DE102016211455A1

DE102016211455A1 - Verfahren zur Bestimmung einer Straßengüte mit einem Wankstabilisator

Info

Publication number: DE102016211455A1
Application number: DE102016211455.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Loos; Markus Bäuml
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2017-12-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Straßengüte mit einem elektromechanischen Wankstabilisator (1), wobei mittels des elektromechanischen Wankstabilisators (1) ein Drehmoment zur Wankstabilisierung eines Fahrzeugs (6) erzeugt wird, wobei das Drehmoment zur Wankstabilisierung des Fahrzeugs mittels eines Drehmomentsensors (2) des elektromechanischen Wankstabilisator (1) erfasst wird, um durch Anwendung eines Algorithmus die Straßengüte zu beurteilen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Straßengüte mit einem elektromechanischen Wankstabilisator.
In der Regel weist jede Achse eines Kraftfahrzeugs einen Wankstabilisator auf, der nach dem Torsionsstabprinzip arbeitet. Der Wankstabilisator ist im Wesentlichen parallel zur Radachse angeordnet und an beiden Enden mit einer jeweiligen Radaufhängung verbunden. Dabei dient der Wankstabilisator zur Stabilisierung des Karosserieaufbaus gegenüber unerwünschten Wankbewegungen um die Längsachse des Kraftfahrzeugs. Solche Wankbewegungen treten beispielsweise bei Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs auf. Die Wankbewegung des Kraftfahrzeugs wird durch den Wankstabilisator beeinflusst, indem die Einfederbewegung der linken und rechten Radaufhängung einer Achse mithilfe des Wankstabilisators miteinander gekoppelt wird.
Aus der DE 10 2013 205 903 A1 geht ein Wankstabilisator für ein Fahrzeug hervor. Der Wankstabilisator umfasst einen Aktuator zur Erzeugung eines Torsionsmoments um eine Torsionsachse.
Ferner geht aus der DE 100 12 131 A1 ein System zur Regelung eines Fahrwerks eines Fahrzeugs hervor. Das System weist erste Mittel zur Erfassung von Signalen, die Fahrbahnunebenheiten in Fahrtrichtung des Fahrzeugs kennzeichnen, zweite Mittel zur Erfassung von einem Ist-Zustand von Fahrwerkkenngrößen angebenden Signalen, dritte Mittel zur Erfassung von Fahr- und Betriebszustände angebenden Signalen und vierte Mittel, die aus den von den ersten bis dritten Mitteln gewonnenen Signalen eine Stellgröße zur Beaufschlagung von Fahrwerkstellgliedern so gewinnen, dass durch die Fahrbahnunebenheiten verursachte Störungen des Fahrzeugaufbaus kompensiert werden. Die zweiten Mittel erfassen den Ist-Zustand von Größen eines Wankstabilisierungssystems des Fahrzeugs. Die vierten Mittel gewinnen mittels eines ersten Algorithmus erste Stellgrößen für einen entsprechenden Momentenaufbau/-abbau im Wankstabilisierungssystem an der vorderen Achse. Ferner gewinnen die vierten Mittel in Abhängigkeit der ersten Stellgrößen und der aus den von den zweiten und den dritten Mitteln erfassten Größen mittels eines zweiten Algorithmus zweite Stellgrößen für das Ausregeln der Fahrbahnunregelmäßigkeiten durch das Wankstabilisierungssystem an den in Fahrtrichtung hinteren Rädern. Bei einem elektromechanischen Wankstabilisierungssystem wird das Winkelsignal von einem Winkelsensor am Getriebeausgang des vorderen Wankstabilisators oder einem elektronisch kommutierten Elektromotor desselben an den in Fahrtrichtung vorderen Rädern erzeugt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Bestimmung einer Straßengüte mit einem elektromechanischen Wankstabilisator zu entwickeln.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung einer Straßengüte mit einem elektromechanischen Wankstabilisator wird mittels des elektromechanischen Wankstabilisators ein Drehmoment zur Wankstabilisierung eines Fahrzeugs erzeugt, wobei das Drehmoment zur Wankstabilisierung des Fahrzeugs mittels eines Drehmomentsensors des elektromechanischen Wankstabilisator erfasst wird, um durch Anwendung eines Algorithmus die Straßengüte zu beurteilen.
Unter dem Begriff „Straßengüte“ ist die Qualität einer Straße zu verstehen, die insbesondere von der Art und Anzahl der Unebenheiten abhängig ist. Bei diesen Unebenheiten kann es sich beispielsweise um Schlaglöcher, Schotter oder Kopfsteinpflaster handeln. Unebenheiten führen zu einer Einfederung einzelner Räder des Fahrzeugs und beeinflussen so den Fahrkomfort für die Insassen im Fahrzeug. Unebenheiten, die zu einer unterschiedlichen Einfederung zwischen einem linken und rechten Rad einer jeweiligen Fahrzeugachse führen, resultieren in einem Störsignal des elektromechanischen Wankstabilisators. Daher erzeugt der elektromechanische Wankstabilisators ein Drehmoment zur Wankstabilisierung des Fahrzeugs. Das Drehmoment des elektromechanischen Wankstabilisators wird in einem Aktuator des elektromechanischen Wankstabilisators, umfassend einen Elektromotor, eine Steuerungsvorrichtung (ECU) und ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe, erzeugt. Dieses Drehmoment wird über den im elektromechanischen Wankstabilisator integrierten Drehmomentsensor erfasst und in dem Algorithmus verwendet, um die Straßengüte zu beurteilen. Vorzugsweise erfolgt eine Filterung des Störsignals mit einem geeigneten Filter, um Effekte, die nicht durch Straßenunebenheiten induziert werden, wie beispielsweise ein Rauschen des Drehmomentsensors, zu entfernen und dadurch eine Verfälschung der Ergebnisse zu verhindern. Somit lässt sich über das Störsignal des Wankstabilisators, induziert durch Straßenanregungen über die Räder der jeweiligen Achse, eine Bewertung der Straßengüte vornehmen.
Vorzugsweise wird eine Differenz zwischen einem voreingestellten Soll-Drehmoment und dem Drehmoment, das zur Wankstabilisierung des Fahrzeugs erzeugt wird, zur Bestimmung der Straßengüte verwendet. Mit anderen Worten ist das voreingestellte Soll-Drehmoment ein fahrzeugspezifischer Wert, der als Referenzwert dient. Die Differenz zwischen dem voreingestellten Soll-Drehmoment und dem Drehmoment, das zur Wankstabilisierung des Fahrzeugs erzeugt wird, ermöglicht die Bewertung der Straßengüte.
Bevorzugt wird zusätzlich zum Drehmomentsensor ein Rotorlagesensor des elektromechanischen Wankstabilisators zur Bestimmung der Straßengüte verwendet. Der Rotorlagesensor ist ein Winkelsensor am Elektromotor, der zur Erfassung der Lage des Rotors sowie zur Erfassung von Winkeländerungen des Rotors vorgesehen ist. Eine Winkeländerung des Rotors, die aufgrund der Einfederung zwischen einem linken und rechten Rad erzeugt wird, kann durch einen Drehmomentaufbau am elektromechanischen Wankstabilisator kompensiert werden.
Ferner bevorzugt wird die mittels des elektromechanischen Wankstabilisators ermittelte Straßengüte an ein Navigationsgerät und/oder an ein weiteres Fahrzeug übermittelt. Mithin kann die ermittelte Straßengüte dem Navigationsgerät des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden, wodurch das Kartenmaterial des Navigationsgeräts durch diese Information erweitert werden kann, um für einen gefahrenen Straßenabschnitt die Informationen hinsichtlich der Straßengüte zu hinterlegen. Ferner können Information über eine etwaige potentiell gefährliche Fahrbahnbeschaffenheit, wie beispielsweise Schlaglöcher, nachfolgenden Fahrzeugen mittels Car-to-Car-Kommunikation mitgeteilt und diese somit gewarnt werden. Unter dem Begriff „Car-to-Car-Kommunikation“ ist der Austausch von Informationen und Daten zwischen Fahrzeugen zu verstehen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der drei Figuren, in welcher gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Hierbei zeigt
1 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines elektromechanischen Wankstabilisators,
2 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines weiteren elektromechanischen Wankstabilisators, und
3 ein vereinfachtes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung einer Straßengüte mittels eines elektromechanischen Wankstabilisators.
Gemäß den 1 und 2 weist ein elektromechanischer Wankstabilisator 1 für ein – hier nicht dargestelltes – Fahrzeug einen Aktuator 7, umfassend einen Elektromotor 8, eine Steuerungsvorrichtung 9 und ein Getriebe 10, auf. Ferner weist der elektromechanische Wankstabilisator 1 einen Drehmomentsensor 2 zur Messung eines Drehmoments am elektromechanischen Wankstabilisator 1 und einen Rotorlagesensor 3 zur Messung einer Winkeländerung eines – hier nicht dargestellten – Rotors des Elektromotors 8 auf. Des Weiteren ist der elektromechanische Wankstabilisator 1 mit einer jeweiligen Drehstabfeder 11a, 11b verbunden, wobei die jeweilige Drehstabfeder 11a, 11b mit einem jeweiligen – hier nicht dargestellten – Rad einer Fahrzeugachse verbunden ist, um die beiden Drehstabfedern 11a, 11b relativ zueinander mit einem Drehmoment zur Wankstabilisierung des Fahrzeugs zu beaufschlagen.
Nach 1 ist die Steuerungsvorrichtung 9 des elektromechanischen Wankstabilisators 1 außerhalb eines Gehäuses 6 des elektromechanischen Wankstabilisators 1 angeordnet. Gemäß 2 ist die Steuerungsvorrichtung 9 des elektromechanischen Wankstabilisators 1 im Gehäuse 6 des elektromechanischen Wankstabilisators 1 angeordnet.
In 3 ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Straßengüte mittels des elektromechanischen Wankstabilisators 1 gemäß 1 oder 2 dargestellt.
Mittels des elektromechanischen Wankstabilisators 1 wird ein Drehmoment zur Wankstabilisierung des Fahrzeugs erzeugt, wobei das Drehmoment zur Wankstabilisierung des Fahrzeugs mittels des Drehmomentsensors 2 des elektromechanischen Wankstabilisator 1 erfasst wird, um durch Anwendung eines Algorithmus die Straßengüte zu beurteilen. Insbesondere wird eine Differenz zwischen einem voreingestellten Soll-Drehmoment und dem Drehmoment, das zur Wankstabilisierung des Fahrzeugs erzeugt wird, zur Bestimmung der Straßengüte verwendet. Die mittels des elektromechanischen Wankstabilisators 1 ermittelte Straßengüte wird an ein Navigationsgerät 4 des Fahrzeugs übermittelt und zu einem Kartenmaterial des Navigationsgeräts 4 hinzugefügt sowie an weitere Fahrzeuge 5 übermittelt.
Bezugszeichenliste

1: elektromechanischer Wankstabilisator
2: Drehmomentsensor
3: Rotorlagesensor
4: Navigationsgerät
5: Fahrzeug
6: Gehäuse
7: Aktuator
8: Elektromotor
9: Steuervorrichtung
10: Getriebe
11a, 11b: Drehstabfeder

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

DE 102013205903 A1 [0003]
DE 10012131 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Straßengüte mit einem elektromechanischen Wankstabilisator (1), wobei mittels des elektromechanischen Wankstabilisators (1) ein Drehmoment zur Wankstabilisierung eines Fahrzeugs (6) erzeugt wird, wobei das Drehmoment zur Wankstabilisierung des Fahrzeugs mittels eines Drehmomentsensors (2) des elektromechanischen Wankstabilisator (1) erfasst wird, um durch Anwendung eines Algorithmus die Straßengüte zu beurteilen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen einem voreingestellten Soll-Drehmoment und dem Drehmoment, das zur Wankstabilisierung des Fahrzeugs erzeugt wird, zur Bestimmung der Straßengüte verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Drehmomentsensor (2) ein Rotorlagesensor (3) des elektromechanischen Wankstabilisators (1) zur Bestimmung der Straßengüte verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des elektromechanischen Wankstabilisators (1) ermittelte Straßengüte an ein Navigationsgerät (4) und/oder an ein weiteres Fahrzeug (5) übermittelt wird.