DE102012019424A1

DE102012019424A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads

Info

Publication number: DE102012019424A1
Application number: DE102012019424A
Authority: DE
Inventors: Won Jong CHUN
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2032-10-03
Also published as: DE102012019424B4; CN103029740B; KR20130036926A; CN103029740A; US20130090812A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technologie zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads und insbesondere auf ein Verfahren zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads und auf eine Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads, durch die das Rütteln des Lenkrads abgeschwächt wird, indem unter Verwendung eines Drehmomentsignals ein Lenkradrütteln-Abschwächungssignal erzeugt wird.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE DAMIT IN BEZIEHUNG STEHENDE PATENTANMELDUNG
Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht gemäß 35 U. S. C. §119(a) die Priorität und den Nutzen aus der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2011-0101166 , eingereicht am 5. Oktober 2011, die hiermit durch Erwähnung in ihrer Gesamtheit für alle Zwecke Bestandteil der vorliegenden Anmeldung wird, so als ob sie hier vollständig dargelegt wäre.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technologie zum Abschwächen bzw. Dämpfen des Rüttelns eines Lenkrads, und insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads und auf eine Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads, durch die ein Rütteln des Lenkrads abgeschwächt wird, indem unter Verwendung eines Drehmomentsignals ein Lenkradrütteln-Abschwächungssignal erzeugt wird und indem dieses an einen (Elektro-) Motor angelegt wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Wie allgemein auf dem Fachgebiet bekannt ist, wird ein Lenkrad infolge von Ursachen wie etwa einer Unwucht von Reifen gerüttelt. Dadurch wird eine Lenkungsbetätigungsqualität oder ein Lenkgefühl eines Fahrers beträchtlich verschlechtert, wodurch ein sicherer Betrieb eines Fahrzeugs erschwert bzw. behindert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung geschaffen worden, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, die im Stand der Technik auftreten, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads bereitzustellen, das infolge einer Ursache, wie etwa einer Unwucht von Reifen, erzeugt werden kann.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, wird eine Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads bereitgestellt, die Folgendes aufweist: eine Drehmomentsignal-Eingangseinheit zum Empfangen eines Drehmomentsignals; eine Lenkradrütteln-Abschwächungssignal-Erzeugungseinheit zum Weiterleiten des Eingangsdrehmomentsignals durch ein Filter erster Ordnung, um das Eingangsdrehmomentsignal in der ersten Ordnung zu filtern, zum Differenzieren des in der ersten Ordnung gefilterten Drehmomentsignals in einer n-ten Ordnung (n ≥ 2), um Differenzsignale zu erzeugen, die den Ordnungen entsprechen, zum Kombinieren von Signalen, die durch das Multiplizieren der Differenzsignale, die den Ordnungen entsprechen, mit entsprechenden Verstärkungen erhalten werden, und zum Weiterleiten der kombinierten Signale durch ein Filter zweiter Ordnung, um die kombinierten Signale in der zweiten Ordnung zu filtern, und zum Erzeugen eines Lenkradrütteln-Abschwächungssignals; und ein Motorsteuergerät zum Steuern eines (Elektro-) Motors auf der Grundlage des Lenkradrütteln-Abschwächungssignals.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads durch das Verwenden einer Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst: Empfangen eines Drehmomentsignals; Weiterleiten des Eingangsdrehmomentsignals durch ein Filter erster Ordnung, um das Eingangsdrehmomentsignal in der ersten Ordnung zu filtern; Differenzieren des in der ersten Ordnung gefilterten Drehmomentsignals in einer n-ten Ordnung (n ≥ 2), um Differenzsignale zu erzeugen, die den Ordnungen entsprechen; Kombinieren der Differenzsignale, die den Ordnungen entsprechen, mit entsprechenden Verstärkungen; Weiterleiten der kombinierten Signale durch ein Filter zweiter Ordnung, um die kombinierten Signale zu filtern, und Erzeugen eines Lenkradrütteln-Abschwächungssignals; und Steuern eines Motors auf der Grundlage des Lenkradrütteln-Abschwächungssignals.
Wie oben beschrieben worden ist, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads und eine Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads bereit, durch die das Rütteln eines Lenkrads, das infolge einer Ursache wie etwa einer Unwucht von Reifen erzeugt wird, abgeschwächt werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, ersichtlicher, in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, das eine Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ein ausführliches Blockdiagramm ist, das eine Lenkradrütteln-Abschwächungssignal-Erzeugungseinheit der Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
3 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In der nachfolgenden Beschreibung werden die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, obwohl sie in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind. Des Weiteren wird in der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung eine ausführliche Beschreibung von bekannten Funktionen und Konfigurationen, die hier eingegliedert sind, weggelassen werden, wenn dies den Gegenstand der vorliegenden Erfindung eher undeutlich machen würde.
Außerdem können Termini wie etwa ein erster, ein zweiter, A, B, (a), (b) oder dergleichen hier verwendet werden, wenn Komponenten der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Keine dieser Terminologien wird verwendet, um eine Essenz, eine Reihenfolge oder eine Sequenz einer entsprechenden Komponente zu definieren, sondern wird lediglich zur Unterscheidung der entsprechenden Komponente von einer oder mehreren anderen Komponenten verwendet. Es sollte angemerkt werden, dass dann, wenn in der Beschreibung beschrieben wird, dass eine Komponente mit einer anderen Komponente „verbunden”, „gekoppelt” oder „zusammengefügt” ist, eine dritte Komponente zwischen den ersten und zweiten Komponenten „angeschlossen” bzw. „verbunden”, „gekoppelt” und damit „zusammengefügt” sein kann, obwohl die erste Komponente direkt mit der zweiten Komponente verbunden, gekoppelt oder zusammengefügt sein kann.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung 100 zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 1 ist die Vorrichtung 100 zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung, durch die das Rütteln des Lenkrads abgeschwächt wird, indem unter Verwendung eines Drehmomentsignals ein Lenkradrütteln-Abschwächungssignal erzeugt wird und indem dieses an eine Steuerung eines (Elektro-) Motors angelegt wird.
Die Vorrichtung 100 zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads weist Folgendes auf: eine Drehmomentsignal-Eingangseinheit 110 zum Empfangen eines Drehmomentsignals von einem Drehmomentsensor oder dergleichen; eine Lenkradrütteln-Abschwächungssignal-Erzeugungseinheit 120 zum Weiterleiten des Eingangsdrehmomentsignals durch ein Filter erster Ordnung, um das Eingangsdrehmomentsignal in der ersten Ordnung zu filtern, zum Differenzieren des in der ersten Ordnung gefilterten Drehmomentsignals in einer n-ten Ordnung (n ≥ 2), um Differenzsignale zu erzeugen, die den Ordnungen entsprechen, zum Kombinieren der Differenzsignale, die den Ordnungen entsprechen, mit entsprechenden Verstärkungen, und zum Weiterleiten der kombinierten Signale durch ein Filter zweiter Ordnung, um die kombinierten Signale in der zweiten Ordnung zu filtern, und zum Erzeugen eines Lenkradrütteln-Abschwächungssignals; und ein Motorsteuergerät 130 zum Steuern eines (Elektro-) Motors auf der Grundlage des Lenkradrütteln-Abschwächungssignals.
Das Filter erster Ordnung kann zum Beispiel ein Hochpassfilter (das im Folgenden „HPF” genannt wird) zum Filtern eines das Lenkradrütteln erzeugenden Frequenzbandes sein, und das Filter zweiter Ordnung kann zum Beispiel ein Tiefpassfilter (das im Folgenden „TPF” genannt wird) zum Filtern des das Lenkradrütteln erzeugenden Frequenzbandes sein.
Das Rütteln des Lenkrads, das oben erwähnt worden ist, kann ein Rütteln sein (das auch als „Vibrationen” bezeichnet wird), das auf das Lenkrad infolge einer Unwucht von Reifen übertragen wird, und wird auch als ,Rütteln auf ebener Straße' bzw. SRS (smooth road shake), Lenkungsflattern bzw. Shimmy oder dergleichen bezeichnet.
Ein Lenkrad zeigt oftmals Charakteristiken, bei denen das Rütteln des Lenkrads in einem spezifischen Vibrationsfrequenzbereich heftig erzeugt wird. So können zum Beispiel die größten Vibrationen in einem Säulenresonanzfrequenzbereich eines Fahrzeugs erzeugt werden. Wenn eine Säulenresonanzfrequenz 15 Hz beträgt und eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die einer Vibrationsfrequenz von 15 Hz entspricht, gemäß einer Information einer vordefinierten Beziehung zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Vibrationsfrequenz 60 Meilen pro Stunde (MPH) (= 96,56 km/h) beträgt, dann können die größten Vibrationen um 15 Hz herum erzeugt werden, welches eine Säulenresonanzfrequenz ist. Die auf diese Weise erzeugten Vibrationen entsprechen einem Rütteln des Lenkrads, und in der Nähe der Säulenresonanzfrequenz (15 Hz) kann ein ein Lenkradrütteln erzeugendes Frequenzband liegen.
Die Vorrichtung 100 zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann bei einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung angewendet werden.
2 ist ein ausführliches Blockdiagramm, das eine Lenkradrütteln-Abschwächungssignal-Erzeugungseinheit 120 der Vorrichtung 100 zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 2 wird angenommen, dass n 3 ist.
Unter Bezugnahme auf 2 weist die Lenkradrütteln-Abschwächungssignal-Erzeugungseinheit 120 ein HPF 210 zum Hochpassfiltern (Filtern erster Ordnung) eines Eingangsdrehmomentsignals, einen Differenzierer 221 erster Ordnung zum Differenzieren des hochpassgefilterten Drehmomentsignals T in der ersten Ordnung und zum Ausgeben des Differenzsignals (dT/dt) erster Ordnung, einen Differenzierer 222 zweiter Ordnung zum Differenzieren des Differenzsignals (dT/dt) erster Ordnung und zum Ausgeben eines Differenzsignals (d²T/dt²) zweiter Ordnung, einen Differenzierer 223 dritter Ordnung zum Differenzieren des Differenzsignals (d²T/dt²) zweiter Ordnung und zum Ausgeben eines Differenzsignals (d³T/dt³) dritter Ordnung, einen Addierer 230 zum Addieren eines durch Multiplizieren des Differenzsignals (dT/dt) erster Ordnung mit einer ersten Vestärkung (G1) erhaltenen Wertes, eines durch Multiplizieren des Differenzsignals (d²T/dt²) zweiter Ordnung mit einer zweiten Verstärkung (G2) erhaltenen Wertes und eines durch Multiplizieren des Differenzsignals (d³T/dt³) dritter Ordnung mit einer dritten Verstärkung (G3) erhaltenen Wertes, und ein TPF 240 zum Tiefpassfiltern (Filtern zweiter Ordnung) des durch den Addierer 230 addierten Signals.
Das Signal, das durch das TPF 240 gewandert ist, hat einen Stromwert, und die Lenkradrütteln-Abschwächungssignal-Erzeugungseinheit 120 kann des Weiteren einen Begrenzer (Clipper) 250 zum Begrenzen des Stromwertes auf der Grundlage eines vordefinierten maximalen Stromwertes aufweisen, um den begrenzten Stromwert bei der Steuerung eines Motors zu verwenden.
Der von dem Begrenzer 250 begrenzte Stromwert wird ein Lenkradrütteln-Abschwächungssignal, das ein Kompensationssignal für das Reduzieren des Rüttelns eines Lenkrads ist und das an den Motor angelegt werden kann.
Die oben erwähnte erste Verstärkung (G1), die oben erwähnte zweite Verstärkung (G2) und die oben erwähnte dritte Verstärkung (G3) können durch die Fahrzeuggeschwindigkeit definiert werden.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst das Verfahren zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads durch das Verwenden einer Vorrichtung 100 zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung folgende Schritte: Empfangen eines Drehmomentsignals (S300); Weiterleiten des Eingangsdrehmomentsignals durch ein Filter erster Ordnung, um das Eingangsdrehmomentsignal in der ersten Ordnung zu filtern (S302); Differenzieren des in der ersten Ordnung gefilterten Drehmomentsignals in einer n-ten Ordnung (n ≥ 2), um Differenzsignale zu erzeugen, die den Ordnungen entsprechen (S304); Kombinieren von durch Multiplizieren der Differenzsignale, die den Ordnungen entsprechen, mit entsprechenden Verstärkungen erhaltenen Signalen (S306); Weiterleiten der kombinierten Signale durch ein Filter zweiter Ordnung, um die kombinierten Signale in der zweiten Ordnung zu filtern, und Erzeugen eines Lenkradrütteln-Abschwächungssignals (S308); und Steuern eines Motors auf der Grundlage des Lenkradrütteln-Abschwächungssignals (S310).
Auch wenn vorstehend beschrieben worden ist, dass alle Komponenten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine einzige Einheit verbunden oder so gekoppelt sind, dass sie als eine einzige Einheit operativ betrieben werden können, ist die vorliegende Erfindung nicht zwangsläufig auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Das heißt, dass von den Komponenten eine oder mehrere Komponenten selektiv gekoppelt werden kann/können, um als eine oder mehrere Einheiten operativ betrieben zu werden. Hinzu kommt, dass, obzwar jede der Komponenten als eine unabhängige Hardware implementiert werden kann, einige oder alle der Komponenten selektiv miteinander kombinierbar sind, so dass sie als ein Computerprogramm mit einem oder mit mehreren Programmmodulen zum Ausführen von einigen oder von allen Funktionen implementiert werden können, die in einem oder in mehreren Hardware-Geräten kombiniert sind. Codes und Codesegmente, die das Computerprogramm bilden, können von einem Durchschnittsfachmann auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Erfindung leicht konzipiert werden. Ein derartiges Computerprogramm kann die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung implementieren, indem es in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert und von einem Computer gelesen und ausgeführt wird. Ein Magnetaufzeichnungsträger, ein optisches Aufzeichnungsmedium, ein Trägerwellenmedium oder dergleichen mehr können als das Speichermedium zur Anwendung kommen.
Darüber hinaus soll, da Termini wie etwa „umfassen”, „einschließen” und „aufweisen” bedeuten, dass ein(e) oder mehrere entsprechende Komponenten bzw. Bauteile existieren können, es sei denn, dass sie spezifisch im entgegengesetzten Sinn beschrieben werden, dies so gedeutet werden, dass ein(e) oder mehrere andere Komponenten bzw. Bauteile enthalten sein können. Alle Terminologien, die eine oder mehrere technische oder wissenschaftliche Terminologien einschließen, besitzen die gleichen Bedeutungen, die von den Fachleuten auf diesem Gebiet allgemein verstanden werden, es sei denn, sie sind anders definiert. Ein Terminus, der auf die herkömmliche Weise verwendet wird, wie etwa ein Terminus, der von einem Wörterbuch definiert ist, soll so interpretiert werden, dass er eine Bedeutung aufweist, die gleich der in dem Kontext einer damit in Beziehung stehenden Beschreibung ist, und soll nicht in einer idealen oder übermäßig formellen Bedeutung interpretiert werden, außer dies ist in der vorliegenden Patentschrift klar definiert.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben worden ist, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen, Additionen und Substitutionen möglich sind, ohne dass von dem Schutzumfang und dem Geist der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist, abgewichen wird. Deshalb sollen die in der vorliegenden Erfindung offenbarten Ausführungsformen den Schutzumfang der technischen Idee der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die Ausführungsform beschränkt. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll auf der Basis der beigefügten Ansprüche interpretiert werden, und er soll so interpretiert werden, dass alle die technischen Ideen, die in dem Schutzumfang enthalten sind und äquivalent zu den Ansprüchen sind, zu der vorliegenden Erfindung gehören.
Die obige Beschreibung betrifft nur eine beispielhafte Beschreibung des technischen Geistes der vorliegenden Erfindung und kann durch die Fachleute auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Erfindung gehört, unterschiedlich modifiziert und geändert werden, ohne dass von den wesentlichen Charakteristiken der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Somit sollen die in der vorliegenden Erfindung offenbarten Ausführungsformen nicht dazu dienen, den technischen Gedanken der vorliegenden Erfindung einzuschränken, und der Bereich der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die Ausführungsformen beschränkt. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung soll nur durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt werden, und alle technischen Gedanken innerhalb des äquivalenten Bereichs sollen so ausgelegt werden, dass sie in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2011-0101166 [0001]

Claims

Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads, die Folgendes aufweist: eine Drehmomentsignal-Eingangseinheit zum Empfangen eines Drehmomentsignals; eine Lenkradrütteln-Abschwächungssignal-Erzeugungseinheit zum Weiterleiten des Eingangsdrehmomentsignals durch ein Filter erster Ordnung, um das Eingangsdrehmomentsignal in der ersten Ordnung zu filtern, zum Differenzieren des in der ersten Ordnung gefilterten Drehmomentsignals in einer n-ten Ordnung (n ≥ 2), um Differenzsignale zu erzeugen, die den Ordnungen entsprechen, zum Kombinieren von durch Multiplizieren der Differenzsignale, die den Ordnungen entsprechen, mit entsprechenden Verstärkungen erhaltenen Signalen, und zum Weiterleiten der kombinierten Signale durch ein Filter zweiter Ordnung, um die kombinierten Signale in der zweiten Ordnung zu filtern, und zum Erzeugen eines Lenkradrütteln-Abschwächungssignals; und ein Motorsteuergerät zum Steuern eines Motors auf der Grundlage des Lenkradrütteln-Abschwächungssignals.
Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads nach Anspruch 1, wobei das Filter erster Ordnung ein Hochpassfilter zum Filtern eines ein Lenkradrütteln erzeugenden Frequenzbandes ist und das Filter zweiter Ordnung ein Tiefpassfilter zum Filtern des ein Lenkradrütteln erzeugenden Frequenzbandes ist.
Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads nach Anspruch 1, wobei das Rütteln des Lenkrads Vibrationen ist, die auf das Lenkrad infolge einer Unwucht von Reifen übertragen werden.
Verfahren zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads durch das Verwenden einer Vorrichtung zum Abschwächen des Rüttelns eines Lenkrads, das die folgenden Schritte umfasst: Empfangen eines Drehmomentsignals; Weiterleiten des Eingangsdrehmomentsignals durch ein Filter erster Ordnung, um das Eingangsdrehmomentsignal in der ersten Ordnung zu filtern; Differenzieren des in der ersten Ordnung gefilterten Drehmomentsignals in einer n-ten Ordnung (n ≥ 2), um Differenzsignale zu erzeugen, die den Ordnungen entsprechen; Kombinieren der Differenzsignale, die den Ordnungen entsprechen, mit entsprechenden Verstärkungen; Weiterleiten der kombinierten Signale durch ein Filter zweiter Ordnung, um die kombinierten Signale in der zweiten Ordnung zu filtern, und Erzeugen eines Lenkradrütteln-Abschwächungssignals; und Steuern eines Motors auf der Grundlage des Lenkradrütteln-Abschwächungssignals.