DE102017211043B3

DE102017211043B3 - Verfahren zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen

Info

Publication number: DE102017211043B3
Application number: DE102017211043.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Abele; Thomas Seibold
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: US11338849B2; JP2020525342A; JP6828194B2; US20200086915A1; CN110770109A; CN110770109B; WO2019001787A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen, insbesondere während eines Betriebs einer Lenkvorrichtung in einem Fahrzeug (10, 12), wobei zumindest ein Erfassungssignal (12) erfasst und aus dem Erfassungssignal (12) wenigstens eine mit der Lenkraddrehschwingung korrelierte Störkenngröße (14) extrahiert wird.
Es wird vorgeschlagen, dass während eines Überwachungszeitintervalls eine zeitliche Veränderung der Störkenngröße (14) und eine zeitliche Veränderung einer mit einer aktuellen Raddrehzahlkenngröße korrelierten Radfrequenz (16) überwacht und zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen zu einem gemeinsamen Auswertedatensatz (18, 20) zusammengefasst werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zudem betrifft die Erfindung eine Lenkvorrichtung sowie ein Steuergerät zur Durchführung eines solchen Verfahrens und ein System mit einer solchen Lenkvorrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Analyse und/oder zur Kompensation von Lenkraddrehschwingungen bekannt.
In diesem Zusammenhang ist beispielsweise bekannt zur Kompensation von Lenkraddrehschwingungen eine Übertragungsfunktion zu verwenden, welche auf Basis eines Drehmomentsignals ein aktives Gegenmoment berechnet und dieses Gegenmoment einem Elektromotor eines Lenksystems zuführt. Die Übertragungsfunktion wird dabei in der Regel iterativ anhand einzelner Fahrzeuge einer bestimmten Fahrzeugvariante bestimmt und während einer Herstellung eines Fahrzeugs in einem Steuergerät abgespeichert. Aufgrund fertigungsbedingter Toleranzen und/oder Alterungserscheinungen streut das Verhalten der Übertragungsfunktion über die Fahrzeuge der Fahrzeugvariante jedoch stark, sodass unklar ist, wie gut die Übertragungsfunktion bei dem Fahrzeug oder anderen Fahrzeugen derselben Fahrzeugvariante arbeitet. Dies führt dazu, dass eine Optimierung der Übertragungsfunktion erst nach zeitaufwändiger Abstimmung mit dem Kunden möglich ist. Auf der Basis von direkt aus den Fahrzeugen kommenden Messdaten kann die Funktion jedoch besser und schneller optimiert werden.
Ferner offenbart beispielsweise die DE 10 2009 028 448 A1 ein Verfahren zum Erkennen von Lenkraddrehschwingungen, wobei eine Rotorlage oder eine Rotorgeschwindigkeit erfasst und aus der erfassten Rotorlage oder der erfassten Rotorgeschwindigkeit eine dominante Störfrequenz ermittelt wird. Die Störfrequenz kann dann zusammen mit einer aktuellen Schwingungsform zur Erfassung und Kompensation von Lenkraddrehschwingungen verwendet werden. Eine Analyse und/oder eine Überwachung der Störfrequenz und/oder der Schwingungsform findet dabei jedoch nicht statt, sodass eine Wirksamkeit der Kompensation lediglich repräsentativ für das entsprechende Fahrzeug und nur subjektiv vom Fahrer wahrnehmbar ist, jedoch nicht auf andere Fahrzeuge übertragen werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein vorteilhaft flexibles Verfahren mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Verhaltensanalyse und/oder einer Kompensationswirkung bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 10, 11 und 12 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen, insbesondere während eines Betriebs einer Lenkvorrichtung in einem Fahrzeug, wobei, insbesondere mittels einer Erfassungseinheit, zumindest ein Erfassungssignal erfasst und aus dem Erfassungssignal wenigstens eine mit der Lenkraddrehschwingung korrelierte Störkenngröße extrahiert wird.
Es wird vorgeschlagen, dass während eines, insbesondere gesamten, Überwachungszeitintervalls eine zeitliche Veränderung der Störkenngröße und eine zeitliche Veränderung einer mit einer aktuellen Raddrehzahlkenngröße korrelierten Radfrequenz überwacht und zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen zu einem gemeinsamen Auswertedatensatz zusammengefasst werden. Die Radfrequenz wird dabei vorteilhaft aus der aktuellen Raddrehzahlkenngröße ermittelt, wobei die aktuelle Raddrehzahlkenngröße insbesondere mittels einer Sensoreinheit erfasst und/oder aus einem Fahrzeugsteuergerät oder Fahrzeug-Bus-System abgerufen werden kann. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere ein besonders flexibles Verfahren bereitgestellt werden, welches eine vorteilhafte Verhaltensanalyse erlaubt und/oder eine Wirksamkeit einer Kompensation der Lenkraddrehschwingungen verbessert. Ferner ist eine Wirksamkeit einer Kompensation dabei vorteilhaft bei allen Fahrzeugen einer Fahrzeugvariante nachweisbar, wodurch insbesondere Ausreißer erkannt und/oder flächendeckende Phänomene analysiert und hierdurch Iterationsschleifen und/oder Reklamationen reduziert werden können. Ferner können Chargeneffekte erkannt und/oder Trends mit nacheinander produzierten Lenksystemen und/oder Fahrzeugen in Zusammenhang gebracht werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine Effizienz, insbesondere eine Herstelleffizienz, eine Wartungseffizienz, eine Kompensationseffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden.
Unter einer „Lenkvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Lenksystems, insbesondere eines Fahrzeugs und vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, verstanden werden. Insbesondere kann die Lenkvorrichtung auch das gesamte Lenksystem umfassen. Zudem umfasst die Lenkvorrichtung insbesondere eine Erfassungseinheit, welche dazu vorgesehen ist, zumindest ein Erfassungssignal, insbesondere zumindest das bereits zuvor genannte Erfassungssignal, zu erfassen, und/oder eine Recheneinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Verfahren zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen auszuführen. Darüber hinaus kann die Lenkvorrichtung weitere Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise wenigstens ein Lenkrad, wenigstens eine Lenksäule, insbesondere mit zumindest einer Lenkspindel, wenigstens ein Lenkgetriebe, eine, insbesondere mit dem Lenkgetriebe in Wirkverbindung stehende, Unterstützungseinheit zur Erzeugung und/oder Bereitstellung einer Lenkunterstützung und/oder die Sensoreinheit zur Ermittlung der Raddrehzahlkenngröße. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Unter einer „Erfassungseinheit“ soll insbesondere eine, insbesondere mit der Recheneinheit in Wirkverbindung stehende, Einheit verstanden werden, welche zu einer kontaktbehafteten und/oder vorteilhaft kontaktlosen Erfassung des Erfassungssignals vorgesehen ist. Insbesondere umfasst die Erfassungseinheit dazu wenigstens ein, bevorzugt elektrisches, akustisches, optisches und/oder magnetisches, Erfassungselement, welches vorteilhaft als passiver und/oder aktiver Sensor ausgebildet sein kann. Darüber hinaus ist die Erfassungseinheit insbesondere dazu vorgesehen, das Erfassungssignal und/oder ein mit dem Erfassungssignal korreliertes Signal bereitzustellen und insbesondere drahtlos und/oder voreilhaft leitungsgebunden an die Recheneinheit weiterzuleiten. Das Erfassungssignal könnte dabei beispielsweise ein mit der Unterstützungseinheit und/oder ein mit einem Motor der Unterstützungseinheit korreliertes Signal sein, wie beispielsweise ein Rotorlagewinkel, eine Rotorgeschwindigkeit und/oder vorzugsweise ein Motormoment, insbesondere ein Motoristmoment. Bevorzugt könnte das Erfassungssignal auch beispielsweise mit der Raddrehzahlkenngröße korreliert sein und/oder der Raddrehzahlkenngröße entsprechen. Besonders bevorzugt ist das Erfassungssignal jedoch ein mit der Lenksäule korreliertes Signal, insbesondere ein Ritzelwinkel eines Lenkritzels des Lenkgetriebes, ein Lenkradwinkel des Lenkrads und/oder besonders vorteilhaft ein lenkspindelseitiges Drehmomentsignal.
Zudem soll unter einer „Recheneinheit“ insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit ferner zumindest einen Prozessor, zumindest einen Speicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel, zumindest ein Betriebsprogramm, zumindest eine Regelroutine, zumindest eine Steuerroutine, zumindest eine Kompensationsroutine, zumindest eine Berechnungsroutine und/oder zumindest eine Auswerteroutine auf. Insbesondere ist die Recheneinheit zumindest dazu vorgesehen, insbesondere mittels der Auswerteroutine, aus einem Erfassungssignal wenigstens eine mit einer Lenkraddrehschwingung korrelierte Störkenngröße zu extrahieren, während eines, insbesondere gesamten, Überwachungszeitintervalls eine zeitliche Veränderung der Störkenngröße und eine zeitliche Veränderung einer mit einer aktuellen Raddrehzahlkenngröße korrelierten Radfrequenz zu überwachen und zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen zu einem gemeinsamen Auswertedatensatz zusammenzufassen. Darüber hinaus ist die Recheneinheit vorzugsweise dazu vorgesehen, insbesondere mittels der Kompensationsroutine und einer vorzugsweise innerhalb des Speichers der Recheneinheit hinterlegten Übertragungsfunktion, die Lenkraddrehschwingungen zumindest teilweise zu kompensieren. Dazu wird in zumindest einem Betriebszustand in Abhängigkeit des Erfassungssignals und unter Verwendung der Übertragungsfunktion ein Kompensationssignal, insbesondere ein Kompensationsmotormoment, erzeugt, welches zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen der Unterstützungseinheit und insbesondere dem Motor der Unterstützungseinheit zugeführt wird. Besonders vorteilhaft umfasst die Lenkvorrichtung und bevorzugt die Recheneinheit ferner eine Aktivierungseinheit, welche dazu vorgesehen ist, eine Kompensation der Lenkraddrehschwingungen, insbesondere mittels der Kompensationsroutine und der Übertragungsfunktion, in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Fahrzeugs und/oder der Lenkvorrichtung, wie beispielsweise einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, eines aktuellen Lenkwinkels und/oder einer aktuellen Auslastung eines Bordnetzes, zu aktivieren und/oder zu deaktivieren. Vorzugsweise ist die Recheneinheit zudem in ein Steuergerät der Lenkvorrichtung integriert.
Darüber hinaus soll unter einer „Störkenngröße“ insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche mit einer Lenkraddrehschwingung, welche auf einer Fahrzeugstörung beruht und beispielsweise durch eine Unwucht in einer Bremsscheibe („brake judder“) und/oder eine Unwucht in einem Fahrzeugrad („shimmy“) verursacht ist, korreliert ist. Insbesondere kann wenigstens anhand der Störkenngröße auf ein Vorhandensein, eine Stärke, eine Art und/oder eine Ursache der Lenkraddrehschwingung geschlossen und/oder ein Vorhandensein, eine Stärke, eine Art und/oder eine Ursache der Lenkraddrehschwingung ermittelt werden. Die Störkenngröße kann dabei insbesondere eine Störfrequenz und/oder eine Störphase sein. Besonders bevorzugt ist die Störkenngröße jedoch eine Störamplitude, wodurch insbesondere eine vorteilhaft einfache Auswertung erreicht werden kann. Vorteilhaft wird die als Störamplitude ausgebildete Störkenngröße zumindest in einem Intervall zwischen 0 Nm und 0,7 Nm, vorzugsweise zwischen 0 Nm und 0,5 Nm und bevorzugt zwischen 0 Nm und 0,3 Nm betrachtet und/oder ausgewertet. Besonders vorteilhaft wird die als Störamplitude ausgebildete Störkenngröße dabei in höchstens 0,1 Nm-Schritten, vorteilhaft in 0,05 Nm-Schritten und besonders vorteilhaft in 0,02 Nm-Schritten erfasst. Ferner soll unter einer „Raddrehzahlkenngröße“ insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche mit einer Raddrehzahl eines Fahrzeugrads korreliert ist. Insbesondere kann wenigstens anhand der Raddrehzahlkenngröße auf eine aktuelle Raddrehzahl geschlossen und/oder eine aktuelle Raddrehzahl bestimmt werden. Bevorzugt entspricht die Raddrehzahlkenngröße einer Raddrehzahl eines einzelnen Fahrzeugrads des Fahrzeugs oder einer aus zumindest zwei Fahrzeugrädern des Fahrzeugs ermittelten, vorzugsweise berechneten, Größe, bevorzugt einem Mittelwert der Raddrehzahlen der Fahrzeugräder. Die Radfrequenz, welche insbesondere aus der Raddrehzahlkenngröße ermittelt werden kann, wird vorzugsweise zumindest in einem Intervall zwischen 5 Hz und 35 Hz und bevorzugt zwischen 9 Hz und 18 Hz betrachtet und/oder ausgewertet. Besonders vorteilhaft wird die Radfrequenz dabei in höchstens 1 Hz-Schritten und vorteilhaft in 0,5 Hz-Schritten erfasst. Unter einem „Überwachungszeitintervall“ soll insbesondere ein, insbesondere länger andauerndes und vorteilhaft mit einer Lebensdauer der Lenkvorrichtung, des Lenksystems und/oder des Fahrzeugs korreliertes, Zeitintervall verstanden werden, in welchem Veränderungen der Störkenngröße und der Radfrequenz erfasst werden. Insbesondere kann das Überwachungszeitintervall dabei einen Zeitraum von mehreren Tagen, vorzugsweise von mehreren Wochen, bevorzugt von mehreren Monaten und besonders bevorzugt von mehreren Jahren umfassen. Darüber hinaus soll unter der Wendung, dass „eine zeitliche Veränderung der Störkenngröße und/oder der Radfrequenz überwacht wird“ insbesondere verstanden werden, dass Werte der Störkenngröße und/oder der Radfrequenz, insbesondere kontinuierlich und/oder in regelmäßigen zeitlichen Abständen, erfasst und vorzugsweise gesammelt werden und/oder dass eine Häufigkeit und/oder Zeitdauer erfasst wird, in welcher sich die Störkenngröße und/oder die Radfrequenz in einem definierten Zustand, besonders bevorzugt einem vordefinierten Zustand, befinden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Erfassungssignal vorzugsweise zur Extraktion der Störkenngröße auf Basis der Radfrequenz gefiltert wird, wodurch die Störkenngröße insbesondere vorteilhaft einfach ermittelt und/oder mit der Radfrequenz verknüpft werden kann. Bevorzugt erfolgt die Filterung dabei mittels eines, vorteilhaft frequenzveränderlichen, Bandpasses, dessen Resonanzfrequenz vorzugsweise unter Verwendung der Radfrequenz, der Raddrehzahlkenngröße, einer aktuellen Radgeschwindigkeit und/oder einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird.
Der Auswertedatensatz könnte beispielsweise in Form einer Tabelle, eines Punktdiagramms, eines Balkendiagramms und/oder eines Ringdiagramms oder dergleichen zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen ausgewertet und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen verwendet werden. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass der Auswertedatensatz zur Erstellung einer Heatmap verwendet wird und die Heatmap zumindest zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen ausgewertet wird. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft schnelle Analyse und/oder Auswertung des Auswertedatensatzes erfolgen. Zudem kann eine vorteilhaft einfache Weiterverarbeitung des Auswertedatensatzes erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Heatmap ferner auch zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen verwendet werden. Zudem könnten mehrere Auswertedatensätze, insbesondere aus mehreren weiteren Fahrzeugen, zur Erstellung einer gemeinsamen Heatmap verwendet werden, anhand welcher vorteilhaft fahrzeugspezifische und/oder fahrzeugtypenspezifische Lenkraddrehschwingungen und/oder Trends erkannt werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine zeitliche Änderungsrate der Störkenngröße und/oder der Radfrequenz in dem Auswertedatensatz ermittelt und zumindest zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen berücksichtigt wird. Hierdurch können insbesondere ungewöhnliche Variationen erfasst und/oder ein Langzeitverhalten analysiert werden. Die zeitliche Änderungsrate entspricht dabei vorteilhaft einer, vorteilhaft länger, wie beispielsweise über zumindest eine Woche und/oder zumindest einen Monat, andauernden Veränderung der Störkenngröße und/oder der Radfrequenz. Bevorzugt ist die Veränderung der Störkenngröße und/oder der Radfrequenz von einer kurzzeitigen und/oder temporären Veränderung der Störkenngröße und/oder der Radfrequenz, wie beispielsweise über wenige Minuten, Stunden und/oder Tage, verschieden, insbesondere um temporäre Störungen auszuschließen. Alternativ oder zusätzlich kann die zeitliche Änderungsrate der Störkenngröße und/oder der Radfrequenz auch zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen verwendet werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine Zustandskenngröße und vorteilhaft mehrere, insbesondere zumindest zwei und vorteilhaft zumindest drei, Zustandskenngrößen einer Aktivierungseinheit, insbesondere der bereits zuvor genannten Aktivierungseinheit, zur Aktivierung und/oder Deaktivierung einer Kompensation der Lenkraddrehschwingungen in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Fahrzeugs, insbesondere der Lenkvorrichtung, ermittelt und zumindest zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen berücksichtigt wird/werden. Hierdurch kann vorteilhaft eine Wirksamkeit eines Kompensationsverhaltens analysiert werden. Unter einer „Zustandskenngröße“ soll dabei insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche mit einem Zustand der Aktivierungseinheit, wie beispielsweise „Kompensation aktiv“, „Kompensation inaktiv“ und/oder „wartend“, korreliert ist und vorteilhaft einen Status einer Kompensation der Lenkraddrehschwingungen definiert. Insbesondere kann dabei wenigstens anhand der Zustandskenngröße auf den Zustand der Aktivierungseinheit geschlossen und/oder der Zustand der Aktivierungseinheit bestimmt werden. Besonders bevorzugt kann anhand der Zustandskenngröße auf eine Häufigkeit und/oder eine Verweildauer der Aktivierungseinheit in einem der Zustände geschlossen und/oder eine Häufigkeit und/oder eine Verweildauer der Aktivierungseinheit in einem der Zustände bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Zustandskenngröße auch zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen verwendet werden.
Der Auswertedatensatz könnte beispielsweise innerhalb der Recheneinheit, insbesondere mittels der Auswerteroutine, ausgewertet werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass der Auswertedatensatz zumindest zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen über eine Kommunikationsschnittstelle, insbesondere eine Diagnoseschnittstelle, wie beispielsweise eine OBD2-Buchse, und/oder eine fahrzeuginterne Buskommunikationsschnittstelle, ausgelesen und/oder, vorzugsweise mittels einer zentralen Kommunikationseinheit („CCU“), drahtlos, wie beispielsweise über eine Mobilfunkverbindung, eine WLAN-Verbindung oder dergleichen, an eine externe und vorteilhaft zentrale Analyseeinheit gesendet wird. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft hohe Rechenleistung bereitgestellt und eine vorteilhaft schnelle Auswertung erreicht werden. Zudem kann der Auswertedatensatz insbesondere zeitnah und insbesondere vollautomatisiert ausgewertet werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Hinweismeldung erzeugt wird, falls bei einer Analyse des Auswertedatensatzes ein von einem Normalzustand abweichendes Verhalten detektiert wird, beispielsweise bei Überschreiten definierter Schwellwerte. Die Hinweismeldung kann dabei insbesondere mittels einer Anzeigeeinheit des Fahrzeugs und/oder der Lenkvorrichtung, wie beispielsweise einer Warnlampe, angezeigt und/oder an eine externe elektronische Einheit, wie beispielsweise die Analyseeinheit, eine Diagnoseeinheit, einen Laptop und/oder ein Smartphone oder dergleichen, gesendet werden. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhafte Hinweisfunktion und/oder Warnfunktion realisiert werden. Insbesondere können hierdurch Informationen, insbesondere über Mängel in einem Fahrwerk des Fahrzeugs und/oder im Lenksystem, wie beispielsweise Wuchtgewicht verloren, Spurstangenspiel oder Rad gelöst, detektiert werden und an einen Fahrer und/oder eine Werkstatt übermittelt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen eine Übertragungsfunktion zur Erzeugung eines Kompensationssignals, insbesondere die bereits zuvor genannte Übertragungsfunktion, zumindest unter Verwendung des Auswertedatensatzes und/oder einer Kombination mehrerer Auswertedatensätze aus unterschiedlichen weiteren Fahrzeugen angepasst wird, insbesondere einmalig, wie beispielsweise durch eine Softwareaktualisierung, und/oder dauerhaft, wie beispielsweise mittels einer Reglerschleife. Hierdurch kann vorteilhaft eine Anpassung eines Kompensationsverhaltens im Betrieb des Fahrzeugs erreicht werden, wodurch insbesondere Rückrufe und/oder Reklamationen reduziert werden können.
Bevorzugt wird ferner vorgeschlagen, dass zur Anpassung der Übertragungsfunktion ein, vorteilhaft maschineller, Lernalgorithmus, wie beispielsweise ein künstliches neuronales Netz, verwendet wird, welcher zumindest auf Basis des Auswertedatensatzes zu einer Optimierung der zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen vorgesehen ist. Vorteilhaft wird dabei mittels des Lernalgorithmus ein typisches und insbesondere fehlerfreies Verhalten der Lenkvorrichtung, bei welchem Lenkraddrehschwingungen minimiert sind, erlernt. Bevorzugt entspricht der Lernalgorithmus einem datengetriebenen Lernalgorithmus, wobei vorteilhaft eine Vielzahl ermittelter und/oder ermittelbarer Daten und/oder Parameter der Lenkvorrichtung, des Lenksystems und/oder des Fahrzeugs verwendet und/oder miteinander verknüpft werden. Der Lernalgorithmus kann dabei insbesondere in dem Speicher der Recheneinheit hinterlegt oder Teil eines zentralen, externen Rechnersystems sein. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache und/oder selbsttätige Optimierung erreicht werden, wobei insbesondere auf eine explizite Vorgabe und/oder Anpassung der Übertragungsfunktion verzichtet werden kann.
Eine vorteilhafte Dokumentation flächendeckender Phänomene und/oder eine besonders hohe Wirksamkeit des Kompensationsverhaltens kann insbesondere erreicht werden, wenn zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen wenigstens ein weiterer Auswertedatensatz und bevorzugt eine Vielzahl weiterer Auswertedatensätze, insbesondere aus einem weiteren Fahrzeug und bevorzugt einer Vielzahl weiterer Fahrzeuge, vorzugsweise derselben Fahrzeugvariante, ermittelt und mit dem Auswertedatensatz kombiniert wird/werden. Insbesondere könnten die Auswertedatensätze dabei auch zur Erstellung einer gemeinsamen Heatmap verwendet werden. Zudem können hierdurch insbesondere Daten für eine Fahrzeugvariante und auch für jedes einzelne Fahrzeug gesammelt und bewertet werden.
Das Verfahren zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das Verfahren zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Aspekte der Erfindung in Kombination. Der Fachmann wird die Aspekte zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

Fig. la-b ein beispielhaftes Fahrzeug mit einem Lenksystem umfassend eine Lenkvorrichtung in einer vereinfachten Darstellung,
2 eine schematische Darstellung ein Signalflussdiagramms zur Analyse und/oder zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen,
3 ein Schaubild einer aus einem Auswertdatensatz erstellten Heatmap,
4 ein Schaubild einer aus einem Auswertdatensatz erstellten weiteren Heatmap,
5 eine Darstellung von Zustandskenngrößen einer Aktivierungseinheit der Lenkvorrichtung,
6 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen und
7 ein beispielhaftes System umfassend mehrere Lenkvorrichtungen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die 1a und 1b zeigen ein beispielhaft als Kraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 10 mit mehreren Fahrzeugrädern 36 und mit einem Lenksystem 38 in einer vereinfachten Darstellung. Das Lenksystem 38 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 36 auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 vorgesehen.
Das Lenksystem 38 umfasst eine Lenkvorrichtung. Die Lenkvorrichtung weist ein Lenkgetriebe 40 auf. Das Lenkgetriebe 40 ist als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildet. Das Lenkgetriebe 40 umfasst ein Lenkritzel 42 und eine mit dem Lenkritzel 42 mechanisch gekoppelte Zahnstange 44. Das Lenkgetriebe 40 weist eine Wirkverbindung mit zumindest zwei der Fahrzeugräder 36, insbesondere zwei Vorderrädern des Fahrzeugs 10, auf. Das Lenkgetriebe 40 ist dazu vorgesehen, eine Schwenkbewegung und/oder Drehbewegung der Fahrzeugräder 36 zu bewirken. Das Lenkgetriebe 40 ist dazu vorgesehen, eine Lenkvorgabe in eine Lenkbewegung der Fahrzeugräder 36 umzusetzen. Prinzipiell könnte ein Lenkgetriebe jedoch auch als Schneckenlenkgetriebe, als Schraubenspindellenkgetriebe und/oder als Kugelumlauflenkgetriebe ausgebildet sein.
Die Lenkvorrichtung umfasst ferner zumindest ein Lenkgestänge 46. Im vorliegenden Fall umfasst die Lenkvorrichtung auf jeder Fahrzeugseite ein Lenkgestänge 46, welches das Lenkgetriebe 40, insbesondere die Zahnstange 44, mechanisch mit einem der Fahrzeugräder 36 verbindet. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, auf ein Lenkgestänge zu verzichten und/oder ein Lenkgestänge in ein Lenkgetriebe zu integrieren.
Darüber hinaus umfasst die Lenkvorrichtung ein Lenkrad 48. Das Lenkrad 48 ist auf einer einem Fahrer zugewandten Seite des Lenksystems 38 angeordnet. Das Lenkrad 48 dient zum Aufbringen eines manuellen Lenkmoments. Das Lenkrad 48 ist zur manuellen Steuerung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Das Lenkrad 48 ist dazu vorgesehen, das manuelle Lenkmoment in das Lenkgetriebe 40 einzubringen und hierdurch auf die Fahrzeugräder 36 zu übertragen.
Zur Verbindung des Lenkrads 48 mit dem Lenkgetriebe 40 umfasst die Lenkvorrichtung ferner eine Lenksäule 50. Im vorliegenden Fall verbindet die Lenksäule 50 das Lenkrad 48 dauerhaft mit dem Lenkgetriebe 40, insbesondere mechanisch. Die Lenksäule 50 ist zumindest dazu vorgesehen, das, insbesondere von dem Fahrer aufgebrachte, manuelle Lenkmoment an das Lenkgetriebe 40 zu übertragen. Ferner umfasst die Lenksäule 50 zumindest ein Torsionselement 52, im vorliegenden Fall insbesondere einen Drehstab, sowie eine Lenkspindel 54 zur Aufnahme des Torsionselements 52. Alternativ könnte eine Lenksäule auch lediglich zeitweise ein Lenkrad mit einem Lenkgetriebe verbinden, wie beispielsweise bei einem Fahrzeug mit einem autonomen Fahrbetrieb. Zudem ist prinzipiell auch denkbar, auf eine Lenkspindel und/oder ein Torsionselement zu verzichten. Zudem könnte eine Lenkvorrichtung zusätzlich zumindest eine Zwischenwelle umfassen.
Des Weiteren umfasst die Lenkvorrichtung im vorliegenden Fall eine Unterstützungseinheit 56 zur Erzeugung und/oder Bereitstellung einer Lenkunterstützung. Die Unterstützungseinheit 56 ist elektrisch ausgebildet. Die Unterstützungseinheit 56 weist eine Wirkverbindung mit dem Lenkgetriebe 40 auf. Die Unterstützungseinheit 56 umfasst einen, im vorliegenden Fall insbesondere als Elektromotor ausgebildeten, Motor 58 sowie ein mit der Zahnstange 44 mechanisch gekoppeltes Antriebsritzel 60. Die Unterstützungseinheit 56 ist dazu vorgesehen, ein Unterstützungsmoment in das Lenkgetriebe 40 einzubringen, insbesondere über das Antriebsritzel 60. Die Unterstützungseinheit 56 ist dazu vorgesehen, das, insbesondere von dem Fahrer aufgebrachte, manuelle Lenkmoment zu unterstützen. Alternativ könnte eine Unterstützungseinheit jedoch auch zumindest teilweise hydraulisch ausgebildet sein. Darüber hinaus könnte eine Unterstützungseinheit, insbesondere anstatt eines Antriebsritzels, auch beispielsweise einen Riemen, vorzugsweise mit einem Kugelgewindetrieb, umfassen. Zudem könnte eine Unterstützungseinheit auch dazu vorgesehen sein, ein Unterstützungsmoment in eine Lenksäule einzubringen.
Ferner weist die Lenkvorrichtung eine Erfassungseinheit 28 auf. Die Erfassungseinheit 28 ist in einem Bereich des Torsionselements 52 und/oder der Lenkspindel 54 angeordnet. Die Erfassungseinheit 28 weist eine Wirkverbindung mit dem Torsionselement 52 und/oder der Lenkspindel 54 auf. Die Erfassungseinheit 28 ist zu einer, insbesondere kontaktlosen, Erfassung eines Erfassungssignals 12, im vorliegenden Fall insbesondere eines lenkspindelseitigen Drehmomentsignals, vorgesehen. Dazu umfasst die Erfassungseinheit 28 beispielhaft genau ein, insbesondere als Drehmomentsensor ausgebildetes, Erfassungselement 62. Alternativ könnte eine Erfassungseinheit jedoch auch mehrere Erfassungselemente umfassen und/oder zur Erfassung eines Rotorlagewinkels, einer Rotorgeschwindigkeit, eines Motoristmoments und/oder einer Raddrehzahlkenngröße vorgesehen sein.
Darüber hinaus weist die Lenkvorrichtung ein Steuergerät 34 auf. Das Steuergerät 34 umfasst eine Recheneinheit 30. Die Recheneinheit 30 ist elektronisch ausgebildet. Die Recheneinheit 30 umfasst zumindest einen Prozessor 64, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Speicher 66. Zudem umfasst die Recheneinheit 30 zumindest ein im Speicher 66 hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest einer Steuerroutine, zumindest einer Auswerteroutine und zumindest einer Kompensationsroutine.
Das Steuergerät 34, insbesondere die Recheneinheit 30, weist eine Wirkverbindung mit der Erfassungseinheit 28 auf. Im vorliegenden Fall ist das Steuergerät 34 elektrisch mit der Erfassungseinheit 28 verbunden, beispielsweise mittels einer Datenverbindung und/oder einem Bussystem. Die Recheneinheit 30 ist dabei zumindest zu einem Empfang des Erfassungssignals 12 und/oder eines mit dem Erfassungssignal 12 korrelierten Signals von der Erfassungseinheit 28 vorgesehen.
Das Steuergerät 34, insbesondere die Recheneinheit 30, weist ferner eine Wirkverbindung mit der Unterstützungseinheit 56 auf. Im vorliegenden Fall ist das Steuergerät 34 elektrisch mit der Unterstützungseinheit 56 verbunden, beispielsweise mittels einer Datenverbindung und/oder einem Bussystem. Die Recheneinheit 30 ist dabei zumindest zu einer Ansteuerung des Motors 58 und somit insbesondere zu einer Einstellung des Unterstützungsmoments, insbesondere in Abhängigkeit von dem Erfassungssignal 12, vorgesehen.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 10 eine Kommunikationseinheit 68. Die Kommunikationseinheit 68 ist als zentrale Kommunikationseinheit („CCU“) ausgebildet. Die Kommunikationseinheit 68 ist zu einer drahtlosen Kommunikation, wie beispielsweise über eine Mobilfunkverbindung und/oder eine WLAN-Verbindung oder dergleichen, vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich könnte ein Fahrzeug auch eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, insbesondere eine Fahrzeugdiagnoseschnittstelle, wie beispielsweise eine OBD2-Buchse. Darüber könnte ein Lenksystem und/oder eine Lenkvorrichtung prinzipiell auch eine zusätzliche und insbesondere von der Kommunikationseinheit des Fahrzeugs separate weitere Kommunikationseinheit umfassen.
Während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs 10 können nun, insbesondere in einem kritischen Geschwindigkeitsbereich zwischen 80 km/h und 140 km/h, Lenkraddrehschwingungen auftreten. Die Lenkraddrehschwingungen sind beispielsweise durch eine Unwucht in einer Bremsscheibe („brake judder“) und/oder eine Unwucht in einem Fahrzeugrad („shimmy“) verursacht. Derartige Lenkraddrehschwingungen werden vom Fahrer in der Regel als störend empfunden und daher vorteilhafterweise mittels verschiedener Maßnahmen zumindest teilweise kompensiert.
Ein Signalflussdiagramm zur zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen während eines Betriebs der Lenkvorrichtung ist in 2 dargestellt.
Im vorliegenden Fall ist dabei die Recheneinheit 30 zumindest dazu vorgesehen, insbesondere mittels der Kompensationsroutine und einer innerhalb des Speichers 66 hinterlegten Übertragungsfunktion, ein Verfahren zur zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen auszuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln auf.
Dabei wird das Erfassungssignal 12 mittels der Erfassungseinheit 28 erfasst und zur Filterung einer Filtereinheit 70 der Lenkvorrichtung zugeführt. Zudem wird eine aktuelle Radfrequenz 16 aus einer aktuellen Raddrehzahlkenngröße ermittelt und ebenfalls der Filtereinheit 70 zugeführt. Die aktuelle Raddrehzahlkenngröße entspricht vorteilhaft einem Mittelwert der Raddrehzahlen der Fahrzeugräder 36 und kann beispielsweise mittels einer Sensoreinheit erfasst und/oder aus einem Fahrzeugsteuergerät oder Fahrzeug-Bus-System abgerufen werden. Die Filtereinheit 70 ist im vorliegenden Fall als ein frequenzveränderlicher Bandpass ausgebildet, dessen Resonanzfrequenz unter Verwendung der Radfrequenz 16 eingestellt wird. Die Filtereinheit 70 kann dabei beispielsweise in die Erfassungseinheit 28 oder das Steuergerät 34 integriert sein. Alternativ kann die Filtereinheit 70 jedoch auch separat von der Erfassungseinheit 28 und dem Steuergerät 34 ausgebildet sein. Die Filtereinheit 70 filtert das Erfassungssignal 12 auf Basis der Radfrequenz 16 und erzeugt ein gefiltertes Erfassungssignal 72. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, auf eine Filterung eines Erfassungssignals zu verzichten.
Das gefilterte Erfassungssignal 72 wird anschließend einer Kompensationseinheit 74 der Recheneinheit 30 zugeführt, in welcher die Kompensationsroutine hinterlegt ist. Die Kompensationseinheit 74 erzeugt unter Verwendung der Übertragungsfunktion ein Kompensationssignal 26, insbesondere ein Kompensationsmotormoment, welches zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen der Unterstützungseinheit 56 zugeführt wird.
Zudem umfasst die Recheneinheit 30 eine Aktivierungseinheit 24, welche mit der Kompensationseinheit 74 in Wirkverbindung steht und insbesondere steuernd auf die Kompensationseinheit 74 einwirken kann. Die Aktivierungseinheit 24 ist dazu vorgesehen, eine Kompensation der Lenkraddrehschwingungen mittels der Kompensationseinheit 74 in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Fahrzeugs 10, wie beispielsweise einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, eines aktuellen Lenkwinkels und/oder einer aktuellen Auslastung eines Bordnetzes, zu aktivieren und/oder zu deaktivieren. Dazu weist die Aktivierungseinheit 24 mehrere Zustandskenngrößen 22 auf, wie beispielsweise „Kompensation aktiv“, „Kompensation inaktiv“ und/oder „wartend“, welche einen Status der Aktivierungseinheit 24 und/oder der Kompensationseinheit 74 definieren.
Darüber hinaus ist die Recheneinheit 30 dazu vorgesehen, insbesondere mittels der Auswerteroutine, ein Verfahren zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen auszuführen und weist dazu insbesondere ein weiteres Computerprogramm mit entsprechenden weiteren Programmcodemitteln auf.
Dabei wird das Erfassungssignal 12 mittels der Erfassungseinheit 28 erfasst und aus dem Erfassungssignal 12 eine mit der Lenkraddrehschwingung korrelierte Störkenngröße 14, im vorliegenden Fall insbesondere eine Störamplitude, extrahiert. Zur Extraktion der Störkenngröße 14 wird das Erfassungssignal 12 mittels der Filtereinheit 70 ferner auf Basis der Radfrequenz 16 gefiltert. Im vorliegenden Fall ist die Störkenngröße 14 somit identisch mit dem gefilterten Erfassungssignal 72. Prinzipiell könnte die Störkenngröße 14 jedoch auch von dem gefilterten Erfassungssignal 72 abweichen. Zudem könnte zur Extraktion einer Störkenngröße auf eine Filterung eines Erfassungssignals verzichtet werden.
Anschließend wird während eines gesamten Überwachungszeitintervalls, welches insbesondere mit einer Lebensdauer der Lenkvorrichtung, des Lenksystems 38 und/oder des Fahrzeugs 10 korreliert ist, zumindest eine zeitliche Veränderung der Störkenngröße 14 und eine zeitliche Veränderung der Radfrequenz 16 überwacht und zu einem gemeinsamen Auswertedatensatz 18 zusammengefasst.
Zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen wird der Auswertedatensatz 18 anschließend zur Erstellung einer Heatmap verwendet (vgl. insbesondere 3). Zusätzlich oder alternativ kann eine zeitliche Änderungsrate der Störkenngröße 14 und/oder der Radfrequenz 16 in dem Auswertedatensatz 18 ermittelt und ebenfalls zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen berücksichtigt werden (vgl. insbesondere 4). Darüber hinaus können die Zustandskenngrößen 22 der Aktivierungseinheit 24 ausgelesen und zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen ebenfalls in dem Auswertedatensatz 18 gesammelt werden (vgl. insbesondere 5). Zudem können auch weitere Auswertedatensätze 20 aus weiteren Fahrzeugen 11 ermittelt und mit dem Auswertedatensatz 18 kombiniert werden (vgl. insbesondere 7). Der Auswertedatensatz 18 kann anschließend, beispielsweise nach einem länger andauernden Zeitraum, von beispielsweise mehreren Monaten, über die Kommunikationseinheit 68 drahtlos, wie beispielsweise über eine Mobilfunkverbindung und/oder eine WLAN-Verbindung oder dergleichen, an eine externe Analyseeinheit (nicht dargestellt) gesendet werden, wodurch eine vorteilhaft zentrale Auswertung des Auswertedatensatzes 18 erreicht werden kann. Alternativ könnte der Auswertedatensatz jedoch auch innerhalb einer Recheneinheit ausgewertet werden. Zudem könnte auch ein beliebiger von einer Heatmap abweichender Diagrammtyp zur Analyse von Lenkraddrehschwingungen verwendet werden. Auch könnte eine Auswertung eines Auswertedatensatzes in regelmäßigen zeitlichen Abständen, von beispielsweise mehreren Tagen oder Wochen, erfolgen.
Die Analyseeinheit prüft anschließend, ob ein von einem Normalzustand abweichendes Verhalten vorliegt. Wird bei der Analyse des Auswertedatensatzes 18 ein von einem Normalzustand abweichendes Verhalten detektiert, so wird, im vorliegenden Fall insbesondere mittels der Analyseeinheit, eine Hinweismeldung erzeugt, welche anschließend mittels einer Anzeigeeinheit 76 des Fahrzeugs 10, wie beispielsweise einer Warnlampe, angezeigt und/oder an eine externe elektronische Einheit, beispielsweise einer Werkstatt, gesendet wird, wodurch insbesondere eine vorteilhafte Hinweisfunktion und/oder Warnfunktion realisiert werden kann.
Zur Verbesserung der zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen kann der Auswertedatensatz 18 ferner zur Anpassung der Übertragungsfunktion verwendet werden. Dazu weist der Auswertedatensatz eine Wirkverbindung mit der Kompensationseinheit 74 auf. Die Übertragungsfunktion kann dabei einmalig, wie beispielsweise durch eine Softwareaktualisierung, und/oder dauerhaft, wie beispielsweise mittels einer Reglerschleife, angepasst werden. Vorteilhaft wird ferner zur Anpassung der Übertragungsfunktion ein maschineller Lernalgorithmus, wie beispielsweise ein künstliches neuronales Netz, verwendet, welcher zumindest auf Basis des Auswertedatensatzes 18 zu einer Optimierung der zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen vorgesehen ist.
3 zeigt beispielhaft ein Schaubild einer aus dem Auswertedatensatz 18 erstellten Heatmap. Auf einer Ordinatenachse 78 ist die, insbesondere als Störamplitude ausgebildete, Störkenngröße 14 in [Nm] aufgetragen. Auf einer Abszissenachse 80 ist die Radfrequenz 16 in [Hz] dargestellt. Die Temperaturskala stellt ein Häufigkeitskriterium dar, in welchem sich insbesondere die Störkenngröße 14 und die Radfrequenz 16 in einem vordefinierten Zustand befinden. Im vorliegenden Fall wird die Störkenngröße 14 beispielhaft in 0,1 Nm-Schritten in einem Intervall zwischen 0 Nm und 0,5 Nm betrachtet. Vorteilhaft könnte die Störkenngröße 14 jedoch auch in einem Intervall zwischen 0 Nm und 0,3 Nm betrachtet werden. Ferner wird die Radfrequenz 16 beispielhaft in 1 Hz-Schritten in einem Intervall zwischen 9 Hz und 18 Hz betrachtet.
Anhand Figur 3 lässt sich erkennen, dass sich die Störkenngröße 14 überwiegend in einem Bereich zwischen 0,2 Nm und 0,4 Nm und die Radfrequenz 16 im Bereich zwischen 13 Hz und 15 Hz befinden, sodass Lenkraddrehschwingungen in diesem Bereich zumindest beim betrachteten Fahrzeug 10 gehäuft auftreten.
4 zeigt beispielhaft ein Schaubild einer aus dem Auswertedatensatz 18 erstellten weiteren Heatmap. Auf einer Ordinatenachse 82 ist wiederum die, insbesondere als Störamplitude ausgebildete, Störkenngröße 14 in [Nm] aufgetragen, wobei die Störkenngröße 14 beispielhaft in 0,1 Nm-Schritten in einem Intervall zwischen 0 Nm und 0,5 Nm betrachtet wird. Vorteilhaft könnte die Störkenngröße 14 jedoch auch in einem Intervall zwischen 0 Nm und 0,3 Nm betrachtet werden. Auf einer Abszissenachse 84 ist wiederum die Radfrequenz 16 in [Hz] dargestellt, wobei die Radfrequenz 16 beispielhaft in 1 Hz-Schritten in einem Intervall zwischen 9 Hz und 18 Hz betrachtet wird. Die Temperaturskala stellt in diesem Fall eine zeitliche Änderungsrate in den entsprechenden vordefinierten Zuständen dar.
Anhand 4 lassen sich dabei beispielsweise Unterschiede in der Störkenngröße 14 und der Radfrequenz 16 für unterschiedliche Jahreszeiten und insbesondere eine unterschiedliche Bereifung des Fahrzeugs 10 ermitteln. Zudem kann anhand der 4 auch beispielsweise ein Verschleiß, eine Beschädigung, ein Defekt und/oder Spiel im Lenksystem 38 und/oder im Fahrzeug 10 detektiert werden.
5 zeigt beispielhaft eine Darstellung von Zustandskenngrößen 22 der Aktivierungseinheit 24. Auf einer Ordinatenachse 86 ist eine Zeit, insbesondere eine Verweildauer der Aktivierungseinheit 24 in den einzelnen Zuständen, in [h] aufgetragen. Auf einer Abszissenachse 88 sind die unterschiedlichen Zustandskenngrößen 22 dargestellt. Im vorliegenden Fall umfasst die Aktivierungseinheit 24 dabei beispielhaft sieben verschiedene Zustandskenngrößen 22 und/oder Zustände, wie beispielsweise „Kompensation aktiv“, „Kompensation inaktiv“, „wartend“, „Kompensation einrampen“, „Kompensation ausrampen“, „Kompensation möglich“ und/oder „Kompensation nicht möglich“. Alternativ könnte eine Aktivierungseinheit jedoch auch genau zwei Zustandskenngrößen und/oder Zustände, insbesondere „Kompensation aktiv“ und „Kompensation inaktiv“, und/oder eine beliebige andere Anzahl an Zustandskenngrößen und/oder Zuständen umfassen.
6 zeigt ferner ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten des Verfahrens zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen.
In einem Verfahrensschritt 100 wird das Erfassungssignal 12 mittels der Erfassungseinheit 28 erfasst.
In einem Verfahrensschritt 102 wird die mit der aktuellen Raddrehzahlkenngröße korrelierte Radfrequenz 16 ermittelt.
In einem Verfahrensschritt 104 wird das Erfassungssignal 12 mittels der Filtereinheit 70 auf Basis der Radfrequenz 16 gefiltert und die mit der Lenkraddrehschwingung korrelierte Störkenngröße 14 extrahiert.
In einem Verfahrensschritt 106 wird eine zeitliche Veränderung der Störkenngröße 14 und der Radfrequenz 16 während eines gesamten Überwachungszeitintervalls überwacht.
In einem Verfahrensschritt 108 wird anschließend aus den gewonnenen Daten der Auswertedatensatz 18 erstellt und zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen ausgewertet.
Anschließend können optionale Verfahrensschritte folgen, wie beispielsweise ein Erstellen einer Heatmap, eine Ermittlung einer zeitlichen Änderungsrate in dem Auswertedatensatz 18, eine Berücksichtigung der Zustandskenngrößen 22 der Aktivierungseinheit 24, ein Erzeugen einer Hinweismeldung und/oder eine Anpassung der Übertragungsfunktion unter Verwendung des Auswertedatensatzes 18.
7 zeigt ein System 32 umfassend mehrere, im vorliegenden Fall beispielhaft zwei, Fahrzeuge 10, 11, welche jeweils eine erfindungsgemäße Lenkvorrichtung umfassen. Prinzipiell kann ein System jedoch eine beliebige Anzahl weiterer Fahrzeuge mit erfindungsgemäßen Lenkvorrichtungen umfassen. Jede der Lenkvorrichtungen umfasst dabei einen entsprechenden Auswertedatensatz 18, 20, welche im vorliegenden Fall zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen miteinander kombiniert werden. Hierzu weist das System 32 einen, insbesondere zentralen und vorteilhaft mit der Analyseeinheit in Wirkverbindung stehenden, Datenspeicher 90 auf, welcher zur Kombination sämtlicher Auswertedatensätze 18, 20 vorgesehen ist.
Die Auswertedatensätze 18, 20 können dann beispielsweise zur Erstellung einer gemeinsamen Heatmap verwendet werden, anhand welcher Lenkraddrehschwingungen eines einzelnen Fahrzeugs 10, 11, einer bestimmten Fahrzeugvariante und/oder eines bestimmten Fahrzeugtyps analysiert, erkannt und/oder zumindest teilweise kompensiert werden können.

Claims

Verfahren zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation von Lenkraddrehschwingungen, wobei zumindest ein Erfassungssignal (12) erfasst und aus dem Erfassungssignal (12) wenigstens eine mit der Lenkraddrehschwingung korrelierte Störkenngröße (14) extrahiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Überwachungszeitintervalls eine zeitliche Veränderung der Störkenngröße (14) und eine zeitliche Veränderung einer mit einer aktuellen Raddrehzahlkenngröße korrelierten Radfrequenz (16) überwacht und zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen zu einem gemeinsamen Auswertedatensatz (18, 20) zusammengefasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswertedatensatz (18, 20) zur Erstellung einer Heatmap verwendet wird und die Heatmap zumindest zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zeitliche Änderungsrate der Störkenngröße (14) und/oder der Radfrequenz (16) in dem Auswertedatensatz (18, 20) ermittelt und zumindest zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zustandskenngröße (22) einer Aktivierungseinheit (24) zur Aktivierung und/oder Deaktivierung einer Kompensation der Lenkraddrehschwingungen in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Fahrzeugs (10, 12) ermittelt und zumindest zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswertedatensatz (18, 20) zumindest zur Analyse der Lenkraddrehschwingungen über eine Kommunikationsschnittstelle ausgelesen und/oder drahtlos an eine externe Analyseeinheit gesendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Hinweismeldung erzeugt wird, falls bei einer Analyse des Auswertedatensatzes (18, 20) ein von einem Normalzustand abweichendes Verhalten detektiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen eine Übertragungsfunktion zur Erzeugung eines Kompensationssignals (26) zumindest unter Verwendung des Auswertedatensatzes (18, 20) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung der Übertragungsfunktion ein Lernalgorithmus verwendet wird, welcher zumindest auf Basis des Auswertedatensatzes (18, 20) zu einer Optimierung der zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen wenigstens ein weiterer Auswertedatensatz (18, 20) ermittelt und mit dem Auswertedatensatz (18, 20) kombiniert wird.
Lenkvorrichtung mit einer Erfassungseinheit (28), welche zu einer Erfassung zumindest eines Erfassungssignals (12) vorgesehen ist, und mit einer Recheneinheit (30), welche zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 vorgesehen ist.
System (32) umfassend mehrere Lenkvorrichtungen nach Anspruch 10, wobei zur Analyse und/oder zur zumindest teilweisen Kompensation der Lenkraddrehschwingungen Auswertedatensätze (18, 20) der Lenkvorrichtungen miteinander kombiniert werden.
Steuergerät (34) einer Lenkvorrichtung mit einer Recheneinheit (30) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.