EP3390125A1 - Verfahren und vorrichtung zum ansteuern einer aktuatoreinrichtung und aktuatorvorrichtung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ansteuern einer aktuatoreinrichtung und aktuatorvorrichtung

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EP3390125A1
EP3390125A1 EP16795332.2A EP16795332A EP3390125A1 EP 3390125 A1 EP3390125 A1 EP 3390125A1 EP 16795332 A EP16795332 A EP 16795332A EP 3390125 A1 EP3390125 A1 EP 3390125A1
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EP
European Patent Office
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actuator
voltage
providing
supply
supply voltage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16795332.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin GRODDE
Michael Keckeisen
Andreas Füssl
Holger Gohmert
Volker Schulmayer
Klaus HASKAMP
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
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    • H02H7/09—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against over-voltage; against reduction of voltage; against phase interruption
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    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for driving an actuator device of a roll stabilizer for a vehicle and to an actuator device.
  • a roll stabilizer is used to control or influence the roll of the vehicle body due to cornering or when driving on uneven terrain.
  • EP 1 426 208 B1 discloses a split electromechanical
  • Motor vehicle stabilizer and a method for roll stabilization in case of failure or shutdown of the active motor vehicle stabilizer.
  • the present invention provides an improved method and apparatus for driving an actuator in a roll stabilization of a vehicle and an improved roll stabilizer actuator according to the main claims.
  • Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.
  • the actuator When an actuator, such as an electric motor, the power supply is interrupted, the actuator can act as a generator. To prevent resulting damage, electrical leads of the actuator can be interrupted or shorted.
  • a method for driving an actuator device of a roll stabilization, in particular of a roll stabilizer, for a vehicle comprises a number of special steps.
  • the actuator device has a supply line connection for providing a supply voltage, a converter for providing an AC voltage using the supply voltage and at least two phase lines for providing the AC voltage
  • Interrupt signal to an interface to a protection device, which is designed to prevent at least partially in response to the protection signal, a forwarding of a fed via the actuator terminals in the phase lines or can be fed generator voltage.
  • the actuator may be a motor, in particular an electric motor.
  • the actuator may be an AC motor or a three-phase motor.
  • the transducer may be configured to be a
  • Convert AC voltage A characteristic of the AC voltage, a power of the actuator can be controlled.
  • the converter can be considered as a control unit for controlling the actuator or be part of such a control unit.
  • the converter can be designed as an inverter.
  • the converter may be a bridge circuit for converting the
  • the supply voltage may be one from a vehicle electrical system
  • two, three or more phase lines may be provided for operating the actuator.
  • Supply line connection connected supply line be the case. Under the deviation from the supply voltage can be a strongly diminished or clear or strong overshoot of the supply voltage at
  • the deviation is determined by a threshold - a defined voltage.
  • Supply voltage of 48V for example, can be a threshold "overshoot" at 60 V.
  • a threshold for example, 40V can be set
  • Interrupt signal displayed Instead of a threshold can be spoken of a voltage level.
  • the interrupt signal and the protection signal may be analog or digital electrical signals.
  • the generator voltage can be understood as meaning a voltage which is generated by the actuator and fed into the phase lines when the converter is no longer supplied with the supply voltage and thus no
  • AC voltage for operating the actuator is provided by the converter.
  • the protective device may comprise at least one switch which is connected to at least one line of the actuator device, for example with at least one
  • Phase line or connected to the supply line connection line is connected.
  • the protective device may comprise a control device for actuating such a switch. Through the protective device, a generator voltage leading line can be interrupted or shorted, creating a further spread of the
  • the method comprises a step of causing a short circuit between the phase lines in response to the
  • Protection signal using the protective device may represent a control signal that is suitable to a
  • Short-circuit device for example, at least one switch, so to control that on the short-circuiting device, the short circuit between the Phase lines is effected.
  • the protection signal may represent a data signal that is suitable for setting a drive device for driving a short-circuit device in a state in which the
  • Actuator provides a control signal that is suitable to a
  • the short circuit between the phase lines is effected.
  • the generator voltage can be reduced very quickly.
  • the method may include a step of causing a short circuit between the supply line terminal and a
  • Reference potential of the actuator device in response to the protection signal using the protection device include. This may be in the
  • Protection signal also act to a corresponding control signal or data signal, via the directly or indirectly using a
  • the short circuit between the supply line terminal and the reference potential such as a ground potential, can be effected. In this way, a forwarding of the generator voltage with only a single between the supply line terminal and the reference potential.
  • Reference potential switched switch can be realized.
  • the method comprises a step of causing an interruption of the phase lines in response to the protection signal using the protection device.
  • the protection signal may represent a control signal that is suitable for applying one to at least one of
  • the protection signal may also represent a data signal which is suitable for setting a drive device for driving a switch arranged in at least one of the phase lines into a state in which the drive device provides a control signal which is suitable for opening the at least one switch ,
  • Generator voltage reaches the converter.
  • damage to the converter by the generator voltage can be excluded.
  • a switching frequency can be chosen so that the transmitted portion of the generator voltage can cause no damage to the actuator.
  • the transmitted portion may still be used to provide a value of
  • this may also result from the frequency of undershooting or exceeding the threshold value. In other words, the switching frequency then results from the occurring within a time period under or exceeding the specified threshold value.
  • the steps of reading and providing can be carried out using the generator voltage.
  • appropriate means for implementing the steps with the generator voltage can be provided.
  • the method comprises a step of detecting the interruption of a supply of the supply voltage or a
  • Deviation is detected, it can be decided by setting a lower and an upper threshold or a voltage level with high reliability, whether the provision of the protection signal and thus causing a short circuit or a break within the actuator device is required or not.
  • the interruption can be determined by a comparison between a voltage applied to the supply line connection and a
  • Reference voltage can be detected.
  • Reference voltage e.g. in the design of the circuit, it can be avoided that a short circuit or an interruption within the actuator device has already taken place, if only a slight under or exceeding the
  • the interrupt signal can be read in via an interface to a communication bus. Additionally or alternatively, in the step of providing the protection signal via an interface to a communication bus.
  • Actuator be executed.
  • the CAN bus can be used.
  • the invention also relates to a device for driving a
  • the actuator device has a supply line connection for providing a supply voltage, a converter for providing a
  • Actuator connections of an operable by the AC voltage actuator are characterized by the following features: a read-in device for reading in an interruption signal interrupting a provision or deviation from the
  • a device may be an electrical device that processes electrical signals, such as sensor signals, and outputs control signals in response thereto. Such devices are also referred to as control unit.
  • the device may have one or more suitable ones Have interface that can be designed in hardware and / or software.
  • the interfaces may be part of an integrated circuit in which functions of the device are implemented.
  • the interfaces may also be their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are available for example on a microcontroller in addition to other software modules.
  • a roll stabilizer comprising said actuator means further comprises means for driving the actuator means.
  • An advantage is also a computer program product with program code, which on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a
  • Hard disk space eg, HD or SSD
  • optical storage may be stored and used to perform the method of any of the embodiments described above when executing the program on a computer or device.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a vehicle with an actuator device according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a flowchart of a method for driving a
  • Fig. 3 is a schematic representation of an actuator according to a
  • 4 is a circuit diagram of an actuator device according to an embodiment of the present invention
  • 5 is a circuit diagram of an actuator device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a circuit diagram of an actuator device according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 7 is a schematic representation of an actuator according to a
  • Fig. 8 is a schematic representation of an actuator according to a
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a vehicle 100 with a
  • Roll stabilizer 105 here called stabilizer, according to an embodiment of the present invention.
  • the stabilizer 105 is realized as a two-part torsion bar with a first stabilizer element 111 and a second stabilizer element 115.
  • one end of the first stabilizer element 111 is connected to a first wheel suspension element 113a of the vehicle 100
  • one end of the second stabilizer element 115 is connected to a second wheel suspension element 113ab of the vehicle 100.
  • Stabilizer elements 111, 115 in this case designed as, preferably bent approximately in the direction of travel or cranked arms, which by means of articulated
  • Pendulum supports 117, 117a are each connected to the suspension elements 113a, 113b.
  • the suspension elements 113a, 113b are, for example, opposing transverse links of the vehicle 100.
  • Stabilizer elements 111, 115 are each rotatably mounted on a chassis or the body of the vehicle 100 by means of a body support 119 about a common axis of rotation DD.
  • the axis of rotation DD corresponds to a transverse axis of the vehicle 100 by way of example.
  • 115 is mechanically coupled to at least one electric motor as an actuator 110.
  • the electric motor not shown, is in the
  • Actuator 102 is arranged and formed in order to rotate using a control signal, the stabilizer elements 111, 115 in opposite directions about the axis of rotation D-D.
  • the control signal represents, for example, a signal determined based on a field-oriented control.
  • the vehicle 100 is equipped with a device 165 which is connected to the electric motor 135 and configured to provide the control signal.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a vehicle 100 with a
  • Actuator device according to an embodiment of the present invention.
  • the actuator device according to an embodiment provides a
  • the actuator device comprises an actuator 102 and a device 104 for driving the
  • Actuator device 102 Actuator device 102.
  • the actuator device 102 has an actuator 110, which is also referred to below as a motor 110 and is embodied here as an electric motor 135, and a converter 112.
  • the transducer 112 is configured to over
  • Phase lines 114, 116 to provide an AC voltage for operating the actuator 110 to the actuator 110.
  • the converter 112 has a
  • a power supply device 120 for example an electrical system of the vehicle 100, is designed to be a
  • the converter 112 is configured to generate the AC voltage using the supply voltage and to the phase lines 114, 116 via output terminals 124, 126 provide. Another input-side terminal 128 of the converter 112 is connected according to this embodiment with a ground line.
  • the supply voltage is interrupted or deviated significantly (lower or upper threshold or
  • the actuator 110 acts as a generator and supplies a generator voltage above
  • Actuator connections 132, 134 in the phase lines 114, 116 a are provided.
  • Generator voltage can lead to damage in the actuator 102.
  • the device 104 is designed to completely or at least partially prevent a forwarding of such a generator voltage fed into the phase lines 114, 116.
  • the device 104 is designed to receive an interrupt signal 140 via an input interface.
  • Interrupt signal 140 is configured to interrupt an
  • the device 104 is designed to generate and provide, using the interrupt signal 140, at least one protection signal 142, 144, 146, 148 which is suitable for controlling a protective device 152, 154, 156, 158 in such a way that the generator voltage is forwarded at least partially prevented.
  • the device 104 has a
  • a read-in device 160 which is configured to read in the interrupt signal 140 and to apply the interrupt signal 140 to a
  • Deployment device 162 is configured to operate using the
  • Interrupt signal 140 to generate at least one protection signal 142, 144, 146, 148 and provide at least one output interface of the device 104.
  • the read-in device 160 is further configured to detect the interruption of the supply voltage, For example, by comparing the voltage applied to the supply line terminal 118 voltage with a reference voltage.
  • the device 104 is coupled via at least one line 164 to at least one of the actuator terminals 132, 134 so that the devices 160, 162 of the devices 104 can be operated via the generator voltage.
  • the device 104 the device 104
  • a protective device 152 is integrated in the converter 112 or is part of the actuator device 102.
  • a protective device 154 is implemented as a control device for providing a control signal 166 generated using the protection signal 144 to drive the actuator device 102.
  • a protection device 156 is integrated into the phase lines 114, 116 or coupled to the phase lines 114, 116.
  • a protection device 158 is integrated into the supply line 122 or coupled to the supply line 122.
  • At least one of the protective devices 152, 154, 156 is designed to effect a short circuit between the phase lines 114, 116, triggered by the protective signal 142, 144, 146. By such a short circuit, a forwarding of the generator voltage is effectively prevented.
  • the protective devices 152, 154, 156 may be configured to close at least one switch connecting the phase lines 114, 116 in response to the protection signal 142, 144, 146.
  • the protective devices 152, 154, 156 may be configured to close at least one switch connecting the phase lines 114, 116 in response to the protection signal 142, 144, 146.
  • Protective devices 152, 156 also realize such a switch.
  • At least one of the protective devices 152, 154, 156 is designed to effect an interruption of the phase lines 114, 116 in response to the protection signal 142, 144, 146.
  • the protective devices 152, 154, 156 may be configured to switch arranged in the phase lines 114, 116 in response to the
  • Protective devices 152, 156 realize such switches.
  • the protection device 158 is designed to be controlled by the protection signal 148 a Kurzsehl uss between the
  • the protection device 158 may be designed to close a switch connecting the terminals 118, 128 in response to the protection signal 148.
  • the protection device 158 may also be designed as such a switch.
  • the provision device 162 is configured to provide the provision device 162
  • the protection signal 142, 144, 146, 148 clocked, so that the generator voltage through the protection devices 152, 154, 156, 158 alternately transmitted and suppressed. Accordingly, the
  • Protective means 152, 154, 156, 158 may be configured to alternately cause and cancel the corresponding short circuit and / or the corresponding interruption of the phase lines in response to a clocked or non-clocked protection signal 142, 144, 146, 148.
  • FIG. 3 shows a flow diagram of a method for driving a
  • Actuator device according to an embodiment of the present invention.
  • the method may be performed using the apparatus described with reference to FIG.
  • the actuator device may be the circuit described with reference to FIG. 2.
  • the method comprises a step 201 in which an interrupt signal is read in which indicates an interruption or deviation from a supply voltage for a converter of the actuator device. Further The method comprises a step 203, in which a protection signal is provided by using the interrupt signal, via which a
  • Generator voltage is at least partially prevented.
  • step 205 the interruption or deviation from the supply voltage is detected. For this purpose, for example, a comparison is made between the available supply voltage and a reference voltage.
  • the interrupt signal can thus be interpreted according to an embodiment as the supply voltage or a value indicating the supply voltage signal.
  • the method optionally comprises steps 207, 209, 211, by which the forwarding of the generator voltage is prevented.
  • steps 207, 209, 211 by which the forwarding of the generator voltage is prevented.
  • a short circuit between the phase lines of the actuator device is effected.
  • a short circuit between the supply line terminal and a reference potential of the actuator device is effected.
  • an interruption of the phase lines is effected.
  • Steps 207, 209, 211 may be performed repeatedly, for example, to effect a clocked short or clocked interrupt. This means an interruption at intervals, the intervals may be, for example, 50-200ms, especially 100ms, long.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an actuator device according to an embodiment of the present invention. This can be a
  • the converter 112 is configured to provide a three-phase AC voltage to the actuator 110 via three phase lines 114, 116, 314.
  • the actuator 110 is as a
  • the converter 112 comprises a bridge circuit with six switches 321, 322, 323, 324, 325, 326, which are embodied here as transistors.
  • switches 321, 322, 323, 324, 325, 326 which are embodied here as transistors.
  • one terminal of the transistors 321, 322, 323, which may be realized as high-side MOSFETs is connected to the supply line 122.
  • one connection of the transistors 324, 325, 326 which may be implemented as low-side MOSFETs, is connected to a reference potential line 328 of the actuator device.
  • a further terminal of the transistors 321, 324 is connected to the first
  • Phase line 114 connected. In each case another connection of the
  • Transistors 322, 325 is connected to the second phase line 116. In each case a further terminal of the transistors 323, 326 is connected to the third phase line 314.
  • Transistors 321, 322, 323, 324, 325, 326 can be used to generate a suitable operating voltage for the actuator 110 using the supply voltage applied on the input side to the converter 112 during normal operation of the actuator device and to be supplied to the actuator 110 via the phase lines 114, 116, 314 ,
  • the protection device 152 comprises the three transistors 324, 325, 326 of the bridge circuit.
  • the transistors 324, 325, 326 can be switched so that the phase lines 114, 116, 314 are short-circuited.
  • the protection device 152 comprises the three transistors 321, 322, 323 of the bridge circuit, which can be switched in accordance with the transistors 324, 325, 326 so that the phase lines 114, 116, 314 are short-circuited.
  • the protection device 158 includes an optional further transistor 330, which in the switched-through state a
  • Reference potential line 328 causes. Via the protection signal described with reference to FIG. 2 or a control signal generated in response to the protection signal, the transistor 330 can be switched so that the lines 122, 128 are short-circuited within the transducer 112 or as close as possible outside the transducer 112.
  • the actuator device comprises a
  • Link capacitor 332 which is connected between the supply line 122 and the reference potential line 328.
  • Fig. 4 Purely schematically in Fig. 4 is a control 340 as
  • Comparator circuit can be triggered.
  • the functions 340, 342, 344, 346 may be integrated in the device described for the actuation of the actuator device described with reference to FIG. 2.
  • the comparator circuit is in particular for the detection of the deviation from the supply voltage in the sense of
  • the converter 112 may be referred to as the motor drive unit 334 together with the DC link capacitor 332 and the transistor 330. Alternatively, only the converter 112 may be referred to as a motor drive unit 334.
  • the actuator device is used according to an embodiment in connection with an electromechanical roll stabilizer.
  • an actuator 110 in the form of a
  • the supply line 122 is also referred to here as a supply line or power supply line.
  • Power supply can occur, for example, due to cable breakage, defective plugs, defective energy storage, etc.
  • This destruction can be prevented by overvoltage.
  • This control can be targeted by controlling 342 of the components by software, by specifications of a higher-level control 344, e.g. by the vehicle manufacturer, or by exceeding a threshold value 346, which leads to a direct short circuit.
  • a safe state with regard to electrical safety can be achieved by not exceeding a maximum DC voltage of 60 V according to one exemplary embodiment.
  • the short circuit methodology can be a safe state with regard to functional
  • Safety can be achieved by the damping properties of the stabilizer can be increased because the actuator 110 in the form of a motor can no longer act as a generator.
  • Fig. 5 shows a circuit diagram of an actuator according to a
  • the actuator device comprises an actuator device 102 and a device 104 for driving the Actuator 102, which may be embodiments of the devices or devices described with reference to the preceding figures.
  • the device 104 is connected to the supply line 122 via a line.
  • the device 104 according to one embodiment comprises a
  • the device 104 comprises a control for short circuit. According to an alternative embodiment, the device 104 is provided with a
  • Means 440 for detecting a threshold overshoot for example, a comparator circuit, coupled, which is adapted to the at the
  • Supply line 122 to evaluate applied supply voltage.
  • the device 104 is designed to provide the protection signal 148 to a control input of the transistor 330 in response to the supply voltage being exceeded or exceeded below a reference value (threshold or voltage level).
  • Supply line 122 is shorted to the reference potential line 328.
  • the transistor 330 serves as a protection device 158.
  • a further transistor 430 is integrated into the supply line 122 and the device 104 is designed to supply a signal 448 to a reference value (threshold or voltage level) in response to the supply voltage being undershot or exceeded
  • the supply line 122 is connected to a 48V vehicle electrical system (BN48) of a vehicle, so that at the
  • Supply line connection of the converter 112 applied supply voltage in normal operation is 48V. Due to a break in the
  • the supply voltage may drop abruptly
  • a short-time or a short-circuited short circuit is implemented by a suitable circuit in the electronics when exceeding or falling below a threshold or voltage level at a corresponding voltage drop or when the supply voltage is exceeded.
  • a suitable circuit in the electronics when exceeding or falling below a threshold or voltage level at a corresponding voltage drop or when the supply voltage is exceeded.
  • a logic circuit for example the device 440, is used, which the
  • the device 440 represents, according to one exemplary embodiment, a comparison circuit which can be implemented by, for example, a comparator circuit and can be configured to different threshold values, which are associated, for example, with different reference voltages. If, for example, the critical threshold of 60 V, which is critical for the electrical components and critical for electrical safety, is exceeded, the energy is dissipated by a short circuit within the energy source for the time of exceeding.
  • This circuit is preferably activated according to one embodiment, in particular
  • the DC link (ZWK) is short-circuited if a separation has previously been made
  • control units of the actuator device are used to realize a short circuit. For example, this can be done by driving the bridge driver of the converter 112, by which the bridge driver is brought into a defined preferred state, as described with reference to FIG. 7, or by a direct drive of the transistors 324, 325, 326 as described with reference to FIG Fig. 6 is described.
  • Fig. 6 shows a circuit diagram of an actuator device according to a
  • Embodiment of the present invention may be an alternative embodiment of the described with reference to FIG. 5
  • the device 104 is designed to switch the protection signal 142 to a control input of at least one of the control signals in response to a drop in the supply voltage below a reference value
  • Transistors 324, 325, 326 provide to the transistors 324, 325, 326 to turn on, so that the phase lines 114, 116, 314 with each other
  • transistors 324, 325, 326 serve as
  • Fig. 7 shows a circuit diagram of an actuator according to a
  • Embodiment of the present invention may be an alternative embodiment described with reference to FIG. 6
  • the device 104 is designed to switch the protection signal 144 to a reference value (threshold or voltage level) in response to the supply voltage dropping below or exceeding the supply voltage
  • Protective circuit 154 in the form of a control circuit of the converter 112, for example, a bridge driver 154 of the converter 112 to provide.
  • the protection circuit 154 is configured to apply control signals 166 to the control inputs of the transistors 324, 325, 326 in response to the protection signal 144
  • a short-circuit or a clocked short-circuit can be implemented by means of an intelligent control of the existing motor control 334 in SW or HW.
  • the motor controller 334 which can be embodied, for example, as a control unit, also includes a computing unit ( ⁇ ) (calculation of the controller algorithms for controlling the Motors and actuators) and an electrical circuit, the control commands of the arithmetic unit in the control signals of
  • the arithmetic unit can intervene via the following different options and a component protection of the B6 bridge 321, 322, 323, 324, 325, 326.
  • the basis for this purpose is the measurement of the voltage across the intermediate circuit 332, as it is necessary for the control of the motor 110 in all operating conditions.
  • the arithmetic unit can put the bridge driver 154 in a state in which this the motor phases via the switching of the low-side switch transistors representing the transistors 324, 325, 326 or the high-side switch at too high DC link voltage representing transistors 321, 322, 323 in the short circuit.
  • the detection of the voltage can be done via the analogue detection of the
  • Triggering can be triggered based on a cyclic task or event. If a higher-level control (eg a vehicle manufacturer-specific
  • Embodiment used from one of the methodologies already described. The difference is that the default is sent to a lesser or no recuperation on a communication bus as info to the controller.
  • Fig. 8 shows a schematic representation of an actuator device according to an embodiment of the present invention. This may be a further embodiment of the actuator device described with reference to FIG. 4.
  • the protection device 156 comprises three switches 714, 716, 718 arranged in the phase lines 114, 116, 314.
  • the switch 714 is arranged in the first phase line 114, the second switch 716 in the second phase line 116 and the third switch 718 in the third phase line 314.
  • the switches 714, 716, 718 can be switched so that the phase lines 114, 116, 314 are interrupted.
  • a control 740 of the protective device 156 designed as a phase separation device is shown purely schematically in FIG.
  • Threshold exceeded 346 can be triggered.
  • Functions 340, 342, 344, 346 may be integrated in the device described for the actuation of the actuator device described with reference to FIG. 2.
  • a direction of action of the control 740 is represented by the arrow of the protection signal 146.
  • the arrangement shown can, as described with reference to FIG. 4, for driving an actuator 110 in the form of a three-phase drive, in particular for
  • the separation can be targeted by controlling 342 of the components by software, by specifications of a higher-level control 344, for example by the customer, or by exceeding a threshold 346, which leads to a direct control of the phase separator, here the switch 714, 716, 718, be implemented.
  • phase separator By using the phase separator, a safe state with regard to electrical safety can be achieved by setting the maximum DC voltage
  • the motor 110 can no longer act as a generator.
  • phase separator Another application is a separation of the phase separator to prevent from the perspective of the electrical system feedback or to keep the energy balance stable.
  • the use of a phase separator is also in many more
  • Useful areas e.g. in transmission actuation or

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Abstract

Ein Verfahren zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung (102) eines Wankstabilisators, für ein Fahrzeug (100), wobei die Aktuatoreinrichtung (102) einen Versorgungsleitungsanschluss (118) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler (112) zum Bereitstellen einer Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen (114, 116) zum Bereitstellen der Wechselspannung an Aktuatoranschlüsse (132, 134) eines durch die Wechselspannung betreibbaren Aktuators (110) aufweist, umfasst einen Schritt des Einlesens eines Unterbrechungssignals (140), das eine Unterbrechung (130) einer Bereitstellung der Versorgungspannung oder Abweichung von der Versorgungsspannung an dem Versorgungsleitungsanschluss (118) anzeigt, und einen Schritt des Bereitstellens (203) eines Schutzsignals (142, 144, 146, 148) unter Verwendung des Unterbrechungssignals (140) an eine Schnittstelle zu einer Schutzeinrichtung (152, 154, 156, 158), die ausgebildet ist, um ansprechend auf das Schutzsignal (142, 144, 146, 148) eine Weiterleitung einer über die Aktuatoranschlüsse (132, 134) in die Phasenleitungen (114, 116; 314) eingespeisten oder einspeisbaren Generatorspannung zumindest teilweise zu verhindern.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung und
Aktuatorvorrichtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung eines Wankstabilisators für ein Fahrzeug sowie auf eine Aktuatorvorrichtung.
Zur Wankstabilisierung eines Fahrzeugs wird ein Wankstabilisator eingesetzt, um das Wanken des Fahrzeugaufbaus aufgrund von Kurvenfahrten oder auch bei Fahrten in unebenem Gelände kontrollieren bzw. beeinflussen zu können.
Die EP 1 426 208 B1 offenbart einen geteilten elektromechanischen
Kraftfahrzeugstabilisator und ein Verfahren zur Wankstabilisierung bei Ausfall oder Abschaltung des aktiven Kraftfahrzeugstabilisators.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung in einer Wankstabilisierung eines Fahrzeugs sowie eine verbesserte Aktuatorvorrichtung einer Wankstabilisierung gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Wenn bei einem Aktuator, beispielsweise einem Elektromotor, die Energieversorgung unterbrochen wird, kann der Aktuator als Generator wirken. Um daraus resultierende Schäden zu verhindern, können elektrische Zuleitungen des Aktuators unterbrochen oder kurzgeschlossen werden.
Ein Verfahren zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung einer Wankstabilisierung, insbesondere eines Wankstabilisators, für ein Fahrzeug umfasst mehrere spezielle Schritte. Dabei weist die Aktuatoreinrichtung einen Versorgungsleitungsanschluss zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler zum Bereitstellen einer Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen zum Bereitstellen der Wechselspannung an
Aktuatoranschlüsse eines durch die Wechselspannung betreibbaren Aktuators auf. Die Schritte lauten wie folgt:
Einlesen eines Unterbrechungssignals, das eine Unterbrechung einer
Bereitstellung der Versorgungsspannung oder eine Abweichung von der Versorgungsspannung an dem Versorgungsleitungsanschluss anzeigt; und
Bereitstellen eines Schutzsignals unter Verwendung des
Unterbrechungssignals an eine Schnittstelle zu einer Schutzeinrichtung, die ausgebildet ist, um ansprechend auf das Schutzsignal eine Weiterleitung einer über die Aktuatoranschlüsse in die Phasenleitungen eingespeisten oder einspeisbaren Generatorspannung zumindest teilweise zu verhindern.
Bei dem Aktuator kann es sich um einen Motor, insbesondere einen Elektromotor handeln. Beispielsweise kann der Aktuator einen Wechselstrommotor oder einen Drehstrommotor darstellen. Der Wandler kann ausgebildet sein, um eine
Gleichspannung in eine zum Betreiben des Aktuators erforderliche
Wechselspannung umzuwandeln. Über eine Charakteristik der Wechselspannung kann eine Leistung des Aktuators gesteuert werden. Somit kann der Wandler als eine Steuereinheit zum Steuern des Aktuators aufgefasst werden oder Teil einer solchen Steuereinheit sein. Beispielsweise kann der Wandler als ein Wechselrichter ausgeführt sein. Der Wandler kann eine Brückenschaltung zum Wandeln der
Versorgungsspannung in die Wechselspannung aufweisen.
Bei der Versorgungsspannung kann es sich um eine von einem Bordnetz,
beispielsweise einem 48V- oder 12V-Bordnetz bereitgestellte Gleichspannung handeln. Gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen können zwei, drei oder mehr Phasenleitungen zum Betreiben des Aktuators vorgesehen sein.
Unter der Unterbrechung der Versorgungsspannung kann verstanden werden, dass keine Versorgungsspannung an den Versorgungsleitungsanschluss bereitgestellt wird. Dies kann beispielsweise bei einer Unterbrechung einer mit dem
Versorgungsleitungsanschluss verbundenen Versorgungsleitung der Fall sein. Unter der Abweichung von der Versorgungsspannung kann eine stark verminderte oder deutliche oder starke Überschreitung der Versorgungsspannung am
Versorgungsleitungsanschluss verstanden werden. Die Abweichung wird anhand einer Schwelle festgelegt - einer definierten Spannung. Bei einer
Versorgungsspannung von 48V kann eine Schwelle„Überschreitung" zum Beispiel bei 60V liegen. Analog kann für eine stark verminderte Versorgungsspannung ebenfalls eine Schwelle, z.B. 40V festgelegt sein. Wird diese Schwelle der
Unterschreitung oder Überschreitung erreicht bzw. überschritten, wird ein
Unterbrechungssignal angezeigt. Statt von einer Schwelle kann auch von einem Spannungslevel gesprochen werden.
Das Unterbrechungssignal und das Schutzsignal können analoge oder digitale elektrische Signale sein.
Unter der Generatorspannung kann eine Spannung verstanden werden, die von dem Aktuator generiert und in die Phasenleitungen eingespeist wird, wenn der Wandler nicht mehr mit der Versorgungsspannung versorgt wird und somit keine
Wechselspannung zum Betreiben des Aktuators von dem Wandler bereitgestellt wird.
Die Schutzeinrichtung kann zumindest einen Schalter umfassen, der mit zumindest einer Leitung der Aktuatoreinrichtung, beispielsweise mit zumindest einer
Phasenleitung oder einer mit dem Versorgungsleitungsanschluss verbundenen Leitung verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Schutzeinrichtung eine Steuereinrichtung zum Ansteuern eines solchen Schalters umfassen. Durch die Schutzeinrichtung kann eine die Generatorspannung führende Leitung unterbrochen oder kurzgeschlossen werden, wodurch eine weitere Ausbreitung der
Generatorspannung verhindert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt des Bewirkens eines Kurzschlusses zwischen den Phasenleitungen ansprechend auf das
Schutzsignal unter Verwendung der Schutzeinrichtung. Beispielsweise kann das Schutzsignal ein Steuersignal darstellen, das geeignet ist, um eine
Kurzschlusseinrichtung, beispielsweise zumindest einen Schalter, so anzusteuern, dass über die Kurzschlusseinrichtung der Kurzschluss zwischen den Phasenleitungen bewirkt wird. Auch kann das Schutzsignal ein Datensignal darstellen, das geeignet ist, um eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern einer Kurzschlusseinrichtung in einen Zustand zu versetzen, in dem die
Ansteuereinrichtung ein Steuersignal bereitstellt, das geeignet ist, um eine
Kurzschlusseinrichtung so anzusteuern, dass über die Kurzschlusseinrichtung der Kurzschluss zwischen den Phasenleitungen bewirkt wird. Über einen solchen Kurzschluss kann die Generatorspannung sehr schnell abgebaut werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren einen Schritt des Bewirkens eines Kurzschlusses zwischen dem Versorgungsleitungsanschluss und einem
Bezugspotenzial der Aktuatoreinrichtung ansprechend auf das Schutzsignal unter Verwendung der Schutzeinrichtung umfassen. Hierbei kann es sich bei dem
Schutzsignal ebenfalls um ein entsprechendes Steuersignal oder Datensignal handeln, über das direkt oder indirekt unter Verwendung einer
Kurzschlusseinrichtung der Kurzschluss zwischen dem Versorgungsleitungsanschluss und dem Bezugspotenzial, beispielsweise einem Massepotenzial, bewirkt werden kann. Auf diese Weise kann eine Weiterleitung der Generatorspannung mit nur einem einzigen zwischen den Versorgungsleitungsanschluss und das
Bezugspotenzial geschalteten Schalter realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt des Bewirkens einer Unterbrechung der Phasenleitungen ansprechend auf das Schutzsignal unter Verwendung der Schutzeinrichtung. Beispielsweise kann das Schutzsignal ein Steuersignal darstellen, das geeignet ist, um einen in zumindest einer der
Phasenleitungen angeordneten Schalter zu öffnen. Auch kann das Schutzsignal ein Datensignal darstellen, das geeignet ist, um eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern eines in zumindest einer der Phasenleitungen angeordneten Schalter in einen Zustand zu versetzen, in dem die Ansteuereinrichtung ein Steuersignal bereitstellt, das geeignet ist, um den zumindest einen Schalter zu öffnen. Durch die
Unterbrechung der Phasenleitungen kann verhindert werden, dass die
Generatorspannung den Wandler erreicht. Dadurch kann eine Schädigung des Wandlers durch die Generatorspannung ausgeschlossen werden. Im Schritt des Bewirkens kann der Kurzschluss und/oder die Unterbrechung alternierend bewirkt und aufgehoben werden. Eine Schaltfrequenz kann dabei so gewählt werden, dass der durchgelassene Anteil der Generatorspannung keine Beschädigung der Aktuatoreinrichtung hervorrufen kann. Vorteilhafterweise kann der durchgelassene Anteil dennoch verwendet werden, um einen Wert der
Generatorspannung zu bestimmen. Alternativ zu einer gewählten oder bestimmten, also festgelegten Schaltfrequenz kann sich diese auch aufgrund der Häufigkeit des Unter- oder Überschreitens des Schwellwerts ergeben. Mit anderen Worten ergibt sich die Schaltfrequenz dann durch die innerhalb eines Zeitabschnitts auftretenden Unter- bzw. Überschreitungen des festgelegten Schwell wertes.
Vorteilhafterweise können die Schritte des Einlesens und Bereitstellens unter Verwendung der Generatorspannung ausgeführt werden. Beispielsweise können entsprechende Einrichtungen zum Umsetzen der Schritte mit der
Generatorspannung versorgt werden, sodass ein autarker Betrieb ermöglicht wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt des Erfassens der Unterbrechung einer Bereitstellung der Versorgungsspannung oder eine
Abweichung von der Versorgungsspannung. In dem die Unterbrechung oder
Abweichung erfasst wird, kann durch Festlegen einer unteren und einer oberen Schwelle bzw. eines Spannungslevels mit einer hohen Zuverlässigkeit entschieden werden, ob die Bereitstellung des Schutzsignals und damit das Bewirken eines Kurzschlusses oder einer Unterbrechung innerhalb der Aktuatoreinrichtung erforderlich ist oder nicht.
Beispielsweise kann die Unterbrechung durch einen Vergleich zwischen einer an dem Versorgungsleitungsanschluss anliegenden Spannung und einer
Referenzspannung erfasst werden. Durch eine geeignete Wahl der
Referenzspannung, z.B. bei der Auslegung der Schaltung, kann vermieden werden, dass ein Kurzschluss oder eine Unterbrechung innerhalb der Aktuatoreinrichtung bereits erfolgt ist, wenn nur ein geringe Unter- bzw. Überschreitung der
Versorgungsspannung vorliegt, die nicht ausreichend ist, um eine Gefährdung der Aktuatoreinrichtung hervorzurufen. Im Schritt des Einlesens kann das Unterbrechungssignal über eine Schnittstelle zu einem Kommunikationsbus eingelesen werden. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Bereitstellens das Schutzsignal über eine Schnittstelle zu einem
Kommunikationsbus bereitgestellt werden. Auf diese Weise können die Schritte des Verfahrens im Zusammenhang mit einem Kommunikationsbus der
Aktuatoreinrichtung ausgeführt werden. Hier kann beispielsweise der CAN-Bus genutzt werden.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Ansteuern einer
Aktuatoreinrichtung eines Wankstabilisators, insbesondere für ein Fahrzeug. Dabei weist die Aktuatoreinrichtung einen Versorgungsleitungsanschluss zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler zum Bereitstellen einer
Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen zum Bereitstellen der Wechselspannung an
Aktuatoranschlüsse eines durch die Wechselspannung betreibbaren Aktuators auf. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: eine Einleseeinrichtung zum Einlesen eines Unterbrechungssignals, das eine Unterbrechung einer Bereitstellung oder Abweichung von der
Versorgungsspannung an dem Versorgungsleitungsanschluss anzeigt; und eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen eines Schutzsignals unter Verwendung des Unterbrechungssignals an eine Schnittstelle zu einer Schutzeinrichtung, die ausgebildet ist, um ansprechend auf das Schutzsignal eine Weiterleitung einer über die Aktuatoranschlüsse in die Phasenleitungen eingespeisten oder einspeisbaren Generatorspannung zumindest teilweise zu verhindern.
Durch Einrichtungen einer solchen Vorrichtung können die Schritte des genannten Verfahrens vorteilhaft umgesetzt werden. Eine Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Derartige Geräte werden auch als Steuergerät bezeichnet. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen
Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem MikroController neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Ein Wankstabilisator, der die genannte Aktuatoreinrichtung umfasst, weist ferner eine genannte Vorrichtung zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung auf. Auf diese Weise kann der beschriebene Ansatz vorteilhaft mit einer Aktuatoreinrichtung,
beispielsweise zur Wankstabilisierung eines Fahrzeugs, kombiniert werden.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem
Festplattenspeicher (z. B. HD oder SSD) oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern einer
Aktuatoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 5 ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem
Wankstabilisator 105, hier genannt Stabilisator, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Stabilisator 105 ist als zweigeteilter Drehstab mit einem ersten Stabilisatorelement 111 und einem zweiten Stabilisatorelement 115 realisiert. Hierbei ist ein Ende des ersten Stabilisatorelements 111 mit einem ersten Radaufhängungselement 113a des Fahrzeugs 100 verbunden und ein Ende des zweiten Stabilisatorelements 115 mit einem zweiten Radaufhängungselement 113abdes Fahrzeugs 100 verbunden. Beispielsweise sind die Enden der
Stabilisatorelemente 111 , 115 hierbei als, vorzugsweise etwa in Fahrtrichtung gebogene oder gekröpfte Arme ausgeführt, die mittels gelenkig gelagerter
Pendelstützen 117, 117a jeweils mit den Radaufhängungselementen 113a, 113b verbunden sind. Bei den Radaufhängungselementen 113a, 113b handelt es sich beispielsweise um gegenüberliegende Querlenker des Fahrzeugs 100. Die
Stabilisatorelemente 111 , 115 sind je mittels eines Aufbaulagers 119 um eine gemeinsame Drehachse D-D drehbar an einem Fahrgestell bzw. der Karosserie des Fahrzeugs 100 befestigt. Die Drehachse D-D entspricht hierbei beispielhaft einer Querachse des Fahrzeugs 100. Je ein einer Fahrzeugmitte des Fahrzeugs 100 zugewandtes Ende der Stabilisatorelemente 111 , 115 ist mit zumindest einem Elektromotor als Aktuator 110 mechanisch gekoppelt. Der nicht dargestellte Elektromotor ist in der
Aktuatoreinrichtung 102 angeordnet und ausgebildet, um unter Verwendung eines Regelungssignals die Stabilisatorelemente 111 , 115 gegensinnig um die Drehachse D-D zu verdrehen. Hierbei repräsentiert das Regelungssignal bspw. ein basierend auf einer feldorientierten Regelung ermitteltes Signal. Durch das gegensinnige Verdrehen der Stabilisatorelemente 111 , 115 werden die Radaufhängungselemente 113a, 113b bewegt und es kann einem Wanken der Karosserie bspw. bei
Kurvenfahrt entgegengewirkt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Fahrzeug 100 mit einer Vorrichtung 165 ausgestattet, die an den Elektromotor 135 angeschlossen ist und ausgebildet ist, um das Regelungssignal bereitzustellen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer
Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Aktuatorvorrichtung stellt gemäß einem Ausführungsbeispiel einen
Wankstabilisator für das Fahrzeug 100 dar. Die Aktuatorvorrichtung umfasst eine Aktuatoreinrichtung 102 und eine Vorrichtung 104 zum Ansteuern der
Aktuatoreinrichtung 102.
Die Aktuatoreinrichtung 102 weist einen Aktuator 110, der im Folgenden auch als Motor 110 bezeichnet wird und hier als ein Elektromotor 135 ausgeführt ist, und einen Wandler 112 auf. Der Wandler 112 ist ausgebildet, um über
Phasenleitungen 114, 116 eine Wechselspannung zum Betreiben des Aktuators 110 an den Aktuator 110 bereitzustellen. Der Wandler 112 weist einen
Versorgungsleitungsanschluss 118 auf. Eine Energieversorgungseinrichtung 120, beispielsweise ein Bordnetz des Fahrzeugs 100, ist ausgebildet, um eine
Versorgungsspannung über eine Versorgungsleitung 122 an den
Versorgungsleitungsanschluss 118 bereitzustellen. Der Wandler 112 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Versorgungsspannung die Wechselspannung zu erzeugen und über Ausgangsanschlüsse 124, 126 an die Phasenleitungen 114, 116 bereitzustellen. Ein weiterer eingangseitiger Anschluss 128 des Wandlers 112 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit einer Masseleitung verbunden.
Wenn im Betrieb des Aktuators 110 die Versorgungsspannung unterbrochen oder deutlich von dieser abgewichen wird (untere oder obere Schwelle bzw.
Spannungslevel wird erreicht bzw. überschritten), beispielsweise aufgrund einer Unterbrechung 130 der Versorgungsleitung 122 oder Überschreitung 130 der Versorgungsspannung aufgrund einer starken Einfederbewegung eines Rades, die ein plötzliches Hochdrehen des Motors der Aktuatoreinrichtung 102 bewirkt, so wirkt der Aktuator 110 als Generator und speist eine Generatorspannung über
Aktuatoranschlüsse 132, 134 in die Phasenleitungen 114, 116 ein. Die
Generatorspannung kann zu Schäden in der Aktuatoreinrichtung 102 führen.
Die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, um eine Weiterleitung einer solchen in die Phasenleitungen 114, 116 eingespeisten Generatorspannung vollständig oder zumindest teilweise zu verhindern. Dazu ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um über eine Eingangsschnittstelle ein Unterbrechungssignal 140 zu empfangen. Das
Unterbrechungssignal 140 ist ausgebildet, um eine Unterbrechung einer
Bereitstellung oder Abweichung von der Versorgungsspannung anzuzeigen. Die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Unterbrechungssignals 140 zumindest ein Schutzsignal 142, 144, 146, 148 zu erzeugen und bereitzustellen, das geeignet ist, um eine Schutzeinrichtung 152, 154, 156, 158 so anzusteuern, dass eine Weiterleitung der Generatorspannung zumindest teilweise verhindert wird. Zum Einlesen des Unterbrechungssignals 140 weist die Vorrichtung 104 eine
Einleseeinrichtung 160 auf, die ausgebildet ist, um das Unterbrechungssignal 140 einzulesen und das Unterbrechungssignal 140 an eine
Bereitstellungseinrichtung 162 der Vorrichtung 104 bereitzustellen. Die
Bereitstellungseinrichtung 162 ist ausgebildet, um unter Verwendung des
Unterbrechungssignals 140 zumindest ein Schutzsignal 142, 144, 146, 148 zu erzeugen und über zumindest eine Ausgangsschnittstelle der Vorrichtung 104 bereitzustellen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Einleseeinrichtung 160 ferner ausgebildet, um die Unterbrechung der Versorgungsspannung zu erfassen, beispielsweise durch einen Vergleich der an dem Versorgungsleitungsanschluss 118 anliegenden Spannung mit einer Referenzspannung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 über zumindest eine Leitung 164 mit zumindest einem der Aktuatoranschlüsse 132,134 gekoppelt, sodass die Einrichtungen 160, 162 der Vorrichtungen 104 über die Generatorspannung betrieben werden können.
Gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele kann die Vorrichtung 104
ausgebildet sein, um eine oder mehrere Schutzeinrichtungen 152, 154, 156, 158 anzusteuern, von denen lediglich eine erforderlich ist. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel ist eine Schutzeinrichtung 152 in den Wandler 112 integriert oder Teil der Aktuatoreinrichtung 102. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Schutzeinrichtung 154 als eine Steuereinrichtung zum Bereitstellen eines unter Verwendung des Schutzsignals 144 erzeugten Steuersignals 166 zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung 102 ausgeführt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Schutzeinrichtung 156 in die Phasenleitungen 114, 116 integriert oder mit den Phasenleitungen 114, 116 gekoppelt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Schutzeinrichtung 158 in die Versorgungsleitung 122 integriert oder mit der Versorgungsleitung 122 gekoppelt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine der Schutzeinrichtungen 152, 154, 156 ausgebildet, um angesteuert durch das Schutzsignal 142, 144, 146 einen Kurzschluss zwischen den Phasenleitungen 114, 116 zu bewirken. Durch einen solchen Kurzschluss wird eine Weiterleitung der Generatorspannung wirksam verhindert. Dazu können die Schutzeinrichtungen 152, 154, 156 ausgebildet sein, um zumindest einen die Phasenleitungen 114, 116 verbindenden Schalter ansprechend auf das Schutzsignal 142, 144, 146 zu schließen. Alternativ können die
Schutzeinrichtungen 152, 156 auch einen solchen Schalter realisieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine der Schutzeinrichtungen 152, 154, 156 ausgebildet, um angesteuert durch das Schutzsignal 142, 144, 146 eine Unterbrechung der Phasenleitungen 114, 116 zu bewirken. Durch eine solche Unterbrechung wird eine Weiterleitung der Generatorspannung wirksam verhindert. Dazu können die Schutzeinrichtungen 152, 154, 156 ausgebildet sein, um in den Phasenleitungen 114, 116 angeordnete Schalter ansprechend auf das
Schutzsignal 142, 144, 146 zu öffnen. Alternativ können die
Schutzeinrichtungen 152, 156 auch solche Schalter realisieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schutzeinrichtung 158 ausgebildet, um angesteuert durch das Schutzsignal 148 einen Kurzsehl uss zwischen dem
Versorgungsleitungsanschluss 118 und dem beispielsweise als Masseanschluss ausgeführten weiteren eingangseitigen Anschluss 128 des Wandlers 112 zu bewirken. Dazu kann die Schutzeinrichtung 158 ausgebildet sein, um einen die Anschlüsse 118, 128 verbindenden Schalter ansprechend auf das Schutzsignal 148 zu schließen. Alternativ kann die Schutzeinrichtung 158 auch als ein solcher Schalter ausgeführt sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bereitstellungseinrichtung 162
ausgebildet, um das Schutzsignal 142, 144, 146, 148 getaktet bereitzustellen, sodass die Generatorspannung durch die Schutzeinrichtungen 152, 154, 156, 158 alternierend durchgelassen und unterdrückt wird. Entsprechend können die
Schutzeinrichtungen 152, 154, 156, 158 ausgebildet sein, um ansprechend auf ein getaktetes oder ungetaktetes Schutzsignal 142, 144, 146, 148 den entsprechenden Kurzschluss und/oder die entsprechende Unterbrechung der Phasenleitungen alternierend zu bewirken und aufzuheben.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern einer
Aktuatoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung der anhand von Fig. 2 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden. Bei der Aktuatoreinrichtung kann es sich um die anhand von Fig. 2 beschriebene Schaltung handeln.
Das Verfahren umfasst einen Schritt 201 in dem ein Unterbrechungssignal eingelesen wird, das eine Unterbrechung der oder eine Abweichung von einer Versorgungsspannung für einen Wandler der Aktuatoreinrichtung anzeigt. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt 203, in dem unter Verwendung des Unterbrechungssignals ein Schutzsignal bereitgestellt wird, über das eine
Weiterleitung einer die Aktuatoreinrichtung gegebenenfalls gefährdenden
Generatorspannung zumindest teilweise unterbunden wird.
In einem optionalen Schritt 205 wird die Unterbrechung der oder die Abweichung von der Versorgungsspannung erfasst. Dazu wird beispielsweise ein Vergleich zwischen der verfügbaren Versorgungsspannung und einer Referenzspannung durchgeführt. Das Unterbrechungssignal kann gemäß einem Ausführungsbeispiel somit als die Versorgungsspannung oder ein einen Wert der Versorgungsspannung anzeigendes Signal aufgefasst werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren optional Schritte 207, 209, 211, durch die die Weiterleitung der Generatorspannung verhindert wird. So wird in einem optionalen Schritt 207 ein Kurzschluss zwischen den Phasenleitungen der Aktuatoreinrichtung bewirkt. In einem optionalen Schritt 209 wird ein Kurzschluss zwischen dem Versorgungsleitungsanschluss und einem Bezugspotenzial der Aktuatoreinrichtung bewirkt. In einem optionalen Schritt 211 wird eine Unterbrechung der Phasenleitungen bewirkt. Die Schritte 207, 209, 211 können wiederholt ausgeführt werden, beispielsweise um einen getakteten Kurzschluss oder eine getaktete Unterbrechung zu bewirken. Damit ist eine Unterbrechung in Intervallen gemeint, wobei die Intervalle bspw. 50-200ms, insbesondere 100ms, lang sein können.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um ein
Ausführungsbeispiel der anhand von Fig. 2 beschriebene Aktuatorvorrichtung handeln.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Wandler 112 ausgebildet, um eine dreiphasige Wechselspannung über drei Phasenleitungen 114, 116, 314 an den Aktuator 110 bereitzustellen. Beispielsweise ist der Aktuator 110 als ein
Drehstromantrieb ausgeführt. Der Wandler 112 umfasst eine Brückenschaltung mit sechs Schaltern 321 , 322, 323, 324, 325, 326, die hier als Transistoren ausgeführt sind. Jeweils ein Anschluss der Transistoren 321 , 322, 323, die als Highside Mosfets realisiert sein können, ist mit der Versorgungsleitung 122 verbunden. Jeweils ein Anschluss der Transistoren 324, 325, 326, die als Lowside Mosfets realisiert sein können, ist mit einer Bezugspotenzialleitung 328 der Aktuatoreinrichtung verbunden. Jeweils ein weiterer Anschluss der Transistoren 321 , 324 ist mit der ersten
Phasenleitung 114 verbunden. Jeweils ein weiterer Anschluss der
Transistoren 322, 325 ist mit der zweiten Phasenleitung 116 verbunden. Jeweils ein weiterer Anschluss der Transistoren 323, 326 ist mit der dritten Phasenleitung 314 verbunden. Durch eine geeignete Ansteuerung der
Transistoren 321 , 322, 323, 324, 325, 326 kann unter Verwendung der eingangseitig an dem Wandler 112 anliegenden Versorgungsspannung im Normalbetrieb der Aktuatoreinrichtung eine geeignete Betriebsspannung für den Aktuator 110 erzeugt und über die Phasenleitungen 114, 116, 314 an den Aktuator 110 bereitgestellt werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Schutzeinrichtung 152 die drei Transistoren 324, 325, 326 der Brückenschaltung. Über das anhand von Fig. 2 beschriebene Schutzsignal oder ein ansprechend auf das Schutzsignal erzeugtes Steuersignal können die Transistoren 324, 325, 326 so geschaltet werden, dass die Phasenleitungen 114, 116, 314 kurzgeschlossen sind.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die Schutzeinrichtung 152 die drei Transistoren 321 , 322, 323 der Brückenschaltung, die entsprechend der Transistoren 324, 325, 326 so geschaltet werden können, dass die Phasenleitungen 114, 116, 314 kurzgeschlossen sind.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Schutzeinrichtung 158 einen optionalen weiteren Transistor 330, der im durchgeschalteten Zustand einen
Kurzschluss zwischen der Versorgungsleitung 122 und der
Bezugspotenzialleitung 328 bewirkt. Über das anhand von Fig. 2 beschriebene Schutzsignal oder ein ansprechend auf das Schutzsignal erzeugtes Steuersignal kann der Transistor 330 so geschaltet werden, dass die Leitungen 122, 128 innerhalb des Wandlers 112 oder möglichst nah außerhalb des Wandlers 112 kurzgeschlossen sind.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Aktuatoreinrichtung einen
Zwischenkreiskondensator 332, der zwischen die Versorgungsleitung 122 und die Bezugspotenzialleitung 328 geschaltet ist.
Rein schematisch ist in Fig. 4 eine Ansteuerung 340 der als
Kurzschlusseinrichtungen ausgeführten Schutzeinrichtungen 152, 158 gezeigt, die über eine gezielte Softwareansteuerung 342, eine übergeordnete Regelung 344 oder eine Schwellwertüberschreitung 346, beispielsweise unter Verwendung einer
Komparatorschaltung, ausgelöst werden kann. Die Funktionen 340, 342, 344, 346 können in der anhand von Fig. 2 beschriebenen Vorrichtung zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung integriert sein. Die Komparatorschaltung ist insbesondere für die Erfassung der Abweichung von der Versorgungsspannung im Sinne der
Überwachung einer Schwelle bzw. eines Spannungslevels der
Versorgungsspannung von Vorteil.
Der Wandler 112 kann zusammen mit dem Zwischenkreiskondensator 332 und dem Transistor 330 als Motor-Ansteuereinheit 334 bezeichnet werden. Alternativ kann auch nur der Wandler 112 als Motor-Ansteuereinheit 334 bezeichnet werden.
Die Aktuatorvorrichtung wird gemäß einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einem elektromechanischen Wankstabilisator eingesetzt. Somit kann die gezeigte Anordnung als intelligente Ansteuerung eines Aktuators 110 in Form eines
Drehstromantriebes, bei Unterbrechung der Versorgungsleitung 122 zur
Energiequelle, insbesondere für die Anwendung in einem elektromechanischen Wankstabilisator, verwendet werden. Die Versorgungsleitung 122 wird hier auch als Zuleitung oder Spannungsversorgungsleitung bezeichnet.
In der Anwendung von elektrischen Wankstabilisatoren kann es durch den
generatorischen Betrieb beim Wegfall der Versorgungsleitung 122 zu Überspannung in der Komponente kommen. Durch diese Überspannung können Bauteile der Ansteuerung unwiderruflich zerstört werden. Zu einem Wegfall der
Spannungsversorgung kann es beispielsweise durch Kabelbruch, defekte Stecker, defekter Energiespeicher, usw. kommen.
Zur Überspannung kann es auch, wie oben bereits angesprochen, durch eine plötzliche bzw. schlagartige Anregung aufgrund eines unerwartet stark einfedernden Rades kommen. Die Einfederbewegung wird durch ein Radaufhängungselement 113a, 113b und eine Pendelstütze 117a, 117b auf das jeweilige Stabilisatorelement 111 , 115 übertragen. Somit wirkt auf die Aktuatoreinrichtung 102 eine plötzliche Drehbewegung, die ein schlagartiges Hochdrehen des Aktuatormotors bewirkt - es kann zu einer schlagartigen starken Überschreitung der Versorgungsspannung kommen.
Durch den kurzzeitigen oder getakteten Kurzschluss der Motorphasen, also einem Kurzschluss der Aktuatoranschlüsse in Intervallen, durch eine geeignete Schaltung in der Elektronik der Aktuatoreinrichtung oder einer intelligenten Ansteuerung der vorhandenen Motorsteuerung 334 kann diese Zerstörung durch Überspannung verhindert werden. Diese Ansteuerung kann gezielt durch Ansteuerung 342 der Bauteile mittels Software, durch Vorgaben einer übergeordneten Regelung 344, z.B. durch den Fahrzeughersteller, oder durch Überschreiten eines Schwellwertes 346, der zu einem direkten Kurzschluss führt, umgesetzt werden.
Durch Einsatz der Kurzschluss-Methodik kann ein sicherer Zustand im Hinblick auf elektrische Sicherheit erzielt werden, indem gemäß einem Ausführungsbeispiel eine maximale DC-Spannung von 60V nicht überschritten wird. Durch Einsatz der Kurzschluss-Methodik kann ein sicherer Zustand im Hinblick auf funktionale
Sicherheit erzielt werden, indem die Dämpfungseigenschaften des Stabilisators erhöht werden können, da der Aktuator 110 in Form eines Motors nicht länger generatorisch wirken kann.
Fig. 5 zeigt ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Aktuatorvorrichtung umfasst eine Aktuatoreinrichtung 102 und eine Vorrichtung 104 zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung 102, wobei es sich um Ausführungsbeispiele der anhand der vorangegangenen Figuren beschriebenen Vorrichtungen bzw. Einrichtungen handeln kann.
Die Vorrichtung 104 ist über eine Leitung mit der Versorgungsleitung 122 verbunden. Um beispielsweise eine Unterbrechung der Versorgungsleitung 122 zu erfassen, umfasst die Vorrichtung 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel eine
Messeinrichtung oder eine Vergleichsschaltung, beispielsweise einen Komparator. Ferner umfasst die Vorrichtung 104 eine Ansteuerung zum Kurzschluss. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 mit einer
Einrichtung 440 zum Erkennen einer Schwellwertüberschreitung, beispielsweise einer Komparator-Schaltung, gekoppelt, die ausgebildet ist, um die an der
Versorgungsleitung 122 anliegende Versorgungsspannung auszuwerten.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um ansprechend auf ein Unter- bzw. Überschreiten der Versorgungsspannung unter einen Referenzwert (Schwelle bzw. Spannungslevel) das Schutzsignal 148 an einen Steuereingang des Transistors 330 bereitzustellen. Unter Verwendung des
Schutzsignals 148 wird der Transistor 330 so geschaltet, dass die
Versorgungsleitung 122 mit der Bezugspotenzialleitung 328 kurzgeschlossen wird. Somit dient der Transistor 330 als Schutzeinrichtung 158.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein weiterer Transistor 430 in die Versorgungsleitung 122 integriert und die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, um ansprechend auf ein Unter- oder Überschreiten der Versorgungsspannung unter einen Referenzwert (Schwelle bzw. Spannungslevel) ein Signal 448 an einen
Steuereingang des weiteren Transistors 430 bereitzustellen, um die
Versorgungsleitung 122 zu unterbrechen. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die die Versorgungsspannung bereitstellende Energieversorgungseinrichtung über den Transistor 330 kurzgeschlossen wird, wenn eine anderweitige
Unterbrechung der Versorgungsleitung 122 wieder aufgehoben wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Versorgungsleitung 122 mit einem 48V- Bordnetz (BN48) eines Fahrzeugs verbunden, sodass die an dem
Versorgungsleitungsanschluss des Wandlers 112 anliegende Versorgungsspannung im Normalbetrieb bei 48V liegt. Durch eine Unterbrechung in der
Versorgungsleitung 122 kann die Versorgungsspannung abrupt abfallen,
beispielsweise bis auf das auf der Bezugspotenzialleitung 328 anliegende
Bezugspotenzial.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird bei einem entsprechenden Spannungsabfall oder bei deutlichem Überschreiten der Versorgungsspannung ein kurzzeitiger oder ein getakteter Kurzschluss durch eine geeignete Schaltung in der Elektronik bei Überschreitung bzw. Unterschreiten eines Schwellwertes bzw. Spannungslevels umgesetzt. So wird bei Wegfall der Versorgung, beispielsweise vom Bordnetz BN48, gemäß einem Ausführungsbeispiel durch ein weiteres Bordnetz BN12V, also beispielsweise einem 12V-Bordnetz, oder durch die generatorische Energie des Aktuators 110 eine Umsetzung sichergestellt, wie sie beispielsweise anhand der Figuren 5 bis 7 näher beschrieben ist.
Gemäß des anhand von Fig. 5 beschriebenen Ausführungsbeispiels wird eine logische Schaltung, beispielsweise die Einrichtung 440, eingesetzt, die die
Versorgungsleitung 122 auf Überspannung überwacht. Die Einrichtung 440 stellt gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Vergleichsschaltung dar, die durch beispielsweise eine Komparatorschaltung umgesetzt werden kann und auf verschiedene Schwellwerte, die beispielsweise verschiedenen Referenzspannungen zugeordnet sind, konfigurierbar sein kann. Wird die kritische Schwelle von hier beispielsweise 60V, die für die elektrischen Bauteile kritisch und aus elektrischer Sicherheit kritisch ist, überschritten, wird für die Zeit des Überschreitens die Energie durch einen Kurzschluss innerhalb der Energiequelle abgebaut. Aktiviert wird diese Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel vorzugsweise, insbesondere
ausschließlich, wenn zuvor die Versorgungsleitung 122 unterbrochen worden ist. Gemäß dem anhand von Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird am Zwischenkreis (ZWK) kurzgeschlossen, wenn zuvor eine Trennung zur
Versorgung 122 sichergestellt wurde.
Zusätzlich oder alternativ werden zur Realisierung eines Kurzschlusses vorhandene Steuereinheiten der Aktuatoreinrichtung genutzt. Beispielsweise kann dies durch eine Ansteuerung des Brückentreibers des Wandlers 112 erfolgten, durch den der Brückentreiber in einen definierten Vorzugszustand gebracht wird, wie es anhand von Fig. 7 beschrieben ist, oder durch eine direkte Ansteuerung der Transistoren 324, 325, 326 wie es anhand von Fig. 6 beschrieben ist.
Fig. 6 zeigt ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um ein alternatives Ausführungsbeispiel der anhand von Fig. 5 beschriebenen
Aktuatorvorrichtung handeln.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um ansprechend auf ein Abfallen der Versorgungsspannung unter einen Referenzwert das Schutzsignal 142 an einen Steuereingang zumindest eines der
Transistoren 324, 325, 326 oder an die Steuereingänge der
Transistoren 324, 325, 326 bereitzustellen, um die Transistoren 324, 325, 326 leitend zu schalten, sodass die Phasenleitungen 114, 116, 314 untereinander
kurzgeschlossen werden. Somit dienen die Transistoren 324, 325, 326 als
Schutzeinrichtung 152.
Fig. 7 zeigt ein Schaltbild einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um ein alternatives Ausführungsbeispiel der anhand von Fig. 6 beschriebenen
Aktuatorvorrichtung handeln.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um ansprechend auf ein Abfallen oder Überschreiten der Versorgungsspannung unter einen Referenzwert (Schwelle bzw. Spannungslevel) das Schutzsignal 144 an eine Schutzschaltung 154 in Form einer Steuerschaltung des Wandlers 112, beispielsweise einen Brückentreiber 154 des Wandlers 112, bereitzustellen. Die Schutzschaltung 154 ist ausgebildet, um ansprechend auf das Schutzsignal 144 Steuersignale 166 an die Steuereingänge der Transistoren 324, 325, 326
bereitzustellen, durch die die Transistoren 324, 325, 326 leitend geschaltet werden, sodass die Phasenleitungen 114, 116, 314 untereinander kurzgeschlossen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann bei einer entsprechenden Spannungsänderung der Versorgungsspannung ein kurzzeitiger oder ein getakteter Kurzschluss durch eine intelligente Ansteuerung der vorhandenen Motorsteuerung 334 in SW oder HW umgesetzt werden. Neben der B6-Brücke 321, 322, 323, 324, 325, 326 und dem Zwischenkreis 332, beinhaltet die Motorsteuerung 334, die beispielsweise als ein Steuergerät ausgeführt sein kann, auch eine Recheneinheit (μθ) (Berechnung der Regler-Algorithmen zur Ansteuerung des Motors und Aktuators) und eine elektrische Schaltung, die die Stellbefehle der Recheneinheit in die Steuersignale der
Schaltelemente der B6-Brücke 321 , 322, 323, 324, 325, 326 umwandelt
(Brückentreiber 154). Tritt nun der Fall ein, dass die Versorgungsspannung des Motors 110 vom Bordnetz abgetrennt wird, die Recheneinheit und der Treiber 154 jedoch weiter mit der entsprechenden Leistung zu Ansteuerung versorgt wird so kann die Recheneinheit über die folgenden verschiedenen Möglichkeiten eingreifen und einen Bauteilschutz der B6-Brücke 321 , 322, 323, 324, 325, 326 einleiten. Als Grundlage hierzu dient die Messung der Spannung über dem Zwischenkreis 332, wie sie jedoch für die Ansteuerung des Motors 110 auch in allen Betriebszuständen notwendig ist. Auf Basis der gemessenen Spannung und des Betriebszustandes des Motors 110 kann die Recheneinheit bei zu hoher Zwischenkreisspannung den Brückentreiber 154 in einen Zustand versetzen, in dem dieser die Motorphasen über das Schalten der LowSide-Schalter darstellenden Transistoren 324, 325, 326 oder der HighSide-Schalter darstellenden Transistoren 321 , 322, 323 in den Kurzschluss versetzt. Die Erfassung der Spannung kann über das analoge Erfassen der
Zwischenkreisspannung oder über das digitale Erfassen eines, die Schwelle repräsentierenden, Signals erfolgen. Das Auslösen kann basierend auf einem zyklischen Task oder Event getriggert ausgeführt werden. Wird eine übergeordnete Regelung (z.B. eine fahrzeugherstellerspezifische
Regelung) gewählt, so wird die Umsetzung des Kurzschlusses gemäß einem
Ausführungsbeispiel aus einem der bereits beschriebenen Methodiken verwendet. Der Unterschied besteht darin, dass die Vorgabe zu einer geringeren oder gar keiner Rekuperation auf einem Kommunikationsbus als Info an den Steller gesendet wird.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um ein weiteres Ausführungsbeispiel der anhand von Fig. 4 beschriebene Aktuatorvorrichtung handeln.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Schutzeinrichtung 156 drei Schalter 714, 716, 718, die in den Phasenleitungen 114, 116, 314 angeordnet sind. Dabei ist der Schalter 714 in der ersten Phasenleitung 114, der zweite Schalter 716 in der zweiten Phasenleitung 116 und der dritte Schalter 718 in der dritten Phasenleitung 314 angeordnet. Über das anhand von zu Fig. 2 beschriebene Schutzsignal können die Schalter 714, 716, 718 so geschaltet werden, dass die Phasenleitungen 114, 116, 314 unterbrochen sind.
Rein schematisch ist in Fig. 8 eine Ansteuerung 740 der als Phasentrenneinrichtung ausgeführten Schutzeinrichtung 156 gezeigt, die über eine gezielte
Softwareansteuerung 342, eine übergeordnete Regelung 344 oder eine
Schwellwertüberschreitung 346 ausgelöst werden kann. Die
Funktionen 340, 342, 344, 346 können in der anhand von Fig. 2 beschriebenen Vorrichtung zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung integriert sein. Eine Wirkrichtung der Ansteuerung 740 ist durch den Pfeil des Schutzsignals 146 dargestellt.
Die gezeigte Anordnung kann, wie anhand von Fig. 4 beschrieben, zum Ansteuern eines Aktuators 110 in Form eines Drehstromantriebes, insbesondere zur
Verwendung in einem elektromechanischen Wankstabilisator, verwendet werden.
Durch die Trennung der Ansteuerelektronik der Motorsteuerung 334 vom Motor bzw. Aktuator 110 durch eine geeignete Anordnung zur Trennung der Motorphasen kann diese Zerstörung durch Überspannung verhindert werden. Die Trennung kann gezielt durch Ansteuerung 342 der Bauteile mittels Software, durch Vorgaben einer übergeordneten Regelung 344, z.B. durch den Kunden, oder durch Überschreiten eines Schwellwertes 346, der zu einer direkten Ansteuerung der Phasentrenner, hier der Schalter 714, 716, 718, führt, umgesetzt werden.
Durch Einsatz des Phasentrenners kann ein sicherer Zustand in Hinblick auf elektrische Sicherheit erzielt werden, indem die maximale DC Spannung,
beispielsweise 60V, nicht überschritten wird. Durch Einsatz des Phasentrenners kann der Motor 110 nicht länger generatorisch wirken.
Eine weitere Anwendungsform ist ein Auftrennen der Phasentrenner, um aus Sicht des Bordnetzes ein Rückspeisen zu unterbinden bzw. die Energiebilanz stabil zu halten. Der Einsatz eines Phasentrenners ist auch in vielen weiteren
Anwendungsgebieten sinnvoll, z.B. in der Getriebeaktuatorik oder
Lenkungsaktuatorik, insbesondere bei Hinterachslenkungen.
Bezugszeichen
100 Fahrzeug
102 Aktuatoreinrichtung
104 Vorrichtung zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung
105 Wankstabilisator
110 Aktuator, Motor
111 erstes Stabilisatorelement
112 Wandler
113a, 113b Radaufhängungselemente, Lenker
114 Phasenleitung
115 zweites Stabilisatorelement
116 Phasenleitung
117, 117a Pendelstützen
118 Versorgungsleitungsanschluss
119 Aufbaulager
120 Energieversorgungseinrichtung
122 Versorgungsleitung
124 Ausgangsanschluss
126 Ausgangsanschluss
128 eingangsseitiger Anschluss
130 Unterbrechung, Überschreitung
132 Aktuatoranschluss
134 Aktuatoranschluss
140 Unterbrechungssignal
142 Schutzsignal
144 Schutzsignal
146 Schutzsignal
148 Schutzsignal
152 Schutzeinrichtung
154 Schutzeinrichtung
156 Schutzeinrichtung
158 Schutzeinrichtung 160 Einleseeinrichtung
162 Bereitstellungseinrichtung
164 Leitung
165 Vorrichtung
166 Steuersignal
201 Schritt des Einlesens
203 Schritt des Bereitstellens
205 Schritt des Erfassens
207 Schritt des Bewirkens
209 Schritt des Bewirkens
211 Schritt des Bewirkens
314 Phasenleitung
321 Brückentransistor
322 Brückentransistor
323 Brückentransistor
324 Brückentransistor
325 Brückentransistor
326 Brückentransistor
328 Bezugspotenzialleitung
330 Transistor
332 Zwischen kreiskondensator
334 Motoransteuerung
340 Ansteuerung
342 Softwareansteuerung
344 übergeordnete Regelung
346 Schwellwertüberschreitung
430 Transistor
440 Einrichtung zum Erkennen einer Schwellwertüberschreitung
448 Signal
714 Schalter
716 Schalter
718 Schalter
740 Ansteuerung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung (102) eines Wankstabilisators, für ein Fahrzeug (100), wobei die Aktuatoreinrichtung (102) einen
Versorgungsleitungsanschluss (118) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler (112) zum Bereitstellen einer Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen (114, 116; 314) zum Bereitstellen der Wechselspannung an Aktuatoranschlüsse (132, 134) eines durch die Wechselspannung betreibbaren Aktuators (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Einlesen (201) eines Unterbrechungssignals (140), das eine Unterbrechung (130) einer Bereitstellung oder eine Abweichung von der Versorgungsspannung an dem Versorgungsleitungsanschluss (118) anzeigt; und
Bereitstellen (203) eines Schutzsignals (142, 144, 146, 148) unter Verwendung des Unterbrechungssignals (140) an eine Schnittstelle zu einer
Schutzeinrichtung (152, 154, 156, 158), die ausgebildet ist, um ansprechend auf das Schutzsignal (142, 144, 146, 148) eine Weiterleitung einer über die Aktuatoranschlüsse (132, 134) in die Phasenleitungen (114, 116; 314) eingespeisten oder einspeisbaren Generatorspannung zumindest teilweise zu verhindern.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen Schritt (207) des Bewirkens eines Kurzschlusses zwischen den Phasenleitungen (114, 116; 314) ansprechend auf das Schutzsignal (142, 144, 146) unter Verwendung der
Schutzeinrichtung (152, 154, 156).
3. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (209) des Bewirkens eines Kurzschlusses zwischen dem
Versorgungsleitungsanschluss (118) und einem Bezugspotenzial der
Aktuatoreinrichtung (102) ansprechend auf das Schutzsignal (148) unter
Verwendung der Schutzeinrichtung (158).
4. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (211) des Bewirkens einer Unterbrechung der Phasenleitungen (114, 116; 314) ansprechend auf das Schutzsignal (146) unter Verwendung der
Schutzeinrichtung (156).
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (207, 209, 211 ) des Bewirkens der Kurzschluss und/oder die Unterbrechung alternierend bewirkt und aufgehoben wird.
6. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schritte (201 , 203) des Einlesens und Bereitstellens unter Verwendung der Generatorspannung ausgeführt werden.
7. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (205) des Erfassens der Unterbrechung (130) einer Bereitstellung der Versorgungsspannung oder eine Abweichung von der Versorgungsspannung.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung (130) durch einen Vergleich zwischen einer an dem Versorgungsleitungsanschluss (118) anliegenden Spannung und einer Referenzspannung erfasst wird.
9. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass im Schritt des Einlesens (201) das Unterbrechungssignal (140) über eine Schnittstelle zu einem Kommunikationsbus eingelesen und/oder im Schritt des Bereitstellens das Schutzsignal (142, 144, 146, 148) über eine Schnittstelle zu einem Kommunikationsbus bereitgestellt wird.
10. Vorrichtung (104) zum Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung (102) eines
Wankstabilisators für ein Fahrzeug (100), wobei die Aktuatoreinrichtung (102) einen Versorgungsleitungsanschluss (118) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler (112) zum Bereitstellen einer Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen (114, 116; 314) zum Bereitstellen der Wechselspannung an Aktuatoranschlüsse (132, 134) eines durch die Wechselspannung betreibbaren Aktuators (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist: eine Einleseeinrichtung (160) zum Einlesen eines Unterbrechungssignals (140), das eine Unterbrechung (130) einer Bereitstellung der Versorgungsspannung an dem Versorgungsleitungsanschluss (118) anzeigt; und eine Bereitstell ungseinrichtung (162) zum Bereitstellen eines Schutzsignals (142, 144, 146, 148) unter Verwendung des Unterbrechungssignals (140) an eine Schnittstelle zu einer Schutzeinrichtung (152, 154, 156, 158), die ausgebildet ist, um ansprechend auf das Schutzsignal (142, 144, 146, 148) eine Weiterleitung einer über die Aktuatoranschlüsse (132, 134) in die
Phasenleitungen (114, 116; 314) eingespeisten oder einspeisbaren
Generatorspannung zumindest teilweise zu verhindern.
11. Aktuatorvorrichtung, insbesondere ein Wankstabilisator mit einer
Aktuatoreinrichtung (102) , die einen Versorgungsleitungsanschluss (118) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, einen Wandler (112) zum Bereitstellen einer Wechselspannung unter Verwendung der Versorgungsspannung und zumindest zwei Phasenleitungen (114, 116; 314) zum Bereitstellen der
Wechselspannung an Aktuatoranschlüsse (132, 134) eines durch die
Wechselspannung betreibbaren Aktuators (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatorvorrichtung eine Vorrichtung (104) gemäß Anspruch 10 zum
Ansteuern der Aktuatoreinrichtung (102) aufweist.
12. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem
maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wenn das Programm auf einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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