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TECHNISCHES GEBIET
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Das technische Gebiet betrifft allgemein elektrische Lenkhilfesysteme (EPS) und betrifft insbesondere Techniken zum Reduzieren periodischer Lenkradvibrationen, die bei einem EPS-System auftreten.
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HINTERGRUND
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Elektrische Lenkhilfesysteme (EPS) verwenden einen Elektromotor, der direkt entweder mit dem Lenkgetriebe oder der Lenksäule gekoppelt werden kann, um den Aufwand eines Fahrers beim Lenken des Fahrzeugs zu verringern. Im Betrieb des Fahrzeugs wird der Fahrer eine Kraft auf die Lenksäule ausüben in einem Bestreben, das Fahrzeug zu lenken. Dies resultiert in einer „Fahrerdrehkraft”, angewandt auf einen Schaft, der mit dem Lenkrad gekoppelt ist. Drehkraftsensoren entdecken Drehkraft, die durch den Fahrer auf die Lenksäule ausgeübt wird und kommunizieren diese Information zu einer elektronischen Steuereinheit. Die elektronische Steuereinheit erzeugt ein Motorsteuersignal, das dem Elektromotor zugeführt wird, was ihn veranlasst, eine „Motorunterstützungsdrehkraft” zu erzeugen, die mit der Fahrerdrehkraft kombiniert wird. Diese kombinierte Drehkraft wird dann verwendet, um das Fahrzeug zu lenken. Dies erlaubt, den Umfang an Unterstützung zu variieren, abhängig von Fahrzuständen.
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Es gibt zahlreiche Typen an unerwünschten Vibrationen, Geräuschen, Pulsationen, Störungen und anderen Formen von fluktuierender Vibrationsenergie, die in einem Fahrzeug vorkommen können; diese Phänomene werden nachstehend insgesamt und allgemein als „Vibrationen” bezeichnet. Vibrationen können mehrere Quellen haben, einschließlich externer Quellen wie irreguläre Straßenoberflächen ebenso wie interne Quellen.
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Durch interne Quellen verursachte periodische Vibrationen können sich durch das Fahrzeug fortsetzen und können unerwünschtes Rütteln oder Bewegen bestimmter Fahrzeugteile verursachen, das für den Fahrer bemerkbar ist. Beispielsweise können an den Radteilen erzeugte periodische Vibrationen zusammenwirken, um ein dynamisches Drehmoment auf einer Lenkradsäule zu erzeugen, das das Lenkrad veranlasst, sich periodisch mit kleinen Amplituden in beide Richtungen zu drehen. Wenn diese Art von Vorgang auf einer glatten oder feinen Straßenoberfläche auftritt, ist es für den Fahrer umso augenscheinlicher und wird manchmal als „feines Straßenrütteln” (SRS) bezeichnet. Allgemein ist SRS am meisten bemerkbar zwischen ungefähr 50 bis 100 mph, und zeigt eine Frequenz von ca. 10 bis 20 Hz. Bei 50 mph tritt feines Straßenrütteln bei ungefähr 10 Hz auf. SRS tendiert dazu, als eine lineare Funktion der Geschwindigkeit zuzunehmen derart, dass bei 100 mph SRS bei ungefähr 20 Hz auftritt. Diese Vibrationen können durch den Fahrer des Fahrzeugs gespürt werden und so können Lenkradvibrationen den Fahrer ablenken oder ärgern.
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Entsprechend ist es erstrebenswert, verbesserte Verfahren, Systeme und Vorrichtungen zu schaffen zum Unterdrücken von Lenkradvibrationen in Fahrzeugen mit einem EPS-System. Weiterhin werden andere erstrebenswerte Merkmale und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den angefügten Patentansprüchen ersichtlich werden, zusammengenommen mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorstehend beschriebenen technischen Gebiet und dem Hintergrund.
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KURZFASSUNG
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Eine Vorrichtung zum Reduzieren von Lenkradvibrationen in elektronischen Lenkhilfesystemen wird bereitgestellt. In einer Ausführung enthält die Vorrichtung einen Sensor, der eine durchschnittliche Radwinkelgeschwindigkeit wenigstens eines Rades eines Fahrzeugs bereitstellt, und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um aus der durchschnittlichen Radwinkelgeschwindigkeit einen durchschnittlichen Radwinkel zu ermitteln; um Sinus- und Kosinusfunktionen des durchschnittlichen Radwinkels zu generieren; um die Sinus- und Kosinusfunktionen zusammen mit einem von einem Drehkraftsensor erhaltenen Lenkraddrehkraftsignal zu verarbeiten, um Amplitudenkomponenten wenigstens einer der Sinus- und Kosinusfunktionen zu extrahieren; um unter Verwenden des Lenkraddrehkraftsignals die Sinus- und Kosinusfunktionen zu rekonstruieren; um die Sinus- und Kosinusfunktionen zu kombinieren, um ein Steuersignal bereitzustellen und um das EPS-System über das Steuersignal zu steuern, um feine Straßenrüttelvibrationen in einem Lenkrad des Fahrzeugs abzumildern.
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Ein Verfahren zum Vermindern von Lenkradvibrationen in elektronischen Lenkhilfesystemen wird bereitgestellt. In einer Ausführungsform schätzt das Verfahren eine durchschnittliche Radwinkelgeschwindigkeit wenigstens eines Rades eines Fahrzeugs; ermittelt aus der durchschnittlichen Radwinkelgeschwindigkeit einen durchschnittlichen Radwinkel; generiert Sinus- und Kosinusfunktionen des durchschnittlichen Radwinkels; verarbeitet die Sinus- und Kosinusfunktionen zusammen mit einem von einem Drehkraftsensor erhaltenen Lenkraddrehkraftsignal, um Amplitudenkomponenten wenigstens einer der Sinus- und Kosinusfunktionen zu extrahieren; rekonstruiert unter Verwenden des Lenkraddrehkraftsignals die Sinus- und Kosinusfunktionen; kombiniert die Sinus- und Kosinusfunktionen, um ein Steuersignal bereitzustellen und steuert das EPS-System über das Steuersignal, um feine Straßenrüttelvibrationen in einem Lenkrad des Fahrzeugs abzumildern.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beispielhaften Ausführungsformen werden nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben werden, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
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1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Säulenlenkhilfesystems (CEPS) gemäß einer Ausführungsform ist;
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2 eine teilweise Schnittansicht eines elektrischen Zahnstangenlenkhilfesystems (REPS) gemäß einer Ausführungsform ist;
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3 ein Blockdiagramm einer Steuerung für ein elektrisches Lenkhilfesystem (EPS) gemäß einer Ausführungsform ist; und
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4 ein Flussdiagramm ist, das die Betriebsmodi der Steuerung von 3 gemäß einer Ausführungsform zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die nachstehende ausführliche Beschreibung ist ihrer Natur nach lediglich beispielhaft und ist nicht dazu gedacht, Anwendung und Benutzung zu beschränken. Weiterhin besteht keine Absicht, durch irgendeine auf dem vorhergehend präsentierten technischen Gebiet, Hintergrund, Übersicht oder durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung ausgedrückte oder implizierte Theorie gebunden zu sein.
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In diesem Dokument mögen relationale Begriffe wie erster und zweiter und desgleichen verwendet sein lediglich um eine Einheit oder Aktion von einer anderen Einheit oder Aktion zu unterscheiden, ohne zwangsläufig irgendeine aktuelle solche Beziehung oder Reihenfolge zwischen solchen Einheiten oder Aktionen zu benötigen oder zu implizieren. Numerische Ordnungszahlen wie „Erster”, „Zweiter”, „Dritter” usw. bezeichnen lediglich verschiedene Einzelne einer Mehrheit und implizieren nicht irgendeine Reihenfolge oder Aneinanderreihung außer wenn durch die Anspruchsformulierung speziell definiert.
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Zusätzlich bezieht sich die nachstehende Beschreibung auf Elemente oder Merkmale, die miteinander „verbunden” oder miteinander „gekoppelt” sind. So wie hier verwendet, mag sich „verbunden” auf ein Element/Merkmal beziehen, das direkt an ein weiteres Element/Merkmal gefügt ist (oder direkt damit kommuniziert), und nicht notwendigerweise mechanisch. Gleichfalls mag sich „gekoppelt” auf ein Element/Merkmal beziehen, das direkt oder indirekt an ein weiteres Element/Merkmal gefügt ist (oder direkt oder indirekt damit kommuniziert), und nicht notwendigerweise mechanisch. Es sollte jedoch klar sein, dass, obwohl zwei Elemente nachstehend in einer Ausführungsform als „verbunden” beschrieben sind, ähnliche Elemente in alternativen Ausführungsformen „gekoppelt” sein können und umgekehrt. Deshalb können, obwohl die hierin dargestellten Schemadiagramme beispielhafte Anordnungen von Elementen aufzeigen, zusätzliche dazwischenliegende Elemente, Geräte, Merkmale oder Komponenten bei einer aktuellen Ausführungsform vorhanden sein.
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Schließlich können, der Kürze wegen, hinsichtlich elektrischer und mechanischer Fahrzeugteile und anderer funktioneller Aspekte (und der individuellen Arbeitskomponenten des Systems) konventionelle Techniken und Komponenten nachstehend nicht im Detail beschrieben sein. Weiterhin sind die in den hierin enthaltenen verschiedenen Figuren gezeigten Verbindungslinien dazu bestimmt, beispielhaft funktionelle Beziehungen und/oder physikalische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen darzustellen. Es sollte angemerkt werden, dass in einer Ausführungsform der Erfindung viele Alternativen oder zusätzliche funktionelle Beziehungen oder physikalische Verbindungen sein können. Es sollte auch klar sein, dass 1–3 lediglich erläuternd sind und nicht maßstäblich gezeichnet.
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In Bezug auf 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Lenkhilfesystems (EPS) 100 für ein Fahrzeug 102 gezeigt. Die Ausführungsform von 1 stellt ein Säulen-EPS-System (oder CEPS-System) dar. Das elektrische Lenkhilfesystem 100 kann einen herkömmlichen Zahnstangen- und Ritzel-Lenkmechanismus 104 enthalten, der eine gezahnte Zahnstange (nicht dargestellt) und ein Säulenlenkgetriebe (nicht dargestellt) unter dem Getriebegehäuse 106 enthält. Wenn das Lenkrad 108 gedreht wird, dreht eine obere Lenkwelle 110 eine untere Lenkwelle 112 mittels einer Drehverbindung 114; und die untere Lenkwelle 112 dreht das Säulenlenkgetriebe. Drehen des Säulenlenkgetriebes bewegt die Zahnstange, die Spurstangen 116 bewegt (nur eine dargestellt), welche Achsschenkel 118 bewegt (nur einer dargestellt), um Räder 120 (nur eines dargestellt) zu drehen.
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Die elektrische Lenkhilfe wird über eine Steuerung 122 erbracht und einen Lenkhilfeantrieb, der einen Elektroantriebsmotor 124 enthält. Die Steuerung 122 erhält elektrische Energie von einer elektrischen Fahrzeugstromquelle 126 über eine Leitung 128, ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert, auf Leitung 130, und Säulenritzelwinkel von einem Säulendrehpositionssensor 132 auf Leitung 134. Wenn das Lenkrad 108 gedreht wird, erfasst ein Drehkraftsensor 136 die durch den Fahrzeugbetreiber auf das Lenkrad 108 ausgeübte Drehkraft und versorgt die Steuerung 122 auf Leitung 138 mit einem Betreiberdrehkraftsignal. In Erwiderung auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Betreiberdrehkraft und, in manchen Fällen, auf empfangene Säulenritzelwinkelsignale leitet die Steuerung 122 gewünschte Elektromotorströme her und stellt über einen Bus 140 Werte für solche Ströme dem Elektroantriebsmotor 124 bereit, der die Lenksäule 110 über Schneckenrad 142 und Motorritzel 144 mit Drehkraftunterstützung versorgt.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen enthält die Steuerung 122 ein Modul 146, das fungiert, um feines Straßenrütteln (SRS) und andere Lenkradvibrationen zu dämpfen oder zu reduzieren. Das Modul 146 wendet adaptive Logik an, um die Fahrzeuggeschwindigkeit (von Leitung 130) und Lenkraddrehkraft (von Leitung 138) zu bearbeiten, die über herkömmliche Sensoren für diese Funktionen zur Verfügung gestellt werden können. Wie nachstehend detailliert in Verbindung mit den 3–4 diskutiert werden wird, verarbeitet das Modul diese Signale, um ein Korrektursignal zu erzeugen, das durch die Steuerung 122 verwendet wird, um SRS oder Vibrationseffekte zu reduzieren oder zu dämpfen, die bemerkt werden können und die den Fahrer des Fahrzeugs 102 stören können.
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind auch auf ein auf eine Zahnstange montiertes elektrisches Lenkhilfesystem anwendbar. 2 veranschaulicht ein Beispiel eines EPS-Systems, bei dem der Elektromotor auf der Zahnstange des Lenksystems (einem REPS-System) montiert ist. Das elektrische Lenkhilfesystem 200 enthält einen herkömmlichen Zahnstangen- und Lenkritzelmechanismus 202, der eine gezahnte Zahnstange 204 enthält, die mit den Spurstangen (nicht dargestellt in 2) verbunden ist, um das Drehen der Räder (nicht dargestellt in 2) zu regeln. Die Lenksäule hat ein Bauteil 206, das ein Säulenritzelgetriebe 208 hat, das mit den Zähnen 210 der gezahnten Zahnstange 204 ineinandergreift, so dass Drehen der Lenksäule eine Drehkraft auf die gezahnte Zahnstange ausübt, was darin resultiert, dass sich die gezahnte Zahnstange nach rechts oder links verschiebt, abhängig von der Drehrichtung der Lenksäule. Der Elektroantriebsmotor 212 des elektrischen Lenkhilfesystems ist mit der gezahnten Zahnstange durch ein Motorritzel 214 verbunden, wobei das Motorritzel mechanisch verbunden sein kann, z. B. durch einen Zahnriemen oder ein Zahnradzwischenstück über, z. B., eine Kugelumlaufspindel 216. Der elektrische Betrieb ist wie allgemein in Bezug auf die CEPS-Konfiguration von 1 beschrieben, da er an die REPS-Konfiguration von 2 angepasst ist, wo das Modul 146 der Steuerung 122 die Fahrzeuggeschwindigkeit (von Leitung 130) und die Lenkraddrehkraft (138) verarbeitet, um die Steuerung 122 mit einem Korrektursignal zu versorgen, das die Steuerung verwenden kann, um SRS und andere Vibrationseffekte zu dämpfen oder zu reduzieren, die durch den Fahrer des Fahrzeugs bemerkt werden können.
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Nunmehr Bezug nehmend auf 3 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung für ein elektronisches Lenkhilfesystem (EPS) dargestellt. Typischerweise verwenden EPS-Systeme, die Kompensation für feines Straßenrütteln (SRS) bereitstellen, eine hochgenaue Messung oder Approximation von Radwinkelgeschwindigkeit (Geschwindigkeit). Diese Messung kann durch dedizierte Sensoren beigebracht werden, die in oder nahe von Radanordnungen angeordnet sind, oder kann durch Verwenden von Antiblockiersystemen (ABS) in solchen Fahrzeug berechnet werden, die ABS verwenden. Allerdings können die Kosten für dedizierte Sensoren für einige Fahrzeuge ungeheuer hoch sein, und nicht alle Fahrzeuge verwenden ein ABS. Folglich stellt die vorliegende Offenbarung Ausgleich für SRS ohne Benötigen von hochgenauen Radwinkelgeschwindigkeitsdaten bereit. Einfache Schätzungen von Radwinkelgeschwindigkeit wie z. B. durch Tachometerablesen oder durch Erfassen eines drehenden Zahnrades in einem Getriebe genügt für das Vermindern von SRS, bereitgestellt durch die vorliegende Offenbarung.
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Wie in
3 dargestellt, enthält die EPS-Steuerung bei wichtigen Ausführungsformen ein Modul
146 und einen Prozessor
300, der mit einem Speicher
302 (optional, der Prozessor
300 kann einen internen Speicher haben) gekoppelt sein kann. Das Modul
146 stellt eine Überlagerungsfunktion bereit, die die Geschwindigkeitsdaten
130 und das Lenkraddrehkraftsignal
138 verwendet, das verwendet wird, um Korrektur für (d. h., abschwächen) SRS-Effekte zu schaffen, solche wie jene in der
U.S.-PatentPublication No. 2012/0061169 beschrieben, angemeldet am 15. September 2010 (welche hiermit durch Bezugnahme hereingenommen ist). Die Geschwindigkeitsdaten
130 werden über ein Rechenwerk
304 verarbeitet, um einen durchschnittlichen Radwinkel bereitzustellen. Dieser Wert kann im Block
306 gespeichert (und aktualisiert) werden, der einen Sinusfunktionsgenerator
308 und einen Kosinusfunktionsgenerator
310 versorgt, die Sinus- und Kosinusfunktionen (
308' und, entsprechend,
310') für den durchschnittlichen Radwinkel bereitstellen. Die Sinus- und Kosinussignale werden über Mixer
312 und
314 einzeln mit dem Drehkraftsignal
138 vermischt. Dies extrahiert die Sinus- und Kosinusanteile des Drehkraftsignals
138, das über Rechenwerke
316 und
318 integriert ist. Der Ausgang (
320 und
322) dieser Rechenwerke stellt Daten bereit, die über eine schnelle Fouriertransformationsanalyse (FFT) verarbeitet werden werden, um Offsetwerte (periodisch pro Abtastwert) zu bestimmen, die verwendet werden werden, um SRS-Effekte zu kompensieren (i. e., abzuschwächen), wie nachstehend vollständiger beschrieben. Nach dem Gewinnen dieser Daten werden Sinus- und Kosinussignale durch Mischen der Daten (
320 und
322) mit den Sinus- und Kosinusfunktionen (
308' und, entsprechend,
310') in Mischern
323 und
325 rekonstruiert. Die rekonstruierten Signale können (über Verstärker
324 und, entsprechend,
326) skaliert werden, vor sie (über Addierer
328) kombiniert werden. Der Ausgang von Addierer
328 ist ein Steuersignal für das EPS-System, das skaliert (über Verstärker
330) und zum Prozessor
300 über Leitung
332 übermittelt werden kann.
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Das Steuersignal 332 wird durch den Prozessor 300 zusammen mit anderen Eingängen 334 empfangen, was für irgendeine besondere Implementierung gewünscht sein kann. Der Prozessor 300 kann das Steuersignal 332 mit einer Anzahl anderer Signale kombinieren, vermischen oder ergänzen, wie bei EPS-Systemen bekannt. Nicht limitierende Beispiele solcher anderer Signale enthalten Lenkradwinkel, Lenkraddrehkraft, Lenkradgeschwindigkeit, Lenkradbeschleunigung, Lenkraddrehkraftgradient, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuglängsbeschleunigung und Fahrzeugquerbeschleunigung. Der Prozessor stellt dann dem EPS-Antrieb (Motor 124 oder 212) ein Steuersignal 336 bereit, der Ausgleich für SRS bereitgestellt aufgrund der Komponente, bereitgestellt durch das Steuersignal 332. Der Prozessor empfängt auch die Daten 320 und 322 zum Durchführen der FFT-Analyse auf die Daten und um die Ergebnisse im Speicher 302 zu speichern. Allgemein braucht nur eines der Ausgangsdaten (320 oder 322) über die FFT-Funktion verarbeitet zu werden. Optional kann die Steuerung 300 die FFT-Berechnungen auf andere Controller im Fahrzeug über einen Bus 338 verteilen. Verteilen der FFT-Analyse bringt in dem Fall einen Vorteil, in dem der Prozessor 300 beschäftigt ist und andere Prozessoren verfügbar sind, falls gegenwärtig nicht durch ihre bestimmungsgemäßen Funktionen belegt.
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4 stellt Flussdiagramme dar, die zum Verstehen des Verfahrens und der Betriebsmodi zum Vermindern von SRS in einem EPS-System nützlich sind. Die verschiedenen in Verbindung mit dem Verfahren von 4 durchgeführten Tätigkeiten können mittels Software, Hardware, Firmware oder in jeglicher Kombination miteinander ausgeführt werden. Für veranschaulichende Zwecke mag sich die folgende Beschreibung des Verfahrens von 4 auf Elemente beziehen, die vorstehend in Verbindung mit den 1–3 erwähnt sind. In der Praxis können Teile des Verfahrens von 4 durch verschiedene Elemente des beschriebenen Systems durchgeführt werden. Es sollte auch anerkannt werden, dass das Verfahren von 4 irgend eine Anzahl zusätzlicher oder alternativer Tätigkeiten enthalten kann und dass das Verfahren von 4 in ein umfangreicheres Verfahren oder Vorgang eingebunden sein kann, das zusätzliche Funktionalität hat, die hier nicht detailliert beschrieben ist. Außerdem könnten eine oder mehrere der in 4 dargestellten Tätigkeiten von einer Ausführungsform des Verfahrens von 4 weggelassen werden, solange die beabsichtigte gesamte Funktionalität unversehrt bleibt.
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Wie in 4 dargestellt, arbeitet das Verfahren 400 in drei Modi 402, 404 und 406. Modus 1 (402) ist ein Lernmodus, Modus 2 (404) ist ein Prüfmodus und Modus 3 (406) ist ein Betriebsüberwachungsmodus. In jedem Modus wird das FFT-Datum (320 oder 322) angewandt, um beim Bereitstellen des Steuersignals (332 in 3) zum Abschwächen von SRS zu unterstützen. Das Verfahren 400 beginnt in Modus 1 (402), wo das FFT-Datum (320 oder 322) im Schritt 408 gespeichert wird (z. B. im Speicher 302 von 3). Bei einigen Ausführungsformen wird das FFT-Datum nur zu einer solchen Zeit gespeichert, wenn Fahrzeugzustände gültig zum Sammeln und Speichern des FFT-Datums sind. Nicht einschränkende Beispiele solcher Zustände sind, wenn das Fahrzeug mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit fährt und insbesondere bei Geschwindigkeiten, die 45 Meilen pro Stunde (72,42 Kilometer pro Stunde) überschreiten. Als Nächstes führt Block 410 die FFT-Analyse durch wie z. B. über Prozessor 300 (von 3) oder über andere Prozessoren über Bus 338. In einigen Ausführungsformen wird das FFT-Datum nur zu solcher Zeit verarbeitet, wenn Zustände für Verarbeiten des FFT-Datums gültig sind. Nicht beschränkende Beispiele solcher Zustände sind, wenn ein Prozessor innerhalb des Fahrzeugs verfügbar ist, wie z. B., wenn das Fahrzeug angehalten hat (z. B. Stoppschild, anderes Verkehrssteuersignal oder nachdem Schlüssel-Aus entdeckt wird, während welcher Zeit der Prozessor 300 das EPS-System nicht steuern muss oder es bei einem anderen Prozessor dann nicht notwendig ist, seine ihm zugedachte Funktion auszuführen. Nach Durchführen der FFT-Analyse speichert Block 412 die Ergebnisse, die die Durchschnittsgeschwindigkeit, einen Offsetwert, welcher bei einigen Ausführungsformen die Frequenzdifferenz zwischen einem gespeicherten Basiswert und einem kalkulierten Wert (manchmal als Anteil ausgedrückt) ist, und eine Offsetpolarität, die als eine positive Polarität während der erstmaligen Ausführung von Modus 1 (402) angenommen werden mag, sind. Bei Beenden von Modus 1 (402) triggert Schritt 414 Modus 2 (406), zu beginnen.
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Während Modus 2 (404) wird ein Anteil des Offsetwerts (hergeleitet in Modus 1) auf die durchschnittliche Radgeschwindigkeit angewandt, zusammen mit der Offsetpolarität in Schritt 416. Bei einigen Ausführungsformen werden fünfzig Prozent (50%) des Offsetwerts verwendet. Wie vorstehend angegeben, wurde während der Initialausführung von Modus 1 die Offsetpolarität als positiv angenommen. Modus 2 verifiziert (oder korrigiert) die Offsetpolarität für weitere Verarbeitung während Modus 3. Um den Verifikationsvorgang durchzuführen, werden die FFT-Daten erneut gespeichert (Block 418) und verarbeitet (Block 420), wie vorstehend in Verbindung mit den Blöcken 408 und 410 beschrieben. Auf diese Weise stellt Block 420 einen aktuellen Offsetwert bereit, der in Block 422 mit dem ersten, während Modus 1 generierten, Offsetwert verglichen werden kann. Wenn der aktuelle Offsetwert den ersten Offsetwert überschreitet, wird die Offsetpolarität auf negativ gesetzt. Andernfalls bleibt die Offsetpolarität bei der ursprünglich angenommenen positiven Polarität. Die Offsetpolarität verifiziert (oder korrigiert) habend, löst Schritt 424 Beginn von Modus 3 (406) aus.
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Während Modus 3 (406) arbeitet das Verfahren 400, um den kontinuierlich erhaltenen Offsetwert zum Dämpfen von SRS zu überwachen. Um dies zu tun, werden der erlernte Offsetwert (von Modus 1) und die verifizierte Offsetpolarität (von Modus 2) auf die durchschnittliche Radgeschwindigkeit für die nächste Berechnung durch das überlagernde Modul (146 in 3) im Schritt 426 angewandt. Blöcke 428 und 430 speichern und verarbeiten die FFT-Daten (320 oder 322 in 3) wieder, wenn Bedingungen gültig sind, um einen aktuellen Offsetwert bereitzustellen. Entscheidung 432 vergleicht den aktuellen Offset (berechnet in Modus 3) mit einer Offsetschwelle. Bei einigen Ausführungsformen ist die Offsetschwelle ungefähr eine Hälfte von einem Prozent (0,5%). Falls der aktuelle Offset weniger als die Schwelle ist, dann bleibt das Verfahren 400 in Modus 3 und schleift zu Schritt 426 zurück. Wenn, umgekehrt, der Schwellwert überschritten worden ist, veranlasst Schritt 434 Modus 1 (402), erneut zu beginnen und das Verfahren wiederholt sich. Durch Anwenden des erlernten Offsetwerts (von Modus 1) und erlernter Polarität (von Modus 2) wird jeder Fehler aufgrund der einfachen Abschätzung der durchschnittlichen Radwinkelgeschwindigkeit schnell korrigiert und das Steuersignal 323 zum Ausgleichen der SRS-Effekte wird bereitgestellt. Auf diese Weise stellt die vorliegende Offenbarung Kompensation (Dämpfung) der SRS-Effekte bereit ohne hochgenaue Messung oder Abschätzung der Radwinkelgeschwindigkeit, was die vorliegende Offenbarung zu einem erschwinglichen und einfach implementierten SRS-Kompensationssystem macht.
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Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung vorgestellt worden ist, sollte doch gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen lediglich Beispiele sind, die nicht dazu vorgesehen sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Gestaltung der Offenbarung in irgend einer Weise zu beschränken. Vielmehr wird die vorstehende ausführliche Beschreibung den Fachleuten einen geeigneten Plan bieten, die beispielhafte Ausgestaltung oder die beispielhafte Ausführungsform zu implementieren. Es sollte klar sein, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und in der Anordnung von Elementen gemacht werden können, ohne vom Umfang der beigefügten Patentansprüche und deren rechtlichen Äquivalenten abzuweichen.
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WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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- 1. Ein Verfahren in einem Fahrzeug mit einem Elektrischen Lenkhilfesystem (EPS), das enthält:
(a) Schätzen einer durchschnittlichen Radwinkelgeschwindigkeit wenigstens eines Rades des Fahrzeugs;
(b) Bestimmen eines durchschnittliches Radwinkels aus der durchschnittlichen Radwinkelgeschwindigkeit;
(c) Generieren von Sinus- und Kosinusfunktionen des durchschnittlichen Radwinkels;
(d) Verarbeiten der Sinus- und Kosinusfunktionen mit einem von einem Drehkraftsensor erhaltenen Lenkraddrehkraftsignal, um Amplitudenkomponenten wenigstens einer der Sinus- und Kosinusfunktionen zu gewinnen;
(e) Rekonstruieren der Sinus- und Kosinusfunktionen unter Verwenden des Lenkraddrehkraftsignals, um ein Steuersignal bereitzustellen; und
(f) Steuern des EPS-Systems über das Steuersignal; wobei Vibrationen von feinem Straßenrütteln in einem Lenkrad gedämpft werden.
- 2. Verfahren nach Ausführungsform 1, bei dem Verarbeiten der Sinus- und Kosinusfunktionen durchgeführt werden, wenn das Fahrzeug bei einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit fährt.
- 3. Verfahren nach Ausführungsform 2, bei dem die im Wesentlichen konstante Geschwindigkeit 45 Meilen pro Stunde (72,42 Kilometer pro Stunde) übersteigt.
- 4. Verfahren nach Ausführungsform 1, das weiterhin enthält:
Durchführen einer Schnellen Fouriertransformationsanalyse (FFT) auf die Amplitudenkomponenten, um FFT-Daten bereitzustellen;
Verarbeiten der FFT-Daten, um eine korrigierte durchschnittliche Radwinkelgeschwindigkeit bereitzustellen; und
Wiederholen der Schritte (b) bis (f);
wobei Vibrationen von feinem Straßenrütteln in einem Lenkrad des Fahrzeugs weiter gedämpft werden.
- 5. Verfahren nach Ausführungsform 4, bei dem Verarbeiten der FFT-Daten durchgeführt wird, wenn ein Prozessor innerhalb des Fahrzeugs für Verarbeiten der FFT-Daten verfügbar ist.
- 6. Verfahren nach Ausführungsform 4, bei dem Verarbeiten der FFT-Daten über einen Prozessor innerhalb des Fahrzeugs durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug anhält.
- 7. Verfahren nach Ausführungsform 4, bei dem Verarbeiten der FFT-Daten enthält:
Generieren eines ersten Offsetwertes und einer ersten Offsetpolarität;
Anwenden der ersten Offsetpolarität und einen Anteil des ersten Offsetwertes beim Generieren der Sinus- und Kosinusfunktionen des durchschnittlichen Radwinkels; und
nach Wiederholen der Schritte (b) bis (f) Setzen einer aktuellen Offsetpolarität auf negativ, wenn ein aktueller Offsetwert den ersten Offsetwert überschreitet, andernfalls Setzen der aktuellen Offsetpolarität auf positiv.
- 8. Verfahren nach Ausführungsform 7, bei dem Verarbeiten der FFT-Daten enthält:
Anwenden des aktuellen Offsetwertes und der aktuellen Offsetpolarität beim Generieren der Sinus- und Kosinusfunktionen des durchschnittlichen Radwinkels; und
nach Wiederholen der Schritte (b) bis (f) Vergleichen des aktuellen Offsetwerts mit einem Schwellwert und Beibehalten des aktuellen Offsetwerts, wenn der aktuelle Offsetwert unterhalb des Schwellwerts ist.
- 9. Ein elektronisches Lenkhilfesystem (EPS), das enthält:
einen Sensor, der eine durchschnittliche Radwinkelgeschwindigkeit wenigstens eines Rades eines Fahrzeugs bereitstellt; und
einen Prozessor, der konfiguriert ist, um:
einen durchschnittlichen Radwinkel aus der durchschnittlichen Radwinkelgeschwindigkeit zu ermitteln;
Sinus- und Kosinusfunktionen des durchschnittlichen Radwinkels zu generieren;
die Sinus- und Kosinusfunktionen mit einem von einem Drehkraftsensor erhaltenen Lenkraddrehkraftsignal zu verarbeiten, um Amplitudenkomponenten von wenigstens einer der Sinus- und Kosinusfunktionen zu extrahieren;
die Sinus- und Kosinusfunktionen unter Verwenden des Lenkraddrehkraftsignals zu rekonstruieren;
die Sinus- und Kosinusfunktionen zu kombinieren, um ein Steuersignal bereitzustellen; und
das EPS-System über das Steuersignal zu steuern;
wobei Vibrationen von feinem Straßenrütteln in einem Lenkrad des Fahrzeugs gedämpft werden.
- 10. EPS-System nach Ausführungsform 9, bei dem der Prozessor konfiguriert ist, um die Sinus- und Kosinusfunktionen zu verarbeiten, wenn das Fahrzeug mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit fährt, die 45 Meilen pro Stunde (72,42 Kilometer pro Stunde) überschreitet.
- 11. EPS-System nach Ausführungsform 9, bei dem der Prozessor weiterhin konfiguriert ist, um:
eine Schnelle Fouriertransformationsanalyse (FFT) auf die Amplitudenkomponenten durchzuführen, um FFT-Daten bereitzustellen; und
die FFT-Daten zu verarbeiten, um eine korrigierte durchschnittliche Radwinkelgeschwindigkeit bereitzustellen.
- 12. EPS-System nach Ausführungsform 11, bei der der Prozessor konfiguriert ist, um die FFT-Daten zu verarbeiten, wenn das Fahrzeug anhält.
- 13. EPS-System nach Ausführungsform 11, bei dem der Prozessor weiter konfiguriert ist, um:
einen ersten Offsetwert und eine erste Offsetpolarität zu generieren;
die erste Offsetpolarität und einen Anteil des ersten Offsetwertes beim Generieren der Sinus- und Kosinusfunktionen des durchschnittlichen Radwinkels anzuwenden; und
eine aktuelle Offsetpolarität als negativ zu setzen, wenn ein aktueller Offsetwert den ersten Offsetwert überschreitet, andernfalls die Offsetpolarität als positiv zu setzen.
- 14. EPS-System nach Ausführungsform 11, bei dem der Prozessor weiter konfiguriert ist, um:
den aktuellen Offsetwert und die aktuelle Offsetpolarität beim Generieren der Sinus- und Kosinusfunktionen des durchschnittlichen Radwinkels anzuwenden; und
den aktuellen Offsetwert mit einem Schwellwert zu vergleichen und den aktuellen Offsetwert beizubehalten, wenn der aktuelle Offsetwert unterhalb des Schwellwerts ist.
- 15. Ein Fahrzeug, das enthält:
Räder, durch welche das Fahrzeug angetrieben und gesteuert werden kann;
ein Elektronisches Lenkhilfesystem (EPS), gekoppelt mit einem oder mehreren Rädern;
einen Sensor, der eine durchschnittliche Radwinkelgeschwindigkeit wenigstens eines der Räder des Fahrzeugs bereitstellt; und
einen Prozessor, der konfiguriert ist, um:
einen durchschnittlichen Radwinkel aus der durchschnittlichen Radwinkelgeschwindigkeit zu ermitteln;
um Sinus- und Kosinusfunktionen des durchschnittlichen Radwinkels zu generieren;
um die Sinus- und Kosinusfunktionen mit einem von einem Drehkraftsensor erhaltenen Lenkraddrehkraftsignal zu verarbeiten, um Amplitudenkomponenten von wenigstens einer der Sinus- und Kosinusfunktionen zu extrahieren;
um die Sinus- und Kosinusfunktionen unter Verwenden des Lenkraddrehkraftsignals zu rekonstruieren;
um die Sinus- und Kosinusfunktionen zu kombinieren, um ein Steuersignal bereitzustellen; und
das EPS-System über das Steuersignal zu steuern;
wobei Vibrationen von feinem Straßenrütteln in einem Lenkrad des Fahrzeugs gedämpft werden.
- 16. Fahrzeug nach Ausführungsform 15, bei dem der Prozessor konfiguriert ist, um die Sinus- und Kosinusfunktionen zu verarbeiten, wenn das Fahrzeug mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit fährt, die 45 Meilen pro Stunde (72,42 Kilometer pro Stunde) überschreitet.
- 17. Fahrzeug nach Ausführungsform 15, bei dem der Prozessor weiterhin konfiguriert ist, um:
eine Schnelle Fouriertransformationsanalyse (FFT) auf die Amplitudenkomponenten durchzuführen, um FFT-Daten bereitzustellen; und
die FFT-Daten zu verarbeiten, um eine korrigierte durchschnittliche Radwinkelgeschwindigkeit bereitzustellen.
- 18. Fahrzeug nach Ausführungsform 17, bei der der Prozessor konfiguriert ist, um die FFT-Daten zu verarbeiten, wenn das Fahrzeug anhält.
- 19. Fahrzeug nach Ausführungsform 17, bei dem der Prozessor weiter konfiguriert ist, um:
einen ersten Offsetwert und eine erste Offsetpolarität zu generieren;
die erste Offsetpolarität und einen Anteil des ersten Offsetwertes beim Generieren der Sinus- und Kosinusfunktionen des durchschnittlichen Radwinkels anzuwenden; und
eine aktuelle Offsetpolarität als negativ zu setzen,
wenn ein aktueller Offsetwert den ersten Offsetwert überschreitet, andernfalls die Offsetpolarität als positiv zu setzen.
- 20. EPS-System nach Ausführungsform 17, bei dem der Prozessor weiter konfiguriert ist, um:
den aktuellen Offsetwert und die aktuelle Offsetpolarität beim Generieren der Sinus- und Kosinusfunktionen des durchschnittlichen Radwinkels anzuwenden; und
den aktuellen Offsetwert mit einem Schwellwert zu vergleichen und den aktuellen Offsetwert beizubehalten, wenn der aktuelle Offsetwert unterhalb des Schwellwerts ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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