DE102019213273B4 - System for roll stabilization of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen verstellbaren Wankstabilisator (1) mit einem Aktuator (2), der mit zwei Stabilisatorabschnitten (6a, 6b) antriebsverbunden ist und der betreibbar ist, diese um eine Rotationsachse (3) gegeneinander zu verdrehen, wobei die Stabilisatorabschnitte (6a, 6b) radial von der Rotationsachse (3) entfernt jeweils mit einer Radaufhängung (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) gekoppelt sind, so dass durch Ansteuerung des Aktuators (2) ein Wankverhalten des Kraftfahrzeugs beeinflussbar ist, gekennzeichnet durch eine Schutzeinrichtung, die betreibbar ist, anhand der Auswertung erfasster Höhenstandssignale (z7a, z7b) der Räder (7a, 7b) einen sich ankündigenden kritischen Betriebszustand des Aktuators (2) zu erkennen, wobei es sich bei dem kritischen Betriebszustand um einen Betrieb des Aktuators (2) mit übermäßig hoher Drehzahl handelt.System for the roll stabilization of a motor vehicle, having an adjustable roll stabilizer (1) with an actuator (2) which is drive-connected to two stabilizer sections (6a, 6b) and which can be operated to rotate them in relation to one another about an axis of rotation (3), the stabilizer sections (6a, 6b) radially away from the axis of rotation (3) are each coupled to a wheel suspension (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b), so that the rolling behavior of the motor vehicle can be influenced by controlling the actuator (2). by a protective device that can be operated, based on the evaluation of recorded level signals (z7a, z7b) of the wheels (7a, 7b), to detect an impending critical operating state of the actuator (2), the critical operating state being an operation of the actuator (2) operates at excessively high speed.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Schutz eines Aktuators eines verstellbaren Wankstabilisators nach Anspruch 11.The invention relates to a system for the roll stabilization of a motor vehicle according to the features of claim 1 and a method for protecting an actuator of an adjustable roll stabilizer according to claim 11.

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.It is known from motor vehicle technology, in particular chassis technology, to influence the roll or roll behavior of motor vehicles by means of so-called roll stabilizers. The basic structure is an essentially C-shaped torsion bar, which is mounted in the central area so that it can rotate relative to the vehicle body and whose outer, opposite ends are each coupled to a wheel suspension by means of coupling elements, so-called pendulum supports. With this construction, the roll stabilizer ensures that the body of the vehicle not only deflects on the outside of the curve when cornering (caused by the centrifugal force), but also that the wheel on the inside of the curve is lowered slightly. Roll stabilizers improve the vehicle's directional stability and reduce the lateral inclination of the vehicle body (roll), making cornering safer and more comfortable.

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.In order to further increase vehicle stability and driving comfort, it is known to make roll stabilizers of this type adjustable. In this case, the roll stabilizer includes an actuator and is divided into two stabilizer sections that can be rotated relative to one another about a rotational axis with the aid of the actuator. By twisting the stabilizer sections relative to each other, a rolling movement of the vehicle body is generated in a targeted manner or a rolling movement of the vehicle body caused by external influences is counteracted in a targeted manner. Adjustable roll stabilizers are known from the prior art, the actuator of which has an electric motor which is drive-connected to a mechanical gear, in particular in the form of a multi-stage planetary gear, in order to achieve suitable speeds or torques. In this context, an example is DE 10 2016 219 399 A1 referred.

Bei einem System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen verstellbaren Wankstabilisator mit einem Aktuator, der mit zwei Stabilisatorabschnitten antriebsverbunden ist und der betreibbar ist, diese um eine Rotationsachse gegeneinander zu verdrehen, wobei die Stabilisatorabschnitte radial von der Rotationsachse entfernt mit jeweils einer Radaufhängung gekoppelt sind, so dass durch Ansteuerung des Aktuators ein Wankverhalten des Kraftfahrzeugs beeinflussbar ist, können unter bestimmten Betriebsbedingungen kritische Betriebszustände für den Aktuator auftreten. Insbesondere wenn ein mit einem verstellbaren Wankstabilisator ausgestattetes Kraftfahrzeug über eine sogenannte „Schlechtwegstrecke“ fährt, das heißt einen Streckenabschnitt mit zahlreichen Fahrbahnunebenheiten, kann es zu einer äußeren Bewegungsanregung des verstellbaren Wankstabilisators kommen, die im ungünstigen Fall den verstellbaren Wankstabilisator beispielsweise im Bereich von dessen Eigenfrequenz anregt. In diesem Fall kommt es also dazu, dass die im Fahrbetrieb auf unebener Fahrbahn verursachten Höhenbewegungen der Räder, die mit dem verstellbaren Wankstabilisator gekoppelt sind, bedingt durch die mechanische Antriebsverbindung auf den Aktuator rückwirken. Wegen der innerhalb des Aktuators stattfindenden mechanischen Drehzahlübersetzung durch das regelmäßig vorhandene mehrstufige Planetengetriebe kann es in diesen Situationen dazu kommen, dass der im Aktuator befindliche Elektromotor auf eine sehr hohe Drehzahl beschleunigt wird, beziehungsweise diesem eine übermäßig hohe Drehzahl auferzwungen wird.In a system for roll stabilization of a motor vehicle, having an adjustable roll stabilizer with an actuator which is drive-connected to two stabilizer sections and which can be operated to rotate them about an axis of rotation in relation to one another, the stabilizer sections being coupled radially away from the axis of rotation with a wheel suspension in each case, so that a rolling behavior of the motor vehicle can be influenced by controlling the actuator, critical operating states for the actuator can occur under certain operating conditions. In particular, when a motor vehicle equipped with an adjustable roll stabilizer drives over what is known as a "rough road", i.e. a stretch of road with numerous bumps in the road, the adjustable roll stabilizer can be stimulated to move externally, which in the worst case scenario stimulates the adjustable roll stabilizer, for example in the range of its natural frequency . In this case, the height movements of the wheels, which are coupled to the adjustable roll stabilizer and which are caused when driving on an uneven road surface, have a retroactive effect on the actuator due to the mechanical drive connection. Because of the mechanical speed transmission that takes place within the actuator through the multi-stage planetary gear that is usually present, it can happen in these situations that the electric motor in the actuator is accelerated to a very high speed, or that an excessively high speed is imposed on it.

Eine solche Betriebssituation ist in verschiedener Hinsicht nachteilig. Zunächst können sehr hohe, insbesondere unzulässig hohe Motordrehzahlen zu einem Systemausfall führen, wenn sich beispielsweise bedingt durch die hohe Drehzahl eine Motorposition nicht mehr eindeutig erfassen lässt. Dies kann aufgrund des Überschreitens einer Abtastfrequenz am Motor-Lage-Sensor der Fall sein. Daneben kann bei zu hoher Drehzahl eine mechanische Beschädigung des Elektromotors auftreten. In jedem Fall nimmt mit zunehmend hoher Motordrehzahl - bedingt durch die Drehzahl- bzw. Drehmomentcharakteristik eines Elektromotors - ein mit dem Elektromotor erzeugbares Bremsmoment ab, so dass bei einer bereits vorliegenden hohen Motordrehzahl kein ausreichendes Bremsmoment mehr erzeugt werden kann, wodurch wiederum ein weiteres Ansteigen der Drehzahl nicht mehr verhindert werden kann.Such an operating situation is disadvantageous in various respects. First of all, very high engine speeds, in particular impermissibly high engine speeds, can lead to a system failure if, for example, a motor position can no longer be clearly detected due to the high speed. This may be due to the engine position sensor exceeding a sampling rate. In addition, mechanical damage to the electric motor can occur if the speed is too high. In any case, as the engine speed increases - due to the speed or torque characteristics of an electric motor - a braking torque that can be generated with the electric motor decreases, so that at an already high engine speed it is no longer possible to generate sufficient braking torque, which in turn leads to a further increase in the speed can no longer be prevented.

Aus DE 10 2013 205 370 A1 ist ein System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt.the end DE 10 2013 205 370 A1 a system for roll stabilization of a motor vehicle according to the features of the preamble of patent claim 1 is known.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit welchem sich ein kritischer Betriebszustand des Aktuators, insbesondere ein Betrieb mit übermäßig hoher Drehzahl zumindest frühzeitig erkennen lässt. Daneben soll ein Verfahren zum Schutz eines Aktuators eines verstellbaren Wankstabilisators angegeben werden.It is an object of the present invention to specify a system for roll stabilization of a motor vehicle of the type described above, with which a critical operating state of the actuator, in particular operation at an excessively high speed, can be detected at least early on. In addition, a method for protecting an actuator of an adjustable roll stabilizer is to be specified.

Die zuvor beschriebene Aufgabe wird zunächst gelöst durch ein System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1. Diese weist einen verstellbaren Wankstabilisator mit einem Aktuator auf, der mit zwei Stabilisatorabschnitten antriebsverbunden ist und der betreibbar ist, diese um eine Rotationsachse gegeneinander zu verdrehen, wobei die Stabilisatorabschnitte radial von der Rotationsachse entfernt jeweils mit einer Radaufhängung gekoppelt sind, so dass durch Ansteuerung des Aktuators ein Wankverhalten des Kraftfahrzeugs beeinflussbar ist. Gemäß den weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen zeichnet sich das System zur Wankstabilisierung durch eine Schutzeinrichtung aus, die betreibbar ist, anhand der Auswertung erfasster Höhenstandssignale der Räder einen sich ankündigenden kritischen Betriebszustand des Aktuators zu erkennen, wobei es sich bei dem kritischen Betriebszustand um einen Betrieb des Aktuators mit übermäßig hoher Drehzahl handelt.The object described above is initially achieved by a system for roll stabilization of a motor vehicle according to claim 1. This has an adjustable roll stabilizer with an actuator which is drive-connected to two stabilizer sections and which can be operated to rotate them in relation to one another about an axis of rotation, the stabilizer sections radially removed from the axis of rotation are each coupled to a wheel suspension, so that a rolling behavior of the motor vehicle can be influenced by controlling the actuator. According to the further features of the invention, the system for roll stabilization is characterized by a protective device that can be operated to detect an impending critical operating state of the actuator based on the evaluation of detected height signals of the wheels, the critical operating state being an operation of the actuator with excessively high speed.

Erfindungsgemäß wurde demnach zunächst erkannt, dass es beim Betrieb eines verstellbaren Wankstabilisators an einem Kraftfahrzeug in bestimmten Betriebssituationen, insbesondere beim Befahren von Schlechtwegstrecken zu äußeren Anregungen des verstellbaren Wankstabilisators kommen kann, die rückwirken auf den Aktuator des verstellbaren Wankstabilisators - und somit auch auf den über den Antriebsstrang mechanisch gekoppelten Elektromotor des Aktuators. Weiter wurde erkannt, dass ein Bedarf besteht, derartige Betriebssituationen möglichst frühzeitig, idealerweise vor Eintreten des kritischen Betriebszustands zu erkennen. Erfindungsgemäß wurde dafür eine in konstruktiver Hinsicht verhältnismäßig einfach umzusetzende Idee entwickelt, nämlich anhand einer Auswertung der erfassten Höhenstandssignale der Räder auf einen sich ankündigenden kritischen Betriebszustand des Aktuators zu schließen.According to the invention, it was therefore first recognized that when operating an adjustable roll stabilizer on a motor vehicle in certain operating situations, in particular when driving on rough roads, external excitations of the adjustable roll stabilizer can occur, which react on the actuator of the adjustable roll stabilizer - and thus also on the Drive train mechanically coupled electric motor of the actuator. It was also recognized that there is a need to identify such operating situations as early as possible, ideally before the critical operating state occurs. According to the invention, an idea that is relatively easy to implement in terms of design was developed for this purpose, namely to conclude on an impending critical operating state of the actuator on the basis of an evaluation of the detected level signals of the wheels.

Die Höhenstandssignale der Räder lassen sich auf verhältnismäßig einfache Weise über entsprechende Höhenstandssensoren erzeugen, welche bei bekannten Systemen zur Wankstabilisierung bzw. allgemein im Fahrwerk von Kraftfahrzeugen regelmäßig bereits vorhanden sind. Im Rahmen der Erfindung wurde eine Möglichkeit erkannt, anhand der erfassten Höhenstandssignale der Räder vorzeitig eine Situation zu erkennen, die das Potential hat, eine kritisch hohe Motordrehzahl am Elektromotor des Aktuators auszulösen. Eine vorzeitige Erkennung anhand geeigneter Kriterien, insbesondere basierend auf einer Auswertung der Höhenstandssignale der Räder, meint in diesem Zusammenhang eine Erkennung bereits vor Erreichen des kritischen Betriebszustands. Die Vorzeitigkeit („sich ankündigender kritischer Betriebszustand“) der Erkennung schafft eine Grundlage bzw. ermöglicht es vorteilhaft, eine vorbeugende Maßnahme einzuleiten, die idealerweise darauf abzielen kann, das Eintreten des kritischen Betriebszustands sogar noch zu vermeiden.The ride height signals of the wheels can be generated in a relatively simple manner via appropriate ride height sensors, which are regularly already present in known systems for roll stabilization or generally in the chassis of motor vehicles. Within the scope of the invention, a possibility was recognized of using the recorded level signals of the wheels to recognize a situation early on that has the potential to trigger a critically high engine speed on the electric motor of the actuator. In this context, early detection using suitable criteria, in particular based on an evaluation of the ride height signals of the wheels, means detection before the critical operating state is reached. The premature nature of the detection (“announcing a critical operating state”) creates a basis or advantageously makes it possible to initiate a preventive measure which ideally can aim to even avoid the occurrence of the critical operating state.

Erfindungsgemäß nutzt die Schutzeinrichtung die Höhenstandssignale der Räder und wertet diese aus. Es hat sich gezeigt, dass sich aus den Höhenständen beider mit einem verstellbaren Wankstabilisator gekoppelter Räder bereits ein sich ankündigender kritischer Betriebszustand des Aktuators erkennen lässt. Die Höhenstände der Räder werden somit zu einer Früherkennung genutzt. Die eingangs genannte Aufgabe wird damit gelöst.According to the invention, the protective device uses the ride height signals from the wheels and evaluates them. It has been shown that an impending critical operating state of the actuator can already be recognized from the height levels of both wheels coupled to an adjustable roll stabilizer. The wheel heights are thus used for early detection. The task mentioned at the outset is thus achieved.

Grundsätzlich können verschiedene Betriebssituationen eines verstellbaren Wankstabilisators als kritisch angesehen werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem kritischen Betriebszustand um einen Betrieb des Aktuators mit übermäßig hoher Drehzahl. Im Antriebsstrang des Aktuators befindet sich üblicherweise ein Elektromotor, welcher über ein mehrstufiges Planetengetriebe mit einer Abtriebswelle des Aktuators gekoppelt ist. Demzufolge korrespondiert eine übermäßig hohe Drehzahl des Aktuators mit einer am Elektromotor anfallenden unzulässig hohen Drehzahl. Da eine unzulässig hohe Drehzahl für einen Elektromotor die Gefahr einer mechanischen Beschädigung birgt und/oder aufgrund einer hohen Drehzahl unter Umständen eine eindeutige Motorpositionserfassung nicht mehr möglich ist (aufgrund der Überschreitung einer Abtastfrequenz eines zugehörigen Motor-Lage-Sensor) und/oder mit steigender Drehzahl auch ein mit dem Elektromotor erzeugbares Bremsmoment abnimmt, kann eine unzulässig hohe Drehzahl als kritischer Betriebszustand des Aktuators angesehen werden.In principle, various operating situations of an adjustable roll stabilizer can be regarded as critical. In the context of the present invention, the critical operating state is operation of the actuator at an excessively high speed. The drive train of the actuator usually contains an electric motor, which is coupled to an output shaft of the actuator via a multi-stage planetary gear. Accordingly, an excessively high speed of the actuator corresponds to an impermissibly high speed occurring at the electric motor. Since an impermissibly high speed for an electric motor harbors the risk of mechanical damage and/or due to a high speed, a clear motor position detection may no longer be possible (because a sampling frequency of an associated motor position sensor is exceeded) and/or with increasing speed If a braking torque that can be generated with the electric motor also decreases, an impermissibly high speed can be regarded as a critical operating state of the actuator.

Ein kritischer Betriebszustand, insbesondere eine übermäßig hohe Drehzahl des Aktuators, kann verschiedene Ursachen haben. Im Rahmen der Erfindung beruht ein kritischer Betriebszustand insbesondere auf einer äußeren Bewegungsanregung des verstellbaren Wankstabilisators im Betrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere aufgrund von durch die Fahrbahn verursachten Höhenbewegungen der Räder. Denn eine derartige Bewegungsanregung überträgt sich aufgrund der mechanischen Kopplung auf den Aktuator bzw. den im Antriebsstrang des Aktuators befindlichen Elektromotor.A critical operating state, in particular an excessively high speed of the actuator, can have various causes. In the context of the invention, a critical operating state is based in particular on an external movement excitation of the adjustable roll stabilizer during operation of the motor vehicle, in particular due to vertical movements of the wheels caused by the roadway. This is because such a movement excitation is transmitted to the actuator or the electric motor located in the drive train of the actuator due to the mechanical coupling.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schutzeinrichtung anhand einer Auswertung der erfassten Höhenstandssignale der Räder frühzeitig den sich ankündigenden kritischen Betriebszustand des Aktuators erkennt. Vorteilhaft ist die Schutzeinrichtung im Rahmen der Auswertung der Höhenstandssignale der Räder betreibbar, eine Radhubdifferenzgeschwindigkeit zu berechnen und mit einem vorgebbaren Schwellwert der Radhubdifferenzgeschwindigkeit zu vergleichen. Mit anderen Worten, führt die Schutzeinrichtung einen Algorithmus durch, welcher anhand der erfassten Höhenstandssignale der Räder (der mit dem verstellbaren Wankstabilisator ausgestatteten Achse) die Radhubdifferenzgeschwindigkeit berechnet und mit einem Schwellwert vergleicht. Als Radhubdifferenzgeschwindigkeit ist in diesem Zusammenhang die Geschwindigkeit zu verstehen, mit der sich eine Differenz des Höhenstandes des einen Rades gegenüber dem Höhenstand des anderen Rades (insbesondere des linken Rades gegenüber dem des rechten Rades) über die Zeit verändert. Es wird demnach die Differenz der Höhenstände der Räder nach der Zeit abgeleitet und mit dem genannten Schwellwert verglichen.According to the invention, it is provided that the protective device recognizes the impending critical operating state of the actuator at an early stage on the basis of an evaluation of the detected level signals of the wheels. Advantageously, the protective device can be operated as part of the evaluation of the level signals of the wheels, to calculate a wheel hub difference speed and with a predefinable threshold value of the wheel hub difference compare speed. In other words, the protective device runs an algorithm which calculates the wheel stroke differential speed based on the detected level signals of the wheels (of the axle equipped with the adjustable roll stabilizer) and compares it with a threshold value. In this context, wheel lift differential speed is the speed at which a difference in the height of one wheel compared to the height of the other wheel (especially the left wheel compared to the right wheel) changes over time. Accordingly, the difference in height of the wheels over time is derived and compared to the threshold value mentioned.

Zweckmäßigerweise liegt ein kritischer Betriebszustand dann vor, wenn die Radhubdifferenzgeschwindigkeit einen vorgebbaren Schwellwert der Radhubdifferenzgeschwindigkeit überschreitet. Dem liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine vorliegende, über einem Schwellwert liegende Radhubdifferenzgeschwindigkeit das Potential hat, eine hohe Drehzahl am Aktuator auszulösen, bzw. eine mit dem entsprechenden Übersetzungsverhältnis multiplizierte hohe Drehzahl am Elektromotor des Aktuators auszulösen. Eine Betrachtung der Radhubdifferenzgeschwindigkeit bzw. deren Vergleich mit einem Schwellwert bietet mit verhältnismäßig einfachen Mitteln eine Möglichkeit, einen unmittelbar bevorstehenden Drehzahlanstieg zu erkennen, insbesondere also vorherzusagen.A critical operating state is expediently present when the differential wheel stroke speed exceeds a predefinable threshold value of the differential wheel stroke speed. This is based on the finding that a wheel lift differential speed that is above a threshold value has the potential to trigger a high speed at the actuator or a high speed multiplied by the corresponding transmission ratio at the electric motor of the actuator. A consideration of the wheel hub differential speed or its comparison with a threshold value offers the possibility of recognizing an imminent increase in rotational speed with relatively simple means, ie in particular of predicting it.

Auf vorteilhafte Weise erfolgt die Erkennung eines kritischen Betriebszustands anhand bereits genannter geeigneter Kriterien somit bereits vor Erreichen des kritischen Betriebszustands, was die Einleitung einer vorbeugenden Maßnahme ermöglicht. Verschiedene Maßnahmen sind in diesem Zusammenhang denkbar, wie u. a. die Ausgabe einer Warnung (optisch und/oder akustisch).Advantageously, a critical operating state is detected based on suitable criteria already mentioned before the critical operating state is reached, which makes it possible to initiate a preventive measure. Various measures are conceivable in this context, e.g. the output of a warning (optical and/or acoustic).

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Systems zur Wankstabilisierung ist die Schutzeinrichtung betreibbar, bei Erkennung des kritischen Betriebszustands ein Abbremsen des Aktuators zu veranlassen. Mit anderen Worten, die Schutzeinrichtung veranlasst in diesem Fall, dass dem Eintreten des kritischen Betriebszustands des Aktuators entgegengewirkt wird. Idealerweise kann durch die Maßnahme gar verhindert werden, dass der kritische Betriebszustand überhaupt eintritt.According to a preferred development of the system for roll stabilization, the protective device can be operated to cause the actuator to be braked when the critical operating state is detected. In other words, in this case the protective device causes the critical operating state of the actuator to be counteracted. Ideally, the measure can even prevent the critical operating state from occurring at all.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Systems zur Wankstabilisierung wird zur Veranlassung des Abbremsens des Aktuators die Schutzeinrichtung eine maximale Motordrehzahl eines Lage-Drehzahl-Reglers reduzieren. Auf diese Weise kann der Elektromotor des Aktuators bereits frühzeitig ein Bremsmoment erzeugen, das der von außen angeregten Beschleunigung des Motors entgegenwirkt.According to an advantageous embodiment of the system for roll stabilization, the protective device will reduce a maximum engine speed of a position speed controller in order to cause the actuator to be braked. In this way, the electric motor of the actuator can generate a braking torque at an early stage, which counteracts the externally generated acceleration of the motor.

Gemäß einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung des Systems ist die Schutzeinrichtung zudem betreibbar, ein Abbremsen des Aktuators jedoch dann zu unterlassen, wenn die vorliegende Radhubdifferenzgeschwindigkeit zur Verringerung einer Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Aktuators beiträgt. Die Schutzeinrichtung nimmt somit vorteilhaft eine Fallunterscheidung vor, wonach das Abbremsen zum Überdrehzahlschutz dann unterlassen wird, wenn die vorliegende Bewegung der Stabilisatorabschnitte zueinander eine bestehende Regelabweichung reduziert. Ein Abbremsen des Aktuators wäre in diesem Fall nämlich kontraproduktiv in Bezug auf die Positionsregelung.According to a further advantageous embodiment of the system, the protective device can also be operated, but then refrain from braking the actuator if the present wheel stroke differential speed contributes to reducing a difference between the desired position and the actual position of the actuator. The protective device thus advantageously makes a case distinction, according to which braking for overspeed protection is then omitted if the existing movement of the stabilizer sections relative to one another reduces an existing control deviation. In this case, braking the actuator would be counterproductive with regard to position control.

Die eingangs genannte Aufgabe wird daneben gelöst durch ein Verfahren zum Schutz eines Aktuators eines verstellbaren Wankstabilisators mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Das Verfahren ist anwendbar an einem wie zuvor beschriebenen System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs. Erfindungsgemäß wird dabei anhand der Auswertung erfasster Höhenstandssignale der Räder ein sich ankündigender kritischer Betriebszustand des Aktuators erkannt, wobei es sich bei dem kritischen Betriebszustand um einen Betrieb des Aktuators mit übermäßig hoher Drehzahl handelt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die vorigen Ausführungen bezüglich des Systems zur Wankstabilisierung verwiesen, welche entsprechend auch auf das Verfahren zum Schutz eines Aktuators anwendbar sind.The object mentioned at the outset is also achieved by a method for protecting an actuator of an adjustable roll stabilizer with the features of claim 11. The method can be used in a system for roll stabilization of a motor vehicle as described above. According to the invention, an imminent critical operating state of the actuator is recognized on the basis of the evaluation of recorded level signals of the wheels, the critical operating state being operation of the actuator at an excessively high speed. To avoid repetition, reference is made to the previous explanations regarding the system for roll stabilization, which can also be applied correspondingly to the method for protecting an actuator.

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 einer Regelstrategie eines verstellbaren Wankstabilisators.
The invention is explained in more detail below with reference to a drawing. This also results in further advantageous refinements of the invention. In the drawing shows:
  • 1 an adjustable roll stabilizer for a motor vehicle in a schematic view,
  • 2 a graphical representation of a control strategy of an adjustable roll stabilizer.

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.To illustrate the field of application of the invention shows 1 first an adjustable roll stabilizer 1 in a schematic view. The adjustable roll stabilizer 1 is part of a chassis, not shown in full, of a motor vehicle (not shown). Only a vehicle body 10 of the motor vehicle is indicated by reference symbols. The roll stabilizer 1 is also part of an axle of the motor vehicle, for example the front axle and/or rear axle of the motor vehicle can be equipped with the adjustable roll stabilizer 1 .

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.how 1 shows, a left wheel 7a and a right wheel 7b, which is arranged on the opposite side of the vehicle, are each connected to the vehicle body 10 via a link arrangement 8a or 8b, which is not to be explained in any more detail. Wheel 7a and link arrangement 8a or wheel 7b and link arrangement 8b thus each form a unit and are each coupled to one end of an associated stabilizer section 7a or 7b of the adjustable roll stabilizer 1 via a pendulum support 9a or 9b. The left-hand stabilizer section 6a and the right-hand stabilizer section 6b are connected to one another in the center of the vehicle via an actuator 2, which is shown as a substantially cylindrical body.

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.In a manner known per se, the adjustable roll stabilizer 1 is mounted such that it can rotate about an axis of rotation 3 with respect to the vehicle body 10; 1 enclose a region of the respective stabilizer section 6a or 6b facing the actuator 2--shown in simplified form--in a U-shape.

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.The actuator 2 shown here as a cylindrical body essentially comprises a housing (not specified) that is essentially rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation 3, in which an electric motor 4 and a multi-stage planetary gear 9 and a speed sensor 13 (each only indicated by reference numbers) are arranged are. The stabilizer sections 6a and 6b are drive-connected to one another via the electric motor 4 and the multi-stage planetary gear 5 . When the actuator 2 is stationary, the two stabilizer sections 6a, 6b are rigidly connected to one another via the stationary electric motor 4 and the multi-stage planetary gear 5 drive-connected thereto. However, due to the operation of the electric motor 4, the stabilizer sections 6a, 6b can be rotated relative to one another about the axis of rotation 3, depending on the direction of rotation of the electric motor 4. The multi-stage planetary gear 5 specifies a fixed speed ratio between the drive (electric motor 4) and the output (right-hand stabilizer section 6b coupled to the gear output). The adjustable roll stabilizer 1 can thus be adjusted in a way that is known per se.

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.Depending on the operating state of the adjustable roll stabilizer 1 or the vehicle equipped with it, torsion of the stabilizer sections 6a, 6b coupled to one another via the actuator 2 can occur, depending on which a moment Msystem acting about the axis of rotation 3 develops. This moment Msystem is present at the actuator 2 in the form of a system moment.

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.With the help of the roll stabilizer 1, a roll moment M Wank can be supported, which acts between the vehicle body 10 and the wheels 7a, 7b. The roll moment M Wank that can be supported can be influenced by adjusting the roll stabilizer 1 . For needs-based control of the roll stabilizer 1, the left wheel 7a and the right wheel 7b are each assigned a ride height sensor 12a or 12b, which enable wheel lifting movements of the respective wheel to be detected and in the form of a ride height for the left wheel z7a or ride height for the output right wheel z7b. In addition, the rotation of the electric motor 4 can be detected via the rotation speed sensor 13 and is output in the form of a rotation speed signal as the motor rotation speed n.

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 angreift. Über das kinematische Zusammenwirken des verstellbaren Wankstabilisators 1, der Radaufhängungen 7a, 7b, 8a, 8b, 9a 9b und der Anbindungen 11a, 11b an den Fahrzeugaufbau 10 stützt der verstellbare Wankstabilisator 1 damit - auf Fahrzeugebene - ein achsbezogenes Wankmoment MWank ab (s. 1, um die Fahrzeuglängsrichtung verlaufend).The regulation of the 1 The adjustable roll stabilizer 1 shown schematically is based on the 2 illustrated control strategy explained in more detail below. Accordingly, a so-called system setpoint torque is included as an input variable in the regulation of the adjustable roll stabilizer 1 . This is a variable specified by the vehicle, which corresponds to the moment Msystem acting around the axis of rotation 3 (cf. 1 ) corresponds, which is to be supported by the adjustable roll stabilizer 1 at the level of the actuator, which means that the actuator 2 - comprising electric motor 4 and gear 5 - with a direction of rotation about the axis of rotation 3 attacks. Via the kinematic interaction of the adjustable roll stabilizer 1, the wheel suspensions 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b and the connections 11a, 11b to the vehicle body 10, the adjustable roll stabilizer 1 thus supports - at vehicle level - an axis-related roll moment M Wank (see Fig. 1 , running around the longitudinal direction of the vehicle).

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).The system target torque is converted via a known system stiffness into a torsion angle for the torque requirement, with the known system stiffness being composed of individual stiffnesses, in particular the stiffness of the stabilizer itself (stabilizer sections, gears, housing, if necessary decoupling elements, pendulum support, stabilizer bearing and the like).

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.At the same time, a variable for compensating for disturbances is included in the regulation of the adjustable roll stabilizer. For this purpose, wheel movement data, recorded by level sensors assigned to the wheels, in the form of level signals (wheel-specific) as well as a characteristic value table for a decoupling angle (with previously determined vehicle-specific data) are used to determine a so-called "zero moment angle", i.e. the angle that corresponds to the outer torsion angle of the adjustable roll stabilizer, ver caused, for example, by an uneven road, and which would make the actuator of the adjustable roll stabilizer torque-free. The two angles determined in this way, namely the angle of rotation for the torque requirement and the zero torque angle, are then added to form a setpoint angle.

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.The setpoint angle is then fed to a cascaded position/speed controller. This includes a position controller, which determines a setpoint speed from the incoming setpoint angle - also taking into account a feedback signal from the motor - which in turn is used in a speed controller. On the basis of the setpoint speed and feedback from the electric motor (speed), the speed controller determines a motor setpoint torque for controlling the electric motor. The desired engine torque is in turn supplied to a field-oriented control system, which controls the electric motor 4 of the actuator 2--again taking into account feedback signals from the electric motor. An engine output torque generated by the electric motor 4 is converted - now mechanically - via a gear 5 (multi-stage planetary gear) to a system torque that is transmitted between the stabilizer sections (cf. 1 Reference numerals 6a and 6b) acts.

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 System-Sollmoment über die System-Steifigkeit in einen Sollwinkel umgerechnet, aus dem mittels eines Lage-Drehzahl-Reglers ein Motor-Sollmoment ermittelt wird, wobei der Motor mit entsprechenden Motorströmen beaufschlagt wird.This in 2 The control scheme shown is advantageously used on a system as shown in 1 illustrated adjustable roll stabilizer 1. In the control principle described there, an incoming system setpoint torque is converted via the system stiffness into a setpoint angle, from which a motor setpoint torque is determined by means of a position speed controller, with the motor being subjected to corresponding motor currents .

Im Betrieb des anhand von 1 beschriebenen verstellbaren Wankstabilisators an einem Kraftfahrzeug, insbesondere unter Anwendung des anhand von 2 erläuterten Regelungsschemas, kann es beim Befahren von sogenannten „Schlechtwegstrecken“ dazu kommen, dass der verstellbare Wankstabilisator 1 bedingt durch Fahrbahnunebenheiten und dadurch bedingtes Ein- bzw. Ausfedern der Räder 7a, 7b im Bereich seiner Eigenfrequenz angeregt wird. Eine derartige Anregung des verstellbaren Wankstabilisators 1 von außen führt aufgrund der mechanischen Kopplung der Stabilisatorabschnitte 6a, 6b mit dem Aktuator 2, bzw. über das Getriebe 5 mit dem Motor 4 zu einer Beschleunigung des Motors 4 auf hohe, ggf. zu hohe Drehzahlen.In operation of the basis of 1 described adjustable roll stabilizer on a motor vehicle, in particular using the basis of 2 explained control schemes, it can happen when driving on so-called “bad roads” that the adjustable roll stabilizer 1 is excited in the range of its natural frequency due to bumps in the road and the resulting compression or rebound of the wheels 7a, 7b. Such an excitation of the adjustable roll stabilizer 1 from the outside, due to the mechanical coupling of the stabilizer sections 6a, 6b to the actuator 2, or via the transmission 5 to the engine 4, leads to an acceleration of the engine 4 to high, possibly too high, speeds.

Im Überdrehzahlfall verliert der Elektromotor 4 nicht nur ein aufbringbares Antriebsmoment (in dieser Situation nicht erforderlich), sondern daneben ein in dieser Situation wünschenswertes Bremsmoment. Daneben kommt es bei Überschreitung sehr hoher Drehzahlen, beispielsweise bei über etwa 25.000 Umdrehungen/Minute, zu einem Verlust des Positionssignals des Elektromotors 4, weil eine Abtastfrequenz für die Erkennung der Motorposition überschritten ist. Als Folge ist die Stellposition des Motors 4 nicht mehr bekannt. Daneben können mechanische Beschädigungen am Motor 4 auftreten.In the case of overspeed, the electric motor 4 not only loses a drive torque that can be applied (not necessary in this situation), but also a braking torque that is desirable in this situation. In addition, when very high speeds are exceeded, for example more than approximately 25,000 revolutions/minute, the position signal of the electric motor 4 is lost because a sampling frequency for detecting the motor position is exceeded. As a result, the setting position of the motor 4 is no longer known. In addition, mechanical damage to the motor 4 can occur.

Im Rahmen der Erfindung zeichnet sich ein System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs daher aus durch eine Schutzeinrichtung, die betreibbar ist, anhand der Auswertung erfasster Höhenstandssignale der z7a, z7b der Räder 7a, 7b frühzeitig einen sich ankündigenden kritischen Betriebszustand des Aktuators zu erkennen. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen Betriebszustand, bei welchem der Aktuator 2 bzw. ein in dessen Antriebsstrang befindlicher Elektromotor 4 mit einer übermäßig hohen Drehzahl betrieben wird. Die Schutzeinrichtung ist zu diesem Zweck betreibbar, die Höhenstandssignale z7a, z7b der Räder 7a, 7b auszuwerten. Dazu berechnet die Schutzeinrichtung im Rahmen eines Algorithmus eine Radhubdifferenzgeschwindigkeit, d. h. die Ableitung der Differenz der Höhenstandssignale z7a, z7b und vergleicht diese mit einem vorgegebenen Schwellwert. Ein kritischer Betriebszustand liegt insbesondere dann vor, wenn die Radhubdifferenzgeschwindigkeit den vorgegebenen Schwellwert überschreitet.Within the scope of the invention, a system for roll stabilization of a motor vehicle is therefore characterized by a protective device that can be operated by evaluating detected level signals of z7a, z7b of wheels 7a, 7b to detect an impending critical operating state of the actuator at an early stage. This is in particular an operating state in which the actuator 2 or an electric motor 4 located in its drive train is operated at an excessively high speed. For this purpose, the protective device can be operated to evaluate the ride height signals z7a, z7b of the wheels 7a, 7b. To do this, the protective device uses an algorithm to calculate a wheel lift differential speed, i. H. the derivation of the difference between the ride height signals z7a, z7b and compares them with a predetermined threshold value. A critical operating state is present in particular when the wheel stroke differential speed exceeds the specified threshold value.

Zur Vermeidung zuvor beschriebener Nachteile eines kritischen Betriebszustandes in Form einer Überdrehzahl des Aktuators veranlasst die Schutzeinrichtung selbsttätig eine entgegenwirkende Maßnahme. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht eine solche Maßnahme darin, bei Erkennung eines sich ankündigenden kritischen Betriebszustands des Aktuators ein Abbremsen des Aktuators zu veranlassen. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass die Schutzeinrichtung eine maximale Motordrehzahl des Lage-Drehzahl-Reglers (vgl. 2) reduziert. Durch die Reduzierung kann frühzeitig - idealerweise nämlich vor Eintreten des kritischen Betriebszustands - im Motor des Aktuators ein ausreichend hohes Bremsmoment erzeugt werden, welches der von außen angeregten Beschleunigung entgegenwirkt.In order to avoid the above-described disadvantages of a critical operating state in the form of an overspeed of the actuator, the protective device automatically initiates a counteracting measure. According to a preferred exemplary embodiment of the invention, such a measure consists in causing the actuator to be braked when an impending critical operating state of the actuator is detected. This is done, for example, by the protective device setting a maximum motor speed of the position speed controller (cf. 2 ) reduced. As a result of the reduction, a sufficiently high braking torque can be generated in the motor of the actuator at an early stage—ideally before the critical operating state occurs—which counteracts the externally excited acceleration.

Ein wie zuvor beschriebenes Abbremsen des Aktuators im früherkannten Überdrehzahlfall wird nur dann unterlassen, wenn die vorliegende Radhubdifferenzgeschwindigkeit zur Verringerung einer Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Aktuators 2 beiträgt.Braking of the actuator, as described above, in the event of overspeed detected at an early stage is only omitted if the present wheel stroke differential speed contributes to reducing a difference between the desired position and the actual position of the actuator 2 .

Mit dem beschriebenen System kann auf verhältnismäßig einfache Weise, insbesondere nämlich unter Nutzung vorhandener Mittel eine Früherkennung kritischer Betriebszustände des Aktuators durchgeführt werden und kann einem kritischen Betriebszustand entgegengewirkt werden.With the system described, critical operating states of the actuator can be detected early in a relatively simple manner, specifically using existing means be carried out and a critical operating state can be counteracted.

BezugszeichenlisteReference List

11
verstellbarer Wankstabilisatoradjustable roll stabilizer
22
Aktuatoractuator
33
Rotationsachseaxis of rotation
44
Elektromotorelectric motor
55
mehrstufiges Planetengetriebemulti-stage planetary gear
6a, 6b6a, 6b
linker (bzw. rechter) Stabilisatorabschnittleft (or right) stabilizer bar section
7a, 7b7a, 7b
linkes (bzw. rechtes) Radleft (or right) wheel
8a, 8b8a, 8b
linke (bzw. rechte) Lenkeranordnungleft (or right) handlebar arrangement
9a, 9b9a, 9b
linke (bzw. rechte) Pendelstützeleft (or right) pendulum support
1010
Fahrzeugaufbauvehicle body
11a, 11b11a, 11b
linke (bzw. rechte) Stabilisatorlagerungleft (or right) stabilizer bearing
12a, 12b12a, 12b
Höhenstandssensor linkes (bzw. rechtes) RadLevel sensor left (or right) wheel
1313
Drehzahlsensorspeed sensor
2020
Kinematik kinematics
z7a, z7bz7a, z7b
Höhenstand linkes (bzw. rechtes) RadHeight of left (or right) wheel
MWankMWake
Wankmoment (achsbezogen)rolling moment (axle related)
MSystemMSystem
System-Momentsystem moment
nn
Motordrehzahlengine speed
αa
Systemwinkelsystem angle
ββ
Stabilisatorwinkelstabilizer angle

Claims (11)

System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen verstellbaren Wankstabilisator (1) mit einem Aktuator (2), der mit zwei Stabilisatorabschnitten (6a, 6b) antriebsverbunden ist und der betreibbar ist, diese um eine Rotationsachse (3) gegeneinander zu verdrehen, wobei die Stabilisatorabschnitte (6a, 6b) radial von der Rotationsachse (3) entfernt jeweils mit einer Radaufhängung (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) gekoppelt sind, so dass durch Ansteuerung des Aktuators (2) ein Wankverhalten des Kraftfahrzeugs beeinflussbar ist, gekennzeichnet durch eine Schutzeinrichtung, die betreibbar ist, anhand der Auswertung erfasster Höhenstandssignale (z7a, z7b) der Räder (7a, 7b) einen sich ankündigenden kritischen Betriebszustand des Aktuators (2) zu erkennen, wobei es sich bei dem kritischen Betriebszustand um einen Betrieb des Aktuators (2) mit übermäßig hoher Drehzahl handelt.System for the roll stabilization of a motor vehicle, having an adjustable roll stabilizer (1) with an actuator (2) which is drive-connected to two stabilizer sections (6a, 6b) and which can be operated to rotate them in relation to one another about an axis of rotation (3), the stabilizer sections (6a, 6b) radially away from the axis of rotation (3) are each coupled to a wheel suspension (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b), so that the rolling behavior of the motor vehicle can be influenced by controlling the actuator (2) . by a protective device that can be operated, based on the evaluation of recorded level signals (z7a, z7b) of the wheels (7a, 7b), to detect an impending critical operating state of the actuator (2), the critical operating state being an operation of the actuator (2) operates at excessively high speed. System zur Wankstabilisierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Antriebsstrang des Aktuators (2) ein Elektromotor (4) befindet.system for roll stabilization claim 1 , characterized in that there is an electric motor (4) in the drive train of the actuator (2). System zur Wankstabilisierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei einer übermäßig hohen Drehzahl um eine am Elektromotor (4) anfallende unzulässig hohe Drehzahl handelt.system for roll stabilization claim 1 or 2 , characterized in that an excessively high speed is an impermissibly high speed occurring at the electric motor (4). System zur Wankstabilisierung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kritische Betriebszustand auf einer äußeren Bewegungsanregung des verstellbaren Wankstabilisators (1) im Betrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere aufgrund von durch die Fahrbahn verursachten Höhenbewegungen der Räder (7a, 7b) beruht, welche sich aufgrund der mechanischen Kopplung auf den Aktuator (2), insbesondere dessen Elektromotor (4) überträgt.System for roll stabilization according to one of the preceding claims, characterized in that the critical operating state is based on an external movement excitation of the adjustable roll stabilizer (1) during operation of the motor vehicle, in particular due to vertical movements of the wheels (7a, 7b) caused by the roadway, which due to the mechanical coupling to the actuator (2), in particular its electric motor (4). System zur Wankstabilisierung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung im Rahmen der Auswertung der Höhenstandssignale (z7a, z7b) der Räder (7a, 7b) betreibbar ist, eine Radhubdifferenzgeschwindigkeit zu berechnen und mit einem vorgebbaren Schwellwert der Radhubdifferenzgeschwindigkeit zu vergleichen.System for roll stabilization according to one of the preceding claims, characterized in that the protective device can be operated as part of the evaluation of the level signals (z7a, z7b) of the wheels (7a, 7b) to calculate a wheel hub differential speed and to compare it with a predefinable threshold value of the wheel hub differential speed. System zur Wankstabilisierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein kritischer Betriebszustand dann vorliegt, wenn die Radhubdifferenzgeschwindigkeit den vorgebbaren Schwellwert der Radhubdifferenzgeschwindigkeit überschreitet.system for roll stabilization claim 5 , characterized in that a critical operating state is present when the wheel hub differential speed exceeds the predefinable threshold value of the wheel hub differential speed. System zur Wankstabilisierung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung anhand geeigneter Kriterien bereits vor Erreichen des kritischen Betriebszustands erfolgt, um die Einleitung einer vorbeugenden Maßnahme zu ermöglichen.System for roll stabilization according to one of the preceding claims, characterized in that the detection using suitable criteria already takes place before the critical operating state is reached in order to enable the introduction of a preventive measure. System zur Wankstabilisierung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung betreibbar ist, bei Erkennung des kritischen Betriebszustands ein Abbremsen des Aktuators (2) zu veranlassen.System for roll stabilization according to one of the preceding claims, characterized in that the protective device can be operated to cause the actuator (2) to be braked when the critical operating state is detected. System zur Wankstabilisierung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veranlassung des Abbremsens des Aktuators (2) die Schutzeinrichtung eine maximale Motordrehzahl eines Lage-Drehzahl-Reglers reduziert.System for roll stabilization according to one of the preceding claims, characterized in that in order to cause the actuator (2) to be braked, the protective device reduces a maximum motor speed of a position speed controller. System zur Wankstabilisierung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung betreibbar ist, ein Abbremsen des Aktuators (2) dann zu unterlassen, wenn die vorliegende Radhubdifferenzgeschwindigkeit zur Verringerung einer Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Aktuators (2) beiträgt.System for roll stabilization according to one of the preceding claims, characterized in that the protective device can be operated to refrain from braking the actuator (2) if the present wheel stroke differential speed is required to reduce a difference between the desired position and the actual position of the actuator (2). contributes. Verfahren zum Schutz eines Aktuators (2) eines verstellbaren Wankstabilisators (1), anwendbar an einem System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorigen Ansprüche, wobei anhand der Auswertung erfasster Höhenstandssignale (z7a, z7b) der Räder (7a, 7b) ein sich ankündigender kritischer Betriebszustand des Aktuators (2) erkannt wird, wobei es sich bei dem kritischen Betriebszustand um einen Betrieb des Aktuators (2) mit übermäßig hoher Drehzahl handelt.Method for protecting an actuator (2) of an adjustable roll stabilizer (1), applicable to a system for roll stabilization of a motor vehicle according to one of the preceding claims, wherein based on the evaluation of detected level signals (z7a, z7b) of the wheels (7a, 7b) an announced critical operating state of the actuator (2) is detected, the critical operating state being operation of the actuator (2) at an excessively high speed.
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