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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Fahrzeuge können ausgestattet sein, um sowohl in einem autonomen als auch in einem von Insassen gesteuerten Modus betrieben zu werden. Eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, die in dem Fahrzeug beinhaltet sind, können in beiden Modi das Fahrzeug durch Senden von Befehlen an Steuerungen, um ein Vortriebsdrehmoment, ein Bremsdrehmoment und eine Lenkung zu steuern, mindestens teilweise steuern. Befindet sich ein Fahrzeug in einem autonom gesteuerten Modus, kann eine in dem Fahrzeug beinhaltete Rechenvorrichtung das Lenkrad von dem Lenkgetriebe entkoppeln, um eine unerwünschte Drehung des Lenkrads zu verhindern, wenn die Rechenvorrichtung das Lenkgetriebe dreht, da die Rechenvorrichtung das Fahrzeug steuert. Die Lenkräder und das Lenkgetriebe können ausgestattet sein, um deren tatsächliche oder absolute Winkelpositionen bei der Entkopplung zu speichern, um eine ordnungsgemäße erneute Kopplung des Lenkrads und des Lenkgetriebes zu ermöglichen, wenn vom autonomen Modus in den vom Insassen gesteuerten Modus gewechselt wird.
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Kostengünstige Komponenten können kalibriert werden, um tatsächliche oder absolute Winkelpositionen zum Synchronisieren des Lenkrads und des Lenkgetriebes bereitzustellen, aber ohne zusätzliche Hardware und Software speichern kostengünstige Komponenten während eines Leistungsverlustes die Kalibrierungsinformationen nicht. Das bedeutet, dass, wenn das Lenkrad und das Lenkgetriebe entkoppelt werden, wenn Leistung verloren geht, beispielsweise durch Abklemmen einer Batterie oder einen leeren Batterie, usw., können kostengünstige Komponenten ihre Kalibrierungsinformationen verlieren und können deshalb die tatsächlichen oder absoluten Winkelpositionen nicht an die Rechenvorrichtung ausgeben, damit die Rechenvorrichtung die Winkelpositionen des Lenkrads und des Lenkgetriebes in Vorbereitung auf einen vom Insassen gesteuerten Modus synchronisieren kann.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm eines Beispielfahrzeugs.
- 2 ist ein Diagramm einer beispielhaften Lenkungsbaugruppe.
- 3 ist ein Diagramm von beispielhaften Lenkungszahnstangenbelastungen im Vergleich zum Lenkwinkel.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Synchronisieren einer Fahrzeuglenkung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Fahrzeuge können ausgestattet sein, um sowohl in einem autonomen als auch in einem von Insassen gesteuerten Modus betrieben zu werden. Ein halb oder voll automatischer Modus bedeutet ein Betriebsmodus, wobei ein Fahrzeug von einer Rechenvorrichtung, die kommunikativ mit Fahrzeugsensoren und Steuerungen gekoppelt ist, gesteuert werden kann. Das Fahrzeug kann besetzt oder unbesetzt sein, aber das Fahrzeug kann in jedem Fall ohne Eingabe durch einen Insassen oder mit verringerter Insasseneingabe gesteuert werden. Zum Zwecke der vorliegenden Offenbarung wird ein autonomer Modus definiert als einer, bei dem jedes von einem Fahrzeugantrieb (z. B. über einen Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor und/oder einen Elektromotor beinhaltet), einer Bremsung und einer Lenkung von einem oder mehreren Fahrzeugcomputern gesteuert wird; in einem halbautonomen Modus steuert/steuern der/die Fahrzeugcomputer eines oder zwei von einem Fahrzeugantrieb, einer Bremsung und einer Lenkung.
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Fahrzeuge können mit Rechenvorrichtungen, Netzwerken, Sensoren und Steuerungen ausgestattet sein, um das Fahrzeug zu steuern und um Karten der umgebenen realen Welt, einschließlich Merkmale, wie beispielsweise Straßen, zu ermitteln. Fahrzeuge können gesteuert und Karten können ermittelt werden basierend auf dem Lokalisieren und dem Identifizieren von Straßenschildern in der umgebenden realen Welt. Steuern bedeutet das Lenken der Bewegungen eines Fahrzeugs, um das Fahrzeug entlang einer Fahrbahn oder eines anderen Abschnitts eines Weges zu bewegen.
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1 ist ein Diagramm eines Fahrzeuginformationssystems 100, das ein Fahrzeug 110 beinhaltet, welches in einem autonomen („autonom“ als solches bedeutet in der vorliegenden Offenbarung „vollautonom“) und einem von Insassen gesteuerten Modus (auch als nicht autonom bezeichnet) gemäß den offenbarten Ausführungen betreibbar ist. Das Fahrzeug 110 beinhaltet auch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen 115 zur Durchführung von Berechnungen zum Steuern des Fahrzeugs 110 während eines autonomen Betriebs. Die Rechenvorrichtungen 115 können von den Sensoren 116 Informationen über den Betrieb des Fahrzeugs empfangen.
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Die Rechenvorrichtung 115 beinhaltet einen Prozessor und einen Speicher, wie sie bekannt sind. Ferner beinhaltet der Speicher eine oder mehrere Formen computerlesbarer Medien und speichert vom Prozessor ausführbare Befehle zum Durchführen verschiedener Operationen, einschließlich der hierin offenbarten. Die Rechenvorrichtung 115 kann beispielsweise das Programmieren beinhalten zum Betrieb von einem oder mehreren aus Fahrzeugbremsen, Antrieb (z.B. Steuerung der Beschleunigung in dem Fahrzeug 110 durch Steuern von einem oder mehreren aus einem Verbrennungsmotor, Elektromotor, Hybridmotor, usw.), Lenkung, Klimaregeleinrichtung, Innen- und/oder Außenleuchten, usw. sowie zum Ermitteln, ob und wann die Rechenvorrichtung 115 im Gegensatz zu einem menschlichen Bediener derartige Operationen steuern soll.
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Die Rechenvorrichtung 115 kann mehr als eine Rechenvorrichtung, z.B. Steuerungen oder dergleichen, die in dem Fahrzeug 110 zum Überwachen und/oder Steuern verschiedener Fahrzeugkomponenten, z.B. eine Antriebsstrangsteuerung 112, eine Bremssteuerung 113, eine Lenksteuerung 114, usw. enthalten sind, beinhalten oder z.B. über einen Fahrzeugkommunikationsbus, wie weiter unten beschrieben, damit kommunikativ gekoppelt sein. Die Rechenvorrichtung 115 ist im Allgemeinen zur Kommunikation in einem Fahrzeugkommunikationsnetz angeordnet, wie beispielsweise einem Bus in dem Fahrzeug 110, wie beispielsweise einem Controller Area Network (CAN) oder dergleichen; das Netz des Fahrzeugs 110 kann alternativ oder zusätzlich andere drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsmechanismen beinhalten, wie beispielsweise bekannte Ethernet- oder sonstige Kommunikationsprotokolle.
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Die Rechenvorrichtung 115 kann über das Fahrzeugnetz Nachrichten an verschiedene Vorrichtungen in dem Fahrzeug übertragen und/oder Nachrichten von den verschiedenen Vorrichtungen, z.B. Steuerungen, Stelleinrichtungen, Sensoren, usw., einschließlich der Sensoren 116, empfangen. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeugkommunikationsnetz in Fällen, in denen die Rechenvorrichtung 115 tatsächlich mehrere Vorrichtungen umfasst, für die Kommunikation zwischen Vorrichtungen verwendet werden, die in dieser Offenbarung als Rechenvorrichtung 115 dargestellt werden. Wie unten erwähnt, können ferner verschiedene Steuerungen oder Sensorelemente der Rechenvorrichtung 115 Daten über das Fahrzeugkommunikationsnetz bereitstellen.
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Außerdem kann die Rechenvorrichtung 115 zum Kommunizieren über eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-(vehicle-to-infrastructure - V-to-I-)Schnittstelle 111 mit einem entfernten Server-Computer 120, z.B. einem Cloud-Server, über ein Netz 130 konfiguriert sein, welches, wie unten beschrieben, verschiedene drahtgebundene und/oder drahtlose Netztechnologien verwenden kann, z.B. zellulare, BLUETOOTH®- und drahtgebundene und/oder drahtlose Paketnetze. Die Rechenvorrichtung 115 beinhaltet ebenfalls einen nichtflüchtigen Speicher, wie er bekannt ist. Die Rechenvorrichtung 115 kann Informationen durch Speichern der Informationen in einem nichtflüchtigen Speicher für einen späteren Abruf und Übertragung über das Fahrzeugkommunikationsnetz und eine Fahrzeugs-zu-Infrastruktur-(V to I)Schnittstelle 111 an einen Server-Computer 120 oder eine tragbare Benutzervorrichtung 160 protokollieren.
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Wie bereits erwähnt, ist allgemein in Befehlen, die in dem Speicher gespeichert und von dem Prozessor der Rechenvorrichtung 115 ausgeführt werden, eine Programmierung zum Betätigen einer oder mehrerer Komponenten des Fahrzeugs 110, wie z.B. Bremsen, Lenkung, Antrieb, usw. ohne Intervention eines menschlichen Bedieners beinhaltet. Durch Verwendung von Daten, die in der Rechenvorrichtung 115 empfangen werden, z.B. die Sensordaten von den Sensoren 116, dem Servercomputer 120, usw., kann die Rechenvorrichtung 115 verschiedene Ermittlungen vornehmen und/oder verschiedene Komponenten des Fahrzeugs 110 und/oder Operationen steuern, ohne dass ein Fahrer das Fahrzeug 110 betätigt. Die Rechenvorrichtung 115 kann beispielsweise eine Programmierung beinhalten, um das Betriebsverhalten eines Fahrzeugs 110 zu regeln, beispielsweise Geschwindigkeit, Beschleunigung, Verlangsamung, Lenkung, usw. sowie taktisches Verhalten, wie beispielsweise eine Entfernung zwischen Fahrzeugen und/oder einen Zeitspanne zwischen Fahrzeugen, Mindestlücke zwischen Fahrzeugen für Fahrspurwechsel, Mindeststrecke für Linksabbiegung, Zeit bis zur Ankunft an einem bestimmten Ort und Mindestkreuzungszeit (ohne Ampel) bis zur Ankunft, um die Kreuzung zu überqueren.
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Steuerungen, wie dieser Begriff hier verwendet wird, beinhalten Rechenvorrichtungen, die üblicherweise zur Steuerung eines speziellen Fahrzeug-Untersystems programmiert sind. Beispiele beinhalten eine Antriebsstrangsteuerung 112, eine Bremssteuerung 113 und eine Lenksteuerung 114. Eine Steuerung kann eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit - ECU) sein, wie sie bekannt ist, die eventuell eine zusätzliche Programmierung beinhaltet, wie hierin beschrieben. Die Steuerungen können kommunikativ mit der Rechenvorrichtung 115 verbunden sein und Befehle von ihr empfangen, um das Untersystem entsprechend den Befehlen zu aktivieren. Die Bremssteuerung 113 kann beispielsweise Befehle von der Rechenvorrichtung 115 empfangen, um die Bremsen des Fahrzeugs 110 zu betätigen.
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Die eine oder mehrere Steuerungen 112, 113, 114 für das Fahrzeug 110 können bekannte elektronische Steuereinheiten (ECUs) oder dergleichen beinhalten, einschließlich, als nicht einschränkende Beispiele, eine oder mehrere Antriebsstrangsteuerungen 112, eine oder mehrere Bremssteuerungen 113 und eine oder mehrere Lenksteuerungen 114. Jede der Steuerungen 112, 113, 114 kann entsprechende Prozessoren und Speicher und eine oder mehrere Stelleinrichtungen beinhalten. Die Steuerungen 112, 113, 114 können programmiert sein und mit einem Kommunikationsbus des Fahrzeugs 110, wie beispielsweise einem Controller Area Netz (CAN-)Bus oder einem Local Interconnect Network (LIN-)Bus, verbunden sein, um Befehle von dem Computer 115 zu empfangen und Stelleinrichtungen anhand der Befehle zu steuern.
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Sensoren 116 können eine Vielzahl von bekannten Vorrichtungen beinhalten, um Daten über den Fahrzeugkommunikationsbus bereitzustellen. Ein Radar, der an einem vorderen Stoßfänger (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 110 befestigt ist, kann eine Entfernung von dem Fahrzeug 110 zu einem nächsten Fahrzeug vor dem Fahrzeug 110 bereitstellen, oder ein in dem Fahrzeug 110 angeordneter Sensor eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) kann geographische Koordinaten des Fahrzeugs 110 bereitstellen. Die von dem Radar bereitgestellte Entfernung oder die von dem GPS-Sensor bereitgestellten geographischen Koordinaten können von der Rechenvorrichtung 115 verwendet werden, um das Fahrzeug 110 autonom oder halb autonom zu betätigen.
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Das Fahrzeug 110 ist im Allgemeinen ein landgestütztes autonomes Fahrzeug 110, das drei oder mehr Räder aufweist, z.B. ein Personenkraftwagen, ein Leichtlastkraftwagen, usw. Das Fahrzeug 110 beinhaltet einen oder mehrere Sensoren 116, die V-to-I-Schnittstelle 111, die Rechenvorrichtung 115 und eine oder mehrere Steuerungen 112, 113, 114.
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Die Sensoren 116 können programmiert sein, um Daten betreffend das Fahrzeug 110 und die Umgebung, in der das Fahrzeug 110 betrieben wird, zu erheben. Sensoren 116 können beispielhaft und nicht einschränkend z.B. Höhenmesser, Kameras, LIDAR, Radar, Ultraschallsensoren, Infrarotsensoren, Drucksensoren, Beschleunigungsmesser, Gyroskopen, Temperatursensoren, Drucksensoren, Hall sensoren, optische Sensoren, Spannungssensoren, Stromsensoren, mechanische Sensoren, wie zum Beispiel Schalter, usw. beinhalten. Die Sensoren 116 können verwendet werden, um die Umgebung, in der das Fahrzeug 110 betrieben wird, zu erfassen, wie beispielsweise Wetterbedingungen, die Straßensteigung, den Standort einer Straße oder Standorte benachbarter Fahrzeuge 110. Die Sensoren 116 können ferner verwendet werden, um dynamische Daten des Fahrzeugs 110 betreffend den Betrieb des Fahrzeugs 110 zu erheben, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Giergeschwindigkeit, Lenkwinkel, Motorgeschwindigkeit, Bremsdruck, Öldruck, der auf die Steuerungen 112, 113, 114 in dem Fahrzeug 110 angelegte Leistungspegel, Konnektivität zwischen Komponenten und elektrische und logische Gesundheit des Fahrzeugs 110.
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2 ist ein Diagramm einer Lenkungsbaugruppe 200 des Fahrzeugs 110. Eine Lenkungsbaugruppe 200 kann ein Teil einer Karosserie eines Fahrzeugs 110 sein. Die Karosserie des Fahrzeugs 110 kann das Fahrzeug 110 tragen und kann eine Unibody oder Body on Frame-Konstruktion sein und beinhaltet Fahrgestellkomponenten, die beispielsweise Federung und Räder beinhalten. Das Fahrzeug 110 beinhaltet Außenflächen des Fahrzeugs 110, die Hauben, Fenster, Türen, Deckel oder Klappen beinhalten, und Innenräume des Fahrzeugs, die beispielsweise Fahrgasträume, Kofferräume und Motorräume beinhalten. Äußere Abschnitte der Karosserie des Fahrzeugs 110 können ein im Wesentlichen fehlerfreies, feinbearbeitetes Oberflächenaussehen der A-Klasse aufweisen und können aus einem beliebigen funktionsmäßig geeigneten Material sein, wie beispielsweise lackierter Stahl, Aluminium und Kunststoff, usw.
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Die Lenkungsbaugruppe 200 beinhaltet eine Lenkungszahnstange 202 und ein Lenkgetriebe 226, das an einem Hilfsrahmen 204, einem Teil der Karosserie des Fahrzeugs 110, befestigt ist. Die Lenkungszahnstange 202 ist betriebsmäßig über die rechte Spurstange 208 mit der rechten Achsbauanordnung 206 verbunden. Die Verbindung zwischen der Lenkungszahnstange 202 und der rechten Spurstange 208 wird durch eine rechte flexible Manschette 210 geschützt. Auf ähnliche Weise ist die Lenkungszahnstange 202 betriebsmäßig über die linke Spurstange 214 mit der linken Achsbauanordnung 212 verbunden. Die Verbindung zwischen der Lenkungszahnstange 202 und der linken Spurstange 214 wird durch eine linke flexible Manschette 216 geschützt. Die rechte Achsanordnung 206 ist über einen rechten Steuerarm 218 und eine rechte Strebe 220 betriebsmäßig mit dem Hilfsrahmen 204 und der Karosserie des Fahrzeugs 110 verbunden. Ebenso ist die linke Achsanordnung 212 über einen linken Steuerarm 222 und eine rechte Strebe 224 betriebsmäßig mit dem Hilfsrahmen 204 und der Karosserie des Fahrzeugs 110 verbunden.
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Die Lenkungsbaugruppe 200 lenkt Fahrzeugräder (nicht dargestellt) durch das Umwandeln einer Drehbewegung des Lenkgetriebes 226 in eine lineare Bewegung der Lenkungszahnstange 202. Die lineare Bewegung der Lenkungszahnstange wird über die rechte beziehungsweise linke Spurstange 208, 214 zu der rechten und der linken Achsanordnung 206, 212 übertragen, um die Räder eines Fahrzeugs, die an der rechten und der linken Achsanordnung 206, 212 befestigt sind, zu drehen und somit das Fahrzeug zu lenken. In einem von Insassen gesteuerten Modus kann die Drehbewegung des Lenkgetriebes 226 durch ein Lenkrad (nicht dargestellt) übermittelt werden, welches von dem Insassen betreibbar ist und mit dem Lenkgetriebe 226 gekoppelt ist Im autonomen Modus kann die Drehbewegung des Lenkgetriebes 226 an eine oder mehrere Lenkaktuatoren, die in der Lenkungssteuerung 114 beinhaltet sind, übermittelt werden. Lenkaktuatoren können Elektromotoren oder andere elektromechanische Techniken zum Übermitteln einer Drehbewegung an das Lenkgetriebe 226 beinhalten.
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3 ist ein Lenkungszahnstangen-Belastungsgraph 300, der Zahnstangenbelastungen 302, die in Newton auf der Y-Achse gemessen werden, im Vergleich zu Lenkwinkeln 304, die in Grad auf der X-Achse gemessen werden, für die Lenkungsbaugruppe 200 zeigt, die eine Nachlauflenkung, wie oben erörtert, aufweist. Zahnstangenbelastungen 302 werden durch das Messen einer Kraft ermittelt, die zwischen der Lenkungszahnstange 202 und den Spurstangen 208, 214 in Abhängigkeit von den in Grad gemessenen Lenkwinkeln 304 des Lenkgetriebes 226 und einer Lenkrichtung, die entweder im Uhrzeigersinn (clockwise - CW) oder gegen den Uhrzeigersinn (counter-clockwise - CCW) mit Bezug auf das Lenkgetriebe 226 erfolgen kann, erzeugt wird.
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Die CW-Belastungskurve 306 gibt eine Zahnstangenbelastung 302 in Newton an, wenn das Lenkgetriebe 226 ganz von einer linken mechanischen Grenze oder Anschlag bei Punkt „A“ bis ganz zu einer rechten mechanischen Grenze oder Anschlag bei Punkt „B“ gedreht wird. Dies kann als Wendelenkgetriebe 226 vom rechten Anschlag zum linken Anschlag oder einfach als Anschlag-zu-Anschlag bezeichnet werden. Die CCW-Belastungskurve 308 gibt eine Zahnstangenbelastung 302 in Newton an, wenn das Lenkgetriebe 226 ganz von einer rechten mechanischen Grenze oder Anschlag bei Punkt „B“ ganz zu einer rechten mechanischen Grenze oder Anschlag bei Punkt „B“ oder von dem rechten Anschlag zum linken Anschlag oder Anschlag-zu-Anschlag gedreht wird.
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Beim Schalten von einem von Insassen gesteuerten Modus in einen autonomen Modus ist es wünschenswert, das Lenkrad von dem Lenkgetriebe 226 zu entkoppeln, da das Lenkgetriebe 226 in einem autonomen Modus von der Lenksteuerung 114 gedreht wird. Bleibt das Lenkrad mit dem Lenkgetriebe 226 gekoppelt, während das Lenkgetriebe 226 von der Lenksteuerung 114 gedreht wird, würde das Lenkrad von der Lenksteuerung 114 zum Wenden angetrieben werden, was im autonomen Modus den Eindruck eines „Geisterpiloten“ erweckt. Jeglicher Eingriff eines Insassen in das Lenkrad während des autonomen Modus würde bewirken, dass das Fahrzeug nicht ordnungsgemäß lenkt, was es wünschenswert macht, das Lenkrad im autonomen Modus von dem Lenkgetriebe 226 zu entkoppeln.
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Das Koppeln und Entkoppeln des Lenkrads und Lenkgetriebes 226 kann von elektromechanischen Komponenten, die zum Beispiel Kupplungen beinhalten, durchgeführt werden. Anweisungen von der Rechenvorrichtung 115 an die Lenksteuerung 114 können bewirken, dass eine erste Kupplung einrückt und ausrückt, wodurch das Lenkrad und Lenkgetriebe 226 gekoppelt und entkoppelt werden. Eine zweite Kupplung, die in der Lenksteuerung 114 beinhaltet ist, kann einen Aktuator, der in der Lenksteuerung 114 beinhaltet ist, einrücken und ausrücken, sodass ein Aktuator, der das Lenkgetriebe 226 dreht, gekoppelt und entkoppelt wird.
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Um von einem autonomen Modus in einen von Insassen gesteuerten Modus zurück zu schalten, kann die Rechenvorrichtung 115 den Aktuator, der in der Lenksteuerung beinhaltet ist, entkoppeln und das Lenkrad erneut mit dem Lenkgetriebe 226 koppeln. Wird ein Lenkrad von dem Lenkgetriebe 226 entkoppelt, können sowohl das Lenkrad als auch das Lenkgetriebe unabhängig Winkelpositionen zwischen den mechanischen Anschlagspunkten „A“ und „B“ annehmen. Um das Lenkrad und Lenkgetriebe 226 erneut zu koppeln, müssen das Lenkrad und Lenkgetriebe 226 synchronisiert sein. Das Lenkgetriebe 226 und das Lenkrad können jeweils elektromechanische Komponenten beinhalten, die die Winkelposition des Lenkgetriebe 226 und des Lenkrads bestimmen. Das erneute Koppeln des Lenkrads und Lenkgetriebes 226 beinhaltet das Synchronisieren des Lenkrads und Lenkgetriebes 226 durch Drehen des Lenkrads, bis die Winkelposition des Lenkrads mit der Winkelposition des Lenkgetriebes 226 übereinstimmt und durch anschließendes Koppeln des Lenkrads und des Lenkgetriebes 226.
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Die elektromechanischen Komponenten, die die Winkelposition des Lenkrads und des Lenkgetriebes 226 bestimmen, können aus kostengünstigen Komponenten hergestellt sein, die eine relative Winkelposition genau ermitteln können, aber nicht die tatsächliche oder absolute Winkelposition ermitteln. Eine relative Winkelposition ist eine Messung einer Drehung um eine Achse, bei der die Winkelposition als Differenz zwischen zwei Abtastwerten gemessen wird. Die tatsächliche oder absolute Winkelposition ist eine Messung einer Drehung um eine Achse, bei der die Drehung mit Bezug auf einen externen Bezug, beispielsweise vertikal, gemessen wird.
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4 ist ein mit Bezug auf 1, 2 und 3 beschriebenes Ablaufdiagramm eines Prozesses 400 zum Synchronisieren des Lenkens durch Ermitteln von Streckenmittelpunkten für das Lenkrad und Lenkgetriebe 226. Der Prozess 400 kann von einem Prozessor der Rechenvorrichtung 115 ausgeführt werden, wobei Informationen von Sensoren 116 als Eingabe genommen werden und Befehle ausgeführt und Steuersignale beispielsweise über Steuerungen 112, 113, 114 gesendet werden. Der Prozess 400 beinhaltet mehrere Schritte, die in der offenbarten Reihenfolge erfolgen. Der Prozess 400 beinhaltet ebenfalls Ausführungen, die weniger Schritte beinhalten, oder kann die in einer anderen Reihenfolge erfolgten Schritte beinhalten.
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Der Prozess 400 synchronisiert das Lenkgetriebe 226 mit dem Lenkrad durch Kalibrieren des Lenkgetriebes 226 und des Lenkrads durch Ermitteln eines Streckenmittelpunktes für das Lenkrad und das Lenkgetriebe 226. Der Prozess 400 geht davon aus, dass das Lenkgetriebe 226 und das Lenkrad entkoppelt wurden, um beispielsweise ein Fahrzeug 110 auf den autonomen Modus vorzubereiten. Ferner wird davon ausgegangen, dass ein oder mehrere von dem Lenkgetriebe 226 oder dem Lenkrad beim Entkoppeln dekalibriert wurden, beispielsweise durch Energieverlust. Der Prozess 400 kalibriert das Lenkgetriebe 226 und das Lenkrad und synchronisiert das Lenkrad und die Lenkungszahnstange 226 basierend auf der Kalibrierung, um ihre erneute Kopplung zu ermöglichen.
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Der Prozess 400 beginnt bei Schritt 402, bei dem die Rechenvorrichtung 115 die Lenksteuerung 114 anweisen kann, das Lenkgetriebe 226 von Anschlag zu Anschlag zu drehen, wie oben mit Bezug auf 3 beschrieben. Das Lenkgetriebe 226 kann im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden, um dies auszuführen. Die Rechenvorrichtung 115 kann die relativen Winkelpositionen, die von dem Lenkgetriebe 226 ausgegeben werden, wenn es sich von Anschlag zu Anschlag dreht, aufzeichnen. Basierend auf den aufgezeichneten relativen Winkelpositionen kann die Rechenvorrichtung 115 die relative Winkelposition entsprechend dem Mittelpunkt der Winkelpositionen, der von dem Lenkgetriebe 226 oder der Strecke erreichbar ist, ermitteln. Ist der Mittelpunkt bekannt, ist die absolute Winkelposition des Lenkgetriebes 226 an drei Punkten bekannt, nämlich der vorgegebenen CCW Anschlagposition „A“, der vorgegebenen CW Anschlagposition „B“ und dem Mittelpunkt, sodass das Lenkgetriebe 226 kalibriert wird und die Rechenvorrichtung die relative Ausgabe von dem Lenkgetriebe 226 in absolute Positionen übersetzen kann.
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In Schritt 404 kann die Rechenvorrichtung 115 das Lenkrad von Anschlag zu Anschlag drehen, wie oben mit Bezug auf 3 beschrieben. Das Lenkrad kann elektromechanische Mittel beinhalten, wie beispielsweise einen Elektromotor, um das Lenkrad zu drehen, oder die Rechenvorrichtung 115 kann einem Insassen signalisieren, die Drehung auszuführen. Eine Anzeige im Hinblick auf einen Insassen des Fahrzeugs 110 kann beispielsweise den Insassen anweisen, „das Lenkrad bis zum Anschlag gegen den Uhrzeigersinn zu drehen“, gefolgt von einer Anweisung, „das Lenkrad bis zum Anschlag im Uhrzeigersinn zu drehen“. Während der Insasse oder ein Elektromotor das Lenkrad dreht, kann die Rechenvorrichtung 115 die relativen Winkelpositionen, die von dem Lenkrad ausgegeben werden, aufzeichnen. Wie oben erläutert, kann die Rechenvorrichtung 115 den Mittelpunkt des Winkelwegs des Lenkrades ermitteln und mit den vorgegebenen Punkten „A“ und „B“ das Lenkrad dadurch kalibrieren.
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Das Lenkrad und Lenkgetriebe 226 können ohne Ermitteln eines Mittelpunktes aus den Anschlagspositionen „A“ und „B“ kalibriert werden. Das Synchronisieren des Mittelpunktes des Wegs des Lenkgetriebes 226 mit dem Mittelpunkt des Lenkradweges ist jedoch praktisch. Es kann auch der Fall sein, dass, wenn das Lenkgetriebe 226 und das Lenkrad entkoppelt sind, die vorgegebene mechanische Anschlagspositionen „A“ und „B“ unterschiedlich sind. Das Lenkgetriebe 226 und das Lenkrad können weiterhin von der Rechenvorrichtung 115 kalibriert werden, indem unterschiedliche vorgegebene absolute Anschlagspositionen für das Lenkgetriebe 226 und das Lenkrad in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden.
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In Schritt 406 synchronisiert die Rechenvorrichtung 115 die Lenkung des Fahrzeugs 110 basierend auf dem vorgegebenen Mittelpunkt des Lenkgetriebes 226 und dem vorgegebenen Mittelpunkt des Lenkrads. Da sowohl das Lenkgetriebe 226 als auch das Lenkrad kalibriert werden, kann die Rechenvorrichtung 115 die jeweiligen absoluten Winkelpositionen ermitteln. Eine Synchronisierung kann wie oben mit Bezug auf 3 erläutert erfolgen, wobei das Lenkrad entweder durch einen angeschlossenen Motor oder durch einen Insassen gedreht wird, bis die absoluten Winkelpositionen im Wesentlichen gleich sind, und das Lenkgetriebe 226 und das Lenkrad können von der Rechenvorrichtung 115 gekoppelt werden, sodass dadurch die Lenkung des Fahrzeugs 110 synchronisiert wird.
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In Schritt 408 wird das Fahrzeug 110 von einer auf einem von Insassen gelenkten Fahrzeug 110 basierenden Lenkung, die in Schritt 406 synchronisiert wurde, gesteuert. Das Fahrzeug 110 muss gestoppt werden, um die Lenkung auf diese Art zu synchronisieren, da die Rechenvorrichtung das Lenkgetriebe 226 von Anschlag zu Anschlag drehen muss und dadurch die Fahrzeugräder dreht. Da Ereignisse, die einen Verlust von Synchronisierung bewirken können, einen vollständigen Leistungsverlust beinhalten, kann davon ausgegangen werden, dass das Fahrzeug geparkt wird, wenn die Synchronisierung verloren geht.
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Zusammenfassend synchronisiert die Rechenvorrichtung 115 ein nicht gekoppeltes Lenkgetriebe 226 und Lenkrad durch das Drehen des Lenkgetriebes 226 von Anschlag zu Anschlag und das Ermitteln eines Mittelpunktes, das Drehen des Lenkrads von Anschlag zu Anschlag und das Ermitteln eines Mittelpunktes, und das Kalibrieren des Lenkgetriebes 226 und des Lenkrads basierend auf den jeweiligen Mittelpunkten. Die Rechenvorrichtung kann dann das Lenkgetriebe 226 und das Lenkrad unter Verwendung einer Kalibrierung basierend auf den Mittelpunkten synchronisieren. Das Fahrzeug 110 kann basierend auf der synchronisierten Lenkung von einem Insassen gesteuert werden.
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Rechenvorrichtungen wie die hierin erörterten umfassen allgemein jeweils Befehle, die von einer oder mehreren Rechenvorrichtungen, wie beispielsweise den oben ermittelten, ausführbar sind, und zum Ausführen von Blöcken oder Schritten der oben beschriebenen Prozesse. Die oben erörterten Verfahrensblöcke können beispielsweise als computerausführbare Befehle verkörpert sein.
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Computerausführbare Befehle können aus Computerprogrammen, die unter Verwendung einer Vielfalt von Programmiersprachen und/oder Technologien, die ohne Einschränkung und entweder allein oder in Kombination Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML, usw. umfassen, erzeugt werden, kompiliert oder interpretiert werden. Ein Prozessor (z.B. ein Mikroprozessor) empfängt allgemein Befehle z.B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium, usw. und führt diese Befehle aus, sodass dadurch ein oder mehrere Verfahren ausgeführt werden, die eines oder mehrere der hier beschriebenen Verfahren umfassen. Derartige Befehle und andere Daten können in Dateien gespeichert werden und unter Verwendung einer Vielfalt von computerlesbaren Medien gesendet werden. Eine Datei in einer Rechenvorrichtung ist allgemein eine Sammlung von Daten, die auf einem computerlesbaren Medium, wie beispielsweise einem Speichermedium, einem Random Access Memory, usw. gespeichert werden.
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Ein computerlesbares Medium beinhaltet ein beliebiges Medium, das an der Bereitstellung von Daten (z.B. Befehlen) beteiligt ist, die von einem Computer gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann beliebige Formen annehmen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien, usw. Nichtflüchtige Medien beinhalten beispielsweise optische oder magnetische Platten und andere Dauerspeicher. Flüchtige Medien beinhalten einen Dynamic Random Access Memory (DRAM), der üblicherweise einen Hauptspeicher bildet. Übliche Formen computerlesbarer Medien beinhalten beispielsweise eine Diskette, eine flexible Platte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Papierstreifen, ein beliebiges anderes physikalisches Medium mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein FLASH-EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder Speichermodul oder ein beliebiges anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
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Alle in den Ansprüchen verwendeten Begriffe sollen ihre einfacheren und normalen Bedeutungen haben, die für den Fachmann verständlich sind, sofern hierin nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben wird. Insbesondere ist die Verwendung der Artikel im Singular wie „ein/eine“, „der/die/das“ usw. so zu lesen, dass sie eines oder mehrere der angegebenen Elemente nennen, es sei denn, ein Anspruch nennt eine explizite gegenteilige Einschränkung.
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Der Begriff „beispielhaft“ wird hier in dem Sinn verwendet, dass er ein Beispiel bedeutet, z.B. sollte ein Bezug auf ein „beispielhaftes Bedienelement“ gelesen werden als sich einfach auf ein Beispiel eines Bedienelements beziehend.
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Das Adverb „annähernd“ zur Änderung eines Wertes oder Ergebnisses bedeutet, dass eine Form, Struktur, Messung, Wert, Ermittlung, Berechnung, usw. von einer genau beschriebenen Geometrie, Entfernung, Messung, Wert, Bestimmung, Berechnung, usw. aufgrund von Mängeln bei Materialien, bei der Bearbeitung, der Herstellung, Sensormessungen, Berechnungen, Verarbeitungszeit, Kommunikationszeit, usw. abweichen kann.
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Bei den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf die gleichen Elemente. Ferner können einige oder alle dieser Elemente verändert werden. Mit Bezug auf die hier beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren, usw. versteht sich, dass, auch wenn die Schritte derartiger Prozesse, usw. als gemäß einer bestimmten geordneten Abfolge erfolgend beschrieben wurden, derartige Prozesse mit den beschriebenen Schritten, die in einer anderen Reihenfolge als der hier beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden, durchgeführt werden können. Es versteht sich ferner, dass bestimmte Schritte gleichzeitig ausgeführt werden können, dass andere Schritte hinzugefügt werden können oder dass bestimmte hier beschriebene Schritte ausgelassen werden können. Anders gesagt sind die Beschreibungen von Prozessen hierin zum Zwecke der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen bereitgestellt und sollten nicht als auf die beanspruchte Erfahrung beschränkt ausgelegt werden.
