DE102019105118B4 - Method for controlling an electromotive steering actuator and motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Ansteuern eines elektromotorischen Lenkungsaktuators (12) in einem Kraftfahrzeug (10), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:- während das Kraftfahrzeug (10) eine Fahrbahn (17) befährt, werden durch das Kraftfahrzeug (10) verursachte Abrollgeräusche (16) gemessen,- der Lenkungsaktuator (12) wird derart angesteuert, dass der Lenkungsaktuator (12) einen die Abrollgeräusche (16) kompensierenden Gegenschall (13) erzeugt und das Lenkungsverhalten einer durch den Lenkungsaktuator (12) gelenkten Achse (11) des Kraftfahrzeuges (10) vom Erzeugen des Gegenschalles (13) unbeeinflusst bleibt,- die Achse (11) trägt ein in einem Radhaus (15) angeordnetes Rad (14), welches die Abrollgeräusche (16) verursacht, und- die Abrollgeräusche (16) und eine Wasserglättegefahr für das Rad (14) werden durch ein im Radhaus (15) befestigtes Messgerät gemessen.Method for controlling an electromotive steering actuator (12) in a motor vehicle (10), characterized by the following features: - while the motor vehicle (10) drives on a roadway (17), rolling noises (16) caused by the motor vehicle (10) are measured, the steering actuator (12) is controlled in such a way that the steering actuator (12) generates an anti-noise (13) that compensates for the rolling noise (16) and the steering behavior of an axle (11) of the motor vehicle (10) steered by the steering actuator (12) depends on the generation of the Counter-noise (13) remains unaffected, - the axle (11) carries a wheel (14) arranged in a wheel house (15), which causes the rolling noise (16), and - the rolling noise (16) and a risk of slippery water for the wheel (14 ) are measured by a measuring device mounted in the wheelhouse (15).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines elektromotorischen Lenkungsaktuators. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus ein entsprechendes Kraftfahrzeug, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium.The present invention relates to a method for controlling an electromotive steering actuator. The present invention also relates to a corresponding motor vehicle, a corresponding computer program and a corresponding storage medium.

Stand der TechnikState of the art

In der Verkehrsplanung und Fahrzeugtechnik ist das Reifen-Fahrbahn-Geräusch als eine der Hauptkomponenten des Außengeräusches von Kraftfahrzeugen hinlänglich bekannt. Es ist wesentlich an der Entstehung des Straßenverkehrslärms beteiligt und dominiert in den meisten Fahrsituationen innerorts und nahezu allen Fahrsituationen außerorts das Antriebsgeräusch.In traffic planning and vehicle technology, tire-road noise is well known as one of the main components of the exterior noise of motor vehicles. It is significantly involved in the development of road traffic noise and dominates the drive noise in most driving situations in urban areas and almost all driving situations outside of urban areas.

Da der Reifen durch die Rauigkeit des Laufflächenprofils und der Fahrbahnoberfläche in erster Linie beim Abrollen zu radialen und tangentialen Schwingungen angeregt wird, sei das Reifen-Fahrbahn-Geräusch im Folgenden pauschal als Abrollgeräusch bezeichnet, ohne jedoch das durch Luftverdrängungs- und -ansaug-Effekte im Bereich des Reifenlatsches erzeugte sogenannte Airpumping-Geräusch auszuschließen.Since the tire is primarily excited to vibrate radially and tangentially when rolling due to the roughness of the tread profile and the road surface, the tyre-road noise is referred to as rolling noise in the following, but without including the effects of air displacement and intake exclude the so-called air pumping noise generated in the area of the tire contact area.

Die durch unterschiedliche Entstehungsmechanismen erzeugten Anteile des Abrollgeräusches sind von zahlreichen Einflussgrößen abhängig. So haben etwa Fahrzeuggeschwindigkeit, Profilaufbau und Straßenbeschaffenheit großen Einfluss auf den Gesamtpegel und die spektrale Zusammensetzung des von der Reifen-Fahrbahn-Kombination erzeugten Geräusches.The parts of the tire noise generated by different mechanisms of origin depend on numerous influencing factors. For example, vehicle speed, profile structure and road conditions have a major impact on the overall level and spectral composition of the noise generated by the tire/road combination.

Aus US 2013/0243212 A1 ist ein Verfahren zur aktiven Lärmkompensation (active noise cancelling, ANC) von Reifenabrollgeräuschen bekannt, bei dem ein Mikrofon das Reifenabrollgeräusch aufnimmt und ein Lautsprecher im Radhaus ein Gegengeräusch (den sogenannten Anti- oder Gegenschall) erzeugt.the end U.S. 2013/0243212 A1 a method for active noise compensation (active noise canceling, ANC) of tire rolling noise is known, in which a microphone picks up the tire rolling noise and a loudspeaker in the wheel house generates an anti-noise (the so-called anti- or anti-noise).

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2014 007 502 A1 ist ein Verfahren zum Ansteuern eines elektromotorischen Lenkungsaktuators in einem Kraftfahrzeug bekannt, der darauf ausgerichtet ist, die Geräusche des Kraftfahrzeugs zu kompensieren.From the German patent application DE 10 2014 007 502 A1 a method for controlling an electromotive steering actuator in a motor vehicle is known, which is designed to compensate for the noise of the motor vehicle.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 200 00 581 U1 wird ein System zur Senkung von KFZ-Geräuschen durch Erfassung und Erzeugung von Gegenschallwellen vorgestellt.From the German utility model specification DE 200 00 581 U1 a system for reducing motor vehicle noise by detecting and generating anti-sound waves is presented.

Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2012 211 689 A1 stellt ein Verfahren zur Geräuscherzeugung vor, bei dem die Bestromung eines Elektromotors modifiziert wird.The German patent application DE 10 2012 211 689 A1 presents a method for generating noise in which the current supply to an electric motor is modified.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2004 044 788 A1 offenbart ein Verfahren zur Reibwertbestimmung zwischen einem Reifen und einer Fahrbahn vor.The disclosure document DE 10 2004 044 788 A1 discloses a method for determining the coefficient of friction between a tire and a road surface.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Ansteuern eines elektromotorischen Lenkungsaktuators, ein entsprechendes Kraftfahrzeug, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.The invention provides a method for controlling an electromotive steering actuator, a corresponding motor vehicle, a corresponding computer program and a corresponding storage medium according to the independent claims.

Eine Ausführungsform der Erfindung beruht hierbei auf dem Grundgedanken, die elektromotorischen Aktuatoren der Vorderachs- oder Hinterachslenkung neben der normalen Ansteuerung mit einem weiteren Strom zu überlagern. Dies ist an sich bekannt und wird nach dem Stand der Technik beispielsweise für eine ANC im Innenraum des Fahrzeugs genutzt.One embodiment of the invention is based on the basic idea of superimposing the electromotive actuators of the front-axle or rear-axle steering with a further current in addition to the normal control. This is known per se and is used according to the prior art, for example, for an ANC in the interior of the vehicle.

Das vermeintliche Problem, dass diese zusätzliche Ansteuerung der genannten Aktuatoren auch ein Außengeräusch erzeugt, macht sich die Erfindung geschickt zunutze. The invention cleverly exploits the supposed problem that this additional control of the named actuators also generates an external noise.

Ein Vorzug dieser Lösung liegt darin, dass die Ansteuerung der Lenkungsaktuatoren zu den oben genannten Zwecken mit vorhandenen Teilen ohne Beeinflussung des Lenkverhaltens erfolgen kann.An advantage of this solution is that the steering actuators can be controlled for the above-mentioned purposes using existing parts without influencing the steering behavior.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Further advantageous refinements of the invention are specified in the dependent patent claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in Fahrt.The only figure shows a motor vehicle according to the invention in motion.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die Abbildung illustriert den erfindungsgemäßen Ansatz. Das Außengeräusch (13) der zusätzlichen Ansteuerung der Lenkungsaktuatoren (12) wird demnach für eine ANC der Reifen-Abrollgeräusche (16) verwendet: Bei der Messung des Abrollgeräusches (16) sind der Abstand zum Messpunkt sowie die Oberfläche der Fahrbahn (17) bekannt. Der in jedem Radhaus (15) vorhandene Aquaplaning-Sensor ermittelt das Abrollgeräusch (16) des darin befindlichen Rades (14), um durch eine entsprechende Ansteuerung der Lenkungsaktuatoren (12) die gewünschte ANC der Reifen-Abrollgeräusche (16) zu ermöglichen. Alternativ zum im Radhaus (15) angeordneten Aquaplaning-Sensor können andere Sensoren wie Beschleunigungssensoren oder Mikrofone vorgesehen sein.The figure illustrates the approach according to the invention. The external noise (13) of the additional activation of the steering actuators (12) is therefore used for an ANC of the tire rolling noise (16): When measuring the rolling noise (16), the distance to the measuring point and the surface of the roadway (17). The aquaplaning sensor in each wheel housing (15) determines the rolling noise (16) of the wheel (14) inside, in order to enable the desired ANC of the tire rolling noise (16) by appropriately controlling the steering actuators (12). As an alternative to the aquaplaning sensor arranged in the wheel housing (15), other sensors such as acceleration sensors or microphones can be provided.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, eine Ansteuerung der Lenkungsaktuatoren (12) für das sonst ohnehin künstlich generierte Außengeräusch (19) von Elektrofahrzeugen (10) zu verwenden. Ein solches Außengeräusch (19), das beispielsweise dazu dient, Fußgänger (20) und andere Verkehrsteilnehmer vor dem an sich geräuscharmen Elektrofahrzeug (10) zu warnen, ist in zahlreichen Staaten gesetzlich vorgeschrieben.A further embodiment of the invention provides for using a control of the steering actuators (12) for the external noise (19) of electric vehicles (10), which is otherwise artificially generated anyway. Such an external noise (19), which is used, for example, to warn pedestrians (20) and other road users of the electric vehicle (10), which is intrinsically low-noise, is required by law in numerous states.

Claims (7)

Verfahren zum Ansteuern eines elektromotorischen Lenkungsaktuators (12) in einem Kraftfahrzeug (10), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - während das Kraftfahrzeug (10) eine Fahrbahn (17) befährt, werden durch das Kraftfahrzeug (10) verursachte Abrollgeräusche (16) gemessen, - der Lenkungsaktuator (12) wird derart angesteuert, dass der Lenkungsaktuator (12) einen die Abrollgeräusche (16) kompensierenden Gegenschall (13) erzeugt und das Lenkungsverhalten einer durch den Lenkungsaktuator (12) gelenkten Achse (11) des Kraftfahrzeuges (10) vom Erzeugen des Gegenschalles (13) unbeeinflusst bleibt, - die Achse (11) trägt ein in einem Radhaus (15) angeordnetes Rad (14), welches die Abrollgeräusche (16) verursacht, und - die Abrollgeräusche (16) und eine Wasserglättegefahr für das Rad (14) werden durch ein im Radhaus (15) befestigtes Messgerät gemessen.Method for controlling an electromotive steering actuator (12) in a motor vehicle (10), characterized by the following features: - while the motor vehicle (10) drives on a roadway (17), rolling noises (16) caused by the motor vehicle (10) are measured, - the steering actuator (12) is controlled in such a way that the steering actuator (12) generates an anti-noise (13) that compensates for the rolling noise (16) and the steering behavior of an axle (11) of the motor vehicle (10) steered by the steering actuator (12) depends on the generation of the counter-noise (13) remains unaffected, - the axle (11) carries a wheel (14) which is arranged in a wheel house (15) and causes the rolling noise (16), and - the rolling noise (16) and a risk of the wheel (14 ) are measured by a measuring device mounted in the wheel housing (15). Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - der Lenkungsaktuator (12) wird anhand eines überlagerten Stromsignals gesteuert und - das Stromsignal umfasst eine erste Komponente, welche das Lenkungsverhalten steuert, und eine zweite Komponente welche den Gegenschall (13) steuert.procedure after claim 1 , characterized by the following features: - the steering actuator (12) is controlled using a superimposed current signal and - the current signal comprises a first component which controls the steering behavior and a second component which controls the anti-noise (13). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - der Lenkungsaktuator (12) wird derart angesteuert, dass der Lenkungsaktuator (12) ein Außengeräusch (19) zum Warnen von Fußgängern (20) verursacht.procedure after claim 1 or 2 , characterized by the following feature: - the steering actuator (12) is controlled in such a way that the steering actuator (12) causes an external noise (19) to warn pedestrians (20). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - der Lenkungsaktuator (12) wird derart angesteuert, dass der Gegenschall (13) ferner Störschall in einem Innenraum (18) des Kraftfahrzeuges (10) auslöscht.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized by the following feature: - the steering actuator (12) is controlled in such a way that the counter-noise (13) also extinguishes background noise in an interior (18) of the motor vehicle (10). Kraftfahrzeug (10), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - mindestens eine Achse (11) mit einem in einem Radhaus (15) angeordneten Rad (14), das Abrollgeräusche (16) verursacht, - mindestens einen elektromotorischen Lenkungsaktuator (12) zum Lenken der Achse (11), - ein im Radhaus (15) befestigtes Messgerät zum Messen der Abrollgeräuschen (16) und einer Wasserglättegefahr für das Rad (14) und - ein signaltechnisch mit dem Messgerät und dem Lenkungsaktuator (12) verbundenes Steuergerät zum Ansteuern des Lenkungsaktuators (12) derart, dass der Lenkungsaktuator (12) einen den Abrollgeräuschen (16) entsprechenden Gegenschall (13) erzeugt und das Lenkungsverhalten einer durch den Lenkungsaktuator (12) gelenkten Achse (11) des Kraftfahrzeuges (10) vom Erzeugen des Gegenschalls (13) unbeeinflusst bleibtMotor vehicle (10), characterized by the following features: - at least one axle (11) with a wheel (14) arranged in a wheel housing (15) which causes rolling noise (16), - at least one electromotive steering actuator (12) for steering the axle (11), - a measuring device mounted in the wheelhouse (15) to measure the road noise (16) and the risk of the wheel slipping on water (14) and - a control unit connected to the measuring device and the steering actuator (12) in terms of signals to activate the steering actuator (12 ) such that the steering actuator (12) generates an anti-noise (13) corresponding to the rolling noise (16) and the steering behavior of an axle (11) of the motor vehicle (10) steered by the steering actuator (12) remains unaffected by the generation of the anti-noise (13). Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, dass es, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchführt.Computer program which is set up to execute all the steps of a method according to one of the Claims 1 until 4 performs. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 6.Machine-readable storage medium with a computer program stored on it claim 6 .
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