DE102021130891A1

DE102021130891A1 - Schwingungsreduktionsvorrichtung und -verfahren einer motorgetriebenen servolenkung

Info

Publication number: DE102021130891A1
Application number: DE102021130891.7A
Authority: DE
Inventors: In Hyuk Kim; Han Wul Kim; Kwang Woong KIM; Kyu Ha Kim
Original assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Current assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date: 2021-07-07
Filing date: 2021-11-25
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2041-11-26
Also published as: KR102611630B1; US11891131B2; US20230007915A1; KR20230008411A; DE102021130891B4; CN115593499A

Abstract

Eine Schwingungsreduktionsvorrichtung einer MDPS kann aufweisen: ein adaptives Steuerungsmodul, das konfiguriert ist, ein Fehlersignal, welches durch Störung erzeugt wird, aus einem Drehmomentsignal eines Drehmomentsensors zu detektieren, der Drehmoment der MDPS sensiert, und ein Kompensationssignal zum Kompensieren eines Störsignals unter Verwendung des Fehlersignals zu erzeugen; und ein adaptives Filtermodul, das eingerichtet ist, ein Filtersignal unter Verwendung der Schwingungsfrequenz der Störung der MDPS zu erzeugen, eine Störkomponente eines Strombefehls, der von einem MDPS-Controller ausgegeben wird, auf der Grundlage des Filtersignals zu beseitigen, und einen Strombefehl auszugeben, bei dem die Störung unterdrückt wird. Der MDPS-Controller kann einen finalen Strombefehl auf der Grundlage des Kompensationssignals und des Strombefehls, in dem die Störung unterdrückt wird, erzeugen, und einen Motor der MDPS gemäß des finalen Strombefehls steuern.

Description

HINTERGRUND
GEBIET
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung betreffen ein(e) Schwingungsreduktionsvorrichtung und -verfahren einer MDPS (motorgetriebene Servolenkung), und insbesondere ein(e) Schwingungsreduktionsvorrichtung und - verfahren einer MDPS, die eine Störung, die auf die MDPS einwirkt, schätzen kann und umgekehrt die Störung kompensieren kann, wodurch Schwingungen reduziert werden.
ERLÄUTERUNG DES HINTERGRUNDS
Eine MDPS bestimmt einen Fahrzustand eines Fahrzeugs durch einen Drehmomentsensor zum Messen eines Lenkdrehmoments eines Fahrers, das einem Lenkrad eingegeben wird, einen Lenkwinkelsensor zum Messen eines Lenkwinkels oder einer Lenkwinkelgeschwindigkeit des Lenkrads, und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Messen der Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt, stellt die MDPS ein Unterstützungsmoment durch einen Elektromotor auf der Grundlage eines Lenkdrehmoments bereit, welches auf eine Lenkwelle aufgebracht wird.
Verschiedene Typen von Schwingungen bzw. Vibrationen können in einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs mit einer solchen darin verbauten MDPS erzeugt werden. Die in der MDPS erzeugten Schwingungen können verschiedene Schwingungen umfassen, die in der Drehrichtung und Radialrichtung von Rädern aufgrund des Aufbaus einer Fahrzeugkarosserie oder eines Lagerungssystems oder der Unwucht zwischen den Rädern erzeugt werden, sowie Schwingungen, welche durch Straßenbedingungen verursacht werden.
Eine Störung des Fahrzeugs wird an die MDPS übertragen und wirkt als ein Faktor, um einen Fahrer Schwingungen bzw. Vibrationen spüren zu lassen. Die Störung, deren Frequenz gemäß der Geschwindigkeit des Fahrzeugs variiert, wird an die MDPS übertragen und wirkt als ein Faktor, um einen Steuerungsvorgang der MDPS zu steuern. Daher ist es notwendig, die auf die MDPS aufgebrachten Schwingungen zu minimieren.
Die verwandte Technik der vorliegenden Offenbarung wird in der koreanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 10-2017-0067252, die am 16. Juni 2017 veröffentlicht wurde, mit dem Titel „Electric Power Steering Apparatus“ offenbart.
DARSTELLUNG
Verschiedene Ausführungsformen richten sich auf eine Schwingungsreduktionsvorrichtung und -verfahren einer MDPS (motorgetriebene Servolenkung), die eine Störung, die auf die MDPS einwirkt, schätzen kann, und umgekehrt die Störung kompensieren kann, wodurch Schwingungen reduziert werden.
In einer Ausführungsform kann eine Schwingungsreduktionsvorrichtung einer MDPS aufweisen: ein adaptives Steuerungsmodul, das konfiguriert ist, ein Fehlersignal, welches durch Störung erzeugt wird, aus einem Drehmomentsignal eines Drehmomentsensors zu detektieren, der Drehmoment der MDPS sensiert, und ein Kompensationssignal zum Kompensieren eines Störsignals unter Verwendung des Fehlersignals zu erzeugen; und ein adaptives Filtermodul, das eingerichtet ist, ein Filtersignal unter Verwendung der Schwingungsfrequenz der Störung der MDPS zu erzeugen, eine Störkomponente eines Strombefehls, der von einem MDPS-Controller ausgegeben wird, auf der Grundlage des Filtersignals zu beseitigen, und einen Strombefehl auszugeben, in dem die Störung unterdrückt ist. Der MDPS-Controller kann einen finalen Strombefehl auf der Grundlage des Kompensationssignals und des Strombefehls, in dem die Störung unterdrückt ist, erzeugen, und einen Motor der MDPS gemäß des finalen Strombefehls steuern.
Das adaptive Steuerungsmodul kann aufweisen: eine Fehlersignal-Detektionseinheit, die eingerichtet ist, das Fehlersignal aus dem Drehmomentsignal zu detektieren; und eine Kompensationssignal-Erzeugungseinheit, die eingerichtet ist, eine Basisfunktion unter Verwendung der Schwingungsfrequenz der Störung zu erzeugen, das Kompensationssignal unter Verwendung der Basisfunktion zu erzeugen, und dann das Kompensationssignal zum Ausgleichen des Störsignals gemäß dem Fehlersignal einzustellen.
Die Fehlersignal-Detektionseinheit kann aufweisen: ein Bandpassfilter, das eingerichtet ist, das Fehlersignal durch Filtern des Drehmomentsignals auszugeben; und eine Mittenfrequenz-Einstellungseinheit, die eingerichtet ist, die Mittenfrequenz des Bandpassfilters gemäß der Schwingungsfrequenz der Störung einzustellen.
Die Kompensationssignal-Erzeugungseinheit kann aufweisen: eine Kompensationssignal-Detektionseinheit, die eingerichtet ist, einen Drehwinkel durch Integrieren der Schwingungsfrequenz der Störung zu erzeugen, eine Basisfunktion basierend auf dem Drehwinkel zu erzeugen, und das Kompensationssignal durch die Basisfunktion zu detektieren; und eine Kompensationssignal-Einstellungseinheit, die eingerichtet ist, einen Parameter zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Kompensationssignals einzustellen, so dass der Betrag des Fehlersignals verkleinert wird.
Das adaptive Filtermodul kann aufweisen: eine Filtersignal-Detektionseinheit, die eingerichtet ist, einen Drehwinkel durch Integrieren der Schwingungsfrequenz der Störung zu erzeugen, eine Basisfunktion basierend auf dem Drehwinkel zu erzeugen, und ein Filtersignal durch die Basisfunktion zu erzeugen; und eine Filtersignal-Einstellungseinheit, die eingerichtet ist, einen Parameter zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Filtersignals einzustellen, um einen Fehler zwischen dem Strombefehl und dem Filtersignal zu verringern.
In einer Ausführungsform kann ein Schwingungsreduktionsverfahren einer MDPS umfassen: Detektieren, durch ein adaptives Steuerungsmodul, eines Fehlersignals, welches durch Störung erzeugt wird, aus einem Drehmomentsignal eines Drehmomentsensors, der Drehmoment der MDPS sensiert, und Erzeugen eines Kompensationssignals zum Kompensieren eines Störsignals unter Verwendung des Fehlersignals; Erzeugen, durch ein adaptives Filtermodul, eines Filtersignals unter Verwendung der Schwingungsfrequenz der Störung der MDPS, Beseitigen einer Störkomponente eines Strombefehls, der von einem MDPS-Controller ausgegeben wird, auf der Grundlage des Filtersignals, und Ausgeben eines Strombefehls, in dem die Störung unterdrückt ist; und Erzeugen, durch den MDPS-Controller, eines finalen Strombefehls auf der Grundlage des Kompensationssignals und des Strombefehls, in dem die Störung unterdrückt ist, und Steuern eines Motors der MDPS gemäß dem finalen Strombefehl.
Das Erzeugen des Kompensationssignals kann umfassen: Detektieren des Fehlersignals aus dem Drehmomentsignal; und Erzeugen einer Basisfunktion unter Verwendung der Schwingungsfrequenz der Störung, Erzeugen des Kompensationssignals unter Verwendung der Basisfunktion, und dann Einstellen des Kompensationssignals zum Ausgleichen des Störsignals gemäß dem Fehlersignal.
Das Erzeugen des Kompensationssignals kann umfassen: Erzeugen eines Drehwinkels durch Integrieren der Schwingungsfrequenz der Störung, Erzeugen einer Basisfunktion basierend auf dem Drehwinkel, und Detektieren des Kompensationssignals durch die Basisfunktion; und Einstellen eines Parameters zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Kompensationssignals, so dass der Betrag des Fehlersignals verkleinert wird.
Das Ausgeben des Strombefehls kann umfassen: Erzeugen eines Drehwinkels durch Integrieren der Schwingungsfrequenz der Störung, Erzeugen einer Basisfunktion basierend auf dem Drehwinkel, und Detektieren eines Filtersignals durch die Basisfunktion; und Einstellen eines Parameters zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Filtersignals, um einen Fehler zwischen dem Strombefehl und dem Filtersignal zu verringern.
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die Schwingungsreduktionsvorrichtung und -verfahren der MDPS eine variable Frequenzstörung schätzen, die auf die MDPS einwirkt, und umgekehrt die Störung kompensieren, wodurch Schwingungen reduziert werden.
Ferner können die/das Schwingungsreduktionsvorrichtung und -verfahren der MDPS die Schwingungen des Lenkrads durch eine simple numerische Berechnung ohne bestehende dynamische Modellierung reduzieren.
Figurenliste

1 ist eine Blockkonfigurationsdarstellung einer Schwingungsreduktionsvorrichtung einer MDPS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine Blockkonfigurationsdarstellung, welche ein adaptives Steuerungsmodul aus 1 veranschaulicht.
3 ist eine Blockkonfigurationsdarstellung, welche ein adaptives Filtermodul aus 1 veranschaulicht.
4 ist eine Darstellung, die ein Beispiel veranschaulicht, bei dem Parameter gemäß einem Simulationsergebnis gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konvergieren.
5 ist eine Darstellung, die ein Kompensationslogik-Testergebnis (Zeitdaten) unter Verwendung eines tatsächlichen Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
6 ist eine Darstellung, die ein Kompensationslogik-Testergebnis (Frequenzanalyse) unter Verwendung eines tatsächlichen Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
7 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Schwingungsreduktionsverfahren einer MDPS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine Schwingungsreduktionsvorrichtung und -verfahren einer MDPS (motorgetriebene Servolenkung) nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen durch verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben. Es wird angemerkt, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgetreu sind und hinsichtlich der Dicke von Linien oder der Größe von Komponenten zur erleichterten Beschreibung und Verdeutlichung übertrieben dargestellt sein können. Ferner sind die Begriffe, wie sie hier verwendet werden, definiert, indem sie Funktionen der Erfindung berücksichtigen, und können gemäß Gewohnheiten oder Absichten von Nutzern und Bedienern verändert werden. Deshalb sollten Definitionen der Begriffe gemäß der gesamten Offenbarungen erfolgen, die hierin dargelegt werden.
1 ist eine Blockkonfigurationsdarstellung, welche eine Schwingungsreduktionsvorrichtung einer MDPS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, 2 ist eine Blockkonfigurationsdarstellung, welche ein adaptives Steuerungsmodul aus 1 veranschaulicht, 3 ist eine Blockkonfigurationsdarstellung, welche ein adaptives Filtermodul aus 1 veranschaulicht, 4 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel veranschaulicht, bei dem Parameter gemäß einem Simulationsergebnis konvergieren, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, 5 ist eine Darstellung, welche ein Kompensationslogik-Testergebnis (Zeitdaten) unter Verwendung eines tatsächlichen Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, und 6 ist eine Darstellung, welche ein Kompensationslogik-Testergebnis (Frequenzanalyse) unter Verwendung eines tatsächlichen Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 weist die Schwingungsreduktionsvorrichtung einer MDPS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein adaptives Steuerungsmodul 100, ein adaptives Filtermodul 200 und einen MDPS-Controller 300 auf.
Die MDPS bestimmt einen Fahrzustand eines Fahrzeugs durch einen Drehmomentsensor 20 zum Messen eines Lenkdrehmoments eines Fahrers, das einem Lenkrad eingegeben wird, einen Lenkwinkelsensor (nicht veranschaulicht) zum Messen eines Lenkwinkels oder einer Lenkwinkelgeschwindigkeit des Lenkrads, und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Messen der Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt, stellt die MDPS ein Unterstützungsmoment durch einen Elektromotor auf Grundlage eines Drehmoments bereit, welches auf eine Lenkwelle aufgebracht wird.
Während dieses Prozesses kann die MDPS durch Schwingungen beeinträchtigt werden, welche durch Resonanz des Fahrzeugs verursacht werden, und ein Strombefehl der MDPS kann ebenfalls durch die Schwingung beeinträchtigt werden. Das bedeutet, dass ein Strombefehl für die Motorsteuerung der MDPS, welche von dem MDPS-Controller 300 der MDPS bereitgestellt wird, ebenfalls eine Störkomponente enthalten kann.
Das adaptive Steuerungsmodul 100 detektiert ein Fehlersignal, welches durch die Störung erzeugt wird, aus einem Drehmomentsignal des Drehmomentsensors 20, welcher Lenkmoment der MDPS sensiert. Das adaptive Steuerungsmodul 100 erzeugt ein Kompensationssignal zum Kompensieren des Störsignals unter Verwendung des detektierten Fehlersignals.
Das Drehmomentsignal, welches von dem Drehmomentsensor 20 sensiert wird, kann Fahrermoment, Messungsrauschen, Störmoment und Ausgleichsmoment beinhalten. Insbesondere kann das Störmoment in dem Drehmomentsignal durch Schwingungen einer Zahnstange 10 beinhaltet sein.
Unter Bezugnahme auf 2 umfasst das adaptive Steuerungsmodul 100 eine Fehlersignal-Detektionseinheit 110 und eine Kompensationssignal-Erzeugungseinheit 120.
Die Fehlersignal-Detektionseinheit 110 detektiert das Fehlersignal aus dem Drehmomentsignal, welches von dem Drehmomentsensor 20 ausgegeben wird.
Die Fehlersignal-Detektionseinheit 110 umfasst ein Bandpassfilter 112 und eine Mittenfrequenz-Einstellungseinheit 114.
Das Bandpassfilter 112 gibt das Fehlersignal von dem Drehmomentsignal durch Filtern des Drehmomentsignals aus, welches von dem Drehmomentsensor 20 sensiert wird. Das Drehmomentsignal, welches von dem Drehmomentsensor 20 sensiert wird, umfasst eine Störkomponente.
Die Mittenfrequenz-Einstellungseinheit 114 detektiert die Schwingungsfrequenz eines Rads durch die Störung und stellt die Mittenfrequenz des Bandpassfilters 112 auf die Schwingungsfrequenz des Rads ein. Die Schwingungsfrequenz kann aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Winkelgeschwindigkeit eines Motors 30 berechnet werden.
In diesem Fall kann gemäß der Mittenfrequenz, welche durch die Mittenfrequenz-Einstellungseinheit 114 eingestellt wird, das Bandpassfilter 112 die Frequenz des entsprechenden Bands filtern, wodurch das Fehlersignal detektiert wird, welches durch die Störkomponente verursacht wird.
Die Kompensationssignal-Erzeugungseinheit 120 erzeugt eine Basisfunktion des Kompensationssignals unter Verwendung der Schwingungsfrequenz der Störung, erzeugt das Kompensationssignal unter Verwendung der erzeugten Basisfunktion, und passt das Kompensationssignal an, um das Störsignal gemäß dem erzeugten Fehlersignal auszugleichen.
Die Kompensationssignal-Erzeugungseinheit 120 weist eine Kompensationssignal-Detektionseinheit 122 und eine Kompensationssignal-Einstellungseinheit 124 auf.
Die Kompensationssignal-Detektionseinheit 122 erzeugt einen Drehwinkel θ durch Integrieren der Schwingungsfrequenz der Störung.
Die Kompensationssignal-Detektionseinheit 122 erzeugt die Basisfunktion (sinθ, cosθ) des Kompensationssignals unter Verwendung des erzeugten Drehwinkels Θ.
Die Kompensationssignal-Detektionseinheit 122 detektiert das Kompensationssignal (y=p1 sinθ+p2cosθ) unter Verwendung der erzeugten Basisfunktion.
In dem Kompensationssignal stellen p1 und p2 Parameter zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Kompensationssignals dar.
Die Kompensationssignal-Einstellungseinheit 124 stellt die Parameter zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Kompensationssignals ein, so dass der Betrag des Fehlersignals reduziert ist.
Mit anderen Worten steuert die Kompensationssignal-Einstellungseinheit 124 den Betrag des Fehlersignals dahingehend, reduziert zu werden, durch Einstellen der Parameter des Kompensationssignals gemäß dem Fehlersignal, wodurch das Störsignal (d=w1 sinθ+w2cosθ) beseitigt wird.
Das Kompensationssignal, welches durch die Kompensationssignal-Einstellungseinheit 124 eingestellt wird, wird an ein Kompensationssignal-Übertragungssystem übertragen, und in Drehmoment des MDPS-Systems umgewandelt. Das Kompensationssignal-Übertragungssystem kann alle elektronischen und mechanischen Teile wie etwa den MDPS-Controller 300, den Motor 30, einen Motor-Controller und ein Getriebe aufweisen, sofern die Teile verwendet werden, um Drehmoment zu erzeugen, und ist nicht konkret beschränkt.
Das Lenkmoment, welches durch das Kompensationssignal-Übertragungssystem erzeugt wird, kann durch den Drehmomentsensor 20 sensiert werden, und das Drehmomentsignal, welches von dem Drehmomentsensor 20 sensiert wird, kann verwendet werden, um die Störung des Drehmomentsensors 20 auszugleichen.
Das adaptive Filtermodul 200 erzeugt ein Filtersignal unter Verwendung der Schwingungsfrequenz der Störung der MDPS, beseitigt die Störkomponente des Strombefehls, der von dem MDPS-Controller 300 ausgegeben wird, auf der Grundlage des Filtersignals, und gibt den Strombefehl, in dem die Störung unterdrückt wird, aus.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst das adaptive Filtermodul 200 eine Filtersignal-Detektionseinheit 210 und eine Filtersignal-Einstellungseinheit 220.
Die Filtersignal-Detektionseinheit 210 erzeugt einen Drehwinkel θ durch Integrieren der Schwingungsfrequenz der Störung. Die Filtersignal-Detektionseinheit 210 erzeugt die Basisfunktion (sinθ, cosθ) des Filtersignals unter Verwendung des erzeugten Drehwinkels θ.
Die Filtersignal-Detektionseinheit 210 detektiert das Filtersignal (y_model= p0+ p1sinθ+p2cosθ) unter Verwendung der erzeugten Basisfunktion.
In dem Filtersignal stellen p0, p1 und p2 Parameter zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Filtersignals dar.
Die Filtersignal-Einstellungseinheit 220 stellt die Parameter zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Filtersignals ein, wodurch ein Fehler zwischen dem Filtersignal und dem Strombefehl des MDPS-Controllers 300 reduziert wird.
Mit anderen Worten empfängt die Filtersignal-Einstellungseinheit 220 den Strombefehl von dem MDPS-Controller 300. Die Filtersignal-Einstellungseinheit 220 detektiert einen Fehler durch Vergleichen des Strombefehls, der von dem MDPS-Controller 300 empfangen wird, mit dem Filtersignal, das von der Filtersignal-Detektionseinheit 210 detektiert wird.
Der Fehler entspricht einem Wert, der erlangt wird durch Subtrahieren des Filtersignals, welches durch die Filtersignal-Detektionseinheit 210 detektiert wird, von dem Strombefehl, der von dem MDPS-Controller 300 empfangen wird.
Wenn der Fehler detektiert wird, stellt die Filtersignal-Einstellungseinheit 220 die Parameter p0, p1 und p2 ein, um den Betrag des Fehlers zu verringern.
Die Filtersignal-Einstellungseinheit 220 stellt die Parameter p0, p1 und p2 ein, um das Störsignal (p1 sinθ+p2cosθ) innerhalb des Filtersignals zu beseitigen. Wenn nur der Parameter p0 unabhängig korrigiert wird, ist es schwierig, zwischen dem Störsignal und den anderen Signalen zu unterscheiden, welche nicht das Störsignal sind, wodurch es schwierig wird, nur das Störsignal zu beseitigen. Daher beseitigt die Filtersignal-Einstellungseinheit 220 das Störsignal durch Einstellen der Parameter p0, p1 und p2.
Wenn das Störsignal (p1sinθ+p2cosθ) durch die Filtersignal-Einstellungseinheit 220 beseitigt wird, ist der Strombefehl, der von der Filtersignal-Einstellungseinheit 220 ausgegeben wird, gleich p0. Zu diesem Zeitpunkt ist p0 ein glattes Niederfrequenzsignal.
Mit anderen Worten erzeugt die Filtersignal-Einstellungseinheit 220 das Filtersignal, aus dem das Störsignal beseitigt wurde, als den Strombefehl, in dem die Störung unterdrückt ist, und gibt den erzeugten Strombefehl in den MDPS-Controller 300 ein.
Der MDPS-Controller 300 empfängt das Kompensationssignal, das von dem adaptiven Steuerungsmodul 100 eingegeben wird, empfängt den Strombefehl, in dem die Störung unterdrückt ist, von dem adaptiven Filtermodul 200, und erzeugt einen finalen Strombefehl auf der Grundlage des Kompensationssignals und des Strombefehls, in dem die Störung unterdrückt ist. Der MDPS-Controller 300 steuert den Motor 30 der MDPS gemäß dem erzeugten finalen Strombefehl.
Unter Bezugnahme auf 4, welche ein Simulationsergebnis der Schwingungsreduktionsvorrichtung der MDPS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, konvergieren die Parameter p0, p1 und p2 zu Zielparametern 0,1, 1,0 bzw. $\sqrt{3} .$
Zu diesem Zeitpunkt kann die Konvergenzzeit gemäß dem Betrag einer aktuellen Zunahme bzw. Verstärkung verändert werden.
5 veranschaulicht ein Testergebnis unter Verwendung eines tatsächlichen Fahrzeugs. Die Testbedingung liegt dort vor, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit 150 km/h ist, und die Schwingungsfrequenz der Störung von 30 Hz bis 10 Hz reicht.
5 veranschaulicht vergleichsweise den Zustand, bei dem die Kompensationslogik der Schwingungsreduktionsvorrichtung der MDPS ausgeschaltet wird, und den Zustand, bei dem die Kompensationslogik davon eingeschaltet wird. Unter Bezugnahme auf 5 ist das MDPS-Drehmoment in dem Zustand, in dem die Kompensationslogik eingeschaltet wird, größer als in dem Zustand, in dem die Kompensationslogik ausgeschaltet wird.
Das bedeutet, dass während die Kompensationslogik eingeschaltet ist, das Kompensationssignal erhöht wird, um das Störsignal, welches in dem Lenkmoment der MDPS enthalten ist, zu unterdrücken. Im Ergebnis wird das MDPS-Drehmoment in dem Zustand, in dem die Kompensationslogik eingeschaltet ist, größer als in dem Zustand, in dem die Kompensationslogik ausgeschaltet ist.
6 veranschaulicht ein Testergebnis unter Verwendung eines tatsächlichen Fahrzeugs. Die Testbedingung ist, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit 150 km/h ist, und die Schwingungsfrequenz der Störung von 30 Hz bis 10 Hz reicht.
6 zeigt, dass der Betrag der Schwingung in dem Zustand, bei dem die Kompensationslogik eingeschaltet ist, um maximal 60 % reduziert ist, verglichen mit jenem in dem Zustand, bei dem die Kompensationslogik ausgeschaltet ist.
Somit kann die Schwingungsreduktionsvorrichtung der MDPS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Fehlersignal auch ohne dynamisches Modellieren definieren und Schwingungen des Lenkrads nur durch Messung reduzieren.
Nachfolgend wird ein Schwingungsreduktionsverfahren einer MDPS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
7 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Schwingungsreduktionsverfahren einer MDPS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 7 sensiert der Drehmomentsensor 20 in Schritt S110 ein MDPS-Drehmomentsignal.
Die Fehlersignal-Detektionseinheit 110 detektiert ein Fehlersignal aus dem Drehmomentsignal, welches von dem Drehmomentsensor 20 ausgegeben wird, in Schritt S120. In diesem Fall detektiert die Mittenfrequenz-Einstellungseinheit 114 die Schwingungsfrequenz eines Rads durch Störung und stellt die Mittenfrequenz des Bandpassfilters 112 auf die Schwingungsfrequenz des Rads ein. Das Bandpassfilter 112 gibt das Fehlersignal von dem Drehmomentsignal durch Filtern des Drehmomentsignals aus, welches von dem Drehmomentsensor 20 sensiert wird.
Die Kompensationssignal-Detektionseinheit 122 erzeugt einen Drehwinkel θ durch Integrieren der Schwingungsfrequenz einer Störung, und erzeugt die Basisfunktion (sinθ, cosθ) des Kompensationssignals unter Verwendung des erzeugten Drehwinkels θ in Schritt S130.
Ferner detektiert die Kompensationssignal-Detektionseinheit 122 das Kompensationssignal (y=p1 sinθ+p2cosθ) unter Verwendung der erzeugten Basisfunktion in Schritt S140.
In diesem Fall stellt die Kompensationssignal-Einstellungseinheit 124 in Schritt S150 die Parameter p1 und p2 zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Kompensationssignals ein, so dass der Betrag des Fehlersignals reduziert ist.
Die Filtersignal-Detektionseinheit 210 erzeugt einen Drehwinkel θ durch Integrieren der Schwingungsfrequenz einer Störung, und erzeugt die Basisfunktion (sin θ, cos θ) eines Filtersignals unter Verwendung des erzeugten Drehwinkels θ in Schritt S210.
Die Filtersignal-Detektionseinheit 210 detektiert das Filtersignal (y_model= p0+ p1sinθ+p2cosθ) unter Verwendung der erzeugten Basisfunktion in Schritt S220.
Dann stellt die Filtersignal-Einstellungseinheit 220 in Schritt S230 die Parameter zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Filtersignals ein, wodurch ein Fehler zwischen dem Filtersignal und dem Strombefehl des MDPS-Controllers 300 reduziert wird.
Das bedeutet, die Filtersignal-Einstellungseinheit 220 detektiert einen Fehler durch Vergleichen des Strombefehls, der von dem MDPS-Controller 300 empfangen wird, mit dem Filtersignal, das von der Filtersignal-Detektionseinheit 210 detektiert wird, und stellt die Parameter p0, p1 und p2 ein, um den Betrag des detektierten Fehlers zu verringern.
Dann empfängt der MDPS-Controller 300 in Schritt S300 das Kompensationssignal, das von dem adaptiven Steuerungsmodul 100 eingegeben wird, empfängt den Strombefehl, in dem die Störung unterdrückt ist, von dem adaptiven Filtermodul 200, und erzeugt einen finalen Strombefehl auf der Grundlage des Kompensationssignals und des Strombefehls, in dem die Störung unterdrückt ist.
Der MDPS-Controller 300 erzeugt Drehmoment durch Steuern des Motors 30 der MDPS gemäß dem erzeugten finalen Strombefehl in Schritt S310.
Somit können die Schwingungsreduktionsvorrichtung und -verfahren der MDPS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung variable Frequenzstörung schätzen, die auf die MDPS einwirkt, und umgekehrt die Störung kompensieren, wodurch Schwingungen reduziert werden.
Ferner kann die Schwingungsreduktionsvorrichtung und -verfahren der MDPS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Schwingungen des Lenkrads durch eine simple numerische Berechnung ohne bestehende dynamische Modellierung reduzieren.
Die in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen können zum Beispiel mit einem Verfahren oder Prozess, einer Vorrichtung, einem Softwareprogramm, einem Datenstrom oder Signal implementiert werden. Obgleich ein Merkmal nur in einem einzigen Kontext (zum Beispiel nur in einem Verfahren erläutert) erläutert wird, kann das erläuterte Merkmal in einem anderen Typ implementiert werden (zum Beispiel Vorrichtung oder Programm). Eine Vorrichtung kann in geeigneter Hardware, Software oder Firmware implementiert sein. Das Verfahren kann in einer Vorrichtung wie etwa einem Prozessor implementiert sein, welcher sich allgemein auf eine Verarbeitungsvorrichtung bezieht, die zum Beispiel einen Computer, einen Mikroprozessor, eine integrierte Schaltung oder eine programmierbare Logikvorrichtung umfasst. Der Prozessor umfasst ebenfalls eine Kommunikationsvorrichtung wie etwa einen Computer, ein Handy, PDA (Personal Digital Assistant) und eine andere Vorrichtung, welche Informationskommunikation zwischen Endnutzern ermöglicht.
Obgleich Ausführungsbeispiele der Offenbarung zu Veranschaulichungszwecken beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Geist und Schutzumfang der Offenbarung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert werden, abzuweichen. Daher sollte der wahre technische Schutzumfang der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche definiert werden.

Claims

Schwingungsreduktionsvorrichtung einer MDPS (Motor Driven Power Steering), aufweisend: ein adaptives Steuerungsmodul, das eingerichtet ist, ein Fehlersignal, welches durch Störung erzeugt wird, aus einem Drehmomentsignal eines Drehmomentsensors, der Drehmoment der MDPS sensiert, zu detektieren und ein Kompensationssignal zum Kompensieren eines Störsignals unter Verwendung des Fehlersignals zu erzeugen; und ein adaptives Filtermodul, das eingerichtet ist, ein Filtersignal unter Verwendung der Schwingungsfrequenz der Störung der MDPS zu erzeugen, eine Störkomponente eines Strombefehls, der aus einem MDPS-Controller ausgegeben wird, auf der Grundlage des Filtersignals zu beseitigen und einen Strombefehl, in dem die Störung unterdrückt ist, auszugeben, wobei der MDPS-Controller einen finalen Strombefehl auf der Grundlage des Kompensationssignals und des Strombefehls, in dem die Störung unterdrückt ist, erzeugt und einen Motor der MDPS gemäß dem finalen Strombefehl steuert.
Schwingungsreduktionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das adaptive Steuerungsmodul aufweist: eine Fehlersignal-Detektionseinheit, die eingerichtet ist, das Fehlersignal aus dem Drehmomentsignal zu detektieren; und eine Kompensationssignal-Erzeugungseinheit, die eingerichtet ist, eine Basisfunktion unter Verwendung der Schwingungsfrequenz der Störung zu erzeugen, das Kompensationssignal unter Verwendung der Basisfunktion zu erzeugen, und dann das Kompensationssignal zum Ausgleichen des Störsignals gemäß dem Fehlersignal einzustellen.
Schwingungsreduktionsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Fehlersignal-Detektionseinheit aufweist: ein Bandpassfilter, das eingerichtet ist, das Fehlersignal durch Filtern des Drehmomentsignals auszugeben; und eine Mittenfrequenz-Einstellungseinheit, die eingerichtet ist, die Mittenfrequenz des Bandpassfilters gemäß der Schwingungsfrequenz der Störung einzustellen.
Schwingungsreduktionsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Kompensationssignal-Erzeugungseinheit aufweist: eine Kompensationssignal-Detektionseinheit, die eingerichtet ist, einen Drehwinkel durch Integrieren der Schwingungsfrequenz der Störung zu erzeugen, eine Basisfunktion basierend auf dem Drehwinkel zu erzeugen, und das Kompensationssignal durch die Basisfunktion zu detektieren; und eine Kompensationssignal-Einstellungseinheit, die eingerichtet ist, einen Parameter zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Kompensationssignals einzustellen, so dass der Betrag des Fehlersignals reduziert ist.
Schwingungsreduktionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das adaptive Filtermodul aufweist: eine Filtersignal-Detektionseinheit, die eingerichtet ist, einen Drehwinkel durch Integrieren der Schwingungsfrequenz der Störung zu erzeugen, eine Basisfunktion basierend auf dem Drehwinkel zu erzeugen, und ein Filtersignal durch die Basisfunktion zu detektieren; und eine Filtersignal-Einstellungseinheit, die eingerichtet ist, einen Parameter zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Filtersignals einzustellen, um einen Fehler zwischen dem Strombefehl und dem Filtersignal zu verringern.
Schwingungsreduktionsverfahren einer MDPS, umfassend: Detektieren, durch ein adaptives Steuerungsmodul, eines Fehlersignals, welches durch Störung erzeugt wird, aus einem Drehmomentsignal eines Drehmomentsensors, der Drehmoment der MDPS sensiert, und Erzeugen eines Kompensationssignals zum Kompensieren eines Störsignals unter Verwendung des Fehlersignals; Erzeugen, durch ein adaptives Filtermodul, eines Filtersignals unter Verwendung der Schwingungsfrequenz der Störung der MDPS, Beseitigen einer Störkomponente eines Strombefehls, der von einem MDPS-Controller ausgegeben wird, auf der Grundlage des Filtersignals, und Ausgeben eines Strombefehls, in dem die Störung unterdrückt ist; und Erzeugen, durch den MDPS-Controller, eines finalen Strombefehl auf der Grundlage des Kompensationssignals und des Strombefehls, in dem die Störung unterdrückt ist, und Steuern eines Motors der MDPS gemäß dem finalen Strombefehl.
Schwingungsreduktionsverfahren nach Anspruch 6, wobei das Erzeugen des Kompensationssignals umfasst: Detektieren des Fehlersignals aus dem Drehmomentsignal; und Erzeugen einer Basisfunktion unter Verwendung der Schwingungsfrequenz der Störung, Erzeugen des Kompensationssignals unter Verwendung der Basisfunktion, und dann Einstellen des Kompensationssignals zum Ausgleichen des Störsignals gemäß dem Fehlersignal.
Schwingungsreduktionsverfahren nach Anspruch 7, wobei das Erzeugen des Kompensationssignals umfasst: Erzeugen eines Drehwinkels durch Integrieren der Schwingungsfrequenz der Störung, Erzeugen einer Basisfunktion basierend auf dem Drehwinkel, und Detektieren des Kompensationssignals durch die Basisfunktion; und Einstellen eines Parameters zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Kompensationssignals, so dass der Betrag des Fehlersignals reduziert ist.
Schwingungsreduktionsverfahren nach Anspruch 6, wobei das Ausgeben des Strombefehls umfasst: Erzeugen eines Drehwinkels durch Integrieren der Schwingungsfrequenz der Störung, Erzeugen einer Basisfunktion basierend auf dem Drehwinkel, und Detektieren eines Filtersignals durch die Basisfunktion; und Einstellen eines Parameters zum Bestimmen des Betrags und der Phase des Filtersignals, um einen Fehler zwischen dem Strombefehl und dem Filtersignal zu verringern.