DE10313085A1 - Verfahren zur Simulation eines Lenkwiderstandsmoments am Lenkrad eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur Simulation eines Lenkwiderstandsmoments am Lenkrad eines Fahrzeugs

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Simulation eines Lenkwiderstandsmoments an einem Lenkrad eines Fahrzeugs mit Steer-By-Wire-System. Das Steer-By-Wire-System verwendet eine magnetorheologische Vorrichtung und einen Motor, um Drehmoment zur Siumulation eines Lenkwiderstandsmoments am Lenkrad aufzubringen. Das Verfahren beinhaltet die Messung einer Ist-Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades, den Vergleich der Ist-Winkelgeschwindigkeit mit einer Grenzwertwinkelgeschwindigkeit und die Berechnung eines magnetorheologischen Drehmomentsignals, basierend auf dem Vergleich. Das Verfahren schließt ferner die Bestimmung eines Fehlersignals, basierend auf dem MR-Signal und einem Drehmomentreferenzsignal, und die Berechnung eines Motordrehmomentsignals, das kennzeichnend für das am Lenkrad auszubringende Motordrehmoment ist, ein. Das Verfahren beinhaltet weiterhin die Anwendung von von der MR-Vorrichtung und dem Motor erzeugten Drehmomenten am Lenkrad.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft und ein Verfahren zur Simulation eines Lenkwiderstandmoments an einem Lenkrad eines Fahrzeugs mit Steer-By- Wire-System unter Verwendung einer magnetorheologischen Vorrichtung und eines Motors.
  • Steer-By-Wire-Systeme für Fahrzeuge sind bekannt und unterliegen einem ständigen Wandel. Steer-By-Wire-Systeme eliminieren die mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und den Fahrzeugrädern und gestatten die elektronische Steuerung des Fahrzeugs durch den Fahrer. Um einem Steer-By-Wire-System ein adäquates Lenkgefühl zu vermitteln, sind Mechanismen entlang und benachbart eines Lenkrades und einer Lenkwelle des Fahrzeugs angeordnet, um ein Widerstandsdrehmoment zu generieren, das einem Fahrer entgegenwirkt, wenn das Lenkrad zur Lenkung des Fahrzeugs im normalen Betrieb gedreht wird. Dieses simuliert dem Fahrer ein adäquates Lenkgefühl am Fahrzeuglenkrad, als würde der Fahrer ein Fahrzeug mit einer konventionellen mechanischen Lenkungsbaugruppe fahren.
  • Obwohl gegenwärtige Methoden und Verfahren zur adäquat sind, können diese noch verbessert werden. Üblicherweise ist ein Motor an der Lenkwelle angeordnet, um Drehmoment zu erzeugen, das auf das Lenkrad ausgeübt wird. Dieses erzeugt ein Widerstandsdrehmoment am Lenkrad, wenn der Fahrer das Lenkrad während einer Lenkbewegung dreht. Vom Motor erzeugtes Drehmoment wird als "aktive" Kraft oder Drehmoment am Lenkrad bezeichnet worden, da dieses Drehmoment mit einer direkt entgegengesetzten Richtung zu der Richtung, in die der Fahrer das Lenkrad dreht, erzeugt wird. Die erforderliche Kraft, um solch ein Drehmoment zu erzeugen, ist relativ signifikant. Jedoch war es eine Herausforderung für die Hersteller die gegenwärtig vorhandenen Systeme und Verfahren zu verbessern, insbesondere bezüglich der Punkte von Reaktionszeit und Krafteffizienz.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Simulation eines Lenkwiderstandsdrehmoments an einem Fahrzeuglenkrad eines Steer-By-Wire-Systems zu schaffen. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Simulation eines Lenkwiderstandsdrehmoments mit verbesserter Reaktionszeit und Krafteffizienz zur Verfügung zu stellen.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Unter diesem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes Steer-By-Wire-System zur Verfügung, das in geringerer Zeit auf Ist-Lenkrad- und Fahrzeugparameter reagiert und mit verbesserter Krafteffizienz arbeitet. Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Steer-By-Wire- System, das einen Motor und eine magnetorheologische (MR) Vorrichtung zur variablen Dämpfung des Lenkrads benutzt.
  • Unter diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung gestattet es die Implementierung sowohl des Motors als auch der MR-Vorrichtung dem System eine verbesserte Drehmomentantwort zu erzeugen, die Zeit und Energie in Abhängigkeit von den Lenkrad- und Fahrzeugparametern einspart. Wie oben erwähnt ist das vom Motor generierte Drehmoment als "aktive" Kraft oder Drehmoment am Lenkrad bezeichnet, da dieses Drehmoment in jeder Rotationsrichtung des Lenkrades erzeugt werden kann. Im Allgemeinen wird "aktives" Drehmoment in einer Richtung entgegengesetzt der Richtung, in die der Fahrer das Lenkrad dreht, appliziert. Ein Drehmoment, das von der MR- Vorrichtung erzeugt wird, wird jedoch als "passive" Kraft oder Drehmoment am Lenkrad bezeichnet, da dieses Drehmoment mit einem konstanten Widerstand erzeugt wird, der nur in die entgegengesetzte Richtung wirkt, in die das Lenkrad gedreht wird. Ausgehend von den Fahrzeug- und Lenkradparametern kann das System bestimmen, ob entweder aktives Drehmoment, passives Drehmoment, oder eine Kombination davon am Lenkrad ausgeübt werden soll. Das Ausmaß in dem passive Kraft anstatt aktiver Kraft genutzt wird, verbessert die Krafteffizienz des Lenksystems, da die MR-Vorrichtung bei gleichem Verbrauch elektrischer Energie mehr Drehmoment erzeugen kann.
  • Weitere Aspekte, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüche in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden. In der Zeichnung zeigen:
  • Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Steer-By-Wire-Systems einer Fahrzeuglenkradbaugruppe mit einer magnetorheologischen Vorrichtung und einem Motor zur Simulation eines Lenkwiderstandsdrehmoments an einem Lenkrad;
  • Fig. 2 zeigt ein schematisches Diagramm einer in einem Steer-By-Wire- System nach Fig. 1 verwendeten Steuerelektronik zur Simulation eines Lenkwiderstandsdrehmoments an einem Lenkrad;
  • Fig. 3 zeigt ein Verfahren der Steuerelektronik aus Fig. 2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung; und
  • Fig. 4 zeigt einen Graph einer magnetorheologischen Performancekurve zur Simulation hydraulischer Viskositätsfriktion an einem Lenkrad.
  • Fig. 1 illustriert ein Steer-By-Wire-System 12 eines Fahrzeugs, in dem das Steer-By-Wire-System 12 ein Lenkwiderstandsdrehmoment an einer Lenkradbaugruppe, die ein Lenkrad 20 und eine Lenkwelle 22 umfasst, simuliert. Das Steer-By-Wire-System 12 beinhaltet eine Steuerelektronik, um ein Lenkwiderstandsdrehmoment am Lenkrad 20 zu simulieren, so das der Fahrer des Fahrzeugs ein Lenkgefühl während des Betriebs des Fahrzeugs erfährt. Wie dargestellt, ist Sensor 30 am Lenkrad 20 angebracht, um eine Fahrereingabe zu empfangen, wie zum Beispiel die Ist-Winkelgeschwindigkeit am Lenkrad 20. Die Lenkgefühlsteuerung 32 steht in elektrischer Kommunikation mit dem Sensor 30 und ist so konfiguriert, das sie ein Winkelgeschwindigkeitssignal von diesem empfängt, das zur Bestimmung der am Lenkrad 20 ausgeübten Drehmomentgröße prozessiert wird.
  • Das Steer-By-Wire-System 12 umfasst weiterhin eine magnetorheologische (MR) Vorrichtung 40 und einen Motor 44. Wie dargestellt, ist die MR- Vorrichtung 40 an der Lenkwelle 22 befestigt und steht in elektrischer Kommunikation mit der Lenkgefühlsteuerung 32. Die MR-Vorrichtung 40 mit einer MR-Steuerung ist konfiguriert, um ein MR-Drehmomentsignal von der Lenkgefühlsteuerung 32 zu empfangen, wobei das MR- Drehmomentsignal kennzeichnend für das durch die MR-Vorrichtung 40 am Lenkrad 20 auszuübende Drehmoment zur Simulation eines Widerstandsdrehmoments während des normalen Fahrzeugbetriebs ist. Das MR- Drehmoment wird von der MR-Vorrichtung 40 erzeugt und am Lenkrad 20 ausgeübt.
  • Der Motor 44 ist ebenso an der Lenkwelle 22 befestigt und steht in elektrischer Kommunikation mit der Lenkgefühlsteuerung 32. Der Motor 44 mit einer Motorsteuerung ist konfiguriert, ein Motordrehmomentsignal von der Lenkgefühlsteuerung 32 zu empfangen, wobei das Motordrehmomentsignal kennzeichnend für das vom Motor 44 am Lenkrad 20 auszuübende Drehmoment zur Simulation eines Widerstandsdrehmoments während des normalen Fahrzeugbetriebs ist. Das Motordrehmoment wird vom Motor 44 erzeugt und am Lenkrad 20 ausgeübt.
  • Der Lenkradsensor 30 ist konfiguriert, die Rotationsveränderung bzw. die Rotationsverschiebung der Lenkradbaugruppe zu messen. Jede Art geeigneter Sensor kann eingesetzt werden, die Rotationsverschiebung der Lenkradbaugruppe zu messen. Dieses kann Potentiometer, optische Sensoren, Encoder-Sensoren (Gebersensoren), Resolver-Sensoren (Drehmeldersensoren) und jeden anderen geeigneten Sensor einschließen.
  • Die MR-Vorrichtung 40 ist eine Drehmoment erzeugende Vorrichtung mit magnetorheologischer Niederviskositätsflüssigkeit, die Öl mit darin suspendierten Eisenpartikeln sein kann. Wie bekannt tritt, wenn ein Strom durch die magnetorheologische Flüssigkeit angelegt wird, ein magnetischer Fluss auf und die Eisenpartikel richten sich übereinstimmend mit dem magnetischen Fluss aus. Daraus resultierend wird die Flüssigkeit mit relativ geringer Viskosität eine Flüssigkeit mit relativ hoher Viskosität, die eine hydraulische Reibung am Lenkrad 20 erzeugt, wenn das Lenkrad 20 gedreht wird. Die MR-Vorrichtung 40 kann eine von der Firma Lord hergestellte magnetorheologische Dämpfungsvorrichtung sein, die Rheonetic® magnetorheologische Flüssigkeitstechnologie verwendet. Diese MR-Vorrichtung 40 kann die Spezifikationen einer Drehmomentauslagerung von 500 rpm Umdrehungen pro Minute, einem Abreißdrehmoment von 10 Nm, einer Bremsreaktionszeit von 10 ms, einem Strom von 1 Amp, einen Widerstand von 1 Ohm und einen Stromverbrauch von 12 W haben.
  • Der in dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung benutzte Motor 44 kann jeder geeignete Motor 44 sein, der in der Lage ist Motordrehmomentsignale im Bereich von 0-5 Amp zu empfangen, und der in der Lage ist, ein Motordrehmoment im Bereich von 0,1-5,0 Nm zu erzeugen. In diesem Ausführungsbeispiel kann ein Motorverstärker benutzt werden.
  • Der Motorverstärker ist eine elektronische Schaltung, die das Motordrehmomentsignal von der Steuereinheit erhält und ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, dessen Spannung und Stromstärke den Motor 44 antreiben, um das Solldrehmoment zu erzeugen. Der verwendete Motorverstärker kann jede Art von Motorverstärker sein, der in der Lage ist, Motordrehmomentsignale in einem Bereich von ca. 0-5 Amp zu empfangen und Drehmoment in einem Bereich von 0,1-5,0 Nm abzugeben. Der Verstärker gibt also ein Signal ab, das in der Lage ist, den Motor anzutreiben und ein Drehmoment in diesem Bereich zu erzeigen. In diesem Ausführungsbeispiel kann ein MR- Verstärker (nicht dargestellt) benutzt werden, um ein digitales Signal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, um die MR-Vorrichtung 40 anzutreiben. Ein MR-Verstärker kann benutzt werden, um das MR-Drehmomentsignal von der Steuereinheit zu empfangen, um das Signal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, dessen Spannung und Stromstärke die MR-Vorrichtung 40 antreiben, um das Solldrehmoment am Lenkrad 20 zu erzeugen.
  • Fig. 2 stellt ein Steuerelektronikdiagramm 110 dar, das den Signalfluss des Steer-By-Wire-Systems 12 beschreibt. In Vorgang 113 empfängt die MR- Dämpfungssteuerung ein Ist-Winkelgeschwindigkeitssignal, das kennzeichnend für die Ist-Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades 20 ist, um einen Koeffizienten KMR zu bestimmen. Wenn dieser bestimmt ist, wird in Vorgang 114 der Koeffizient KMR mit der Ist-Winkelgeschwindigkeit V multipliziert, um ein MR-Drehmoment zu bestimmen, das durch ein MR-Drehmomentsignal uMR beschrieben wird. Dieses kann wie folgt dargestellt werden:
    uMR = KMRv.
  • Die MR-Vorrichtung 40 generiert ein MR-Drehmoment tMR und wendet das MR-Drehmoment auf das Lenkrad 20 an. Anschließend wird in Vorgang 116 ein Drehmomentfehlersignal eMR zwischen dem MR-Drehmomentsignal uMR und einem Drehmomentreferenzsignal uREF bestimmt. Das Drehmomentreferenzsignal ist eine Funktion einer Lenkradvariablen. Die Lenkradvariable kann unter anderem Fahrzeuggeschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades 20 und Lenkradwinkel beinhalten. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentfehlersignal eMR eine Differenz zwischen dem MR- Steuerungssignal und dem Drehmomentreferenzsignal. Bei der Bestimmung des Drehmomentfehlersignals in Vorgang 116 empfängt ein Summator das MR-Drehmomentsignal und bestimmt eine Differenz zwischen dem MR- Drehmomentsignal uMR und dem Drehmomentreferenzsignal uREF. Dieses kann wie folgt dargestellt werden:
    eMR = uMR - uREF.
  • Anschließend wird das Fehlersignal an Motorsteuerung weitergegeben. In Vorgang 118 wird das MR-Differenzsignal eMR prozessiert und mit einem Koeffizienten Kd für die Motorsteuerung multipliziert, um ein Motordrehmomentsignal uM zu bestimmen, das kennzeichnend für die Größe des vom Motor 44 am Lenkrad 20 zu generierenden Drehmoments ist. Dieses kann in einer Gleichung wie folgt dargestellt werden:
    uM = eMRKd.
  • In Vorgang 123 erzeugt der Motor 44 ein Motordrehmoment tM gemäß dem Motordrehmomentsignal uM. Anschließend wird eine Drehmomentdifferenz tdiff zwischen dem Motordrehmoment tM und einem Störungsdrehmoment tRbestimmt, das kennzeichnend für die Größe des vom Fahrer am Lenkrad 20 aufgebrachten Drehmoments ist. Die Lenkraddynamik des Fahrzeugs erfährt die Drehmomentdifferenz tdiff, was in einer Ist-Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades 20 resultiert, die wiederum vom Sensor 30 registriert werden kann. Dieses kann wie folgt dargestellt werden:
    tR = tM - tdiff.
  • Fig. 3 illustriert ein Verfahren 210 zur Simulation eines Lenkwiderstandsmoments an einem Lenkrad 20 des Steer-By-Wire-Systems 12 unter Verwendung der MR-Vorrichtung 40 und des Motors 44. Das Verfahren 210 ist durch das Steer-By-Wire-System 12 im Steuerelektronikdiagramm 110 implementiert. Verfahren 210 umfasst den Beginn der Lenksteuerung durch die Erkennung eines Motorstarts des Fahrzeugs in Vorgang 212. Dieses kann durch verschiedene nach dem Stand der Technik bekannte Sensoren zur Erkennung eines Motorstarts oder lediglich zur Erkennung eines Schlüssels im Zündschloss erreicht werden. Wie in Vorgang 214 dargestellt, umfasst Verfahren 210 das Setzen der Koeffizienten KMR, KM und anderer Referenzwerte, zum Beispiel des Referenzdrehmomentwerts.
  • In Vorgang 216 umfasst das Verfahren die Messung der Ist-Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades 20 und das Auslesen der Referenzwerte. Zum Beispiel kann der Winkelgeschwindigkeitssensor, der am Lenkrad 20 angebracht sein kann, eine Fahrereingabe während des Betriebs des Fahrzeugs empfangen. Während der Fahrer das Lenkrad 20 dreht registriert der Sensor 30 die Winkelgeschwindigkeit der Drehung und sendet ein Ist-Winkelgeschwindigkeitssignal, das kennzeichnend für die Ist-Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades 20 ist. Das Ist-Winkelgeschwindigkeitssignal kann zur Lenkgefühlsteuerung zur weiteren Prozessierung gesandt werden. Der Sensor 30 kann ebenso die Drehmomentreferenz auslesen und ein Drehmomentreferenzsignal bestimmen, das wie unten beschrieben benutzt wird.
  • Verfahren 210 beinhaltet weiterhin den Empfang des Ist-Winkelgeschwindigkeitssignals, das kennzeichnend für die durch den Fahrer eingegebene Ist- Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades 20 ist. In Vorgang 218 beinhaltet das Verfahren 210 den Vergleich der Ist-Winkelgeschwindigkeit mit einem Winkelgeschwindigkeitsgrenzwert des Lenkrades 20. Der Winkelgeschwindigkeitsgrenzwert kann im Bereich zwischen 5°-10° pro Sekunde liegen.
  • Es ist festzuhalten, dass ein Softwareprogramm in der Lenkgefühlsteuerung konfiguriert werden kann, um die Schritte des Verfahrens 210 auszuführen. Jedoch können die Schritte des Verfahrens 210 auch in getrennten Einheiten des Steer-By-Wire-Systems 12 ausgeführt werden können.
  • Das Verfahren 210 beinhaltet weiterhin die Berechnung eines MR- Drehmomentsignals, das kennzeichnend für das von der MR-Vorrichtung 40 am Lenkrad 20 aufzubringende MR-Drehmoment ist. Das MR- Drehmomentsignal basiert auf dem Vergleich der Ist-Winkelgeschwindigkeit mit dem Winkelgeschwindigkeitsgrenzwert des Lenkrades 20 im Vorgang 218. In Vorgang 220 wird der Schritt der Berechnung des MR- Drehmomentsignals dadurch erreicht, dass das MR-Drehmoment ausgehend von einem Friktionskoeffizienten KMR und der Ist-Winkelgeschwindigkeit bestimmt wird, wenn die Ist-Winkelgeschwindigkeit kleiner als der Winkelgeschwindigkeitsgrenzwert ist. In dem Fall, dass die Ist-Winkelgeschwindigkeit als kleiner als die Grenzwertwinkelgeschwindigkeit erkannt wird, wird der Friktionskoeffizient KMR mit der Ist-Winkelgeschwindigkeit multipliziert, um das MR-Drehmomentsignal zu berechnen, das kennzeichnend für das von der MR-Vorrichtung 40 am Lenkrad 20 aufzubringende MR-Drehmoment ist. Diese kann wie folgt dargestellt werden:
    uMR = KMRv.
  • Der Friktionskoeffizient KMR ist kennzeichnend für eine Steigung einer magnetorheologischen Performancefunktion zur Simulation hydraulischer Viskositätsfriktion am Lenkrad 20. In diesem Ausführungsbeispiel basiert die Performancekurve auf der Ist-Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades 20 und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
  • In Vorgang 222 beinhaltet der Schritt der Berechnung des MR-Drehmomentsignals weiterhin die Bestimmung des MR-Drehmoments basierend auf einem Maximaldrehmomentsignal d, wenn die Ist-Winkelgeschwindigkeit nicht kleiner als der Winkelgeschwindigkeitsgrenzwert ist. Wenn die Ist- Winkelgeschwindigkeit als nicht kleiner als der Winkelgeschwindigkeitsgrenzwert erkannt wird, wird das Maximaldrehmomentsignal d genutzt, um ein MR-Drehmomentsignal zu erzeugen, das kennzeichnend für das von der MR-Vorrichtung 40 am Lenkrad 20 aufzubringende MR-Drehmoment ist. Dieses kann wie folgt dargestellt werden:
    uMR = d.
  • Die MR-Vorrichtung 40 wendet dann das MR-Drehmoment auf das Lenkrad 20 an. Es ist festzuhalten, dass, wenn die Ist-Winkelgeschwindigkeit gleich 0 bestimmt wird, kein MR-Drehmoment von der MR-Vorrichtung 40 generiert wird.
  • Fig. 4 stellt eine Funktion KMR dar, die eine magnetorheologische Performancekurve repräsentiert, die die hydraulische Viskositätsfriktion am Lenkrad 20 zu simuliert. In diesem Ausführungsbeispiel basiert die Funktion auf der Kraft (Drehmoment) und der Geschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades 20). Der Koeffizient KMR repräsentiert die Steigung der Funktion und das Maximaldrehmoment d repräsentiert im wesentlichen horizontale Abschnitte der Funktion. Die Lenkgefühlsteuerung sendet dann das MR- Steuerungssignal uMR, das kennzeichnend für das zu erzeugende MR- Drehmoment ist, an die MR-Vorrichtung 40.
  • In Vorgang 224 wird ein Motordrehmomentsignal uM ausgehend vom Fehlersignal eMR wie oben erwähnt berechnet. Wie oben beschrieben wird das Fehlersignal eMR durch die Berechnung der Differenz zwischen MR-Signal uMR und einem Drehmomentreferenzsignal uREF, wie oben erwähnt, bestimmt. Das Motordrehmomentsignal uM ist kennzeichnend für das vom Motor 44 am Lenkrad 20 aufgebrachte Motordrehmoment. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Motordrehmomentsignal uM durch Multiplikation des Fehlersignals eMR mit einem Koeffizienten Kd des Motors 44 berechnet, um das Motordrehmomentsignal uM zu erzeugen. Dieses kann wie folgt dargestellt werden:
    uM = eMRKd.
  • Das Motordrehmomentsignal wird in eine korrespondierende Größe des vom Motor 44 zu erzeugenden Motordrehmoments umgewandelt. In Vorgang 226 wird dann Drehmoment am Lenkrad 20 von der MR-Vorrichtung 40 und dem Motor 44 aufgebracht.
  • Das MR-Drehmoment liegt im Bereich zwischen 0-5 Nm. Das MR- Drehmomentsignal liegt zwischen 0-1 Amp. Das Motordrehmoment liegt im Bereich zwischen 0-5 Nm. Das Motordrehmomentsignal liegt zwischen 0-5 Amp.
  • Im Gebrauch stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes Steer-By-Wire- System 12 durch die Implementierung eines Motors 44 und einer MR- Vorrichtung 40 zur Verfügung. Die Verwendung sowohl eines Motors 44 und einer MR-Vorrichtung 40 zur Erzeugung eines Widerstandsmoments am Lenkrad 20 gestattet, dass sowohl aktives Drehmoment, passives Drehmoment und eine Kombination der beiden am Lenkrad 20 ausgeübt werden können. Daraus erübrigt sich eine verbesserte Krafteffizienz, was in einen konkurrenzfähigerem Steer-By-Wire-System 12 resultiert.
  • Während die vorliegende Erfindung in Hinblick auf bevorzugte Beispiele beschrieben worden ist, versteht es sich als selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, da Modifikationen von Fachleuten vorgenommen werden können, besonders im Zuge der vorhergehenden Ausführung.

Claims (9)

1. Verfahren zur Simulation eines Lenkwiderstandsmoments an einem Fahrzeuglenkrad (20) eines Steer-By-Wire-Systems (12) unter Verwendung einer magnetorheologischen Vorrichtung (40) und eines Motors (44), wobei das Verfahren umfasst:
Messung einer Ist-Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades (20),
Vergleich der Ist-Winkelgeschwindigkeit mit einem Winkelgeschwindigkeitsgrenzwert des Lenkrades (20),
Berechnung eines magnetorheologischen Drehmomentsignals, das kennzeichnend für das von der magnetorheologischen Vorrichtung (40) am Lenkrad (20) aufzubringende magnetorheologische Drehmoment ist, wobei das magnetorheologische Drehmomentsignal auf dem Vergleich der Ist-Winkelgeschwindigkeit mit einem Winkelgeschwindigkeitsgrenzwert des Lenkrades (20) basiert,
Bestimmung eines Fehlersignals basierend auf dem magnetorheologischen Signal und einem Drehmomentreferenzsignal, wobei das Drehmomentreferenzsignal eine Funktion einer Lenkradvariablen ist,
Berechnung eines Motordrehmomentsignals, das kennzeichnend für das vom Motor (44) auf das Lenkrad (20) anzuwendende Motordrehmoment ist, wobei das Motordrehmomentsignal auf dem Fehlersignal und einem Eingabedrehmomentsignal basiert, und das Fehlersignal die Differenz zwischen dem magnetorheologischem Drehmomentsignal und dem Drehmomentreferenzsignal ist,
Anlegen des von der magnetorheologischen Vorrichtung (40) erzeugten magnetorheologischen Drehmoments am Lenkrad (20), und
Anlegen des vom Motor (44) erzeugten Motordrehmoments am Lenkrad (20).
2. Verfahren nach Anspruch 1 weiterhin umfassend:
Empfang eines Ist-Winkelgeschwindigkeitssignals, das kennzeichnend für die Ist-Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades (20) ist,
Senden eines magnetorheologischen Steuerungssignals, das kennzeichnend für das zu erzeugende magnetorheologische Drehmoment ist, und
Senden des Motorsteuerungssignals, das kennzeichnend für das zu erzeugende Motordrehmoment ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Bestimmung des Fehlersignals umfasst:
Empfang des magnetorheologischen Drehmomentsignals;
Bestimmung einer Differenz zwischen magnetorheologischem Drehmomentsignal und Drehmomentreferenzsignal und
Senden des für die Differenz kennzeichnenden Fehlersignals.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Bestimmung des magnetorheologischen Drehmomentsignals umfasst:
Bestimmung des magnetorheologischen Drehmoments basierend auf einem Friktionskoeffizienten und der Ist-Winkelgeschwindigkeit, wenn die Ist-Winkelgeschwindigkeit kleiner als der Winkelgeschwindigkeitsgrenzwert ist, und
Bestimmung des magnetorheologischen Drehmoments basierend auf einem Maximaldrehmoment, wenn die Winkelgeschwindigkeit nicht kleiner als der Winkelgeschwindigkeitsgrenzwert ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Friktionskoefflzient kennzeichnend für die Steigung einer magnetorheologischen Performancefunktion zur Simulation der hydraulischen Viskositätsfriktion am Lenkrad (20), wobei die Performancefunktion auf der Ist-Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades (20) und der Fahrzeuggeschwindigkeit basiert.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetorheologische Drehmoment ungefähr zwischen 0-5 Nm liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motordrehmoment ungefähr zwischen 0-5 Nm liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetorheologische Drehmomentsignal ungefähr zwischen 0-1 Amp liegt.
9. Das Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Motordrehmomentsignal ungefähr zwischen 0-5 Amp liegt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1655202A2 (de) * 2004-11-04 2006-05-10 TRW Automotive GmbH Baugruppe mit einem Lenkrad und einem Lenkwiderstandsgenerator
DE102005050542A1 (de) * 2005-10-21 2007-05-03 Schaeffler Kg Riemenspanner

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4019825B2 (ja) * 2002-07-09 2007-12-12 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
US6941207B2 (en) * 2003-10-10 2005-09-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Steering angular velocity detecting device
JP4941723B2 (ja) * 2006-12-28 2012-05-30 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
MX2008014783A (es) 2008-02-05 2009-08-27 Krueger Int Inc Armazon para silla con soporte hueco ergonomico integral.
KR101022547B1 (ko) * 2009-04-17 2011-03-16 현대모비스 주식회사 전동 조향 장치의 조향 복원 방법
US9751557B2 (en) 2009-06-29 2017-09-05 Volvo Lastvagnar Ab Method and a system for assisting a driver of a vehicle during operation
US9274673B2 (en) * 2013-12-31 2016-03-01 Google Inc. Methods, systems, and media for rewinding media content based on detected audio events
US10996673B1 (en) 2017-09-28 2021-05-04 Apple Inc. Manual override
KR102399623B1 (ko) 2017-12-06 2022-05-18 현대자동차주식회사 Ｓｂｗ시스템용 조향반력 생성방법
CN110435758A (zh) * 2018-05-02 2019-11-12 郑州宇通客车股份有限公司 车辆转向系统、车辆及转向助力的调节方法
DE102018222235A1 (de) * 2018-12-19 2020-06-25 Zf Friedrichshafen Ag Drehsteuervorrichtung
CA3123516A1 (en) 2018-12-21 2020-06-25 Ka Group Ag Enhanced steering control system for personal watercrafts
DE102019213958A1 (de) * 2019-09-12 2021-03-18 Zf Friedrichshafen Ag Drehsteuereinrichtung zum Lenken
WO2021181134A1 (en) * 2020-03-09 2021-09-16 Ka Group Ag Enhanced steering control system
US11254343B1 (en) 2021-03-08 2022-02-22 Toyota Research Institute, Inc. Steering wheels having an adjustable coefficient of friction
US11685427B2 (en) 2021-04-12 2023-06-27 Toyota Material Handling, Inc. Electric actuator steering system for forklifts

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5044956A (en) 1989-01-12 1991-09-03 Atari Games Corporation Control device such as a steering wheel for video vehicle simulator with realistic feedback forces
FR2678884B1 (fr) * 1991-07-12 1996-08-14 Sextant Avionique Actionneur rotatif apte a engendrer sur le volant de manóoeuvre d'un systeme de commande, un couple resistant variable selon une loi adaptative.
JP3095961B2 (ja) 1994-10-04 2000-10-10 本田技研工業株式会社 車両用操舵装置の操舵反力制御装置
US5704446A (en) 1995-10-02 1998-01-06 General Motors Corporation Electric power steering control
US5668722A (en) 1995-10-02 1997-09-16 General Motors Corporation Electric power steering control
JP3521249B2 (ja) 1995-11-24 2004-04-19 光洋精工株式会社 自動車の舵取り装置
DE19607028C1 (de) 1996-02-24 1997-08-21 Daimler Benz Ag Lenkung für nicht spurgebundenes Fahrzeug
EP1125825A3 (de) * 2000-02-18 2002-04-24 Delphi Technologies, Inc. Steuerbare Rückwirkungsvorrichtung für "steer-by-wire"-Lenkungen
US6557662B1 (en) 2000-11-22 2003-05-06 Visteon Global Technologies, Inc. Magneto-rheological simulated steering feel system
US6535806B2 (en) * 2001-01-30 2003-03-18 Delphi Technologies, Inc. Tactile feedback control for steer-by-wire systems

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1655202A2 (de) * 2004-11-04 2006-05-10 TRW Automotive GmbH Baugruppe mit einem Lenkrad und einem Lenkwiderstandsgenerator
EP1655202A3 (de) * 2004-11-04 2006-09-06 TRW Automotive GmbH Baugruppe mit einem Lenkrad und einem Lenkwiderstandsgenerator
DE102005050542A1 (de) * 2005-10-21 2007-05-03 Schaeffler Kg Riemenspanner

Also Published As

Publication number Publication date
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