DE102022104883A1 - Method for determining a state of wear of a traction mechanism, method for monitoring a steering actuator, steer-by-wire system for rear-axle steering - Google Patents

Method for determining a state of wear of a traction mechanism, method for monitoring a steering actuator, steer-by-wire system for rear-axle steering Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Abnutzungszustands eines Zugmittels, insbesondere Riemens, wobei eine Antriebsgröße gemessen wird, wobei ein Frequenzspektrum der gemessenen Antriebsgröße ermittelt wird, wobei anhand des ermittelten Frequenzspektrums ein Abnutzungszustand des Zugmittels ermittelt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung eines Lenkungsaktors, insbesondere eines Lenkungsaktors einer Hinterachslenkung, mit einem Zugmittel, wobei ein Abnutzungszustand des Zugmittels mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ermittelt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Steer-By-Wire-System für eine Hinterachslenkung mit einem Zugmittel, einem Sensor zur Erfassung einer Antriebsgröße, einer Analyseeinrichtung zur Ermittlung eines Frequenzspektrums der Antriebsgröße, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des ermittelten Frequenzspektrums ein Abnutzungszustand des Zugmittels ermittelbar ist.The invention relates to a method for determining the state of wear of a traction mechanism, in particular a belt, with a drive variable being measured and a frequency spectrum of the measured drive variable being determined, with the frequency spectrum determined being used to determine a state of wear of the traction mechanism. Furthermore, the invention relates to a method for monitoring a steering actuator, in particular a steering actuator of a rear-axle steering system, with a traction mechanism, with a state of wear of the traction mechanism being determined using a method according to one of the preceding claims. The invention also relates to a steer-by-wire system for rear-axle steering with a traction device, a sensor for detecting a drive variable, an analysis device for determining a frequency spectrum of the drive variable, characterized in that a wear condition of the traction device can be determined using the frequency spectrum determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Abnutzungszustands eines Zugmittels. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung eines Lenkungsaktors. Zudem betrifft die Erfindung ein Steer-By-Wire-System für eine Hinterachslenkung.The invention relates to a method for determining a state of wear of a traction mechanism. The invention also relates to a method for monitoring a steering actuator. In addition, the invention relates to a steer-by-wire system for rear axle steering.

Zugmittel werden in einer Vielzahl von Vorrichtungen, insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik, zur Kraft- und Drehmomentübertragung eingesetzt. Sie werden beispielsweise um Riemenscheiben oder Kettenräder geführt und sind mithin zyklisch mechanisch beansprucht. Mit anderen Worten sind sie durch die mit ihnen verbundenen Bauteile Schwingungen ausgesetzt und unterliegen infolgedessen Verschleiß bzw. Abnutzung. Im äußersten Fall, beispielsweise bei nicht ordnungsgemäßer Auslegung einer entsprechenden Vorrichtung, können sie vorzeitig reißen, was eine abrupte und für einen Bediener der Vorrichtung unerwartete Außerbetriebnahme der vollständigen Vorrichtung nach sich ziehen kann. Aus dem Stand der Technik sind insbesondere Verfahren aus der Kraftfahrzeugtechnik bekannt, die ein gerissenes Zugmittel detektieren können. Beispielsweise kann mittels zweier Positions- bzw. Winkelsensoren die Drehwinkeldifferenz zweier mit dem Zugmittel verbundener Wellen ermittelt werden. Typischerweise wird für die Drehwinkeldifferenz ein Grenzwert vorgegeben, dessen Überschreitung auf eine unzulässig große Längung bzw. auf ein gerissenes Zugmittel hindeutet. Nachteilig an diesen bekannten Verfahren ist, dass ein Verschleiß des Zugmittels erst in einem späten Verschleißstadium oder erst nach dem Ausfall des Zugmittels erkannt werden kann.Traction means are used in a large number of devices, particularly in automotive engineering, for power and torque transmission. For example, they are guided around pulleys or sprockets and are therefore subject to cyclical mechanical loads. In other words, they are exposed to vibrations from the components connected to them and are consequently subject to wear and tear. In the extreme case, for example if a corresponding device is not properly designed, they can tear prematurely, which can result in the complete device being shut down abruptly and unexpectedly for an operator of the device. In particular, methods from motor vehicle technology are known from the prior art, which can detect a torn traction mechanism. For example, the difference in angle of rotation of two shafts connected to the traction means can be determined by means of two position or angle sensors. A limit value is typically specified for the difference in the angle of rotation, exceeding which indicates an impermissibly large elongation or a torn traction mechanism. A disadvantage of these known methods is that wear of the traction mechanism can only be detected at a late stage of wear or only after the traction mechanism has failed.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, ein einen rechtzeitigen Austausch zu ermöglichen.Against this background, the task is to enable a timely exchange.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Abnutzungszustands eines Zugmittels, wobei eine Antriebsgröße gemessen wird, wobei ein Frequenzspektrum der gemessenen Antriebsgröße ermittelt wird, wobei anhand des ermittelten Frequenzspektrums ein Abnutzungszustand des Zugmittels ermittelt wird.The object is achieved by a method for determining a state of wear of a traction mechanism, a drive variable being measured and a frequency spectrum of the measured drive variable being ascertained, a state of wear of the traction mechanism being ascertained using the frequency spectrum ascertained.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass sich das mechanische Verhalten, insbesondere das Schwingungsverhalten, eines Zugmittels ausgehend von einem Neuzustand mit fortschreitender Abnutzung verändert. Durch Messung von Schwingungen einer Antriebsgröße, wobei die Antriebsgröße eine Eigenschaft eines mit dem Zugmittel verbundenen Bauteils sein kann, kann ein Zeitsignal erstellt werden, das durch eine einschlägige Analyse in Frequenzen gleichsam zerlegt werden kann. Durch eine derartige Frequenzanalyse kann ein Frequenzspektrum erstellt werden, aus dem Rückschlüsse auf den Zustand des Zugmittels, insbesondere über seinen Verschleiß- bzw. Abnutzungszustand, gezogen werden können. Dergestalt können erforderlichenfalls, beispielsweise im Fall eines fortgeschrittenen Verschleißzustands, d.h. noch vor einem Versagen des Zugmittels, Vorkehrungen wie beispielsweise ein Austausch des Zugmittels, getroffen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik zur Steuerung von Spurstangen und damit einhergehend zur Lenkung von Fahrzeugen eingesetzt werden. Als Zugmittel können insbesondere Zahn- oder Keilrippenriemen verwendet werden. Denkbar sind jedoch bei entsprechender Gestaltung auch alternative Zugmittel wie Flachriemen oder Ketten.The invention is based on the finding that the mechanical behavior, in particular the vibration behavior, of a traction mechanism changes, starting from a new condition, with progressive wear. By measuring vibrations of a drive variable, in which case the drive variable can be a property of a component connected to the traction mechanism, a time signal can be created which can be broken down into frequencies, as it were, by means of a relevant analysis. Such a frequency analysis can be used to create a frequency spectrum from which conclusions can be drawn about the state of the traction means, in particular about its state of wear and tear. In this way, if necessary, for example in the case of an advanced state of wear, i.e. before the traction mechanism fails, precautions such as replacing the traction mechanism can be taken. The method according to the invention can be used in particular in motor vehicle technology for controlling tie rods and, associated therewith, for steering vehicles. In particular, toothed belts or V-ribbed belts can be used as traction means. However, with an appropriate design, alternative traction means such as flat belts or chains are also conceivable.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebsgröße eine Motordrehzahl und/oder eine Winkelstellung einer Welle und/oder eine Position eines Linearaktors und/oder eine Position eines Rotoraktors ist. Das Schwingungsverhalten und die Frequenzen eines Zugmittels können durch Überwachung mittelbar oder unmittelbar mit dem Zugmittel mechanisch verbundener Maschinenelemente ermittelt werden. Insofern eignet sich für die Überwachung ein das Zugmittel antreibender Motor bzw. seine Merkmale wie Motordrehzahl oder eine Winkelstellung einer Welle des entsprechenden Motors. Denkbar ist auch die Überwachung der gleichen Merkmale einer als Abtrieb fungierenden Welle. Ferner können sowohl auf der Antriebs- als auch der Abtriebsseite des Zugmittels angeordnete Aktoren, die als Rotor- und/oder Linearaktor ausgebildet sein können, überwacht werden. Insbesondere können aus der Position eines überwachten Aktors, d.h. den durch Vibrationen herbeigeführten periodischen oder nichtperiodischen Auslenkungen bzw. Positionsänderungen, Frequenzen zur Ermittlung eines Frequenzspektrums abgeleitet werden. Mittels des Frequenzspektrums können Rückschlüsse auf den Abnutzungszustand des Zugmittels gezogen werden.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the drive variable is a motor speed and/or an angular position of a shaft and/or a position of a linear actuator and/or a position of a rotor actuator. The vibration behavior and the frequencies of a traction mechanism can be determined by monitoring machine elements that are mechanically connected directly or indirectly to the traction mechanism. In this respect, a motor driving the traction means or its characteristics such as motor speed or an angular position of a shaft of the corresponding motor are suitable for monitoring. It is also conceivable to monitor the same characteristics of a shaft functioning as an output. Furthermore, actuators arranged on both the drive and the driven side of the traction mechanism, which can be configured as rotor and/or linear actuators, can be monitored. In particular, frequencies for determining a frequency spectrum can be derived from the position of a monitored actuator, i.e. the periodic or non-periodic deflections or position changes caused by vibrations. Using the frequency spectrum, conclusions can be drawn about the state of wear of the traction mechanism.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Frequenzspektrum der gemessenen Antriebsgröße für einen Frequenzbereich ermittelt wird, der eine Eigenfrequenz des Zugmittels umfasst. Im Zuge von Abnutzung kann das ermittelte Frequenzspektrum eine oder ggf. mehrere Eigenfrequenzen des Zugmittels umfassen. Die in einer Frequenzdomäne beobachtbaren Amplituden der jeweiligen Eigenfrequenz können mit dem Ausmaß der Abnutzung korrelieren.A preferred embodiment of the invention provides that the frequency spectrum of the measured drive variable is determined for a frequency range that includes a natural frequency of the traction mechanism. In the course of wear, the determined frequency spectrum can include one or possibly several natural frequencies of the traction mechanism. The amplitudes of the respective natural frequency that can be observed in a frequency domain can correlate with the extent of wear.

Bevorzugt wird eine spektrale Leistungsdichte des Frequenzspektrums ermittelt. Die spektrale Leistungsdichte beschreibt die Energieverteilung eines Signals über verschiedene Frequenzen. Die spektrale Leistungsdichte, insbesondere für eine Eigenfrequenz des Zugmittels, kann als Maß für die Abnutzung des zugmittels herangezogen werden. Eine erhöhte spektrale Leistungsdichte kann auf eine erhöhten Abnutzungsgrad hinweisen.A spectral power density of the frequency spectrum is preferably determined. The spectral power density describes the energy distribution development of a signal over different frequencies. The spectral power density, in particular for a natural frequency of the traction mechanism, can be used as a measure of the wear of the traction mechanism. An increased spectral power density can indicate an increased degree of wear.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die spektrale Leistungsdichte derart normalisiert wird, dass ein neuwertiges Zugmittel eine normalisierte spektrale Leistungsdichte nahe oder gleich 0 aufweist. Unter Normalisierung - auch Normierung genannt - versteht man die Skalierung eines Wertes auf einen bestimmten Wertebereich, üblicherweise zwischen 0 und 1 bzw. 0 % und 100 %.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the spectral power density is normalized in such a way that a new traction means has a normalized spectral power density close to or equal to 0. Normalization - also known as standardization - means the scaling of a value to a certain value range, usually between 0 and 1 or 0% and 100%.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abnutzungszustand als Differenz des Werts 1 (Eins) und der normalisierten spektralen Leistungsdichte ermittelt wird. Mit fortschreitender Abnutzung des Zugmittels kann das Frequenzspektrum des Zugmittels größere Amplituden aufweisen, wodurch die normalisierte spektrale Leistungsdichte ausgehend von einem Wert von etwa Null stetig steigt. Durch Subtraktion der ermittelten normalisierten spektralen Leistungsdichte vom Wert Eins kann auf den Abnutzungszustand, d.h. auf den Verschleißzustand, des Zugmittels geschlossen werden. Auf diese Weise kann eine Zustandskurve über die Einsatzzeit des Zugmittels erstellt werden, wobei die Zustandskurve beim Wert Eins beginnt und über ihre Einsatzzeit fällt. Je nach gewünschter Kontinuität der Zustandskurve kann sie durch eine entsprechende Abtastrate diskret oder nahezu kontinuierlich sein.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the state of wear is determined as the difference between the value 1 (one) and the normalized spectral power density. With progressive wear of the traction means, the frequency spectrum of the traction means can have larger amplitudes, as a result of which the normalized spectral power density increases steadily, starting from a value of approximately zero. By subtracting the determined normalized spectral power density from the value one, the state of wear, i.e. the state of wear, of the traction mechanism can be inferred. In this way, a status curve can be created over the deployment time of the traction mechanism, with the status curve beginning at the value one and falling over its deployment time. Depending on the desired continuity of the status curve, it can be discrete or almost continuous due to a corresponding sampling rate.

Bevorzugt wird der Abnutzungszustand in einer Anzeigeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs angezeigt. Die ermittelte Zustandskurve kann über eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise über eine digitale Schnittstelle, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, angezeigt werden. Die Zustandskurve kann abschnittsweise farbig gestaltet sein. Bei Unterschreitung eines Grenzwerts kann die Zustandskurve insbesondere rot und/oder blinkend konfiguriert sein, um den Bediener, insbesondere den Fahrer, über ein möglicherweise kurz bevorstehendes Versagen des Zugmittels zu informieren. Sodann können Vorkehrungen wie beispielsweise ein rechtzeitiges Wechseln des Zugmittels getroffen werden.The state of wear is preferably displayed in a display device of a motor vehicle. The determined status curve can be displayed via a display device, for example via a digital interface, in particular in a motor vehicle. Sections of the status curve can be colored. If a limit value is not reached, the status curve can be configured to flash in particular red and/or flashing in order to inform the operator, in particular the driver, about a failure of the traction mechanism that may be imminent. Precautions can then be taken, such as changing the traction mechanism in good time.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Überwachung eines Lenkungsaktors, insbesondere eines Lenkungsaktors einer Hinterachslenkung, mit einem Zugmittel, wobei ein Abnutzungszustand des Zugmittels mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ermittelt wird.A further object of the invention is a method for monitoring a steering actuator, in particular a steering actuator of a rear-axle steering system, with a traction mechanism, with a state of wear of the traction mechanism being determined using a method according to one of the preceding claims.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ein Steer-By-Wire-System für eine Hinterachslenkung mit einem Zugmittel, einem Sensor zur Erfassung einer Antriebsgröße, einer Analyseeinrichtung zur Ermittlung eines Frequenzspektrums der Antriebsgröße, wobei anhand des ermittelten Frequenzspektrums ein Abnutzungszustand des Zugmittels ermittelbar ist.A further object of the invention is a steer-by-wire system for rear-axle steering with a traction device, a sensor for detecting a drive variable, an analysis device for determining a frequency spectrum of the drive variable, a wear condition of the traction device being able to be determined using the frequency spectrum determined.

Mit dem Verfahren zur Überwachung eines Lenkungsaktors und dem Steer-by-Wire-System können dieselben Vorteile erreicht werden, die bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Ermittlung eines Abnutzungszustands eines Zugmittels beschrieben worden sind. Bei dem Verfahren zur Überwachung eines Lenkungsaktors und dem Steer-By-Wire-System können die im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung eines Abnutzungszustands eines Zugmittels erläuterten vorteilhaften Ausgestaltungen und Merkmale allein oder in Kombination Anwendung finden.With the method for monitoring a steering actuator and the steer-by-wire system, the same advantages can be achieved that have already been described in connection with the method for determining a state of wear of a traction mechanism. In the method for monitoring a steering actuator and the steer-by-wire system, the advantageous configurations and features explained in connection with the method according to the invention for determining a state of wear of a traction mechanism can be used alone or in combination.

Zur Erfassung mehrerer Antriebsgrößen können mehrere Sensoren eingesetzt werden. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Hierin zeigt:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenkungsaktors;
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung eines Abnutzungszustands eines Zahnriemens mit anschließender Anzeige einer Zustandskurve mittels einer Anzeigeeinrichtung; und
  • 3 eine beispielhafte Zustandskurve zur Anzeige des Abnutzungszustands des Zahnriemens.
Several sensors can be used to record several drive variables. Further details and advantages of the invention are to be explained below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawings. Herein shows:
  • 1 an embodiment of a steering actuator according to the invention;
  • 2 a flowchart of an exemplary embodiment of a method according to the invention for determining a state of wear of a toothed belt with subsequent display of a state curve by means of a display device; and
  • 3 an example status curve for displaying the wear status of the toothed belt.

In 1 ist ein Lenkungsaktor 10 einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Der Lenkungsaktor 10 weist einen Elektromotor 6 auf, über den eine Welle 3 angetrieben werden kann. Ein als Zahnriemen 1 ausgebildetes Zugmittel ist um die Welle 3 geführt und steht in Wirkverbindung mit dem Elektromotor 6. Der Zahnriemen 1 überträgt ein Drehmoment auf einen Linearaktor 5. Durch Betätigung des Linearaktors 5 können abhängig von der Fahrsituation die Manövrierfähigkeit beim Parken verbessert und bei höheren Geschwindigkeiten Fahrzeugstabilität und Fahrkomfort erhöht werden. Während des Betriebs des Lenkungsaktors 10 kann es zum Verschleiß bzw. zur Abnutzung des Zahnriemens 1 kommen. Um einen rechtzeitigen Austausch des Zugmittels zu ermögliche sind besondere Maßnahmen getroffen, die nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 und 3 erläutert werden.In 1 a steering actuator 10 of a rear-axle steering system of a motor vehicle is shown. The steering actuator 10 has an electric motor 6, via which a shaft 3 can be driven. A traction means designed as a toothed belt 1 is guided around the shaft 3 and is in operative connection with the electric motor 6. The toothed belt 1 transmits a torque to a linear actuator 5. By actuating the linear actuator 5, depending on the driving situation, the maneuverability can be improved when parking and at higher Speeds vehicle stability and driving comfort are increased. Wear and tear of the toothed belt 1 can occur during the operation of the steering actuator 10 . In order to enable a timely replacement of the traction mechanism, special measures have been taken, which are set out below with reference to 2 and 3 be explained.

In 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung des Abnutzungszustands des Zahnriemens 1 in einem Ablaufdiagramm dargestellt. Eine Antriebsgröße 11 wie die z.B. die Motordrehzahl, die Winkelstellung der Welle 3 oder die Position des Linearaktors 5 wird mittels eines geeigneten Sensors ermittelt. Optional können mehrere Antriebsgrößen gleichzeitig ermittelt und wir nachfolgend erläutert ausgewertet werden. Die Antriebsgröße 11 wird einer Frequenzanalyse 12 zugeführt. Bei der Frequenzanalyse 12 wird aus dem detektierten Zeitsignal der jeweiligen Antriebsgröße 11 ein Frequenzspektrum erstellt, das die in dem Zeitsignal vorkommenden Frequenzen aufweist. Insbesondere kann eine spektrale Leistungsdichte aus dem Frequenzspektrum berechnet. Dabei wird über einen Höchstwertbilder 13 (so genanntes Maximum-Glied) und ein mit diesme rückgekoppletes Verzögerungsglied 14 ein Maximalwert der spektralen Leistungsdichte, beispielsweise für eine vorgegebene Eigenfrequenz, ermittelt. Eine anschließende Normalisierung der spektralen Leistungsdichte berechnet einen Wert zwischen Null und Eins, aus dem der Abnutzungszustand des Zahnriemens 1 abgeleitet werden kann.In 2 an exemplary embodiment of a method according to the invention for determining the state of wear of the toothed belt 1 is shown in a flowchart. A drive variable 11 such as, for example, the engine speed, the angular position of the shaft 3 or the position of the linear actuator 5 is determined using a suitable sensor. Optionally, several drive variables can be determined simultaneously and evaluated as explained below. The drive variable 11 is fed to a frequency analysis 12 . In the frequency analysis 12, a frequency spectrum is created from the detected time signal of the respective drive variable 11, which has the frequencies occurring in the time signal. In particular, a spectral power density can be calculated from the frequency spectrum. In this case, a maximum value of the spectral power density, for example for a predetermined natural frequency, is determined via a maximum value generator 13 (so-called maximum element) and a delay element 14 fed back to this. A subsequent normalization of the spectral power density calculates a value between zero and one, from which the state of wear of the toothed belt 1 can be derived.

Der so berechnete Endwert, der den Abnutzungszustand des Zahnriemens 1 widerspiegelt, wird mittels einer Anzeigeeinrichtung 7 an den Fahrer des Kraftfahrzeugs in Form einer Zustandskurve 8 angezeigt.The end value calculated in this way, which reflects the state of wear of the toothed belt 1, is displayed to the driver of the motor vehicle in the form of a state curve 8 by means of a display device 7.

In 3 ist beispielhaft und schematisch eine Zustandskurve 8 dargestellt, wie sie über die Anzeigeeinrichtung 7 aus der 2 dem Fahrer angezeigt sein kann. Die Zustandskurve 8 ist eine Funktion der Zeit t und verläuft für Anschauungszwecke bis zum Wert Null. Mithin zeigt sie einen vollständig abgenutzten Zahnriemen 1 an, der bei fortdauerndem Betrieb jeden Augenblick reißen könnte, wodurch die Funktion des in der 1 dargestellten Lenkungsaktors gefährdet ist.In 3 a status curve 8 is shown as an example and schematically, as can be seen on the display device 7 from FIG 2 can be displayed to the driver. The state curve 8 is a function of the time t and goes to zero for illustrative purposes. Consequently, it shows a completely worn out toothed belt 1, which could tear at any moment with continued operation, whereby the function of the 1 steering actuator shown is at risk.

Die Zustandskurve 8 weist bei einem neuen Zahnriemen 1 einen Wert von etwa Eins auf. Mit anderen Worten ist der Abnutzungszustand des Zahnriemens 1 zum Zeitpunkt Null gleich Null, da sich die Summe aus dem Wert der Zustandskurve 8 und dem Abnutzungszustand auf Eins beläuft. Die Zustandskurve 8 wird bis zur Unterschreitung eines vorgespeicherten Werts - in der 3 zum Zeitpunkt tA - grün abgebildet, um auf einen neuwertigen Zahnriemen 1 ohne große Abnutzungserscheinungen hinzuweisen. Im Bereich zwischen tA und tB wird sie gelb angezeigt. Ab dem Zeitpunkt tB wird sie rot wiedergegeben, um auf einen voraussichtlich bevorstehenden Funktionsausfall hinzuweisen und dem Fahrer die Notwendigkeit des Aufsuchens einer Werkstatt zu signalisieren. Denkbar sind jedoch auch andere Gestaltungen der Zustandskurve 8. Beispielsweise können anstelle einer farbigen Anzeige die unterschiedlichen Bereiche der Zustandskurve 8 durch gestrichelte, gepunktete oder durchgezogene Linien abgebildet sein, wobei ab dem Zeitpunkt tB ein Blinken angezeigt sein kann. Ebenso denkbar ist zur Beurteilung des Abnutzungszustands des Zahnriemens 1 eine reine Zahlenangabe auf der digitalen Anzeigeeinrichtung 7 anstelle einer graphischen Abbildung, oder eine Kombination aus bevorstehenden Ausführungsmöglichkeiten.The status curve 8 has a value of approximately one for a new toothed belt 1 . In other words, the state of wear of the toothed belt 1 is equal to zero at time zero, since the sum of the value of the state curve 8 and the state of wear amounts to one. The state curve 8 until it falls below a pre-stored value - in the 3 at time t A - shown in green to indicate a new toothed belt 1 without major signs of wear. In the area between t A and t B it is displayed in yellow. From time t B it is displayed in red to indicate an impending functional failure and to signal to the driver that it is necessary to go to a workshop. However, other configurations of the status curve 8 are also conceivable. For example, instead of a colored display, the different areas of the status curve 8 can be represented by dashed, dotted or solid lines, with flashing being able to be displayed from time t B . Also conceivable for assessing the state of wear of the toothed belt 1 is a purely numerical indication on the digital display device 7 instead of a graphic image, or a combination of forthcoming implementation options.

BezugszeichenlisteReference List

11
Zugmittel, Riemen, ZahnriemenTraction means, belts, toothed belts
33
WelleWave
55
Linearaktorlinear actuator
66
Elektromotorelectric motor
77
Anzeigeeinrichtungdisplay device
88th
Zustandskurvestate curve
1010
Lenkungsaktorsteering actuator
1111
Antriebsgrößedrive size
1212
Frequenzanalysefrequency analysis
1313
Höchstwertbilder/Max-GliedPeak images/Max term
1414
Verzögerungsglieddelay element

Claims (9)

Verfahren zur Ermittlung eines Abnutzungszustands eines Zugmittels (1), insbesondere Riemens (1), wobei eine Antriebsgröße gemessen wird, wobei ein Frequenzspektrum der gemessenen Antriebsgröße ermittelt wird, wobei anhand des ermittelten Frequenzspektrums ein Abnutzungszustand des Zugmittels (1) ermittelt wird.Method for determining the state of wear of a traction means (1), in particular a belt (1), where a drive variable is measured, whereby a frequency spectrum of the measured drive variable is determined, a state of wear of the traction means (1) being determined on the basis of the determined frequency spectrum. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsgröße eine Motordrehzahl und/oder eine Winkelstellung einer Welle (3) und/oder eine Position eines Linearaktors (5) und/oder eine Position eines Rotoraktors (6) ist.procedure after claim 1 , characterized in that the drive variable is a motor speed and / or an angular position of a shaft (3) and / or a position of a linear actuator (5) and / or a position of a rotor actuator (6). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Frequenzspektrum der gemessenen Antriebsgröße für einen Frequenzbereich ermittelt wird, der eine Eigenfrequenz des Zugmittels (1) umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the frequency spectrum of the measured drive variable is determined for a frequency range which includes a natural frequency of the traction means (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine spektrale Leistungsdichte des Frequenzspektrums ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a spectral power density of the frequency spectrum is determined. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die spektrale Leistungsdichte derart normalisiert wird, dass ein neuwertiges Zugmittel (1) eine normalisierte spektrale Leistungsdichte nahe oder gleich 0 aufweist.procedure after claim 4 , characterized in that the spectral power density is normalized in such a way that a new traction means (1) has a normalized spectral power density close to or equal to 0. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abnutzungszustand als Differenz des Werts 1 und der normalisierten spektralen Leistungsdichte ermittelt wird.procedure after claim 5 , characterized in that the state of wear is determined as the difference between the value 1 and the normalized power spectral density. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abnutzungszustand in einer Anzeigeeinrichtung (7) eines Kraftfahrzeugs angezeigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the state of wear is displayed in a display device (7) of a motor vehicle. Verfahren zur Überwachung eines Lenkungsaktors (10), insbesondere eines Lenkungsaktors (10) einer Hinterachslenkung, mit einem Zugmittel (1), wobei ein Abnutzungszustand des Zugmittels (1) mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ermittelt wird.Method for monitoring a steering actuator (10), in particular a steering actuator (10) of a rear-axle steering system, with a traction device (1), a state of wear of the traction device (1) being determined using a method according to one of the preceding claims. Steer-By-Wire-System (20) für eine Hinterachslenkung mit einem Zugmittel (1), einem Sensor (22) zur Erfassung einer Antriebsgröße, einer Analyseeinrichtung (24) zur Ermittlung eines Frequenzspektrums der Antriebsgröße, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des ermittelten Frequenzspektrums ein Abnutzungszustand des Zugmittels (1) ermittelbar ist.Steer-by-wire system (20) for rear-axle steering with a traction device (1), a sensor (22) for detecting a drive variable, an analysis device (24) for determining a frequency spectrum of the drive variable, characterized in that based on the determined frequency spectrum a state of wear of the traction means (1) can be determined.
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