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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft das aktive Dämpfen der Effekte von Zahnstangenstörungen auf ein elektrisches Servolenkungssystem.
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Elektrische Servolenkungssysteme (EPS-Systeme) verwenden einen Elektromotor, um den Fahrer zu unterstützen und um Störungen durch die Straße abzuschwächen. Es können lineare Analysetechniken für Systeme und Steuerungen verwendet werden, um Kalibrierungen für ein optimales Lenkungsgefühl und für eine optimale Abweisung von Störungen durch die Straße zu empfehlen.
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Aufgrund der Physik eines Elektromotors kann das verfügbare Motordrehmoment abnehmen, wenn die Motordrehgeschwindigkeit zunimmt. Dies wird typischerweise durch eine Motorhüllkurve beschrieben, die eine Aufzeichnung des verfügbaren Motordrehmoments über der Motordrehgeschwindigkeit darstellt, wie in 1A gezeigt ist. Außerdem tritt der Großteil der Fahr/Betriebsbedingungen für ein EPS-System typischerweise in einer Region der Motorhüllkurve auf, die näher beim Ursprung liegt, d. h. dort, wo das maximal verfügbare Motordrehmoment mehr oder weniger konstant ist, wie in 1A gezeigt ist. Jedoch kann ein EPS-System Zahnstangenbelastungen ausgesetzt sein, die höher als Nennlasten sind, was veranlasst, dass das System bei viel höheren Drehgeschwindigkeiten betrieben wird. Beispielsweise führt bei einem Experiment das Fahren auf einer Oberfläche abseits der Straße mit einem plötzlichen Bremsen zu Lenkungsbelastungen, die um 50% höher als typisch sind, was zu Motordrehgeschwindigkeiten führt, die um 100% höher als typisch sind. Dies ist ein komplexes nichtlineares Phänomen, das Faktoren betrifft, die die mechanische Konstruktion eines EPS, die Motorkonstruktion, die Steuerung und Kalibrierungen des Motors, die Steuerung und Kalibrierungen des EPS, die Dynamik des Fahrwerks usw. umfassen. Diese hohen Zahnstangenbelastungen können eine hohe Motordrehgeschwindigkeit in einem EPS-System verursachen, wodurch das in dem Prozess maximal verfügbare Motordrehmoment verringert wird, wie in 1A gezeigt ist. Wenn die Kombination aus hoher Motordrehgeschwindigkeit und reduziertem maximal verfügbarem Motordrehmoment auftritt, wie es beispielsweise in 1A gezeigt ist, ist der Motor möglicherweise nicht in der Lage, ausreichend Reaktionsdrehmoment zu erzeugen, um die Belastung der Zahnstange auszugleichen, die auf das EPS-System einwirkt. Dies kann zu einem zusätzlichen Anstieg der Motordrehgeschwindigkeit führen. Dieser Kreislauf setzt sich fort, was zu nicht gewünschten hohen Motordrehgeschwindigkeiten in einem EPS-System führt. Eine Aufgabenstellung besteht darin, dieses Phänomen zu erkennen und (z. B.) ein Motorreaktionsdrehmoment schnell aufzubringen, bevor die Motordrehgeschwindigkeit weiter ansteigt. Es gibt verschiedene Wege, um dieses Phänomen abzuschwächen.
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Ein Weg zum Abschwächen dieses Phänomens besteht darin, die mechanische Konstruktion eines EPS zu modifizieren, um die hohen Motordrehgeschwindigkeiten in dem System zu reduzieren. Jedoch kann diese Technik eine Verschlechterung des Lenkungsgefühls verursachen. Es kann ein Motor mit größerer Kapazität verwendet werden, um mehr Reaktionsdrehmoment bereitzustellen, jedoch würde dies erheblich größere Kosten bedeuten. Die Grenzen dieser beiden Verfahren machen einen Algorithmus zum aktiven Dämpfen zu einer wünschenswerten Option, um Effekte von hohen Zahnstangenbelastungen abzuschwächen.
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Ein aktives Dämpfen wird typischerweise in einem EPS-System verwendet, um das Lenkungsverhalten zu verbessern. Das
US-Patent 5,919,241 beschreibt die Verwendung des aktiven Dämpfens auf der Grundlage einer Lenkungsdrehgeschwindigkeit und anderer Signale, um eine gewünschte Frequenzantwort und ein gewünschtes Verhalten eines EPS-Systems zu erreichen. Auch die
US 6,647,329 B2 und die
US 6,122,579 beschreiben verschiedene Strategien für eine Dämpfungsfunktion. Das Patent
US 8,612,094 B2 präsentiert eine Strategie zur Skalierung einer frequenzabhängigen Motordämpfung beruhend auf dem Drehgeschwindigkeitssignal selbst. Die US-Patente
US 7,549,504 B2 und
US 2009/0157258 A1 präsentieren eine Methodik zum Aufbringen einer aktiven Dämpfung auf ein EPS-System, welche in verschiedenen Quadranten verschieden betrieben werden kann, wobei ein Quadrant auf der Grundlage eines Lenkraddrehmoments und einer Winkeldrehgeschwindigkeit definiert wird.
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Allgemein gesprochen werden Strategien zum aktiven Dämpfen in EPS-Systemen oft verwendet, um ein optimales Lenkungsgefühl und ein optimales Abweisen von Störungen durch die Straße für typische Fahrbedingungen zu liefern. Bei diesen Bedingungen liegen die Zahnstangenbelastungen innerhalb des typischen Betriebsbereichs eines EPS-Systems und die Motordrehgeschwindigkeiten sind niedriger (typische Fahrregion in der Motorhüllkurve von 1A). Um (wie vorstehend beschrieben) hohe Motordrehgeschwindigkeiten zu verhindern, wird ein viel höherer Betrag an Dämpfung gewünscht. Typischerweise werden derartige Dämpfungsamplituden bei normalen Fahrbedingungen nicht gewünscht. Folglich sollen diese hohen Dämpfungsamplituden außerhalb des typischen Fahrbetriebsbereichs und bei der Detektion des vorstehend beschriebenen Phänomens verwendet werden. Die Detektion dieses Phänomens ist essentiell, um diese Zahnstangenstörungen abzuschwächen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform umfasst ein System zum aktiven Dämpfen eines Servolenkungssystems ein Dämpfungsaktivierungsmodul, das ein Dämpfungsaktivierungssignal auf der Grundlage eines Motordrehgeschwindigkeitssignals, eines Torsionsstabdrehmomentsignals und eines endgültigen Motorbefehls erzeugt; ein Befehlsberechnungsmodul, das einen berechneten Befehl auf der Grundlage des Motordrehgeschwindigkeitssignals und eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals erzeugt; und ein Dämpfungsberechnungsmodul, das einen Dämpfungsbefehl auf der Grundlage des Dämpfungsaktivierungssignals und des berechneten Befehls erzeugt, wobei der Dämpfungsbefehl eine Motordrehgeschwindigkeit eines Motors des Servolenkungssystems reduziert, um eine Zahnstangenstörung abzuschwächen.
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In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum aktiven Dämpfen eines Servolenkungssystems bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst, dass ein Dämpfungsaktivierungssignal auf der Grundlage eines Motordrehgeschwindigkeitssignals, eines Torsionsstabdrehmomentsignals und eines endgültigen Motorbefehls ermittelt wird; dass ein berechneter Befehl auf der Grundlage des Motordrehgeschwindigkeitssignals und eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals ermittelt wird; und dass ein Dämpfungsbefehl auf der Grundlage des Dämpfungsaktivierungssignals und des berechneten Befehls erzeugt wird, wobei der Dämpfungsbefehl eine Motordrehgeschwindigkeit eines Motors des Servolenkungssystems reduziert, um eine Zahnstangenstörung abzuschwächen.
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Diese und andere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen offensichtlicher werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, wird speziell dargelegt und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung separat beansprucht. Die vorstehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen:
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1A eine Aufzeichnung einer Motorhüllkurve ist;
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1 ein Fahrzeuglenkungssystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
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2 ein Lenkungssystem mit aktiver Dämpfung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
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3 ein Dämpfungsmodul des Lenkungssystems mit aktiver Dämpfung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
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4 ein Dämpfungsaktivierungsmodul des Lenkungssystems mit aktiver Dämpfung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
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5 ein Befehlsberechnungsmodul in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist; und
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6 ein Verfahren zum aktiven Dämpfen eines Servolenkungssystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Mit Bezug nun auf die Figuren, bei denen die Erfindung mit Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wird, ohne sie einzuschränken, ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugs 10 dargestellt, das ein Lenkungssystem 12 enthält. In verschiedenen Ausführungsformen enthält das Lenkungssystem 12 ein Lenkrad 14, das mit einer Lenkwelle 16 gekoppelt ist. In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist das Lenkungssystem 12 ein elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System), das ferner eine Lenkungsunterstützungseinheit 18 enthält, welche mit der Lenkwelle 16 des Lenkungssystems 12 und mit einer linken Spurstange 20 und einer rechten Spurstange 22 des Fahrzeugs 10 gekoppelt ist. Es wird angemerkt, dass das Lenkungssystem 12 auch ein EPS mit Zahnstangenunterstützung (REPS) sein kann. Die Lenkungsunterstützungseinheit 18 enthält beispielsweise einen (nicht gezeigten) Lenkungsmechanismus mit einer Zahnstange und einem Ritzel, der durch die Lenkwelle 16 mit einem Lenkungsaktormotor und Getriebe gekoppelt sein kann. Wenn im Betrieb des Lenkrad 14 von einem Fahrzeugbediener gedreht wird, stellt der Motor der Lenkungsunterstützungseinheit 18 die Unterstützung zum Bewegen der linken Spurstange 20 und der rechten Spurstange 22 bereit, wodurch wiederum der linke bzw. rechte Lenkungsachsschenkel 24, 26 bewegt wird. Der linke Achsschenkel 24 ist mit einem linken Straßenrad 28 gekoppelt und der rechte Achsschenkel 26 ist mit einem rechten Straßenrad 30 des Fahrzeugs 10 gekoppelt.
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Wie in 1 gezeigt ist, enthält das Fahrzeug 10 ferner verschiedene Sensoren. In dem gezeigten Beispiel erfasst ein (nicht gezeigter) linker Radgeschwindigkeitssensor eine Drehdrehgeschwindigkeit des linken Rads 28, und ein (nicht gezeigter) rechter Radgeschwindigkeitssensor erfasst eine Drehdrehgeschwindigkeit des rechten Rads 30. Diese Sensoren können in einigen Ausführungsformen verwendet werden, um ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zu berechnen. Außerdem ist ein Drehmomentsensor 31 bereitgestellt, um ein Torsionsstabdrehmoment zu erfassen, welches auf das Lenkrad 14 aufgebracht wird. In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist der Drehmomentsensor 31 am Lenkrad 14 platziert, jedoch versteht es sich, dass der Drehmomentsensor 31 möglicherweise nicht immer in der Nähe oder an dem Lenkrad 14 platziert ist. In einigen Ausführungsformen ist ein Motordrehgeschwindigkeitssensor 32 in einem Lenkungsaktormotor enthalten, und er erfasst eine Drehgeschwindigkeit des Lenkungsaktormotors in der Lenkungsunterstützungseinheit 18. Der Motordrehgeschwindigkeitssensor 32 kann in der Lenkungsunterstützungseinheit 18 enthalten sein.
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Ein Steuerungsmodul 50 steuert den Betrieb des Lenkungssystems 12 auf der Grundlage eines oder mehrerer der Sensorsignale und ferner auf der Grundlage der Lenkungssteuerungssysteme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung.
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Das Steuerungsmodul 50 ermittelt einen Dämpfungsbefehl. Der Dämpfungsbefehl wird angewendet, wenn auf der Grundlage von Eingabesignalen in das Steuerungsmodul 50 bestimmte Bedingungen identifiziert werden, die einer hohen Zahnstangenbelastung entsprechen, wobei die Eingaben eine Motordrehgeschwindigkeit, ein Torsionsstabdrehmoment, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und einen endgültigen Motorbefehl umfassen.
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Mit Bezug auf 2 enthält das Steuerungsmodul 50 mindestens ein Dämpfungsmodul 62 und ein Modul 61 für einen endgültigen Befehl. Der Dämpfungsbefehl kann in Ansprechen auf eine plötzliche Erhöhung der Zahnstangenkraft über typische Werte hinaus angewendet werden. Wie nachstehend in größerem Detail beschrieben wird, kann der Dämpfungsbefehl eine Zahnstangenstörung abschwächen. Der Dämpfungsbefehl 52 kann von dem Modul 61 für einen endgültigen Befehl zu einem normalen Unterstützungsbefehl A addiert werden, um einen endgültigen Motorbefehl zu ermitteln, der an einen Motor der Lenkungsunterstützungseinheit 18, die in 1 gezeigt ist, gesendet wird (z. B. an einen EPS-Motor). Der endgültige Motorbefehl stellt ein vernünftiges Drehmoment für den Motor ein, das von dem Motor als Ausgabe erzeugt werden soll. Der Unterstützungsbefehl A kann eine Kombination aus Basisunterstützungssignalen und anderen Basisdämpfungssignalen, Rückführungssignalen usw. aus dem elektrischen Servolenkungssystem sein.
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In einigen Ausführungsformen empfängt das Steuerungsmodul 50 ein Motordrehgeschwindigkeitssignal, einen endgültigen Motorbefehl, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Torsionsstabdrehmoment. Die Motordrehgeschwindigkeit kann unter Verwendung eines Motordrehgeschwindigkeitssensors gemessen werden, der beispielsweise in der Lenkungsunterstützungseinheit 18 (1) enthalten ist, welcher die Drehgeschwindigkeit eines Motors der Lenkungsunterstützungseinheit 18 anzeigt. In einigen Ausführungsformen kann der endgültige Motorbefehl der Unterstützungsbefehl A sein, jedoch ist der Unterstützungsbefehl A nicht im Allgemeinen der endgültige Befehl, der gesendet wird.
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Wie nachstehend in größerem Detail beschrieben wird, wird der Dämpfungsbefehl von dem Dämpfungsmodul 62 bestimmt, um die Motordrehgeschwindigkeit zu steuern. In einer Ausführungsform kompensiert der Dämpfungsbefehl einen Anstieg der Motordrehgeschwindigkeit, der durch eine hohe Zahnstangenbelastung verursacht wird. Der Dämpfungsbefehl kann die Motordrehgeschwindigkeit des EPS-Systems reduzieren, wenn ein Dämpfungsaktivierungsmodul 64 des Dämpfungsmoduls 62 ein aktives Signal sendet (auf 1 gesetzt). Jedoch kann der Dämpfungsbefehl jeden plötzlichen Anstieg der Motordrehgeschwindigkeit kompensieren, der das verfügbare Motordrehmoment unter einen gegebenen Schwellenwert reduziert, indem er die Motordrehgeschwindigkeit reduziert.
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3 ist eine Herangehensweise zur Ermittlung des Dämpfungsbefehls unter Verwendung des Dämpfungsmoduls 62. Das Dämpfungsmodul 62 enthält das Dämpfungsaktivierungsmodul 64 und ein Befehlsberechnungsmodul 66. Das Dämpfungsaktivierungsmodul 64 empfängt als Eingaben die Motordrehgeschwindigkeit, einen endgültigen Motorbefehl und das Torsionsstabdrehmoment. Auf der Grundlage dieser Eingaben ermittelt das Dämpfungsaktivierungsmodul 64 das Dämpfungsaktivierungssignal.
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Das Befehlsberechnungsmodul 66 kann als Eingaben die Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Motordrehgeschwindigkeit empfangen. Auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motordrehgeschwindigkeit erzeugt das Befehlsberechnungsmodul 66 einen berechneten Befehl. Der berechnete Befehl wird an ein Dämpfungsberechnungsmodul 67 gesendet, bei dem der berechnete Befehl mit dem Dämpfungsaktivierungssignal multipliziert wird. Die Ausgabe des Dämpfungsberechnungsmoduls 67 ist das Produkt aus dem berechneten Befehl und dem Dämpfungsaktivierungssignal. Das Produkt, das von dem Dämpfungsberechnungsmodul 67 erzeugt wird, ist der Dämpfungsbefehl.
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4 stellt das Dämpfungsaktivierungsmodul 64 in größerem Detail dar. Das Dämpfungsaktivierungsmodul 64 enthält ein Modul 68 zur Drehgeschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage von Motorquadranten und ein Modul 70 zur Drehgeschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage des Torsionsstabdrehmoments. Das Modul 68 zur Drehgeschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage von Motorquadranten ermittelt, ob eine Amplitude der Motordrehgeschwindigkeit bei bestimmten Bedingungen einen Dämpfungsaktivierungsschwellenwert überschreitet. Wie gezeigt ist die Motordrehgeschwindigkeit eine Eingabe in das Dämpfungsaktivierungsmodul 64. Die Motordrehgeschwindigkeit wird an einen Amplitudenblock 72 gesendet und die Amplitude der Motordrehgeschwindigkeit wird an einen Drehgeschwindigkeitsschwellenwertkomparator 74 gesendet. Wenn die Amplitude der Motordrehgeschwindigkeit einen Dämpfungsaktivierungsschwellenwert überschreitet, gibt der Drehgeschwindigkeitsschwellenwertkomparator 74 den Boolschen Wert WAHR für das erste Motordrehgeschwindigkeitsaktivierungssignal aus; andernfalls wird das erste Motordrehgeschwindigkeitsaktivierungssignal auf FALSCH gesetzt.
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Zudem enthält das Modul 68 zur Drehgeschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage von Motorquadranten ein Vorzeichendetektionsmodul 76. Das Vorzeichendetektionsmodul 76 vergleicht die Vorzeichen des endgültigen Motorbefehls und des Motordrehgeschwindigkeitssignals. Wenn sich die Vorzeichen unterscheiden, gibt das Vorzeichendetektionsmodul 76 einen Vorzeichenaktivierungsbefehl aus, der auf den Boolschen Wert WAHR gesetzt ist; andernfalls wird der Vorzeichenaktivierungsbefehl auf FALSCH gesetzt. Das Modul 68 zur Drehgeschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage von Motorquadranten gibt den Wert WAHR für das Drehgeschwindigkeitsaktivierungssignal aus, wenn sowohl der Vorzeichenaktivierungsbefehl als auch das erste Motordrehgeschwindigkeitsaktivierungssignal WAHR sind; andernfalls gibt das Modul 68 zur Drehgeschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage von Motorquadranten für das Drehgeschwindigkeitsaktivierungssignal den Wert FALSCH aus.
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Das Modul 70 zur Drehgeschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage des Torsionsstabdrehmoments ermittelt, ob das Torsionsstabdrehmoment einen Schwellenwert überschreitet. Entsprechend wird ein Torsionsstabdrehmoment an einen Amplitudenblock 78 gesendet. Die Amplitude des Torsionsstabdrehmoments wird bei dem Torsionsstabschwellenwertblock 79 mit einem Torsionsstabdrehmomentschwellenwert verglichen, um festzustellen, ob die Amplitude des Torsionsstabdrehmoments einen Schwellenwert des Torsionsstabdrehmoments überschreitet. Von dem Torsionsstabschwellenwertblock 79 wird ein Torsionsstabdrehmoment-Aktivierungssignal erzeugt, wenn die Amplitude des Torsionsstabdrehmoments den Schwellenwert des Torsionsstabdrehmoments überschreitet. In einigen Ausführungsformen kann das Torsionsstabdrehmoment-Aktivierungssignal auf den Boolschen Wert WAHR gesetzt werden, wenn die Amplitude des Torsionsstabdrehmoments den Schwellenwert des Torsionsstabdrehmoments überschreitet; andernfalls kann der Vorzeichenaktivierungsbefehl auf FALSCH gesetzt werden.
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Zudem ermittelt das Modul 70 zur Drehgeschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage des Torsionsstabdrehmoments, ob eine Amplitude der Motordrehgeschwindigkeit einen zweiten Drehgeschwindigkeitsaktivierungsschwellenwert überschreitet. Wie gezeigt, ist die Amplitude der Motordrehgeschwindigkeit eine Eingabe in das Modul 70 zur Drehgeschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage des Torsionsstabdrehmoments. Die Amplitude der Motordrehgeschwindigkeit wird an einen zweiten Schwellenwertkomparator 80 gesendet. Wenn die Amplitude der Motordrehgeschwindigkeit den zweiten Drehgeschwindigkeitsaktivierungsschwellenwert überschreitet, wird ein zweites Motordrehgeschwindigkeitsaktivierungssignal von dem zweiten Schwellenwertkomparator 80 auf den Boolschen Wert WAHR gesetzt; andernfalls wird das zweite Motordrehgeschwindigkeitsaktivierungssignal auf FALSCH gesetzt.
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Das Modul 70 zur Drehgeschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage des Torsionsstabdrehmoments ermittelt ferner, ob sich die numerischen Vorzeichen des Torsionsstabdrehmomentsignals und des Motordrehgeschwindigkeitssignals unterscheiden. Wenn sich die Vorzeichen unterscheiden, setzt ein zweites Vorzeichendetektionsmodul 82 einen zweiten Vorzeichenaktivierungsbefehl auf den Boolschen Wert WAHR; andernfalls wird der zweite Vorzeichenaktivierungsbefehl auf FALSCH gesetzt.
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In einigen Ausführungsformen ermittelt das Modul 70 zur Drehgeschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage des Torsionsstabdrehmoments, ob das Torsionsstabdrehmoment-Aktivierungssignal, das zweite Motordrehgeschwindigkeitsaktivierungssignal und der zweite Vorzeichenaktivierungsbefehl bei einem logischen UND-Block vorhanden sind und es gibt ein auf dem Torsionsstabdrehmoment beruhendes Drehgeschwindigkeitsaktivierungssignal aus, das auf den Boolschen Wert WAHR gesetzt ist, wenn die UND-Bedingung von den vorhandenen Signalen erfüllt wird. Andernfalls kann das auf dem Torsionsstabdrehmoment beruhende Drehgeschwindigkeitsaktivierungssignal auf FALSCH gesetzt werden.
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Bei Block 84 detektiert ein logischer ODER-Block, ob das Drehgeschwindigkeitsaktivierungssignal oder das auf dem Torsionsstabdrehmoment beruhende Analyseaktivierungssignal aktiv sind (z. B. ob sie auf den Boolschen Wert WAHR gesetzt sind). Wenn eines der Signale aktiv ist, gibt der logische ODER-Block ein ungefiltertes Aktivierungslogiksignal aus, das auf einen numerischen Wert von 1 gesetzt ist, der dem Boolschen Wert WAHR entspricht. Andernfalls kann die Ausgabe des logischen Blocks 84 auf einen numerischen Wert von 0 gesetzt werden, der dem Boolschen Zustand FALSCH entspricht. In einigen Ausführungsformen kann das ungefilterte Aktivierungslogiksignal mit Hilfe eines Tiefpassfilters 85 einer weiteren Filterung unterzogen werden. Die Ausgabe des Tiefpassfilters 85 kann ein stetiges Signal mit einem Wert sein, der zwischen 0 und 1 schwankt. Die Ausgabe des Tiefpassfilters 85 kann an einen Komparator 86 gesendet werden, um festzustellen, ob die Ausgabe des Tiefpassfilters 85 einen Schwellenwert überschritten hat. Wenn der Schwellenwert des Komparators überschritten ist, gibt das Dämpfungsaktivierungsmodul 64 dann das Dämpfungsaktivierungssignal als numerischen Wert 1 aus (dem Boolschen WAHR entsprechend); andernfalls wird das Dämpfungsaktivierungssignal auf den numerischen Wert 0 gesetzt (der dem Boolschen FALSCH entspricht). Das Dämpfungsaktivierungssignal wird ferner an ein Dämpfungsberechnungsmodul 67 (3) gesendet.
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5 stellt das Befehlsberechnungsmodul 66 in größerem Detail dar. Das Befehlsberechnungsmodul 66 empfängt als Eingaben die Motordrehgeschwindigkeit und die Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird an eine Nachschlagetabelle 90 für die Fahrzeuggeschwindigkeit gesendet, um eine von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Dämpfungsverstärkung zu erzeugen. Die in der Nachschlagetabelle 90 für die Fahrzeuggeschwindigkeit gespeicherte Dämpfungsverstärkung kann reduziert sein, um mit geringeren Fahrzeuggeschwindigkeiten zu korrespondieren.
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Das Befehlsberechnungsmodul 66 erzeugt außerdem einen Skalierungsfaktor zwischen 0 und 1 aus einer Nachschlagetabelle 92 auf der Grundlage der Motordrehgeschwindigkeit unter Verwendung der Motordrehgeschwindigkeit als Eingabe. Im Allgemeinen entsprechen die Motordrehgeschwindigkeiten mit größerer Amplitude einem Faktor, der sich einem Wert von 1 nähert. Im Betrieb wird eine Amplitude der Motordrehgeschwindigkeit bei Block 91 erzeugt und an die Nachschlagetabelle 92 für die Motordrehgeschwindigkeit gesendet. Die Nachschlagetabelle 92 für die Motordrehgeschwindigkeit kann ein Interpolations-Endwertverfahren verwenden, um den auf der Motordrehgeschwindigkeit beruhenden Skalierungsfaktor zu erzeugen.
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Der Befehl für einen auf der Motordrehgeschwindigkeit beruhenden Skalierungsfaktor wird dann zusammen mit der Motordrehgeschwindigkeit und der von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Dämpfungsverstärkung an einen Multiplizierer 94 gesendet. Der Multiplizierer 94 gibt einen berechneten Befehl auf der Grundlage eines Produkts aus dem auf der Motordrehgeschwindigkeit beruhenden Skalierungsfaktor, dem Motordrehgeschwindigkeitssignal und der von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Dämpfungsverstärkung (z. B. einer Dämpfungsverstärkung, die aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal berechnet wurde) aus.
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Wie in 3 beschrieben wurde, werden der berechnete Befehl und das Aktivierungssignal von dem Dämpfungsberechnungsmodul 67 multipliziert, um den Dämpfungsbefehl zu erzeugen.
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6 veranschaulicht ein Verfahren 600 zum aktiven Dämpfen eines Servolenkungssystems. Bei Block 602 wird ein Dämpfungsaktivierungssignal auf der Grundlage eines Motordrehgeschwindigkeitssignals, eines Torsionsstabdrehmomentsignals und eines endgültigen Motorbefehls ermittelt. Bei Block 604 wird ein berechneter Befehl auf der Grundlage des Motordrehgeschwindigkeitssignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals ermittelt. Bei Block 606 wird ein Dämpfungsbefehl auf der Grundlage des Dämpfungsaktivierungsbefehls und des berechneten Befehls ermittelt. Der Dämpfungsbefehl kann eine Motordrehgeschwindigkeit eines Motors des Servolenkungssystems reduzieren.
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In verschiedenen Ausführungsformen können die vorstehend beschriebenen Module ein oder mehrere Teilmodule und Datenspeicher enthalten. Die Begriffe Modul und Teilmodul bezeichnen, so wie sie hier verwendet werden, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, oder eine kombinatorische Logikschaltung. Es ist festzustellen, dass die Teilmodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden können.
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Obwohl die Erfindung im Detail in Verbindung mit nur einer beschränkten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es leicht zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist. Stattdessen kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von Variationen, Veränderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen aufzunehmen, die hier vorstehend nicht beschrieben wurden, welche aber mit dem Grundgedanken und Umfang der Erfindung übereinstimmen. Obwohl verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, versteht es sich außerdem, dass Aspekte der Erfindung nur einige der beschriebenen Ausführungsformen enthalten können. Folglich darf die Erfindung nicht so aufgefasst werden, dass sie auf die vorstehende Beschreibung beschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5919241 [0005]
- US 6647329 B2 [0005]
- US 6122579 [0005]
- US 8612094 B2 [0005]
- US 7549504 B2 [0005]
- US 2009/0157258 A1 [0005]
