DE102004001098A1

DE102004001098A1 - Piezoelektrisches Material zum Dämpfen von Vibrationen eines Armaturenbretts und/oder einer Lenksäule

Info

Publication number: DE102004001098A1
Application number: DE102004001098A
Authority: DE
Inventors: David A. Sterling Heights Hein; Robert J. Ypsilanti Adams
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: International Automotive Components Group LLC
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2004-01-05
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2024-01-06
Also published as: GB2397864A9; DE102004001098B4; GB2397864A; GB0329975D0; US20040130081A1

Abstract

Ein Verfahren zum Reduzieren von Vibrationen in einer Armaturenbrett-Struktur (10) zeichnet sich aus durch Verwenden eines oder mehrerer piezoelektrischer Aktuator- und Sensoreinrichtungen (30) zwischen unterschiedlichen Strukturen, die in der Armaturenbrett-Struktur (10) enthalten sind. Die Einrichtung (30) enthält eine Sensorkomponente (70), die zwischen den Strukturen Vibrationen erfasst, und eine Aktuatorkomponente (72), die aktiviert wird, um einen umgekehrten Sinuspuls zu produzieren, der Vibrationen dämpft. Die Einrichtung (30) umfasst auch einen elektronischen Steuermodul (74), der entweder integriert vorgesehen oder eine separate Komponente ist und elektrisch mit dem Sensor und dem Aktuator gekoppelt wird zum präzisen Steuern der Betätigung des Aktuators. In alternativen Ausführungsformen können mehrere Einrichtungen (30) mit einem einzelnen elektronischen Steuermodul gekoppelt sein, um eine totale System-Vibrationssteuerung zu erzielen.

Description

Die vorliegende Erfindung beizieht sich allgemein auf die Vibrationsdämpfung in Automobil-Einsatzfällen und insbesondere auf das Dämpfen von Vibrationen in Armaturenbrettern und Lenksäulen unter Verwendung piezoelektrischen Materials.

Ein Faktor bei der Wahrnehmung der Qualität von Automobilen ist die Steifigkeit oder das Fehlen von Vibrationen in Automobilkomponenten wie in der Lenksäule und dem Armaturenbrett. Die Steifigkeit dieser Komponenten wird gemessen durch die Frequenz der ersten Schwingungsform, die typischerweise in einem Bereich von 30 bis 40 Hertz für durchschnittliche Fahrzeuge und höher als 50 Hertz für erstklassige Fahrzeuge liegt.

Verschiedene Verfahren wurden vorgeschlagen zum Verbessern der Vibrationseigenschaften dieser Komponenten. Beispielsweise besteht ein vorgeschlagenes Verfahren darin, die Steifigkeit des Fahrzeugquerträgers zu erhöhen, der verwendet wird zum Befestigen des Armaturenbretts und der Lenksäule und auch zum Befestigen verschiedener anderer Komponenten innerhalb des Automobils. Jedoch lassen sich mit der Erhöhung der Steifigkeit des Fahrzeugträgers alleine allgemein nicht die erforderlichen Dämpfungsniveaus erzielen. Weiterhin erhöht die Vergrößerung der Steifigkeit allgemein die Masse des Fahrzeugquerträgers, was wiederum in verschlechterter Brennstoffökonomie, erhöhten Grundmaterialkosten resultiert und auch potentiell zu erhöhten Herstellungskosten führt, in Verbindung mit dem Zusammenbau und der Formung.

Eine andere, vorgeschlagene Methode zum Verbessern der Fahrzeugvibrationsbedingungen besteht darin, verschiedene Bügel und Befestigungselemente zu dem Fahrzeugquerträger, dem Armaturenbrett und/oder der Lenksäule hinzuzufügen, die so ausgebildet sind, dass sie die Vibrationen innerhalb dieser Komponenten vermindern. Dies führt jedoch zu gesteigerten Herstellungskosten, bedingt durch diese Komponenten. Ferner begrenzt auch der Fahrzeugmontageprozess typischerweise die Anzahl, die Anbringungsstellen und die Typen dieser unterschiedlichen Fahrzeugkörper-Befestigungsteile.

Es ist deshalb ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, Vibrationen in der Lenksäule und im Armaturenbrett auf kosteneffektive und effiziente Weise zu dämpfen, ohne signifikante Massen hinzuzufügen oder die Komponenten komplexer auszubilden.

Im Hinblick auf die vorerwähnten Umstände schlägt die vorliegende Erfindung ein neues smartes System vor, oder sogar ein aktives System, zum Erfühlen von Vibrationen innerhalb des Armaturenbretts und/oder der Lenksäule. Dieses System wird dann den Vibrationen entgegenwirken durch eine umgekehrte Sinuskraft, die ausgeübt wird auf das Armaturenbrett und/oder die Struktur der Lenksäule. Die mechanische Kraft wird den Vibrationen entgegenwirken und die Entwicklung harmonischer Vibrationen innerhalb der Strukturen verhindern.

Ein Verfahren zum Erzielen einer aktiven Vibrationsunterdrückung besteht darin, piezoelektrische Sensoren und Aktuatoren zu verwenden, die innerhalb der Struktur gekoppelt sind. Die Sensoren werden benutzt, um die Vibrationen abzugreifen und Informationen für einen elektronischen Steuermodul bereitzustellen. Der Steuermodul aktiviert dann die piezoelektrischen Aktuatoren, damit diese einen umgekehrten Sinuspuls produzieren, der der Vibration entgegenwirkt. Der Sensor und der Aktuator können zwei separate Einheiten oder eine integrierte Komponente sein. Vorzugsweise ist die integrierte Sensor- und Aktuatoreinheit mit Leistung selbstversorgend.

Weitere Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich unter Berücksichtigung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der anhängigen Ansprüche, und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
1 illustrierte eine Perspektivansicht eines Fahrzeugquerträgers, der mit einer Fahrzeugsstützstruktur gekuppelt ist, und auch mit einer Lenksäulen-Stützstruktur, entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Ansicht, teilweise im Schnitt, der Kupplung des Fahrzeugquerträgers mit der Lenksäule von 1;
3 ist eine vergrößerte Ansicht, teilweise im Schnitt, der Kupplung des Fahrzeugquerträgers mit dem Fahrzeugkörper von 1;
4 ist eine Draufsicht auf eine Komponente der integrierten piezoelektrischen Sensor- und Aktuator-Komponente von 3; und
5 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, zu 4.
Eine Armaturenbrettstruktur 10 in 1 umfasst eine Armaturenbrett-Unterbaugruppe 12 und eine Lenksäule 14, die an einem Fahrzeugquerträger 16 befestigt und von diesem abgestützt sind. Der Fahrzeugquerträger 16 ist an jedem seiner jeweiligen Enden mit dem Fahrzeugkörper 18 verbunden.
Die Armaturenbrett-Unterbaugruppe 12 kann verschiedene Komponenten umfassen, einschließlich beispielsweise einer oberen Abdeckung 20, einem Frontpaneel 22, und einem mittleren Einsatz 24. Die obere Abdeckung 20 ist typischerweise so ausgebildet, dass sie das Frontpaneel 22 an dem Fahrzeugquerträger 16 befestigen lässt und die Myriade elektronischer Vorrichtungen abdeckt, die in der Armaturenbrett-Unterbaugruppe 12 untergebracht ist. Der zentrale Einsatz 24 ist so ausgebildet, dass er zu der oberen Abdeckung 20 und dem Frontpaneel 22 passt, um das Erscheinungsbild eines vereinigten Armaturenbretts zu vermitteln.
Mit verschiedenen Abschnitten der Armaturenbrett-Struktur 10 ist ein oder sind mehrere piezoelektrische Aktuator- und Sensor-Einrichtungen 30 gekuppelt, wie gezeigt. Diese Einrichtungen 30 funktionieren zum effektiven Minimieren von Vibrationen innerhalb der Armaturenbrett-Struktur 10, speziell an den Montagebereichen zwischen unterschiedlichen Komponenten in der Struktur 10. Die 2 und 3 illustrieren zwei bevorzugte Montagestellen zum Montieren der Einrichtungen 30 innerhalb der Arma turenbrett-Struktur 10. Die 4 und 5 sind vergrößerte Ansichten einer bevorzugten piezoelektrischen Aktuator- und Sensoreinrichtungen 30.
In 2 wird eine vergrößerte Ansicht der Kupplung zwischen dem Fahrzeugquerträger 16 und der Lenksäule 14 gezeigt. Die Lenksäule 14 ist so dargestellt, dass sie einen Bügel 32 zum Montieren der Lenksäule umfasst. Der Bügel 32 kann mit der Lenksäule 14 integral geformt sein, oder in einem separaten Schritt starr daran befestigt werden. Zum Abstützen der Lenksäule 14 wird ein Lenksäulen-Stützbügel 33 verwendet, der starr an dem Fahrzeugquerträger 16 befestigt ist.
Der Bügel 32 weist zumindest zwei Bohrungen 34 auf, die in Umfangsrichtung um die Lenksäule 14 verteilt sind und grob korrespondieren mit Bohrungen 36, die an der Lenksäulen-Stützstruktur 33 vorgesehen sind. Mittels einer jeweiligen Schraube 40 oder einem Bolzen, die bzw. der durch jeder der korrespondierenden Bohrungen 34, 36 und in jeweilige Einlassregionen 38A, 38B eingeführt ist, ist zwischen den Bügeln 32, 33 eine piezoelektrische Aktuator- und Sensoreinrichtung 30 festgelegt, die die erwähnten oberen und unteren Einlassregionen 38A, 38B besitzt. Gemäß 2 ist durch die Bohrung 36 des Montierbügels 33 eine erste Schraube 42 in die oberen Einlassregion 38A eingeführt, um die Einrichtung 30 an dem Stützbügel 32 so festzulegen, dass Kopfregionen 42 der Schrauben 40 eng gekoppelt sind mit einer oberen Fläche 44 des Lenksäulen-Stützbügels 33. Eine zweite Schraube 40 ist von unterhalb des Montierbügels 32 durch die Bohrung 34 und in die untere Einlassregion 38B der Einrichtung 30 eingeführt, um die Einrichtung 30 so an dem Montierbügel 32 festzulegen, dass eine Kopfregion 42 eng gekoppelt ist mit einer unteren Fläche des Montierbügels 32. Wie sich für Fachleute auf diesem Gebiet ohne weiteres erschließt, sind die Durchmessergrößen der Bohrungen 34, 36 und der Einlassregionen 38A, 38B so gewählt, dass sie eng korrespondieren mit dem Außendurchmesser des Bolzenabschnitts 46 jeder jeweiligen Schraube 40.
Wie sich für Fachleute ferner ohne weiteres ergibt, lässt sich das Verfahren zum Befestigen der Einrichtung 30 an den jeweiligen Bügeln 32, 33 auf verschiedene Weisen verschieden von der in 2 gezeigten Weise durchführen, wobei die anderen Vorgangsweisen auch von der vorliegenden Erfindung umfasst sein sollen. Beispielswei se kann die Sensor- und Aktuatoreinrichtung 30 mit beiden jeweiligen Bügeln 32, 33 unter Verwendung einer einzigen Schraube 40 oder eines Bolzens gekuppelt werden, wobei die Einlassregionen 38A, 38B dann modifiziert werden, so dass sie sich zur Gänze durch einen Abschnitt der Einrichtung erstrecken.
3 ist eine vergrößerte Ansicht der Kupplung des Fahrzeugquerträgers 16 mit dem Fahrzeugkörper 18. Der Fahrzeugquerträger 16 weist einen Fahrzeugquerträger-Montierbügel 50 mit mehreren Bohrungen 52 auf. Im Fahrzeugkörper 18 ist eine entsprechende Anzahl von Bohrungen 54 mit passendem Lochbild vorgesehen. Eine andere piezoelektrische Aktuator- und Sensoreinrichtung 30, die Einlassregionen 38A, 38B aufweist, ist zwischen dem Fahrzeugkörper 18 und dem Fahrzeugquerträger 16 festgelegt, und zwar in zumindest einem Satz korrespondierender Bohrungen 52, 54, wobei ein Paar jeweiliger Schrauben 40 oder entsprechender Bolzen durch diese korrespondierenden Bohrungen 52, 54 eingeführt und in die jeweiligen Einlassregionen 38A, 38B eingebracht sind, derart, dass der Kopfbereich 42 einer der Schrauben 40 eng gekuppelt ist mit einer inneren Fläche 58 des Bügels 50, während der Kopfbereich 42 der anderen Schraube 40 oder des anderen Bolzens eng gekuppelt ist mit einer äußeren Fläche 59 des Fahrzeugkörpers 18. Wie sich für Fachleute ohne weiteres erschließt, sind die Durchmessergrößen der Bohrungen 52, 54 und der Einlassregionen 38A, 38B so ausgelegt, dass sie eng korrespondieren mit den Außendurchmessern der Bolzenabschnitte 46 der Schrauben 40 oder der erwähnten Bolzen.
Natürlich könnte bei einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform (nicht gezeigt) der zum Kuppeln der Lenksäule 14 mit dem Fahrzeugquerträger 16 verwendeten Montierbügel 33 mit dem Fahrzeugquerträger 16 integral geformt oder mit diesem direkt gekuppelt sein, und nicht mit der Lenksäule 14, wie in 2 gezeigt. Auch diese Variante fällt in den Sinngehalt der vorliegenden Erfindung. In ähnlicher Weise könnte der Montierbügel auch mit dem Fahrzeugkörper 18 gekuppelt oder an diesem geformt sein, und nicht an dem Fahrzeugquerträger, wie in 3 gezeigt.
Jede piezoelektrischer Akutator- und Sensoreinrichtung 30 besteht, wie am besten aus den 4 und 5 zu ersehen ist, aus einem Sensor 70 und einem Aktuator 72, die beide in einem Hauptabschnitt 78 der Einrichtung 30 enthalten sind. Der Sensor 70 und der Aktuator 72 sind über ein Kabel 76 oder eine vergleichbare Verbindungseinrichtung elektrisch mit einem Steuermodul 74 verbunden. Der Sensor 70 und der Aktuator 72 bestehen, vorzugsweise, aus piezoelektrischen Materialien, beispielsweise einem feinkörnigen keramischen Material, das es ermöglicht, Niederspannungsaktuatoren 72 zu bilden, die eine hohe spezifische Verzerrungsenergiedichte und eine hohe Zuverlässigkeit haben. Ein bevorzugter Hersteller für piezoelektrische Sensoren 70 und Aktuatoren 72 für niedrige Spannung und hohe Kräfte ist die Firma TRS Ceramics of State College, PA, USA, die die Niederspannungs-Aktuatoren, Aktuatoren mit großem Hub, und mitangetriebene Aktuatoren produziert, die in den Einrichtungen 30 verwendet werden können.
Im Betrieb erfasst der Sensor 70 Vibrationen, die während des Fahrzeugbetriebs in der Armaturenbrett-Struktur 10 auftreten. Vom Sensor 70 wird ein elektrisches Signal generiert, das mit der Amplitude und der Frequenz der erfassten Vibrationen korrespondiert. Der Steuermodul 74 empfängt das elektronische Signal von dem Sensor 70 über das Kabel 76, interpretiert das Signal, und generiert durch das Kabel 76 ein Antwortsignal zum Aktivieren des Aktuators 72. Der Aktuator 72 generiert eine umgekehrte Sinuspulskraft, um der von dem Sensor 30 erfassten Vibration entgegenzuwirken oder diese zu verhindern.
Wie sich für Fachleute auf diesem Gebiet ohne weiteres erschließt, könnten die Einrichtungen 30 elektrisch mit individuellen Steuermodulen 74 verbunden sein, wie dies in den 4 und 5 gezeigt ist. Alternativ können zwei oder mehrere der Einrichtungen 30 elektrisch mit einem einzelnen elektronischen Steuermodul 74 verbunden sein, um auf diese Weise ein integriertes System zum Steuern von Vibrationen im Inneren der Armaturenbrett-Struktur 10 zu bilden.
Obwohl die Einrichtungen 30 an ihren bevorzugten Montierstellen zwischen dem Fahrzeugquerträger 16 und entweder der Lenksäule 14 oder dem Fahrzeugkörper 18 in den 1 bis 3 gezeigt sind, ist darauf hinzuweisen, dass auch andere Montierpositionen innerhalb der Armaturenbrett-Struktur 10 möglich sind, wobei diese basieren können in höchst wünschenswerter Weise auf der Fahrzeuggröße und der Fahrzeugausbildung. Dies umfasst, ohne begrenzend zu sein, auch Montierstellen im Inneren des Fahrzeugquerträgers 16, im Inneren der Armaturenbrett-Unterbaugruppe 12, in der Lenksäule 14, oder im Fahrzeugkörper 18. Auch diese Montierpositionen gehören in den Sinngehalt der vorliegenden Erfindung.
Obwohl die Armaturenbrett-Struktur 10 in einer typischen Konfiguration gezeigt ist, in der sie einen Fahrzeugquerträger 16 umfasst, sind auch andere Verfahren zum Schaffen der Armaturenbrett-Struktur möglich, die sich nach der Fahrzeuggröße und der Fahrzeugausbildung richten können. Dies umfasst, ohne beschränkend zu sein, integrierte Kunststoff-Struktur-Rohre, hybride Metall- und Kunststoffstrukturen, oder andere Strukturen zum Abstützen der Armaturenbrett-Struktur 10. Auch diese Komponenten gehören in den Sinngehalt der vorliegenden Erfindung.
Obwohl dies oben nicht gezeigt ist, könnte zusätzlich die Einrichtung 30 sozusagen selbstversorgend ausgebildet sein, so dass der Sensor 70 aus den erfassten Vibrationen Energie aufnimmt, um den Aktuator 72 mit Energie zu versorgen, damit dieser den Vibrationen entgegenwirkt. Weiterhin könnte bei anderen bevorzugten Ausführungsformen eine Komponente sowohl als der Sensor 70 als auch der Aktuator 72 agieren.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, könnten die Sensoren 70 auch direkt mit dem jeweiligen Kabel 76 gekuppelt sein. In dieser Konfiguration wäre der elektronische Steuermodul 74 nicht erforderlich.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform (nicht gezeigt) könnten der Sensor 70 und der Aktuator 72 als zwei separate Einheiten geformt sein, im Gegensatz zu der gezeigten einstückigen Einrichtung 30. In dieser Ausführungsform sind der Sensor 70 und der Aktuator 72 elektrisch über einen elektronischen Steuermodul 74 gekoppelt, wie dies oben in Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben wurde. Der elektronische Steuermodul 74 kann mit dem Sensor 70 bzw. dem Aktuator 72 integral geformt sein oder kann als alleinstehende Einheit funktionieren. Zusätzlich könnte der Aktuator 72 ähnlich montiert sein wie die Einrichtung 30, die in Verbindung mit dem 1 bis 5 beschrieben ist, während der Sensor 70 zum Abgreifen von Vibrationen irgendwo anders an der Armaturenbrett-Struktur 10 montiert oder angeordnet sein kann.
Die vorliegende Erfindung beschreibt zusammenfassend ein smartes oder aktives System zum Erfassen von Vibrationen in einer Armaturenbrett-Struktur 10, die auch die Lenksäule 14 umfasst. Das smarte System kontrahiert abgegriffene Vibrationen durch einen mechanischen, umgekehrten Sinuspuls, der auf die Armaturenbrett-Struktur 10 aufgebracht wird. Die mechanische Kraft wirkt den Vibrationen entgegen oder verhindert andererseits harmonische Vibrationen innerhalb der Armaturenbrett-Struktur 10. Daraus ergibt sich eine besser empfundene Qualität der Innenausstattung eines Fahrzeuges ohne die Notwendigkeit, steifere Komponenten oder zusätzliche Befestigungselemente zu verwenden, die zu erhöhter Montagekomplexität führen könnten. Es werden auf diese Weise Kosteneinsparungen erzielt, und zwar in Verbindung mit verminderter Komplexität, leichterer Montage und trotz geringerer Steifigkeit. In bevorzugten und in den 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsformen können so erste Schwingungsformmessergebnisse von mehr als 50 Hertz erzielt werden.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit Begriffen zu bevorzugten Ausführungsformen erläutert wurde, ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung natürlich darauf nicht beschränkt sein soll, da im Lichte der oben gegebenen Lehren für Fachleute auf diesem Gebiet Modifikationen ohne weiteres auf der Hand liegen.

Claims

Verfahren zum Dämpfen von Vibrationen in einer Armaturenbrettstruktur (10) eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch: Kuppeln einer piezoelektrischen Sensor- und Aktuatoreinrichtung (30) zwischen einer ersten Struktur und einer zweiten Struktur innerhalb der Armaturenbrettstruktur (10), wobei die piezoelektrische Sensor- und Aktuatoreinrichtung (30) wenigstens einen Sensor (70) und wenigstens einen Aktuator (72) umfasst; elektrisches Verbinden eines elektronischen Steuermoduls (74) mit dem Aktuator (72) und dem Sensor (70); Erfassen eines Niveaus von Vibrationen mit dem Sensor (70); Generieren eines ersten Signals in dem Sensor (70) als eine Funktion des abgetasteten Niveaus der Vibrationen; Übermitteln des ersten Signales an den elektronischen Steuermodul (74); Verarbeiten des ersten Signales in dem elektronischen Steuermodul (74) zum Generieren eines Antwortsignals; Übermitteln des Antwortsignals von dem elektronischen Steuermodul (74) zu dem Aktuator (72); und Aktivieren des Aktuators (72) als eine Funktion des Antwortsignals zum Dämpfen des Niveaus der Vibrationen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Struktur ausgewählt ist aus einer Gruppe, die umfasst einen Fahrzeugquerträger (16), eine Armaturenbrett-Unterbaugruppe (12), eine Lenksäule (14), und einen Fahrzeugkörper (18).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Struktur ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend den Fahrzeugquerträger (16), die Armaturenbrett-Unterbaugruppe (12), die Lenksäule (16), und den Fahrzeugkörper (18).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Steuermodul (74) integral innerhalb der piezoelektrischen Sensor- und Aktuatoreinrichtung (30) geformt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch das Kuppeln zumindest einer zusätzlichen piezoelektrischen Sensor- und Aktuatoreinrichtung (30) zwischen einer ersten Struktur und einer zweiten Struktur innerhalb der Armaturenbrett-Struktur (10), wobei jeder der zumindest einen zusätzlichen piezoelektrischen Sensor- und Aktuatoreinrichtungen (30) einen zweiten Sensor und einen zweiten Aktuator aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, weiterhin gekennzeichnet durch elektrisches Verbinden des zweiten Sensors und des zweiten Aktuators der zumindest einen der besagten wenigstens einen zusätzlichen piezoelektrischen Sensor- und Aktuatoreinrichtungen (30) mit dem elektronischen Steuermodul (74).
Verfahren nach Anspruch 5, weiterhin gekennzeichnet durch elektronisches Verbinden des zweiten Sensors (70) und des zweiten Aktuators (72) von allen der zumindest einen zusätzlichen piezoelektrischen Sensor- und Aktuatoreinrichtungen (30) mit dem elektronischen Steuermodul (74).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen des Niveaus der Vibrationen und das Aktivieren des Aktuators gekennzeichnet ist durch: Erfassen eines Niveaus von Vibrationen mit dem Sensor (70), wobei das Niveau der Vibrationen eine erste Amplitude und eine erste Frequenz aufweist; und Aktivieren des Aktuators (72) als eine Funktion des Antwortsignals zum Dämpfen der ersten Amplitude und der ersten Frequenz.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivieren des Aktuators (72) das Generieren eines umgekehrten Sinuspulses in dem Aktuator (72) umfasst zum Dämpfen der ersten Amplitude und der ersten Frequenz.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des Niveaus der Vibrationen und das Aktivieren des Aktuators gekennzeichnet sind durch: Erfassen eines Niveaus von Vibrationen zwischen der ersten Struktur und der zweiten Struktur mit dem Sensor (70), wobei das Niveau der Vibrationen eine erste Amplitude hat; und Aktivieren des Aktuators (72) als eine Funktion des Antwortsignals zum Dämpfen der ersten Amplitude.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivieren des Aktuators (72) das Generieren eines umgekehrten Sinuspulses in dem Aktuator (72) umfasst zum Dämpfen der ersten Amplitude.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des Niveaus von Vibrationen und das Aktivieren des Aktuators gekennzeichnet sind durch: Erfassen eines Niveaus von Vibrationen zwischen der ersten Struktur und der zweiten Struktur mit dem Sensor (70), wobei das Niveau der Vibrationen eine erste Frequenz aufweist; und Aktivieren des Aktuators (72) als eine Funktion des Antwortsignals zum Dämpfen der ersten Frequenz.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivieren des Aktuators (72) das Generieren eines umgekehrten Sinuspulses in dem Aktuator (72) umfasst zum Dämpfen der ersten Frequenz.
Armaturenbrettstruktur (10) innerhalb eines Fahrzeuges mit verbesserten Vibrationsdämpfungscharakteristika, wobei die Armaturenbrettstruktur (10) eine erste Struktur und eine zweite Struktur umfasst, und die Verbesserung gekennzeichnet ist durch: eine piezoelektrische Sensor- und Aktuatoreinrichtung (30), die zwischen der ersten Struktur und der zweiten Struktur eingekuppelt ist, dass die piezoelektrische Sensor- und Aktuatoreinrichtung (30) wenigstens einen Sensor (70) und einen Aktuator (72) umfasst, von denen der Sensor (70) in der Lage ist, ein Niveau von Vibrationen während des Betriebs des Fahrzeuges aufzugreifen, während der Aktuator (72) in der Lage ist, zum Dämpfen des detektierten Niveaus von Vibrationen aktiviert zu sein; und einen elektrisch mit den Sensor (70) und dem Aktuator (72) verbundenen elektronischen Steuermodul (74), der verwendbar ist zum Interpretieren eines von dem Sensor (70) generierten Signales zum Steuern der Betätigung des Aktuators (72), wobei das Signal eine Funktion des Niveaus der Vibrationen ist.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Steuermodul (74) integral in der piezoelektrischen Sensor- und Aktuatoreinrichtung (30) geformt ist.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 14, weiterhin gekennzeichnet durch zumindest eine zusätzliche piezoelektrische Aktuator- und Sensoreinrichtung (30), die zwischen der ersten Struktur und der zweiten Struktur eingeordnet ist, wobei die zumindest eine zusätzliche piezoelektrische Aktuator- und Sensoreinrichtung (30) einen zweiten Sensor (70) und einen zweiten Aktuator (72) aufweist, von denen der zweite Sensor (70) in der Lage ist, ein zweites Niveau von Vibrationen zu detektieren, das zwischen der ersten Struktur und der zweiten Struktur im Betrieb des Fahrzeuges ge neriert ist, und wobei der zweite Aktuator (72) ausgelegt ist zum Dämpfen des zweiten Niveaus der Vibrationen.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der zumindest einen zusätzlichen piezoelektrischen Aktuator- und Sensoreinrichtungen (30) elektrisch mit dem elektronischen Steuermodul (74) verbunden ist, und dass der elektronische Steuermodul (74) verwendbar ist zum Steuern der Betätigung des zweiten Aktuators (72) zum Dämpfen des zweiten Niveaus von Vibrationen als eine Funktion des zweiten detektierten Niveaus von Vibrationen.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass alle von den zumindest einen zusätzlichen piezoelektrischen Aktuator- und Sensoreinrichtungen (30) elektrisch mit dem elektronischen Steuermodul verbunden sind, und dass der elektronische Steuermodul (74) verwendbar ist zum Steuern der Betätigung des zweiten Aktuators (72) zum Dämpfen des zweiten Niveaus von Vibrationen als eine Funktion des zweiten detektierten Niveaus von Vibrationen.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrische Sensor- und Aktuatoreinrichtung (30) unter Verwendung wenigstens einer Schraube (46) oder eines Bolzens zwischen der ersten Struktur und der zweiten Struktur festgelegt ist.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (72) einen keramischen Aktuator umfasst.
Armaturenbrettstruktur (10) innerhalb eines Fahrzeuges, das verbesserte Vibrationsdämpfungscharakteristika aufweist, wobei die Armaturenbrettstruktur (10) eine erste Struktur und eine zweite Struktur aufweist und die Verbesserung gekennzeichnet ist durch: einen Vibrationssensor (70), der an dem Armaturenbrett oder nahe bei dem Armaturenbrett angeordnet ist; und einen Aktuator (72), der zwischen der ersten Struktur und der zweiten Struktur eingeordnet ist; wobei der Sensor (70) ausgebildet ist zum Detektieren eines Niveaus von Vibrationen, die während des Betriebs des Fahrzeuges generiert werden, während der Aktuator (72) ausgebildet ist zum Dämpfen des detektierten Niveaus von Vibrationen.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 21, weiterhin gekennzeichnet durch einen elektronischen Steuermodul (74), der mit dem Sensor (70) und dem Aktuator (72) elektrisch verbunden ist und verwendbar ist zum Interpretieren eines durch den Sensor (70) generierten Signales zum Steuern der Betätigung des Aktuator (27), wobei das Signal eine Funktion des Niveaus der Vibrationen ist.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Steuermodul (74) in der Sensoreinrichtung (30) integral geformt ist.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Steuermodul (74) in der Aktuatoreinrichtung integral geformt ist.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 21, weiterhin gekennzeichnet durch zumindest einen zusätzlichen Sensor (70), welcher zusätzliche zweite Sensor (70) ausgebildet ist zum Detektieren eines zweiten Niveaus von Vibrationen während des Betriebs des Fahrzeugs.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 21, weiterhin gekennzeichnet durch zumindest einen zusätzlichen Aktuator (72), der ausgebildet ist, um betätigt zu werden zum Dämpfen des detektierten Niveaus von Vibrationen des Fahrzeugs.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer von dem zumindest einem zusätzlichen Aktuator (72) elektrisch mit dem elektronischen Steuermodul (74) verbunden ist, der verwendbar ist zum Steuern der Betätigung des zweiten Aktuators (72) zum Dämpfen des Niveaus von Vibrationen.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (70) direkt mit dem Aktuator (72) gekoppelt ist zum Dämpfen des Niveaus der Vibrationen.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (70) ein piezoelektrischer Sensor ist.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (72) ein piezoelektrischer Aktuator ist.
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Struktur ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend einen Fahrzeugquerträger (16), eine Armaturenbrett-Unterbaugruppe (12), einer Lenksäule (14), und einem Fahrzeugkörper (18).
Armaturenbrettstruktur nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Struktur ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend den Fahrzeugquerträger (16), die Armaturenbrett-Unterbaugruppe (12), die Lenksäule (14), und den Fahrzeugkörper (18).