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TECHNISCHES GEBIET
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Die Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Kalibrierungssystem und ein Verfahren zum Abstimmen einer Kalibrierungstabelle für eine elektrische Servolenkung mit dem Kalibrierungssystem.
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HINTERGRUND
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Ein Fahrzeug kann mit einer elektrischen Servolenkung ausgestattet sein. Die elektrische Servolenkung verwendet einen Elektromotor zur Unterstützung des Fahrers des Fahrzeugs zwecks Drehens des Lenkrades des Fahrzeugs. Sensoren erfassen die Position und das Drehmoment der Lenksäule und/oder des Lenkrades sowie die aktuellen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, und eine Lenksteuerung bringt ein unterstützendes Drehmoment auf den Motor auf, um die Höhe des Drehmoments zu verringern, das der Fahrer zwecks Drehens des Lenkrads aufbringen muss, um dadurch die Lenkräder des Fahrzeugs einzuschlagen.
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Die Höhe des unterstützenden Drehmoments, das die Lenksteuerung zwecks Aufbringens auf den Motor steuert, variiert abhängig von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs. Die Fahrzeugsteuerung kann auf eine Kalibrierungstabelle zurückgreifen, die verschiedene Betriebsbedingungen des Fahrzeugs einem gewünschten unterstützenden Drehmoment zuordnet. Die Kalibrierungstabelle wird in einem elektronischen Speicher der Lenksteuerung gespeichert. Die Kalibrierungstabelle muss definiert werden, um eine gewünschte Höhe des unterstützenden Drehmoments für die verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs bereitzustellen. Wenn die Höhe des unterstützenden Drehmoments zu gering ist, benötigt das Lenkrad ein höheres Drehmoment-Niveau seitens des Fahrers, was manchen Fahrern unerwünscht sein kann. Alternativ, wenn das unterstützende Drehmoment zu hoch ist, kann das Lenkrad zu frei drehen, was manchen Fahrern ebenfalls unerwünscht sein kann. Das Definieren der Werte des unterstützenden Drehmoments in der Kalibrierungstabelle kann als Abstimmen der Kalibrierungstabelle bezeichnet werden und erfolgt üblicherweise während der Fahrzeugentwicklung.
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Es ist schwer, elektrische Servolenkungen elektronisch zu formen. Dementsprechend erfolgte das Abstimmen der Kalibrierungstabelle für elektrische Servolenkungen in der Vergangenheit durch Installieren der elektrischen Servolenkung in einem Prototyp-Fahrzeug, Probefahren des Prototyp-Fahrzeugs mit einer definierten Kalibrierungstabelle, und sodann Einstellen der Kalibrierungstabelle basierend auf dem subjektiven Empfinden des Fahrers des Prototyp-Fahrzeugs.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Kalibrierungssystem zum Abstimmen einer Kalibrierungstabelle für eine elektrische Servolenkung eines Fahrzeugs wird bereitgestellt. Das Kalibrierungssystem beinhaltet eine Stellgliedmaschine, die betreibbar ist, um die elektrische Servolenkung zu unterstützen, und Eingangskräfte und einen Lenkwinkel auf die elektrische Servolenkung als Reaktion auf einen Steuereingang aufzubringen, um Bewegung eines Fahrzeugs zu simulieren. Ein Fahrzeugsimulator wird in elektrischer Kommunikation mit der Stellgliedmaschine angeordnet. Der Fahrzeugsimulator kommuniziert den Steuereingang an die hydraulische Maschine und empfängt ein erfasstes Lenkansprechen von der elektrischen Servolenkung. Der Fahrzeugsimulator beinhaltet einen Prozessor und nicht-vorübergehenden Speicher, in dem computerausführbare Anweisungen aufgezeichnet sind, einschließlich eines Simulator-Algorithmus und eines fahrzeugdynamischen mathematischen Modells. Das fahrzeugdynamische mathematische Modell modelliert die Betriebseigenschaften eines bestimmten Fahrzeugs. Der Simulator-Algorithmus ist betreibbar zum Zurückgreifen auf das fahrzeugdynamische mathematische Modell und Erzeugen des Steuereingangs davon, welcher die Bewegung und den Betrieb des bestimmten Fahrzeugs für bestimmte Betriebsbedingungen simuliert.
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Ein Verfahren zum Abstimmen einer Kalibrierungstabelle für eine elektrische Servolenkung eines Fahrzeugs wird ebenfalls bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Verbinden der elektrischen Servolenkung mit einer Stellgliedmaschine. Die Stellgliedmaschine ist betreibbar, um Bewegung des Fahrzeugs zu simulieren. Ein Steuereingang wird von einem Simulator an die Stellgliedmaschine kommuniziert. Eine Vielzahl von Eingangskräften und Lenkwinkeln werden mit der Stellgliedmaschine auf die elektrische Servolenkung aufgebracht, basierend auf dem Steuereingang des Fahrzeugsimulators. Die elektrische Servolenkung wird mit einer Lenksteuerung zwecks Eingabe einer Lenkvorgabe gesteuert. Die Lenksteuerung verwendet die Kalibrierungstabelle, um die Lenkvorgabe zu definieren, basierend auf den aufgebrachten Eingangskräften und Lenkwinkeln. Ein Lenkansprechen in der elektrischen Servolenkung als Reaktion auf die eingegebene Lenkvorgabe wird mit einem Drehmomentsensor erfasst. Die Kalibrierungstabelle wird neu definiert, um einen Lenkvorgabewert einzustellen, basierend auf dem erfassten Lenkansprechen für die aufgebrachten Eingangskräfte.
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Dementsprechend verwendet das Verfahren zum Abstimmen der Kalibrierungstabelle das Kalibrierungssystem zum Entwickeln der Kalibrierungstabelle ohne Verwendung eines realen Prototyp-Fahrzeugs. Die Kalibrierungstabelle für die elektrische Servolenkung kann beispielsweise in einer Werkstatt abgestimmt werden, unabhängig von der Umgebungstemperatur, Wetter- und/oder Straßenverhältnissen. Zusätzlich kann die Kalibrierungstabelle nach vordefinierten Metriken abgestimmt werden, wodurch Konsistenz unter den mit der Abstimmung befassten Ingenieuren erreicht wird.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren lassen sich leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Durchführungsmodi der Lehren ableiten, wenn diese in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen betrachtet werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm eines Simulatorsystems, das einen Fahrzeugsimulator und eine Stellgliedmaschine beinhaltet.
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2 ist eine schematische, perspektivische Ansicht der Stellgliedmaschine, die eine elektrische Servolenkung unterstützt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass Begriffe, wie „über”, „unter”, „nach oben”, „nach unten”, „oben”, „unten” usw., beschreibend für die Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen des Umfangs der durch die beigefügten Ansprüche definierten Offenbarung darstellen. Darüber hinaus können die hierin enthaltenen Lehren in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedenen Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die dafür konfiguriert sind, die spezifizierten Funktionen auszuführen.
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In den Figuren, in denen die Bauteile in mehreren Ansichten nummeriert dargestellt sind, handelt es sich bei 20 der 1 im Allgemeinen um das Kalibrierungssystem. Das Kalibrierungssystem 20 dient zur Abstimmung einer Kalibrierungstabelle 38 für eine elektrische Servolenkung 22. Die Kalibrierungstabelle 38 ordnet verschiedene Betriebsbedingungen des Fahrzeugs einer gewünschten Lenkvorgabe zu. Die Lenkvorgabe kann beispielsweise ein Unterstützungsdrehmoment beinhalten, das durch eine Elektromaschine 30 der elektrischen Servolenkung 22 auf eine Komponente des Lenksystems aufgebracht wird, um einen Bediener beim Drehen des Lenkrads des Fahrzeugs zu unterstützen. Dementsprechend versteht es sich, dass die Höhe des durch die Elektromaschine 30 aufgebrachten Unterstützungsdrehmoments variiert, und von den aktuellen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs abhängig ist. Die Lenkvorgabewerte, d. h. das Unterstützungsdrehmoment für die verschiedenen möglichen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, werden durch die Kalibrierungstabelle 38 definiert und in dieser gespeichert. Während der Produktentwicklung wird die Kalibrierungstabelle 38 „abgestimmt”, d. h. angepasst oder modifiziert, um die optimale Unterstützungsdrehmoment-Höhe für die verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs zu bestimmen. Die Kalibrierungstabelle 38 ist spezifisch für einzelne Fahrzeugdesigns und/oder einzelne Lenksystem-Konfigurationen bestimmt, sodass jedes neue Fahrzeugdesign und/oder Konfiguration der elektrischen Servolenkung 22, das eine Servolenkung-Kalibrierungstabelle 38 verwendet, eine Abstimmung der Kalibrierungstabelle 38 auf das spezifische Fahrzeugdesign und/oder Konfiguration erforderlich macht.
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Bezugnehmend auf 2 beinhaltet die elektrische Servolenkung 22 typischerweise eine Zahnstange 24, die mit einer linken Spurstange 26 und einer rechten Spurstange 28 gekoppelt ist, und eine Elektromaschine 30, betreibbar zwecks Aufbringens einer variablen Drehmomenthöhe auf die Zahnstange 24. Die linke Spurstange 26 und die rechte Spurstange 28 beinhalten jeweils einen Kraftaufnehmer zur Eingabe von Kräften in ihre jeweiligen Spurstangen. Die Zahnstange 24 ist mit der linken Spurstange 26 und der rechten Spurstange 28 über die Zahnstange verbunden. Eine Zwischenwelle 32 ist an der Zahnstange 24 befestigt und verbindet die Zahnstange 24 mit einem Lenkstellglied 34. Das Lenkstellglied 34 beinhaltet einen Drehmomentsensor 56 und einen Lenkwinkelsensor 60. Der Drehmomentsensor 56 dient zum Erfassen einer Lenkdrehmoment-Rückkopplung in der Zwischenwelle 32. Der Lenkwinkelsensor 60 dient zum Erfassen und/oder Bestimmen einer Winkelstellung der Zwischenwelle 32, und dient zur Eingabe eines Lenkwinkels in die Zwischenwelle 32.
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Die elektrische Servolenkung 22 beinhaltet des Weiteren eine Lenksteuerung 36. Die Lenksteuerung 36 und die Elektromaschine 30 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet und mit der Zahnstange 24 verbunden. Die Lenksteuerung 36 kann ein Steuermodul oder einen Computer beinhalten, die betreibbar sind, um den Betrieb der elektrischen Servolenkung 22 zu steuern. Die Lenksteuerung 36 kann einen Prozessor beinhalten, sowie über alle Software, Hardware, Speicher, Algorithmen, Verbindungen, Sensoren usw. verfügen, die zur Verwaltung und den Betrieb der elektrischen Servolenkung 22 notwendig sind. Es versteht sich, dass die Lenksteuerung 36 jedwede Vorrichtung enthalten kann, die in der Lage ist, Daten von verschiedenen Sensoren oder anderen Geräten zu analysieren, Daten zu vergleichen, die erforderlichen Entscheidungen zu treffen, die zur Steuerung der elektrischen Servolenkung 22 und zur Ausführung der notwendigen Betriebsschritte des der elektrischen Servolenkung 22 nötig sind.
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Die Lenksteuerung 36 kann durch einen oder mehrere Digital- oder Host-Rechner verkörpert sein, die jeweils über einen oder mehrere Prozessoren, Nur-Lese-Speicher (ROM), Schreib-Lesespeicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), optische Laufwerke, Magnetlaufwerke usw., einen Hochgeschwindigkeitstakt, Analog/Digital(A/D)-Schaltungen, Digital/Analog(D/A)-Schaltungen und alle erforderlichen Eingabe/Ausgabe(E/A)-Schaltungen, Ein-/Ausgabegeräte und Kommunikationsschnittstellen sowie Signalkonditionierungs- und Pufferschaltungen verfügen.
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Der computerlesbare Speicher kann jedes beliebige materielle/dauerhafte Medium beinhalten, das an der Bereitstellung von Daten oder computerlesbaren Anweisungen teilnimmt. Speicher kann nicht-flüchtig oder flüchtig sein. Nichtflüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Disketten und andere persistente Speicher beinhalten. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamischen Schreib-Lesespeicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) beinhalten, der einen Hauptspeicher bilden kann. Zu weiteren Beispielen von Ausführungsformen von Speicher gehören eine Diskette, eine flexible Disk oder eine Festplatte, ein Magnetband oder andere magnetische Medien, eine CD-ROM, DVD bzw. andere optische Medien sowie andere mögliche Speicherelemente, wie Flash-Speicher.
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Die Lenksteuerung 36 beinhaltet einen greifbaren, nicht-vorübergehenden Speicher, in dem von Computern ausführbare Anweisungen aufgezeichnet sind, einschließlich eines Servolenkauswahl-Algorithmus. Der Prozessor der Lenksteuerung 36 ist zum Ausführen des Servolenkauswahl-Algorithmus konfiguriert. Der Servolenkauswahl-Algorithmus implementiert ein Verfahren zur Auswahl eines für die elektrische Servolenkung 22 einzugebenden Lenkvorgabewertes. Die Lenkvorgabe kann beinhalten oder anderenfalls definiert werden als ein Unterstützungsdrehmoment. Der Servolenkauswahl-Algorithmus greift auf die Kalibrierungstabelle 38 zurück, um einen Lenkvorgabewert zu definieren, basierend auf den aktuellen Betriebsbedingungen. Dementsprechend kann die Kalibrierungstabelle 38 in einer Speichervorrichtung der Lenksteuerung 36 in Form einer Datei oder dergleichen gespeichert werden.
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Bezugnehmend auf 1 beinhaltet das Kalibrierungssystem 20 eine Stellgliedmaschine 40 und einem Fahrzeugsimulator 42. Die Stellgliedmaschine 40 ist betreibbar, um die elektrische Servolenkung 22 zu unterstützen, und Eingangskräfte und Lenkwinkel auf die elektrische Servolenkung 22 als Reaktion auf einen Steuereingang 44 von dem Fahrzeugsimulator 42 aufzubringen, um Bewegung eines Fahrzeugs zu simulieren. Eine Ausführungsform der Stellgliedmaschine 40 beinhaltet eine Vielzahl von hydraulischen Stellgliedern, um die elektrische Servolenkung 22 zwecks Simulierens des Betriebs eines Fahrzeugs in mehreren Richtungen zu bewegen. Die Stellgliedmaschine 40 kann beispielsweise fünf Freiheitsgrade zur Simulierung eines Fahrzeug-Rüttelns, eines Fahrzeug-Ausfederns, eines Lenkwinkels, einer Fahrzeug-Linkskurve und einer Fahrzeug Rechtskurve beinhalten. Die Steuereingänge 44 beinhalten die Lenkwinkeleingabe vom Lenkstellglied 34 und Spurstangen-Kräfteeingang von den Kraftaufnehmern in der linken Spurstange 26 und der rechten Spurstange 28. Die Stellgliedmaschine 40 erfasst in Ausgabe, also Lenkdrehmoment-Rückkopplung. Die Lenkdrehmoment-Rückkopplung wird durch den Drehmomentsensor 56 erfasst, welcher im Lenkstellglied 34 angeordnet ist.
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Der Fahrzeugsimulator 42 ist in elektrischer Kommunikation mit der Stellgliedmaschine 40 angeordnet. Der Fahrzeugsimulator 42 überträgt die Steuereingänge 44 an die hydraulischen Maschine und zum empfängt die Lenkdrehmoment-Rückkopplung, hierin im Folgenden als Lenkansprechen 46 bezeichnet, von der elektrischen Servolenkung 22. Insbesondere das Lenkstellglied 34 erfasst das erfasste Lenkansprechen 46 von der elektrischen Servolenkung 22 und kommuniziert das erfasste Lenkansprechen 46 an den Fahrzeugsimulator 42, wie nachfolgend näher beschrieben. Der Fahrzeugsimulator 42 und die Stellgliedmaschine 40 können in jeder geeigneten Weise kommunizieren, beispielsweise durch ein Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsprotokoll.
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Der Fahrzeugsimulator 42 kann einen Computer oder eine andere ähnliche Vorrichtung beinhalten, die betreibbar ist, um den Betrieb der Stellgliedmaschine 40 zu steuern. Der Fahrzeugsimulator 42 kann einen Prozessor beinhalten sowie über alle Software, Hardware, Speicher, Algorithmen, Verbindungen, Sensoren, CAN-Kommunikationsmodule usw. verfügen, die zur Verwaltung und den Betrieb der Stellgliedmaschine 40 notwendig sind. Ein solches, nachstehend beschriebenes Verfahren zum Abstimmen der Kalibrierungstabelle 38 kann mindestens teilweise als auf dem Fahrzeugsimulator 42 betreibbares Programm implementiert sein. Es versteht sich, dass der Fahrzeugsimulator 42 jedwede Vorrichtung enthalten kann, die in der Lage ist, Daten von verschiedenen Sensoren oder anderen Geräten zu analysieren, Daten zu vergleichen, die erforderlichen Entscheidungen zu treffen, die zur Steuerung der Stellgliedmaschine 40 und zur Ausführung der notwendigen Betriebsschritte der Stellgliedmaschine 40 nötig sind.
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Der Fahrzeugsimulator 42 kann durch einen oder mehrere Digital- oder Host-Rechner verkörpert werden, die jeweils über einen oder mehrere Prozessoren, Nur-Lese-Speicher (ROM), Schreib-Lesespeicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), optische Laufwerke, Magnetlaufwerke usw., einen Hochgeschwindigkeitstakt, Analog/Digital(A/D)-Schaltungen, Digital/Analog(D/A)-Schaltungen und alle erforderlichen Eingabe/Ausgabe(E/A)-Schaltungen, Ein-/Ausgabegeräte und Kommunikationsschnittstellen sowie Signalkonditionierungs- und Pufferschaltungen verfügen.
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Der computerlesbare Speicher kann jedes beliebige materielle/dauerhafte Medium beinhalten, das an der Bereitstellung von Daten oder computerlesbaren Anweisungen teilnimmt. Speicher kann nicht-flüchtig oder flüchtig sein. Nichtflüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Disketten und andere persistente Speicher beinhalten. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamischen Schreib-Lesespeicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) beinhalten, der einen Hauptspeicher bilden kann. Zu weiteren Beispielen von Ausführungsformen von Speicher gehören eine Diskette, eine flexible Disk oder eine Festplatte, ein Magnetband oder andere magnetische Medien, eine CD-ROM, DVD bzw. andere optische Medien sowie andere mögliche Speicherelemente, wie Flash-Speicher.
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Der Fahrzeugsimulator 42 kann einen greifbaren, nicht-vorübergehenden Speicher, in dem computerausführbare Anweisungen aufgezeichnet sind, beinhalten, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf einen Simulator-Algorithmus 48, ein fahrzeugdynamisches mathematisches Modell 50 und einen Animation-Algorithmus 52. Der Prozessor des Fahrzeugsimulators 42 ist konfiguriert zum Ausführen des Simulator-Algorithmus 48, des fahrzeugdynamischen mathematischen Modells 50 und des Animation-Algorithmus 52.
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Das fahrzeugdynamische mathematische Modell 50 ist ein mathematisches Modell des spezifischen Fahrzeugs, auf das die Kalibrierungstabelle 38 abzustimmen ist. Das fahrzeugdynamische mathematische Modell 50 beschreibt den physischen Aufbau und die Betriebseigenschaften des spezifischen Fahrzeugs. Das fahrzeugdynamische mathematische Modell 50 kann als Programm oder Dateiensatz in dem Speicher des Fahrzeugsimulators 42 gespeichert werden. Das fahrzeugdynamische mathematische Modell 50 beschreibt die Fahrzeugmasse und -lasten, Fahrzeug-Kinematik und Nachgiebigkeit, Schwerpunkt, Reifenkennlinien, Fahrzeug-Ausrichtung und -geometrie usw. Das fahrzeugdynamische mathematische Modell 50 kann jegliche physischen Attribute des Fahrzeugs, welche simuliert werden, beschreiben, sowohl hierin genannte als auch nicht genannte.
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Der Simulator-Algorithmus 48 simuliert den Betrieb eines oder mehrerer Steuermodule des spezifischen Fahrzeugs, auf das die Kalibrierungstabelle 38 abzustimmen ist. Dementsprechend muss der Simulator-Algorithmus 48 für jedes spezifische Fahrzeug programmiert werden. Der Simulator-Algorithmus 48 greift zurück auf und/oder wirkt mit dem fahrzeugdynamischen mathematischen Modell 50 zusammen, um die Steuereingänge 44 zu erzeugen, die zur Steuerung der Stellgliedmaschine 40 zwecks Simulierens der Bewegung und des Betriebs des spezifischen Fahrzeugs verwendet wird. Es versteht sich, dass die Steuereingänge 44 mehr als einen einzigen Befehl beinhalten können, sowie typischerweise mehrere Befehle beinhalten, beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf einen Lenkwinkel, eine linke Spurstangenkraft und/oder eine rechte Spurstangenkraft. Der Simulator-Algorithmus 48 umfasst sämtliche Ein-/Ausgabesignale und Kommunikationsprotokolle zwischen realen und virtuellen Steuereinheiten. Der Simulator-Algorithmus 48 kann ebenfalls mathematische Korrektive und mathematische Äquivalenten von Subsystemkomponenten enthalten.
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Der Fahrzeugsimulator 42 kann des Weiteren den Animation-Algorithmus 52 beinhalten. Der Animation-Algorithmus 52 kann verwendet werden, um eine visuellen Darstellung auf einer Anzeigevorrichtung 54 zu erzeugen. Die visuelle Darstellung kann beispielsweise eine Ansicht des sich entlang einer dem Steuereingang 44 entsprechenden Bahn bewegenden Fahrzeugs beinhalten. Wenn der Steuereingang 44 beispielsweise definiert ist, eine linke Kurve zu simulieren, kann die visuelle Darstellung anzeigen, dass das Fahrzeug eine linke Kurve einschlägt. Die visuelle Darstellung zeigt die geschätzte Bewegung des Fahrzeugs, während die Stellgliedmaschine die elektrische Servolenkung 22 manipuliert, basierend auf dem Steuereingang 44 vom Fahrzeugsimulator 42. Die Anzeigevorrichtung 54 kann jede beliebige Vorrichtung beinhalten, die zum Anzeigen eines bewegten Bildes geeignet ist, beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf einen Computermonitor oder eine andere ähnliche Vorrichtung.
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Das Verfahren zum Abstimmen der Kalibrierungstabelle 38 für die elektrische Servolenkung 22 wird nachstehend beschrieben. Zum Abstimmen der Kalibrierungstabelle 38 muss das fahrzeugdynamische mathematische Modell 50 definiert werden. Wie oben erwähnt, wird das fahrzeugdynamische mathematische Modell 50 zur Modellierung der Betriebseigenschaften des spezifischen Fahrzeugs, auf das die Servolenkung-Kalibrierungstabelle 38 abzustimmen ist, verwendet. Nachdem das fahrzeugdynamische mathematische Modell 50 definiert ist, wird es im Speicher des Fahrzeugsimulators 42 oder einer anderen geeigneten Vorrichtung, mit welcher es verlinkt oder anderweitig verbunden ist, und mit dem Fahrzeugsimulator 42 simulieren kann, gespeichert.
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Der Simulator-Algorithmus 48 muss ebenfalls definiert und im Speicher des Fahrzeugsimulators 42 gespeichert werden. Wie bereits angegeben, simuliert der Simulator-Algorithmus 48 den Betrieb der Steuermodule des spezifischen Fahrzeugs, auf das die Servolenkung-Kalibrierungstabelle 38 abzustimmen ist. Der Simulator-Algorithmus 48 greift zurück auf und/oder wirkt mit dem fahrzeugdynamischen mathematischen Modell 50 zusammen, um eine mathematische Äquivalente eines simulierten Fahrzeugs zu erzeugen, das zur Erzeugung der Steuereingänge 44 zwecks Steuerns der Stellgliedmaschine 40 verwendet wird.
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Die elektrische Servolenkung 22 kann sodann mit der Stellgliedmaschine 40 verbunden werden. Wie bereits angegeben, ist die Stellgliedmaschine 40 betreibbar, um Bewegung des Fahrzeugs als Reaktion auf die Steuereingänge 44 vom Fahrzeugsimulator 42 zu simulieren. Sobald die elektrische Servolenkung 22 mit der Stellgliedmaschine 40 verbunden ist, müssen die elektrische Servolenkung 22 und die Stellgliedmaschine 40 so eingestellt werden, dass ein Lenkdrehmoment der elektrischen Servolenkung 22 ungefähr gleich null ist. Dementsprechend wird das System nullgesetzt, um das Testverfahren zu starten. Das Lenkdrehmoment in der elektrischen Servolenkung 22 wird auf null eingestellt, bevor der Steuereingang 44 an die Stellgliedmaschine 40 kommuniziert wird, sodass eine genaue Messung des als Reaktion ausschließlich auf die Steuereingänge 44 erzeugten Lenkdrehmoments gemessen werden kann.
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Die Einstellung der elektrischen Servolenkung 22 und der Stellgliedmaschine 40, sodass das Lenkdrehmoment ungefähr gleich null ist, kann beispielsweise das erfassen des Lenkdrehmoments in der elektrischen Servolenkung 22 und das elektronische Kommunizieren des erfassten Lenkdrehmoments an den Fahrzeugsimulator 42 beinhalten. In dieser Form ist das Kalibrierungssystem 20 ein geschlossener Regelkreis, der Rückkopplung von der Stellgliedmaschine 40 an den Fahrzeugsimulator 42 liefert. Das Lenkdrehmoment in der elektrischen Servolenkung 22 kann in jeder geeigneten Weise erfasst werden. Das Lenkstellglied 34 kann beispielsweise den Drehmomentsensor 56 beinhalten, welcher zum Messen der Drehmoment-Rückkopplung in der Zwischenwelle 32, als Reaktion auf die aufgebrachten Steuereingänge 44, geeignet ist. Der Fahrzeugsimulator 42 kann die Stellgliedmaschine 40 sodann automatisch entsprechend einstellen, bis das erfasste Lenkdrehmoment im Wesentlichen gleich null ist, und die Stellgliedmaschine 40 positioniert ist, um eine vorwärtsgerichtete geradlinige, einklängige Bewegung zu simulieren.
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Sobald die elektrische Servolenkung 22 und die Stellgliedmaschine 40 nullgesetzt wurden, können die Steuereingänge 44 vom Fahrzeugsimulator 42 an die Stellgliedmaschine 40 kommuniziert werden. Wie bereits erwähnt, beinhalten die Steuereingänge 44 die Ausgabe eines oder mehrerer Befehle an die Stellgliedmaschine 40, um ein spezifisches Fahrverhalten zu simulieren, beispielsweise eine spezifische Kurvenrate bei einer spezifische Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Stellgliedmaschine 40 bringt sodann eine Vielzahl von Eingangskräften auf die elektrische Servolenkung 22 auf, basierend auf dem Steuereingang 44 vom Fahrzeugsimulator 42. Die Steuereingänge 44 können beispielsweise einen Lenkwinkel, eine linke Spurstangenkraft und eine rechte Spurstangenkraft beinhalten. Dementsprechend operiert die Stellgliedmaschine 40, um die von den Steuereingängen 44 angeforderte Kräfte aufzubringen, sowie das Lenkstellglied 34 betätigen, um der Zwischenwelle 32 den Lenkwinkel bereitzustellen, welcher von dem Steuereingang 44 angefordert wird.
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Die elektrische Servolenkung 22 kann sodann mit der Lenksteuerung 36 gesteuert werden, um die Lenkvorgabe aufzubringen. Die Lenksteuerung 36 verwendet die Kalibrierungstabelle 38, um die Lenkvorgabe zu definieren, basierend auf den aufgebrachten Eingangskräften und Lenkwinkeln und den simulierten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs. Die Lenkvorgabe kann beinhalten oder anderenfalls definiert werden als ein Unterstützungsdrehmoment und die Drehmomenthöhe wird der Servolenkung 22 von der elektrischen Hilfsmaschine zwecks Unterstützens des Bedieners beim Drehen des Lenkrads zugeführt.
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Das Lenkansprechen 46 in der elektrischen Servolenkung 22 als Reaktion auf die aufgebrachte Lenkvorgabe, d.h. das Unterstützungsdrehmoment, wird mit dem Drehmomentsensor 56 erfasst. Das erfasste Lenkansprechen 46 kann mindestens eine Querbeschleunigung, eine Lenkdrehmoment-Rückkopplung oder einen Wankwinkel beinhalten, wobei vorgenannte Aufzählung keinen beschränkenden Charakter hat. Das als Reaktion auf die aufgebrachten Eingangskräfte erzeugte erfasste Lenkansprechen 46 wird an den Fahrzeugsimulator 42 kommuniziert und in einer Datei einer Speichervorrichtung des Fahrzeugsimulators 42 gespeichert.
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Das erfasste Lenkansprechen 46 stellt den Betrieb der elektrischen Servolenkung 22 für den spezifischen Steuereingang 44 für das spezifische Fahrzeug dar, für das die Servolenkung-Kalibrierungstabelle 38 der elektrischen Servolenkung entwickelt wird. Wenn das zu erfassende Lenkansprechen 46 beispielsweise das Lenkdrehmoment ist, d. h. das für das Lenkstellglied 34 erforderliche Drehmoment zum Drehen der Zwischenwelle 32, versteht es sich, dass das erfasste Lenkansprechen 46 den Drehmomentbetrag darstellen würde, der seitens eines Bedieners erforderlich ist, um das Lenkrad für diesen spezifischen Steuereingang 44 zu drehen, basierend auf der spezifischen Lenkvorgabe, d. h. Unterstützungsdrehmoment, aktuell durch die Kalibrierungstabelle 38 definiert. Liegt dieser Wert außerhalb von akzeptablen oder wünschenswerten Parametern, kann der Konstrukteur die Kalibrierungstabelle 38 neu definieren, um einen Lenkvorgabewert für diesen spezifischen Steuereingang 44, basierend auf dem erfassten Lenkansprechen 46, einzustellen. Die neu definierte Kalibrierungstabelle 38 kann sodann als elektronische Datei auf einer elektronischen Speichervorrichtung oder auf einem Speicher der Fahrzeugsteuerung gespeichert sowie erneut verwendet und/oder erneut getestet werden. Bis das Lenkansprechen 46 für diesen spezifischen Steuereingang 44, die eine spezifische Betriebsbedingung darstellen, den Erwartungen des Konstrukteurs entspricht.
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Wie bereits erwähnt, stellt die Kalibrierungstabelle 38 eine Vielzahl unterschiedlicher Lenkvorgabewerte bereit, d. h. Unterstützungsdrehmomentwerte, basierend auf unterschiedlichen spezifischen Betriebsbedingungen. Dementsprechend versteht es sich, dass das vorstehend beschriebene Verfahren für unterschiedliche simulierte Betriebsbedingungen wiederholt werden kann, wobei jede unterschiedliche simulierte Betriebsbedingung einen eigenen Steuereingang 44 hat, um den Betrieb des Fahrzeugs bei diesen simulierten Betriebsbedingungen zu simulieren. Der zuvor beschriebene Vorgang kann für mehrere unterschiedliche Betriebsbedingungen mehrmals wiederholt werden, d. h. mit mehreren unterschiedlichen Steuereingängen 44, zwecks vollständigen Abstimmens der Servolenkung-Kalibrierungstabelle 38.
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Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, der Umfang der Offenbarung wird jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert. Während einige der besten Modi und andere Ausführungsformen zum Ausführen der beanspruchten Lehren im Detail beschrieben wurden, existieren verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zur Ausführung der Offenbarung, die in den abhängigen Ansprüchen definiert werden.
