drehmoment mittels des Drehmomentsensors gemessen werden. In vielen Anwendungen hat sich eine Drehmomentmessung auf Basis der inversen Magnetostriktion als besonders günstig erwiesen. In diesem Fall ist der Flansch magnetisch kodiert und unter Einwirkung eines Drehmomentes auf den Flansch wird ein magnetisches Feld erzeugt, dass über den Magnetfeldsensor der Platine erfasst werden kann. Die räumliche Trennung der Drehmoment-Sensorplatine vom Motor reduziert in günstiger Weise einen Einfluss von elektromagnetischen Feldern, die von dem Motor erzeugt werden.
Außerdem kann bei dieser Anordnung der Sensorplatinen die Drehmoment- Sensorplatine problemlos an einem axialen Ende des Aktuators in dem Gehäuse oder in dem Flansch vorgesehen sein. Die Drehmoment-Sensorplatine ist
zweckmäßigerweise in einer Ebene angeordnet, in der die Aktuatorachse liegt, und die Rotorposition-Sensorplatine ist zweckmäßigerweise quer zu der Aktuatorachse angeordnet. Die Aktuatorachse und die Drehstabachse fallen in zahlreichen
Anwendungen zusammen. Bevorzugt sind die Hauptplatine und/oder die Sensorplatinen als feste Leiterplatine ausgebildet. Derartige feste Leiterplatten werden auch als printed Circuit board (PCB) bezeichnet.
Bevorzugt ist der Wankstabilisator ein aktiver Wankstabilisator, insbesondere ein elektromechanischer Wankstabilisator, über welchen Wankbewegungen eines Kraftfahrzeugs reduziert werden können. Derartige unerwünschte Wankbewegungen können beim Durchfahren von Kurven oder Überfahren von Unebenheiten entstehen. Der Wankstabilisator kann einem solchen Wankverhalten entgegenwirken.
Besonders bevorzugt umfasst der Wankstabilisator einen Aktuator zur Erzeugung eines Dreh- bzw. Torsionsmoments, insbesondere einen Elektromotor. Der
Elektromotor ist bevorzugt drehfest mit einem Gehäuse des Wankstabilisators verbunden und weist einen drehbaren Rotor auf, der gegenüber dem Gehäuse drehbar ist. Der Rotor ist bevorzugt über eine Abtriebswelle mit einem
Stabilisatorelement des Wankstabilisators, insbesondere einer Drehstabfeder, verbunden, welches auf Torsion beansprucht wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem vorstehend beschriebenen Wankstabilisator und einem separat von dem Wankstabilisator angeordneten Steuergerät zum Ansteuern des Wankstabilisators, welches über eine Kommunikationsverbindung mit der Hauptplatine des Wankstabilisators verbunden ist. Dem Steuergerät können die mittels der Sensoren des Wankstabilisators ermittelten Messgrößen, insbesondere das Drehmoment, die Rotorposition und/oder die
Aktuator-Temperatur, über die Hauptplatine bereitgestellt werden. Das Steuergerät kann auf Grundlage dieser Messgrößen Befehle für den Aktuator und/oder die Sensoren des Wankstabilisators erzeugen. Solche Befehle des Steuergeräts, die für einen der Sensoren bestimmt sind, können den Sensoren über die Hautplatine zugeleitet werden. Bevorzugt ist der Wankstabilisator an einer Achse des Kraftfahrzeugs angeordnet. Bevorzugt weist das Kraftfahrzeug mehrere, insbesondere zwei, Wankstabilisatoren auf, beispielsweise einen ersten Wankstabilisator an einer Vorderachse des
Kraftfahrzeugs und einen zweiten Wankstabilisator an einer Hinterachse des
Kraftfahrzeugs.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner einer Verfahren zum
Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem Wankstabilisator und einem Steuergerät zum Ansteuern des Wankstabilisators vorgeschlagen, wobei der Wankstabilisator mehrere Sensoren zur Erfassung mehrerer Messgrößen aufweist, insbesondere einen Drehmomentsensor, einen Rotorpositionssensor und/oder einer Aktuator- Temperatursensor, wobei mittels der Sensoren, die jeweils auf einer Sensorplatine angeordnet sind, Messgrößen erfasst werden, und die erfassten Messgrößen mittels einer Elektronik einer separat von den Sensorplatinen angeordneten Hauptplatine ausgewertet werden und/oder an das Steuergerät weitergeleitet werden wobei die Hauptplatine ohne einen Drehmomentsensor, ohne einen Rotorpositionssensor und ohne einen Aktuator-Temperatursensor ausgebildet ist.
Bei dem Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem Wankstabilisator können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wankstabilisator beschrieben worden sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Hierin zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wankstabilisators in einer schematischen teilweisen Schnittdarstellung;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer gemeinsamen Halterung für die Hauptplatine und eine Sensorplatine in einer schematischen Schnittdarstellung (Detail II aus Fig. 1 ); und Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
In der Fig. 1 ist ein Wankstabilisator 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung in einer teilweise geschnittenen Darstellung gezeigt. Der Wankstabilisator 1 ist als aktiver, elektromechanischer Wankstabilisator ausgebildet und kann an einer Achse eines Kraftfahrzeugs zur Anwendung kommen. Der Wankstabilisator 1 weist zwei als Stabilisatorarme ausgebildete Stabilisatorelemente 12, 13 auf, die an den Radaufhängungen der jeweiligen Achse angebunden werden. Zwischen den
Stabilisatorelementen 12, 13 ist ein Aktuator 2 vorgesehen, der die
Stabilisatorelemente 12, 13 mit einem Torsionsmoment beanspruchen kann.
Der Aktuator 2 ist innerhalb eines Gehäuses 11 des Wankstabilisators 1 angeordnet. Innerhalb des Gehäuses 1 1 sind ferner mehrere Sensoren 6, 8 zum Erfassen verschiedener Messgrößen angeordnet. Ein erster Sensor 6 ist als
Rotorpositionssensor ausgebildet. Der Rotorpositionssensor 6 ist auf einer
Rotorposition-Sensorplatine 5 angeordnet. Er ist als Rotorpositionssensor mit einer Digitalisierungs- und Sendeeinheit ausgestaltet und wirkt mit einem Gegenstück zusammen, das sich mit dem als Abtriebswelle ausgestalteten Rotor 3 des Aktuators 2 mitbewegt. Ein zweiter Sensor 8 ist als Drehmomentsensor ausgebildet und auf einer Drehmoment-Sensorplatine 7 angeordnet. Die Drehmoment-Sensorplatine 7 und der Drehmomentsensor sind parallel zu einem durch den Aktuator 2 erzeugten Drehmoment, insbesondere Torsionsmoment, angeordnet. Insofern ist die
Drehmoment-Sensorplatine 7 senkrecht zu der Rotorposition-Sensorplatine 5 ausgerichtet. Der Drehmomentsensor 8 ist bevorzugt als Magnetfeldsensor ausgebildet und wirkt mit einem magnetisierten Bereich des ihn umgebenden
Stabilisatorelements 12 zusammen.
Ein weiterer Bestandteil des Wankstabilisators 1 ist eine separat von den
Sensorplatinen 5, 7 angeordnete Flauptplatine 10, die ohne einen
Drehmomentsensor oder einen Rotorpositionssensor oder einen Aktuator- Temperatursensor ausgebildet ist und eine Elektronik 20 zum Auswerten der durch die Sensoren 6, 8 erfassten Messgrößen und/oder Weiterleiten dieser Messgrößen an ein externes Steuergerät 101 aufweist. Die von den Sensoren 6, 8, erfassten Messgrößen werden über Verbindungsleitungen 15, 16 an die Hauptplatine 10 übermittelt. Eine weitere Verbindungsleitung 14 verbindet die Hauptplatine 10 mit dem außerhalb des Wankstabilisators angeordneten Steuergerät 101.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Rotorpositions-Platine 5 parallel beabstandet zu der Hauptplatine 10 angeordnet. Die Drehmoment-Sensorplatine 7 ist senkrecht zu der Hauptplatine 10 vorgesehen
Optional kann der Wankstabilisator 1 nach Fig. 1 einen Aktuator-Temperatursensor aufweisen. Dieser kann beispielsweise als Teil einer weiteren Sensorplatine, also einer Temperatur-Sensorplatine, vorgesehen sein oder auf der Drehmoment- Sensorplatine oder der Rotorposition-Sensorplatine angeordnet sein. Jedenfalls wird der Aktuator-Temperatursensor über eine weitere Verbindungsleitung mit der
Hauptplatine 10 verbunden, so dass die Auswertung der von dem Aktuator- Temperatursensor erfassten Messgröße und/oder die Weiterleitung dieser
Messgröße durch die Elektronik 20 der Hauptplatine 10 erfolgen kann. Die Fig. 2 zeigt eine Detaildarstellung eines Bereichs II (vgl. Fig. 1 ) der die
Hauptplatine 10 und die Drehmoment-Sensorplatine 7 umfasst. Die Hauptplatine 10 und die Drehmoment-Sensorplatine 7 sind an einem gemeinsamen Halteelement 9 angeordnet, welches beide Platinen 7, 10 trägt. Hierzu weist das Halteelement 9 einen ersten Aufnahmebereich 9.1 zur Aufnahme der Hauptplatine 10 und einen zweiten Aufnahmeberiech 9.2 zur Aufnahme der Drehmoment-Sensorplatine 7 mit dem Drehmomentsensor 8 auf. Der erste Aufnahmebereich 9.1 ist um 90° gegenüber dem zweiten Aufnahmebereich 9.2 gedreht, sodass die Platinen 7, 10 senkrecht zueinander angeordnet werden können. Die Drehmoment-Sensorplatine 7 weist außer dem Drehmomentsensor 8 keine weiteren aktiven Bauelemente auf. Die Hauptplatine ist mit einer Elektronik 20 und einer Energieversorgungseinheit 30 bestückt. Die Elektronik 20 weist eine Datenweiterleitungseinheit 22, eine Datenerfassungs- und Datenverarbeitungseinheit 23 und eine Kommunikationseinheit 24 auf, auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird. Gemäß einer in den Figuren nicht dargestellten Abwandlung des
Ausführungsbeispiels sind die Hauptplatine 10 und die Drehmoment-Sensorplatine 7 mittels einer flexiblen Leiterplatte oder mittels einer flexiblen Leiterbahn, z. B. einem Flachbandkabel, miteinander verbunden. In der Fig. 3 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Kraftfahrzeugs 100 gemäß der Erfindung gezeigt. Das Kraftfahrzeug 100 weist einen an einer Vorderachse angeordneten, ersten Wankstabilisator 1 und einen an einer Hinterachse
angeordneten zweiten Wankstabilisator 1 auf, von denen in Fig. 3 der
Übersichtlichkeit halber nur der erste Wankstabilisator 1 dargestellt ist. Ein weiterer Bestandteil des Kraftfahrzeugs 100 ist ein separat von den Wankstabilisatoren 1 angeordnetes Steuergerät 101 zum Ansteuern der Wankstabilisatoren, welches über eine Kommunikationsverbindung 14.1 , 14.2 mit der Hauptplatine 10 des jeweiligen Wankstabilisator 1 verbunden ist. Die Wankstabilisatoren 1 sind als aktive, insbesondere elektromechanische,
Wankstabilisatoren ausgebildet. Der erste und der zweite Wankstabilisator 1 weist jeweils einen in fig. 3 nicht gezeigten Aktuator 2, insbesondere einen Elektromotor, auf, der ein Dreh- bzw. Torsionsmoment erzeugen kann. Beide Wankstabilisatoren 1 umfassen jeweils einen Drehmomentsensor 8 zur Messung eines Drehmoments, das ein Stabilisatorelement 12 auf Torsion beansprucht. Zudem ist in jedem
Wankstabilisator 1 ein Rotorpositionssensor 6 vorgesehen, über welchen die
Rotorlage des Rotors 3 gemessen werden kann. Ferner weist jeder Wankstabilisator 1 einen Aktuator-Temperatursensor 18 zur Messung der Temperatur des Aktuators 2 des Wankstabilisators 1 auf. Optional kann der Wankstabilisator einen oder mehrere weitere Sensoren 40, insbesondere Temperatursensoren, aufweisen. Die Sensoren 6, 8, 18, 40 sind jeweils auf einer eigenen Sensorplatine 5, 7, 17 angeordnet, die je nach Bedarf im Innenraum des Gehäuses platziert werden können. Die Sensorplatinen 5, 7, 17 sind in funktioneller Hinsicht als einfache Datenerfassungselemente ausgestaltet.
Separat von den Sensorplatinen 5, 7, 17 ist ferner eine Hauptplatine 10 vorgesehen, die ohne einen Drehmomentsensor, ohne einen Rotorpositionssensor und ohne einen Aktuator-Temperatursensor ausgebildet ist. Auf der Hauptplatine 10 ist eine Elektronik 20 sowie eine Energieversorgung 30 für die Sensorplatinen 5, 7, 17 vorgesehen
Die Temperatur-Sensorplatine 17 umfasst den Aktuator-Temperatursensor 18, über den insbesondere die Temperatur T des Aktuators 2 gemessen wird. Über eine erste Verbindungsleitung 19 zwischen der Temperatur-Sensorplatine 17 und der
Hauptplatine 10 wird ein insbesondere analoges Spannungssignal an die Elektronik 20 der Hauplatine 10 übermittelt.
Die Drehmoment-Sensorplatine 7 weist den Drehmomentsensor 8 auf, über den das von dem Aktuator 2 erzeugte oder ein von außen auf die Stabilisatorelemente 12, 13 aufgebrachtes Drehmoment M gemessen wird. Über eine zweite Verbindungsleitung 15 zwischen der Drehmoment-Sensorplatine 7 und der Hauptplatine 10 wird ein insbesondere analoges Signal an die Elektronik 20 der Hauptplatine 10 übermittelt.
Die Rotorposition-Sensorplatine 5 umfasst den Rotorpositionssensor 6, über den die Rotorposition W gemessen wird. Eine im Rotorpositionssensor 6 integrierte
Signalverarbeitung und Signaldigitalisierung stellt ein digitales Rotorpositionssignal zu Verfügung. Die Rotorposition-Sensorplatine 5 ist über eine dritte
Verbindungsleitung 16.1 und vierte Verbindungsleitung 16.2 mit der Hauptplatine 10 verbunden. Über die dritte Verbindungsleitung 16.1 wird die Erfasste Rotorposition an die Elektronik 20 der Hauptplatine 10 weitergeleitet. Die vierte Verbindungsleitung 16.2 ermöglicht die Weitergabe eines Triggersignals von der Elektronik 20 bzw. dem externen Steuergerät 101 an den Rotorpositionssensor 5. Die Hautplatine 10 umfasst eine Energieversorgungseinheit 30 für die Sensorplatinen 5, 7, 17. Über diese Energieversorgungseinheit 30 können Versorgungsspannungen für die einzelnen Sensorplatinen 5, 7, 17 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Energieversorgungseinheit 30 einen oder mehrere Spannungswandler
aufweisen, so dass den Sensorplatinen 5, 7, 17 Versorgungsspannungen
bereitgestellt werden können, die von der dem Wankstabilisator bereitgestellten Spannung abweichen.
Ferner umfasst die Hauptplatine 10 eine Elektronik 20 zum Auswerten der durch die Sensoren 6, 8, 18, 40 erfassten Messgrößen und/oder Weiterleiten dieser
Messgrößen an das externe Steuergerät 101. Als Teil der Elektronik 20 sind u.a. eine Datenweiterleitungseinheit 22, eine Datenerfassungs- und Datenverarbeitungseinheit 23 und eine Kommunikationseinheit 24 auf der Hauptplatine vorgesehen. Über die Datenweiterleitungseinheit 22 können Messwerte, insbesondere die mittels des Rotorpositionssensors 5 gemessene Rotorposition, unverändert an das externe
Steuergerät 101 weitergeleitet werden. Eine Bearbeitung der weitergeleiteten Daten erfolgt in der Datenweiterleitungseinheit 22 nicht. Optional kann die gemessene Rotorposition alternativ oder zusätzlich der Datenerfassungs- und
Datenverarbeitungseinheit 23 zugeführt werden. In der Datenerfassungs- und Datenverarbeitungseinheit 23 kann anhand der gemessenen Rotorposition die Rotorgeschwindigkeit und/oder die Rotorbeschleunigung ermittelt werden. Die Datenerfassungs- und Datenverarbeitungseinheit 23 wird ferner dazu verwendet, die gemessenen Signale des Drehmomentsensors 8, des Temperatursensors 18 sowie ggf. vorhandener weiterer Sensoren 40 zu erfassen, zu digitalisieren und zu verarbeiten. Insofern kann eine gemeinsam Datenerfassungs- und
Datenverarbeitungseinheit 23 zu Verarbeitung der Signale mehrerer, insbesondere sämtlicher, Sensoren 5, 7, 18, 40 des Wankstabilisators 1 verwendet werden.
Die vorstehend beschriebenen Wankstabilisatoren 1 für ein Kraftfahrzeug 100 weisen jeweils mehrere Sensoren 6, 8, 18, 40 zur Erfassung mehrerer Messgrößen auf, insbesondere einen Drehmomentsensor (8), einen Rotorpositionssensor (6) und/oder einer Aktuator-Temperatursensor (18). Die Wankstabilisatoren 1 umfassen mehrere Sensorplatinen 5, 7, 17, die jeweils mindestens einen der Sensoren 6, 8, 18 aufweisen, und eine separat von den Sensorplatinen 5, 7, 17 angeordnete
Hauptplatine 10, die ohne einen Drehmomentsensor, ohne einen
Rotorpositionssensor und ohne einen Aktuator-Temperatursensor ausgebildet ist und eine Elektronik 20 zum Auswerten der durch die Sensoren 6, 8, 18 erfassten
Messgrößen und/oder Weiterleiten dieser Messgrößen an ein externes Steuergerät 101 aufweist. Hierdurch kann der relativ geringe Bauraum innerhalb des Gehäuses 11 des Wankstabilisators 1 flexibler genutzt werden. Ferner ergeben sich folgende Vorteile:
- Eine Sensorplatine 5, 7, 17 kann je nach Bedarf mit der Hauptplatine 10
verbunden werden oder nicht, wobei hierdurch keine weiteren Änderungen an der Hauplatine 10 oder anderen Sensorplatinen 5, 7, 17 erforderlich werden.
- Die Sensorplatinen 5, 7, 17 können eine relativ geringe Größe aufweisen, da auf diesen nur wenige Bauelemente angeordnet werden müssen.
- Da die Ausrichtung der Sensorplatinen 5, 7, 17 unabhängig von der
Ausrichtung der Hauptplatine 10 ist, können die Sensoren 6, 8, 18, 40 je nach Messprinzip (z. B. axial oder radial) angeordnet werden.
Bezuqszeichenliste:
1 Wankstabilisator
2 Aktuator
3 Rotor
4 Halterung
5 Rotorposition-Sensorplatine
6 Rotorpositionssensor
7 Drehmoment-Sensorplatine
8 Drehmomentsensor
9 Halteelement
9.1 Aufnahmebereich
9.2 Aufnahmebereich
10 Hauptplatine
11 Gehäuse
12 Stabilisatorelement
13 Stabilisatorelement
14.1 Verbindungsleitung
14.2 Verbindungsleitung
15 Verbindungsleitung
16.1 Verbindungsleitung
16.2 Verbindungsleitung
17 Temperatur-Sensorplatine
18 Temperatursensor
19 Verbindungsleitung
20 Elektronik
22 Datenweiterleitungseinheit
23 Datenerfassungs- und Datenverarbeitungseinheit
24 Kommunikationseinheit
30 Energieversorgungseinheit
100 Kraftfahrzeug
101 Steuergerät T Temperatur
M Drehmoment
W Drehwinkel

Claims

Patentansprüche
1. Wankstabilisator (1) für ein Kraftfahrzeug (100) mit mehreren Sensoren (6, 8, 18) zur Erfassung mehrerer Messgrößen, aufweisend einen Drehmomentsensor (8) sowie einen Rotorpositionssensor (6) und mit einer Elektronik (20) zum Auswerten der durch die Sensoren (6, 8, 18) erfassten Messgrößen und/oder Weiterleiten dieser Messgrößen an ein externes Steuergerät (101) gekennzeichnet durch
mehrere Sensorplatinen (5, 7, 17), die jeweils mindestens einen der Sensoren (6, 8, 18) aufweisen, sowie durch eine separat von den Sensorplatinen (5, 7, 17) angeordnete Hauptplatine (10), wobei eine der Sensorplatinen (5) als Rotorposition- Sensorplatine ausgebildet ist, die einen Rotorpositionssensor (6) aufweist und parallel zu der Hauptplatine (10) angeordnet ist, und wobei eine der Sensorplatinen (7) als Drehmoment-Sensorplatine ausgebildet ist, die einen Drehmomentsensor (8) aufweist und quer zu der Hauptplatine (10) angeordnet ist, und wobei die
Hauptplatine (10) ohne einen Drehmomentsensor (8) und ohne einen
Rotorpositionssensor (6 ausgebildet ist.
2. Wankstabilisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein gemeinsames Halteelement (9), das die Hauptplatine (10) und eine der
Sensorplatinen (7) trägt.
3. Wankstabilisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hauptplatine (10) und eine Sensorplatine (7) mittels einer flexiblen Leiterplatte oder einer flexiblen Leiterbahn miteinander verbunden sind.
4. Wankstabilisator nach den Ansprüchen 2 und 3, dessen Halteelement (9) die
Hauptplatine (10) und die Drehmoment-Sensorplatine trägt, die mittels der flexiblen Leiterplatte oder der flexiblen Leiterbahn mit der Hauptplatine (10) verbunden ist.
5. Wankstabilisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine der Sensorplatinen (17) als Temperatur-Sensorplatine ausgebildet ist, die einen Aktuator-Temperatursensor (18) aufweist oder dass ein Aktuator-Temperatursensor (18) auf der Drehmoment-Sensorplatine (7) oder der Rotorposition-Sensorplatine (5) angeordnet ist.
6. Wankstabilisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hauptplatine (10) eine Energieversorgungseinheit (30) für die Sensorplatinen (5, 7, 17) aufweist.
7. Wankstabilisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hauptplatine (10) und die Sensorplatinen (5, 7, 17) innerhalb eines Gehäuses (11) des Wankstabilisators (1) angeordnet sind.
8. Wankstabilisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Aktuator (2) ein Drehmoment um eine Aktuatorachse erzeugt, wobei die Hauptplatine (10) quer zu der Aktuatorachse angeordnet und zwischen der Rotorposition-Sensorplatine und Drehmoment-Sensorplatine angeordnet ist.
9. Kraftfahrzeug mit einem Wankstabilisator nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch ein separat von dem Wankstabilisator (1) angeordnetes Steuergerät (101) zum Ansteuern des Wankstabilisators (1), welches über eine Kommunikationsverbindung (14) mit der Hauptplatine (10) des
Wankstabilisators (1) verbunden ist.
10. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (100) mit einem Wankstabilisator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Steuergerät (101) zum Ansteuern des Wankstabilisators (1), wobei der Wankstabilisator (1) mehrere Sensoren (6, 8, 18) zur Erfassung mehrerer Messgrößen aufweist, insbesondere einen Drehmomentsensor (8), einen Rotorpositionssensor (6) und/oder einer Aktuator-Temperatursensor (18), dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sensoren (6, 8, 18), die jeweils auf einer Sensorplatine (5, 7, 17) angeordnet sind, Messgrößen erfasst werden, und die erfassten Messgrößen mittels einer Elektronik (20) einer separat von den Sensorplatinen (5, 7, 17) angeordneten Hauptplatine (10) ausgewertet werden und/oder an das Steuergerät (101) weitergeleitet werden, wobei die Hauptplatine (10) ohne einen Drehmomentsensor (8), ohne einen
Rotorpositionssensor (6) und ohne einen Aktuator-Temperatursensor (18) ausgebildet ist.
PCT/DE2018/100957 2017-12-01 2018-11-23 Wankstabilisator, kraftfahrzeug und verfahren zum betrieb eines kraftfahrzeugs WO2019105509A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880075612.3A CN111372796B (zh) 2017-12-01 2018-11-23 侧倾稳定器、机动车和用于运行机动车的方法
KR1020207007735A KR102568104B1 (ko) 2017-12-01 2018-11-23 롤 스태빌라이저, 자동차, 및 자동차를 작동시키기 위한 방법
US16/763,410 US11440372B2 (en) 2017-12-01 2018-11-23 Roll stabilizer, motor vehicle, and method for operating a motor vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017128517.2 2017-12-01
DE102017128517.2A DE102017128517A1 (de) 2017-12-01 2017-12-01 Wankstabilisator, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019105509A1 true WO2019105509A1 (de) 2019-06-06

Family

ID=64734010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2018/100957 WO2019105509A1 (de) 2017-12-01 2018-11-23 Wankstabilisator, kraftfahrzeug und verfahren zum betrieb eines kraftfahrzeugs

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11440372B2 (de)
KR (1) KR102568104B1 (de)
CN (1) CN111372796B (de)
DE (1) DE102017128517A1 (de)
WO (1) WO2019105509A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018102380A1 (de) * 2018-02-02 2019-08-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektromechanischer Aktuator
DE102018110553A1 (de) * 2018-05-03 2019-11-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Drehmomentsensoranordnung und Wankstabilisator mit Drehmomentsensoranordnung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013221248A1 (de) 2013-10-21 2015-04-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Elektronisches Regelsystem für ein Kraftfahrzeug
DE102014203207A1 (de) * 2014-02-24 2015-08-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator eines elektromechanischen Wankstabilisators und Anordnung zur Befestigung eines Kühlkörpers am Gehäuse eines derartigen Aktuators
DE102014222708A1 (de) * 2014-11-06 2016-05-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktiver Wankstabilisator mit Sensor
DE102014222710A1 (de) * 2014-11-06 2016-05-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug
DE102015116913A1 (de) * 2015-10-06 2017-04-06 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Wankstabilisatoranordnung

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4998865A (en) * 1988-07-11 1991-03-12 Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha Brushless DC pump with enclosed circuit board
JP3309604B2 (ja) * 1994-11-14 2002-07-29 日本精工株式会社 トルクセンサ
US6020660A (en) * 1997-12-10 2000-02-01 General Electric Company Dynamoelectric machine
JP2001296193A (ja) * 2000-04-17 2001-10-26 Suzuki Motor Corp 操舵力検出用磁歪式トルクセンサ
DE102006008416A1 (de) * 2006-02-21 2007-08-23 Zf Friedrichshafen Ag Elektrischer Antrieb für einen verstellbaren Stabilisator
US7839657B2 (en) * 2006-04-28 2010-11-23 Continental Automotive Systems Us, Inc. Position adjustable printed circuit board
US7832739B2 (en) * 2006-11-06 2010-11-16 American Axle & Manufacturing, Inc. Apparatus and method for coupling a disconnectable stabilizer bar
US10148155B2 (en) * 2013-12-04 2018-12-04 Barrett Technology, Llc Method and apparatus for connecting an ultracompact, high-performance motor controller to an ultracompact, high-performance brushless DC motor
DE102014213324A1 (de) * 2014-07-09 2016-01-14 Zf Friedrichshafen Ag Elektromechanischer Stellantrieb
DE102014221129A1 (de) * 2014-10-17 2016-04-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug
DE102017124284A1 (de) * 2016-10-19 2018-04-19 Steering Solutions Ip Holding Corporation In eine controllerplatine integrierter drehmomentsensor und eps-system, das diese enthält

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013221248A1 (de) 2013-10-21 2015-04-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Elektronisches Regelsystem für ein Kraftfahrzeug
DE102014203207A1 (de) * 2014-02-24 2015-08-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator eines elektromechanischen Wankstabilisators und Anordnung zur Befestigung eines Kühlkörpers am Gehäuse eines derartigen Aktuators
DE102014222708A1 (de) * 2014-11-06 2016-05-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktiver Wankstabilisator mit Sensor
DE102014222710A1 (de) * 2014-11-06 2016-05-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug
DE102015116913A1 (de) * 2015-10-06 2017-04-06 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Wankstabilisatoranordnung

Also Published As

Publication number Publication date
KR102568104B1 (ko) 2023-08-21
CN111372796B (zh) 2023-10-27
DE102017128517A1 (de) 2019-06-06
US11440372B2 (en) 2022-09-13
CN111372796A (zh) 2020-07-03
KR20200093522A (ko) 2020-08-05
US20210070128A1 (en) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008008835B4 (de) Vorrichtung zum Ermitteln eines Drehmoments
EP1424225B1 (de) Gummilager mit Sensor
EP0856720A1 (de) Lenkwinkelsensor
DE102015122179A1 (de) Drehmomentsensorvorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer solchen Drehmomentsensorvorrichtung
EP0886462A2 (de) Vorrichtung zur Aufnahme von elektrischen Bauteilen
DE102015122253A1 (de) Verfahren zur zustandsüberwachung einer elektronischen servolenkvorrichtung oder wenigstens eines bestandteils der elektronischen servolenkvorrichtung eines kraftfahrzeugs
DE102007026303B4 (de) Wählhebelmodul mit 3D-Magnetsensorelement
WO2019105509A1 (de) Wankstabilisator, kraftfahrzeug und verfahren zum betrieb eines kraftfahrzeugs
EP4242616A2 (de) Drehmomentsensorvorrichtung, flussleiteranordnung und flussleiter
DE10230347A1 (de) Vorrichtung zum Bestimmen eines Lenkwinkels
DE102011102453A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Reibkraftamplitude in einem Lenksystem
DE102010054222B4 (de) Einstellen eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs
DE102020006144A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung eines Fahrzeugniveaus
DE69212250T2 (de) Drehantrieb zur Erzeugung eines durch adaptierbare Steuerkennlinien veränderbaren Drehmoments am Steuerrad eines Steuersystems
WO2020211891A1 (de) Handkraftaktuator mit einem sensorsystem zur drehmomentdetektion
DE102020206359A1 (de) Handradaktuatoranordnung
DE102015006219B4 (de) Winkelerfassungsvorrichtung und Servo-Vorrichtung, die diese Winkelerfassungsvorrichtung verwendet
DE102017217084B4 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines Lenksystems mit einer elektrischen Lenkunterstützung
DE102017118790B4 (de) Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug
DE102013000145A1 (de) Lenksystem für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug mit einem derartigen Lenksystem
DE102021201229A1 (de) Feedback-Aktuator und Steer-by-wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug
WO2018095899A1 (de) Messvorrichtung zur messung eines knickwinkels und fahrzeugkombination
DE102020116165A1 (de) Motorsteuervorrichtung mit verbesserter Drehwinkelgenauigkeit
EP2928751B1 (de) Verfahren zum erkennen eines schwingens in einem schienenfahrzeug
DE102022210847A1 (de) Steer-by-Wire-Lenkung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Bereitstellen einer haptischen Rückmeldung an der Lenkhandhabe einer solchen Steer-by-Wire-Lenkung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18821685

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18821685

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1