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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stellmotor, der ein Drehmoment zwischen zwei Teilen eines geteilten Wankstabilisators für ein Fahrwerk eines zweispurigen Fahrzeugs erzeugt.
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Systeme zur Regulierung des Wankverhaltens zweispuriger Kraftfahrzeuge sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Deren vordergründige Zielsetzung besteht in der Reduktion des Wankwinkels und damit einhergehend einer Steigerung von Fahrkomfort, Fahrsicherheit und Agilität. Die Systeme lassen sich grob in passive, schaltbare, semi-aktive und aktive Wankstabilisator-Systeme unterteilen, wobei sich vorliegende Erfindung auf die letztgenannte Gestaltung in Form eines aktiven Querstabilisators bezieht. Während die durch einen passiven Querstabilisator aufgebrachten Gegenkräfte unmittelbar aus den Relativbewegungen des Aufbaus zum Rad resultieren, ermöglichen aktive Systeme das gezielte Aufbringen von Gegenmomenten. Deren Ansteuerung erfolgt beispielweise als Funktion der Querbeschleunigung und/oder des Wankwinkels des Kraftfahrzeugs. Neben einer reduzierten Wankbewegung des Fahrzeug-Aufbaus lässt sich mit einem aktiven geteilten Querstabilisator, dessen beide Hälften gegeneinander tordierbar sind, ein verbessertes Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs durch eine fahrzustandsabhängige Verteilung der Stabilisatormomente zwischen der Vorderachse und der Hinterachse des Fahrzeugs erzielen, und es ergeben sich geringere Kopiereffekte bei einseitigen Fahrbahn-Unebenheiten durch eine weitgehende Entkopplung der Stabilisatorhälften. Dabei kann ein oben genanntes gewünschtes Gegenmoment hydraulisch oder elektromotorisch gestellt werden, indem die linke und rechte Stabilisatorhälfte mittels eines geeigneten Aktors oder Motors gegeneinander verdreht werden. Die Erfindung betrifft Systeme mit elektrischem Stellmotor. Ein elektromechanisches bzw. elektromotorisches Wankstabilisierungssystem ist beispielsweise in der
DE 10 2008 053 481 A1 beschrieben.
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Bei aktiven und somit ansteuerbaren Systemen ist grundsätzlich die Möglichkeiten von Störungen im System zu berücksichtigen und eine geeignete Reaktion hierauf vorzusehen. Bei elektromechanischen Wankstabilisierungssystemen ist daher ein Fails-Safe-Modus wünschenswert. Denkbar ist z. B. eine übergeordnete Störung, die beispielsweise in einer die Vertikaldynamik und die Querdynamik des Kraftfahrzeugs steuernden Steuereinheit oder in deren Kommunikation mit Subsystemen. d. h. in einem Datenbussystem des Fahrzeugs vorliegen könnte.
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Aus der
DE 10 2013 203 442 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein elektrischer Stellmotor an einem geteilten Querstabilisator im Fahrwerk eines zweispurigen Fahrzeugs so angesteuert wird, dass sich der Querstabilisator wie ein nicht geteilter passiver Querstabilisator verhält, indem ein Basiswinkel zwischen den beiden Stabilisatorhälften aktiv gehalten wird. Mit anderen Worten führt im Wankstabilisator der Motor im Fehlerfall eine Nullpositionsregelung durch, wodurch ein passiver Stabilisator imitiert wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auf Störungen in einem bzw. im Umfeld eines Wankstabilisators mit zwei Teilen und elektrischem Stellmotor zu reagieren.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Das Verfahren ist ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Stellmotors. Der elektrische Stellmotor erzeugt anhand einer ihm zugeführten Soll-Größe, insbesondere eines Soll-Moments, ein Drehmoment zwischen zwei Teilen eines geteilten Wankstabilisators. Der Anschaulichkeit und Lesbarkeit halber wird im Rahmen dieser Beschreibung ohne Einschränkung der Allgemeingültigkeit bzw. der Patentansprüche die ”Größe” in der Regel in der Ausführungsform als ”Moment” beschrieben. Dies steht jedoch nur stellvertretend auch für andere ”Größen” wie Kraft, Position oder Torsion etc. Wird nicht das ”Soll-Moment”, sondern die Soll-Kraft, Soll-Motorposition, Soll-Torsion, etc. als Soll-Größe zugeführt, tritt hier an die Stelle des ”Moments” eine Kraft/Position/Torsion etc. Die Erfindung gilt sinngemäß auch für diese anderen Fälle. Der Wankstabilisator ist ein solcher für ein Fahrwerk eines zweispurigen Fahrzeugs.
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In einem fehlerfreien, d. h. regulären bzw. Normalbetrieb geschieht folgendes:
Ein Größenregler, insbesondere ein Momentenregler, erzeugt die Soll-Größe für den Stellmotor anhand eines Vorgabe-Moments (stellvertretend für Vorgabe-Größe) und eines gemessenen Ist-Moments (stellv. für Ist-Größe). In Ergänzung zu oben wird nochmals erinnert, dass auch der ”Momentenregler” lediglich stellvertretend für ”Kraft/Positions-Torsionsregler” etc. steht. Das Vorgabemoment bezieht sich auf ein Drehmoment bzw. Moment zwischen den beiden Teilen des Wankstabilisators und wird dem Momentenregler zugeführt. Insbesondere wird das Vorgabemoment dem Momentenregler mittels einer Kommunikation bereitgestellt. Das Ist-Moment bezieht sich ebenfalls auf das Moment zwischen den beiden Teilen. Die Bewegungen und Momente im Wankstabilisator beziehen sich auf eine Torsionsachse des Wankstabilisators, um welche die beiden Teile gegeneinander tordierbar sind. Dass das Vorgabemoment mittels „Kommunikation” bereitgestellt ist, bedeutet, dass dieses insbesondere dem Momentenregler über eine Kommunikationsschnittstelle zugeführt wird, zum Beispiel ausgehend von einer übergeordneten Steuereinheit über eine entsprechende Signalleitung. Gemeint ist also jedwede Übermittlung des Vorgabe-Moments an den Momentenregler.
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Gemäß dem Verfahren wird das Soll-Moment dem Stellmotor zugeführt.
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„Gemessen” bedeutet, dass das Ist-Moment, welches aktuell zwischen den beiden Teilen des Wankstabilisators vorhanden ist, auf beliebige Weise direkt oder indirekt ermittelt wird. Alternativ erfolgt, wie oben erläutert z. B. die Messung einer Kraft sowie die Berechnung der Kraft bzw. des Momentes mit Hilfe der Steifigkeit eines Drehstabs und der Messung eines Verdrehwinkels des Drehstabs.
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Gleiches gilt z. B. auch für eine Drehzahl des Stellmotors, die aktuell vorhanden ist.
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Gemäß dem Verfahren wird überwacht, ob der Normalbetrieb einen Fehler aufweist. Im Falle des Auftretens beziehungsweise des Erkennens irgendeines entsprechenden Fehlers wird gemäß dem Verfahren ein Fehlerbetrieb gestartet. In diesem wird ein Notfallmoment (stellv. für Notfall-Größe) ermittelt und dem Stellmotor das Notfallmoment anstelle des Soll-Moments zugeführt.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, dass im Falle des Erkennens irgendeines Fehlers nicht mehr sichergestellt ist, dass das Soll-Moment korrekt ermittelt wird und somit der Stellmotor wie gewünscht betrieben wird. Bei dem ”Soll-Moment” handelt es sich um ein Motormoment, also den Ausgang des Größenreglers. Es handelt sich hier also nicht z. B. um die Vorgabe des Momentenreglers (Vorgabemoment). Sicherheitshalber wird daher zumindest teilweise unabhängig von der oben beschriebenen Vorgehensweise gemäß Normalbetrieb ein Ersatzwert für das Soll-Moment, nämlich ein Notfall-Moment, ermittelt und dieses dem Stellmotor als Vorgabe zugeführt. So können kritische Fahrsituationen in einem Fahrzeug mit einem entsprechenden Wankstabilisator vermieden werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Fall betrachtet, dass der Fehler das Ist-Moment betrifft. In diesem Fall wird im Fehlerbetrieb ein Ersatzmoment (stellv. für Ersatzgröße) für das Ist-Moment ermittelt und dem Momentenregler das Ersatzmoment anstelle des Ist-Moments zugeführt. Bis auf diese Abweichung wird im Fehlerbetrieb ansonsten wie im Normalbetrieb vorgegangen. Das heißt, es wird gleichermaßen ein ”Soll-Moment” gemäß obigem Vorgehen ermittelt, welches dann das Notfall-Moment darstellt. Dabei wird also das Notfall-Moment, aus dem Ersatzmoment mit Hilfe des Vorgabemoments und des Momentenreglers ermittelt. Lediglich wird dabei im Momentenregler das Ersatzmoment anstelle des Ist-Moments verwendet. Das ermittelte ”Soll-Moment” stellt damit das Notfallmoment dar und wird dem Stellmotor zugeführt.
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Der Fehler betrifft dabei insbesondere einen Ausfall des oder eine Fehlmessung an einem Sensors für das Ist-Moment, einen Fehler an einer Signalleitung, über die das Ist-Moment zum Momentenregler übertragen wird, oder einen Eingang am Momentenregler, über den das Ist-Moment von diesem entgegengenommen wird, und so weiter.
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Gemäß dieser Ausführungsform werden also die fehlerfreien Komponenten des Normalbetriebs entsprechend diesem weiter genutzt, um nahezu identisch das reguläre Verfahren auszuführen, lediglich wird ein Ersatzmoment anstelle des Ist-Moments verwendet. Entsprechend können hochqualitative Notfallmomente erzeugt werden.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform wird das Ersatz-Moment anhand eines physikalischen Modells des Wankstabilisators ermittelt. Hierdurch können Ersatzmomente erzeugt beziehungsweise ermittelt werden, die den gemessenen Ist-Momenten in der Regel nahekommen, sodass hochqualitative Notfallmomente erzeugt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Fall betrachtet, dass der Fehler den Momentenregler und/oder das Ist-Moment betrifft. Im Fehlerbetrieb ermittelt dann eine Momentensteuerung (stellv. für Größensteuerung) anstelle des Momentenreglers die Soll-Größe. Diese tut dies alleine anhand des Vorgabe-Moments, ohne das Ist-Moment weiter zu berücksichtigen. Die Soll-Größe wird also nur noch in gesteuerter Weise alleine aus dem Vorgabe-Moment ermittelt und nicht mehr in geregelter Weise zusätzlich anhand des Ist-Moments. Der Momentenregler wird nicht mehr benutzt, sondern eine entsprechende Momentensteuerung als Ersatz benutzt. Ansonsten wird – wie oben beschrieben – das ”Soll-Moment” in Form des Notfall-Moments wie im Normalbetrieb ermittelt und dem Stellmotor zugeführt. Das Notfall-Moment beruht zwar nun nicht mehr auf einer geregelten, aber zumindest auf einer gesteuerten Größe und ist somit immer noch variabel beziehungsweise situationsabhängig angepasst. Somit wird nach wie vor ein hochqualitatives Notfallmoment zur Verfügung gestellt.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform wird die Soll-Größe durch die Momentensteuerung mit Hilfe eines inversen physikalischen Modells des Wankstabilisators anhand des Vorgabemoments ermittelt. Die Momentensteuerung bildet damit den Wankstabilisator in inverser Weise ab und erzeugt somit hochqualitative Soll-Größen anhand der zugeführten Vorgabe-Momente. Auch so wird ein hochqualitatives Notfallmoment sichergestellt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft den Fall, dass der Fehler nicht eine Ist-Drehzahl betrifft. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Sollwert für den Momentenregler (Vorgabemoment) fehlerhaft ist bzw. eine Kommunikation abreißt, die der Übermittlung des Vorgabemoments an den Momentenregler dient bzw. der Sollwert für die Momentenregelung fehlt. Im Fehlerbetrieb wird das Notfall-Moment anhand einer Ersatzvorschrift aus der Ist-Drehzahl ermittelt. Die Ersatzvorschrift ist so gewählt, dass der Stellmotor einen Dämpfungsbetrieb des Wankstabilisators bewirkt. Jeder (insbesondere von außen verursachten) Drehung bzw. Torsion des Wankstabilisators wird also (insbesondere durch den Stellmotor) ein entgegen gerichtetes Moment entgegengesetzt, das insbesondere kleiner dem die Torsion verursachenden Moment ist. Diese Ausführungsform ist für nahezu beliebige Fehlerfälle geeignet, da lediglich die Ist-Drehzahl benötigt wird, insbesondere für solche, die das Vorgabemoment beziehungsweise die Kommunikation, über welche das Vorgabemoment bereitgestellt wird, betrifft. Diese Maßnahme greift somit für Fehler in der Kommunikation zum restlichen Fahrzeug und Fehler im Momentenregler. Gemäß dieser Variante wird auch bei einem gravierenden Systemfehler immerhin noch ein Notfallmoment zur Verfügung gestellt, um dem Stellmotor zumindest anhand der Ersatzvorschrift noch ein Notfall-Moment vorgeben zu können. Zumindest die Ist-Drehzahl des Stellmotors geht damit in die Ersatzvorschrift ein, sodass die Ersatzvorschrift entsprechend parametrisiert ist. So kann ein immerhin von der Ist-Drehzahl abhängiges Notfallmoment erzeugt werden.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform wird gemäß der Ersatzvorschrift ein Notfallmoment ermittelt, das einer Ist-Drehrichtung des Stellmotors entgegengerichtet ist und abhängig von dessen Ist-Drehzahl ist. Insbesondere wird die Drehrichtung derart ermittelt, dass überprüft wird, ob die Ist-Drehzahl einen positiven (dann eine entsprechende erste Drehrichtung) oder einen negativen Wert (dann andere Drehrichtung) aufweist. Somit kann eine von der Drehzahl abhängige effektive und hochqualitative Dämpfung im System erreicht werden.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform wird das Notfallmoment direkt proportional zur Ist-Drehzahl ermittelt. Somit kann auch bei lediglich intakter Ist-Drehzahl ein hochqualitatives Notfallmoment als Dämpfungsmoment zur Verfügung gestellt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Wankstabilisatoreinrichtung. Diese enthält einen Wankstabilisator für ein Fahrwerk eines zweispurigen Fahrzeugs, wobei der Wankstabilisator in zwei Teile geteilt ist. Die Wankstabilisatoreinrichtung enthält einen Stellmotor, der dazu eingerichtet ist, gemäß einer Soll-Größe (Soll-Moment) ein Drehmoment zwischen den zwei Teilen zu erzeugen. Die Einrichtung enthält einen Größenregler (Momentenregler), der dazu eingerichtet ist, eine Soll-Größe für den Stellmotor anhand einer mittels einer Kommunikation bereitgestellten Vorgabegröße (Vorgabemoment) zwischen den beiden Teilen und einer gemessenen Ist-Größe (Ist-Moment) zwischen den beiden Teilen zu erzeugen. Die Wankstabilisatoreinrichtung enthält eine Steuer- und Auswerteeinheit. Diese ist dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
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Die Wankstabilisatoreinrichtung und zumindest ein Teil deren Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert. insbesondere enthält die Steuer- und Auswerteeinheit ein Mittel zur Erzeugung des Ersatzmoments und/oder ein physikalisches Modell des Wankstabilisators und/oder eine Momentensteuerung und/oder ein inverses physikalisches Modell des Wankstabilisators und/oder ein Mittel zur Umsetzung der Ersatzvorschrift und/oder eine Recheneinheit zur Berechnung des direkt proportionalen Notfallmoments aus der Ist-Drehzahl.
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Die Wankstabilisatoreinrichtung ist damit entsprechend ausgerüstet, um auch sämtliche Varianten des oben genannten Verfahrens durchführen zu können.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Fahrzeug, das ein zweispuriges Fahrzeug ist und ein Fahrwerk enthält. Das Fahrzeug enthält eine erfindungsgemäße Wankstabilisatoreinrichtung. Das Fahrwerk des Fahrzeugs enthält den Wankstabilisator der Wankstabilisatoreinrichtung. Das Fahrzeug und zumindest ein Teil dessen Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Wankstabilisatoreinrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.
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Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen beziehungsweise Überlegungen, wobei in diesem Zusammenhang als Erfindung auch Ausführungsformen der Erfindung genannt sind, die Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen entsprechen und/oder gegebenenfalls auch bisher nicht erwähnte Ausführungsformen einschließen.
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Die Erfindung beschreibt ein Fail-Safe-Konzept für einen elektromechanischen Wankstabilisator. Die Erfindung beschreibt eine alternative Lösung zu der aus der
DE 10 2013 203 442 A1 bekannten Lösung. Gemäß der Erfindung wird in einem bestimmten Fehlerfall auf einen Momentenersatzwert basierend auf einem Modell des Wankstabilisators geregelt. im Falle einer fehlenden Kommunikation zum Fahrzeug soll eine konstante drehzahlabhängige Dämpfung eingestellt werden. Im Falle eines Ausfalles des Momentensensors kann es zu kritischen Fahrsituationen kommen. Um dies zu vermeiden, wird bei Ausfall des Momentensensors auf einen Ersatzwert geregelt. Dieser Ersatzwert wird in einem physikalischen Modell des Aktuators generiert.
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Kommt es dagegen zu einem Ausfall der Kommunikation zum übergeordneten Steuergerät, so fehlt die Information des zu stellenden Momentes (Vorgabe-Moment). Eine sinnvolle Annahme kann hier auf Ebene des Aktuators nicht getroffen werden.
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Um die Stabilität des Fahrzeugs zu erhöhen, wird in diesem Fehlerfall eine Dämpfung an der Vorderachse und/oder der Hinterachse eingestellt. Hierbei wird vom Stellmotor ein seiner Drehzahl entgegengerichtet proportionales Stellmoment angefordert. Der Stellmotor wirkt somit als Drehschwingungsdämpfer.
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Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen in einer schematischen Prinzipskizze:
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1 ein Fahrzeug mit einer Wankstabilisatoreinrichtung im Normalbetrieb,
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2 die Wankstabilisatoreinrichtung in einem Fehlerbetrieb,
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3 die Wankstabilisatoreinrichtung in einem alternativen Fehlerbetrieb,
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4 die Wankstabilisatoreinrichtung in einem werteren alternativen Fehlerbetrieb.
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1 zeigt stark symbolisiert einen Ausschnitt aus einem zweispurigen Fahrzeug 2 mit einem Fahrwerk 4. Das Fahrzeug 2 enthält eine Wankstabilisatoreinrichtung 6 mit einem Wankstabilisator 8, wobei das Fahrwerk 4 den Wankstabilisator 8 enthält. Der Wankstabilisator 8 ist in zwei Teile 10a, b geteilt und um eine Torsionsachse 14 gegeneinander tordierbar. Die Wankstabilisatoreinrichtung 6 enthält einen Stellmotor 12, der im Betrieb beziehungsweise bei Bedarf ein Drehmoment M um die Torsionsachse 14 zwischen den zwei Teilen 10a, b erzeugt. Dies geschieht in einem Normalbetrieb BN der Wankstabilisatoreinrichtung 6 gemäß Vorgabe eines Soll-Moments MS, welches dem Stellmotor 12 zugeführt wird. Die Wankstabilisatoreinrichtung 6 enthält einen Momentenregler 16, der das Soll-Moment MS für den Stellmotor 12 anhand eines Vorgabemoments MV und eines Ist-Moments MI erzeugt. Das Vorgabemoment MV wird mittels einer hier nur symbolisch angedeuteten Kommunikation 18 an den Momentenregler 16 bereitgestellt. Konkret wird im Beispiel das Vorgabemoment MV durch eine zum Fahrzeug 2 gehörende, der Wankstabilisatoreinrichtung 6 übergeordnete Steuerung 20 bereitgestellt beziehungsweise an den Momentenregler 16 kommuniziert. Das Vorgabemoment MV ist ein Vorgabewert für das Moment M, das zwischen den beiden Teilen 10a, b wirken soll. Das Ist-Moment MI ist das aktuell zwischen den beiden Teilen 10a, b gemessene Moment M. Im Beispiel wird das Ist-Moment MI von einem Momentensensor 22 ermittelt. Das bisher geschilderte Vorgehen findet in einem Normalbetrieb BN statt, der nochmals wie folgt zusammengefasst wird:
Der Stellmotor 12 erzeugt das Drehmoment M zwischen den zwei Teilen 10a, b des Wankstabilisators 8 im Fahrwerk 4 des Fahrzeugs 2 anhand der Vorgabe des Soll-Moments MS. Der Momentenregler 16 ermittelt das Soll-Moment MS anhand des mittels der Kommunikation 18 bereitgestellten Vorgabemoments MV und des gemessenen Ist-Moments MI. Das Soll-Moment MS wird dem Stellmotor 12 zugeführt.
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Die Wankstabilisatoreinrichtung 6 enthält auch eine in 1 nur angedeutete Steuer- und Auswerteeinheit 26, welche dazu eingerichtet ist, das im Nachfolgenden beschriebene Verfahren durchzuführen.
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Es wird überwacht, ob im Normalbetrieb ein Fehler F erkannt wird. Wird ein solcher erkannt, wird ein Fehlerbetrieb BF gestartet und ein Notfallmoment MN ermittelt und dem Stellmotor 12 das Notfallmoment MN anstelle des Soll-Moments MS zugeführt. Der Fehler F kann hierbei in einer beliebigen Komponente der am Normalbetrieb beteiligten Komponenten und Vorgänge auftreten und ist in 1 durch exemplarische Pfeile lediglich symbolisch dargestellt.
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2 zeigt einen ersten Fehlerbetrieb BF der Wankstabilisatoreinrichtung 6, bei dem der Fehler F das Ist-Moment MI betrifft. Beispielsweise fällt der Momentensensor 22 aus oder liefert fehlerhafte Werte und/oder die Übermittlung vom Momentensensor 22 zum Momentenregler 16 ist fehlerhaft. Beide Komponenten sind nur noch gestrichelt angedeutet, um die potentielle Fehlerhaftigkeit an mindestens einer Stelle der gestrichelten Komponenten anzudeuten. Diese Lösung ist also für alle Fehler einsetzbar, die an irgendeiner Stelle der gestrichelten Komponenten auftreten. Im Fehlerbetrieb BF wird ein Ersatzmoment ME für das bzw. anstelle des Ist-Moments MI ermittelt und dem Momentenregler 16 das Ersatzmoment ME anstelle des Ist-Moments MI zugeführt. Die restlichen Komponenten werden ebenfalls im Fehlerbetrieb, jedoch entsprechend dem Normalbetrieb BN betrieben, sodass das Notfallmoment MN auf dem ansonsten gleichem Weg wie das Soll-Moment MS ermittelt und ausgegeben wird.
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Im Beispiel wird das Ersatzmoment ME anhand eines physikalischen Modells 28 des Wankstabilisators 8 ermittelt, es könnte jedoch auch auf andere beliebige Weise ermittelt werden. Das Modell 28 sowie die Erzeugung des Ersatzmoments ME ist hierbei Teil beziehungsweise geschieht durch die Steuer- und Auswerteeinheit 26, wie in der Figur gestrichelt angedeutet.
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3 zeigt die Wankstabilisatoreinrichtung 6 mit einem alternativen Fehler F, der das Ist-Moment MI und/oder den Momentenregler 16 betrifft, weshalb diese Komponenten wieder gestrichelt gezeichnet sind. Die Strichelung hat sinngemäß die gleiche Bedeutung wie oben, d. h. steht für beliebige Fehler an mindestens einer Stelle der Strichelung. Im Fehlerbetrieb BF wird hier das Notfall-Moment MN nicht mehr anhand des Momentenreglers 16, sondern anhand einer Momentensteuerung 30 ermittelt. Dies geschieht anhand des Vorgabemoments MV wie im Normalbetrieb BN. Da es sich um eine Steuerung anstelle einer Regelung handelt, ist abweichend zum Normalbetrieb BN eine Rückkopplung in Form der Zuführung des Ist-Moments MI nicht mehr notwendig. Ansonsten wird das Notfallmoment MN wieder gleich wie im Normalbetrieb BN ermittelt. Die Momentensteuerung 30 enthält dabei ein inverses physikalisches Modell 32 des Wankstabilisators 8, anhand beziehungsweise mit Hilfe dessen das Notfall-Moment MN aus dem Vorgabemoment MV bestimmt wird. In diesem Fall sind die Momentensteuerung 30 und das inverse Modell 32 Komponenten der Steuer- und Auswerteeinheit 26 (gestrichelt angedeutet).
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4 zeigt einen weiteren Fall, bei dem der Fehler F nahezu alle Komponenten der Wankstabilisatoreinrichtung 6 betrifft, die am Normalbetrieb BN beteiligt sind Ausgenommen bzw. fehlerfrei ist nur eine Ist-Drehzahl DI bzw. steht diese fehlerfrei zur Verfügung. Die Ist-Drehzahl DI ist die aktuelle Drehzahl des Stellmotors 12, die an diesem gemessen wird. Die potentiell fehlerbehafteten Komponenten sind wieder gestrichelt gezeichnet. Die Strichelung hat sinngemäß die gleiche Bedeutung wie oben, d. h. steht für beliebige Fehler an mindestens einer Stelle der Strichelung. Im Fehlerbetrieb BF wird das Notfallmoment MN anhand einer Ersatzvorschrift VE aus der Ist-Drehzahl DI ermittelt. Die Ersatzvorschrift VE ist so gewählt, dass der Stellmotor 12 einen Dämpfungsbetrieb des Wankstabilisators 8 bewirkt. Das heißt, je nach aktueller am Wankstabilisator 8 gemessener tatsächlicher Ist-Drehzahl DI erzeugt der Stellmotor 12 ein dämpfendes entgegen gerichtetes Moment M.
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Gemäß der Ersatzvorschrift VE wird also ein Notfallmoment MN ermittelt, das einer Ist-Drehrichtung des Stellmotors 12 entgegengerichtet ist und abhängig von dessen Ist-Drehzahl DI ist. Die Drehrichtung wird dabei anhand des Vorzeichens des Wertes der Ist-Drehzahl DI ermittelt. Positive Werte bedeuten eine bestimmte Drehrichtung, negative Werte bedeuten die entgegengesetzte Drehrichtung. Insbesondere ist das Notfallmoment MN gemäß der Formel MN = –k·DI als Ersatzvorschrift VE direkt proportional zur Ist-Drehzahl DI mit dem Proportionalitrnsfaktor k > 0.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Fahrzeug
- 4
- Fahrwerk
- 6
- Wankstabilisatoreinrichtung
- 8
- Wankstabilisator
- 10a, b
- Teil
- 12
- Stellmotor
- 14
- Torsionsachse
- 16
- Momentenregler (Größenregler)
- 18
- Kommunikation
- 20
- Steuerung
- 22
- Momentensensor (Größensensor)
- 26
- Steuer- und Auswerteeinheit
- 28
- Modell
- 30
- Momentensteuerung (Größensteuerung)
- 32
- inverses Modell
- M
- Drehmoment
- MS
- Soll-Moment (Soll-Größe)
- MV
- Vorgabe-Moment (Vorgabegröße)
- MI
- Ist-Moment (Ist-Größe)
- ME
- Ersatzmoment (Ersatz-Größe)
- MN
- Notfall-Moment (Notfall-Größe)
- DI
- Ist-Drehzahl
- BN
- Normalbetrieb
- BF
- Fehlerbetrieb
- F
- Fehler
- VE
- Ersatzvorschrift
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008053481 A1 [0002]
- DE 102013203442 A1 [0004, 0028]