DE102018103359A1

DE102018103359A1 - Verfahren und vorrichtungen zum bestimmen kinetischer reibung in elektromechanischen lenkaktoren

Info

Publication number: DE102018103359A1
Application number: DE102018103359.1A
Authority: DE
Inventors: Jan Bremkens; Oliver Nehls; Joseph Park; Lodewijk Wijffels; Cornelius Macfarland
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2018-08-23
Also published as: US20180237056A1; US10106190B2; CN108454696A

Abstract

Es sind hierin Verfahren und Vorrichtungen zum Bestimmen kinetischer Reibung in elektromechanischen Lenkaktoren offenbart. In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung eine Lenksteuerung. In einigen Beispielen dient die Lenksteuerung dazu, ein Eingangsdrehmoment auf ein Lenksystem über einen Elektromotor anzuwenden. In einigen Beispielen dient die Lenksteuerung dazu, eine Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment zu bestimmen. In einigen Beispielen dient die Lenksteuerung dazu, ein Reaktionsdrehmoment auf Grundlage der Winkelbeschleunigung zu bestimmen. In einigen Beispielen dient die Lenksteuerung dazu, ein Reibungsdrehmoment des Lenksystems auf Grundlage des Eingangsdrehmoments und des Reaktionsdrehmoments zu bestimmen.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Vorrichtungen zum Bestimmen von kinetischer Reibung und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zum Bestimmen kinetischer Reibung in elektromechanischen Lenkaktoren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren wurden Kraftfahrzeuge mit elektrisch unterstützten Lenksystemen ausgestattet. In derartigen Systemen stellt ein Elektromotor eines elektromechanischen Lenkaktors unterstützendes Drehmoment für ein Lenkgestänge als Reaktion auf eine Lenkeingabe durch einen Fahrer bereit, um den Fahrer beim Lenken des Kraftfahrzeugs zu unterstützen.
KURZDARSTELLUNG
Es sind hierin Verfahren und Vorrichtungen zum Bestimmen kinetischer Reibung in elektromechanischen Lenkaktoren offenbart. In einigen Beispielen wird eine Vorrichtung offenbart. In einigen offenbarten Beispielen umfasst die Vorrichtung eine Lenksteuerung. In einigen offenbarten Beispielen beinhaltet die Lenksteuerung einen Elektromotorantrieb, um einen Eingangsdrehmoment auf ein Lenksystem über einen Elektromotor anzuwenden. In einigen offenbarten Beispielen beinhaltet die Lenksteuerung eine Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung, um eine Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment zu bestimmen. In einigen offenbarten Beispielen beinhaltet die Lenksteuerung eine Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung, um ein Reaktionsdrehmoment auf Grundlage der Winkelbeschleunigung zu bestimmen. In einigen offenbarten Beispielen beinhaltet die Lenksteuerung eine Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung, um ein Reibungsdrehmoment des Lenksystems auf Grundlage des Eingangsdrehmoments und des Reaktionsdrehmoments zu bestimmen.
In einigen Beispielen wird ein Verfahren offenbart. In einigen offenbarten Beispielen umfasst das Verfahren das Anwenden eines Eingangsdrehmoments auf ein Lenksystem über einen Elektromotor. In einigen offenbarten Beispielen umfasst das Verfahren das Bestimmen einer Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment durch das Ausführen von einer oder mehreren Anweisungen mit einer Lenksteuerung. In einigen offenbarten Beispielen umfasst das Verfahren das Bestimmen eines Reaktionsdrehmoments auf Grundlage der Winkelbeschleunigung durch das Ausführen von einer oder mehreren Anweisungen mit der Lenksteuerung. In einigen offenbarten Beispielen umfasst das Verfahren das Bestimmen eines Reibungsdrehmoments des Lenksystems auf Grundlage des Eingangsdrehmoments und des Reaktionsdrehmoments durch das Ausführen von einer oder mehreren Anweisungen mit der Lenksteuerung.
In einigen Beispielen wird ein greifbares computerlesbares Speichermedium offenbart, das Anweisungen umfasst. In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen beim Ausführen einen Prozessor, ein Eingangsdrehmoment auf ein Lenksystem über einen Elektromotor anzuwenden. In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen den Prozessor beim Ausführen, eine Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment zu bestimmen. In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen den Prozessor beim Ausführen, ein Reaktionsdrehmoment auf Grundlage der Winkelbeschleunigung zu bestimmen. In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen den Prozessor beim Ausführen, ein Reibungsdrehmoment des Lenksystems auf Grundlage des Eingangsdrehmoments und des Reaktionsdrehmoments zu bestimmen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Veranschaulichung eines beispielhaften Lenksystems, das mit einer beispielhaften Lenksteuerung umgesetzt wurde, die entsprechend den Lehren dieser Offenbarung aufgebaut ist.
2 ist ein Blockdiagramm der beispielhaften Lenksteuerung aus 1.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren darstellt, das an der beispielhaften Lenksteuerung der 1-2 ausgeführt werden kann, um die kinetische Reibung des beispielhaften elektromechanischen Lenkaktors aus 1 zu bestimmen.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren darstellt, das an der beispielhaften Lenksteuerung der 1-2 ausgeführt werden kann, um ein Reaktionsdrehmoment zu bestimmen.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren darstellt, das an der beispielhaften Lenksteuerung der 1-2 ausgeführt werden kann, um den elektromechanischen Lenkaktor aus 1 als Reaktion auf eine bestimmte kinetische Reibung des elektromechanischen Lenkaktors auszugleichen.
6 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Prozessorplattform, die in der Lage ist, Anweisungen auszuführen, um die Verfahren aus den 3, 4 und/oder 5 und die Lenksteuerung aus den 1 und/oder 2 umzusetzen.

Bestimmte Beispiele werden in den vorstehend beschriebenen Figuren gezeigt und nachstehend ausführlich beschrieben. Bei der Beschreibung dieser Beispiele werden ähnliche oder identische Bezugsziffern verwendet, um die gleichen oder ähnliche Elemente zu kennzeichnen. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu und bestimmte Merkmale und bestimmte Ansichten der Figuren können zum Zwecke der Eindeutigkeit und/oder Exaktheit vergrößert oder schematisch gezeigt werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Elektromechanische Lenkaktoren werden mit elektrisch unterstützten Lenk(electric power assisted steering - EPAS)systemen verwendet, um Lenkunterstützungsdrehmomente auf Lenkgestänge anzuwenden. Derartige elektromechanische Lenkaktoren beinhalten typischerweise einen Elektromotor, eine Steuereinheit (z. B. eine Steuerung und/oder eine elektronische Steuereinheit) und einen mechanischen Zahnradsatz. Die mechanischen Komponenten derartiger Lenkaktoren treffen auf Reibung (z. B. statische und/oder kinetische Reibung) relativ zueinander. Diese Reibung kann eine unerwünschte Verzögerung als Reaktion auf den Lenkaktoren verursachen und/oder veranlassen.
Während es möglich ist, die Reibung, auf die in Lenkaktoren getroffen wurde, über Steueralgorithmen auszugleichen, erfordern derartige Steueralgorithmen eine Schätzung der angetroffenen Reibung. Das Ausmaß der von den mechanischen Komponenten der Lenkaktoren angetroffenen Reibung ändert sich jedoch ständig. Zum Beispiel variiert das Ausmaß der durch die mechanischen Komponenten der Lenkaktoren angetroffenen Reibung während der Nutzungsdauer der mechanischen Komponenten und kann ebenfalls auf Grundlage von Fertigungsuneinheitlichkeiten von Stück zu Stück variieren. In dem Ausmaß, in dem die Reibung variiert, variiert auch die Reaktion des Lenkaktors.
Herkömmlichen EPAS-Systemen fehlt die Fähigkeit, die in einem Lenkaktor angetroffene Reibung exakt zu schätzen, der während des Betriebs des EPAS-System tätig war. Im Gegensatz zu herkömmlichen EPAS-Systemen, beinhalten die hierin beschriebenen EPAS-Systeme beispielhafte Lenksteuerungen zum Schätzen kinetischer Reibung in Lenkaktoren, die während des Betriebs des EPAS-Systems tätig sind. Als ein Ergebnis davon, dass die kinetische Reibung der Lenkaktoren auf diese Weise geschätzt wird, stellen die hierin beschriebenen beispielhaften Lenksteuerungen vorteilhafterweise verbesserte Lenkreaktion und verbessertes Lenkgefühl im Vergleich zu mindestens einigen bekannten Lenksystemen bereit. Somit können die hierin beschriebenen beispielhaften Lenksteuerungen vorteilhafterweise in der Fertigung und/oder Wartung von Kraftfahrzeugen, Luftfahrzeugen, Radfahrzeugen usw. verwendet werden, die mit EPAS-Systemen ausgestattet sind.
Die hierin beschriebenen beispielhaften Lenksteuerungen kommunizieren mit einem Lenkeingabesensor und einem Elektromotor eines EPAS-Systems. Das EPAS-System ist in einem Fahrzeug beinhaltet und beinhaltet ferner ein Lenkrad und ein Lenkgestänge. In einigen Beispielen sind die hierin beschriebenen Lenksteuerungen in einem elektromechanischen Lenkaktor beinhaltet, der den Elektromotor des EPAS-Systems beinhaltet, und/oder mit diesem wirkverbunden (z. B. in elektrischer Verbindung mit diesem). In einigen Beispielen sind die hierin beschriebenen Lenksteuerungen in einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs beinhaltet, das die Fahrzeugdynamik (z. B: Geschwindigkeit, Beschleunigung, Abbiegerate usw.) überwacht. Im normalen Betrieb erfassen die hierin beschriebenen Lenksteuerungen, wenn ein Fahrer eine Eingabe auf das Lenkgestänge über das Lenkrad anwendet, und befehlen dem Elektromotor, dem Lenkgestänge Unterstützungsdrehmoment bereitzustellen, bis die Fahrereingabe aufhört. Während eines Reibungsdrehmomentbestimmungsmodus befehlen die hierin beschriebenen Lenksteuerungen dem Elektromotor, Eingangsdrehmoment auf das Lenkgestänge ohne eine Fahrereingabe anzuwenden (z. B. um das Lenkgestänge einen kleinen Winkel zu drehen, ohne dass der Fahrer das Lenkrad dreht). In einigen Beispielen treten die hierin beschriebenen Lenksteuerungen in den Reibungsdrehmomentbestimmungsmodus bei gleichzeitigem Bereitstellen einer haptischen Fahrzeugspurverlassenswarnung ein (z. B. ein Vibrieren des Lenkgestänges und des Lenkrads, das vom Elektromotor bewirkt wird, um einen Fahrer zu warnen, dass das Fahrzeug von der Fahrbahn driftet). In einigen Beispielen sind die Fahrzeugspurverlassenswarnungsvibrationen sinusförmig.
1 ist eine schematische Veranschaulichung eines beispielhaften Lenksystems 100, das gemäß den Lehren dieser Offenbarung aufgebaut ist. Im veranschaulichten Beispiel aus 1 beinhaltet das Lenksystem 100 einen beispielhaften elektromechanischen Lenkaktor 102, der eine beispielhafte Lenksteuerung 104 und einen beispielhaften Elektromotor 106 aufweist. Das Lenksystem 100 aus 1 beinhaltet ferner ein beispielhaftes Lenkgestänge 108 und einen beispielhaften Lenkeingabesensor 110. Das Lenkgestänge 108 beinhaltet ein beispielhaftes Lenkrad 112, eine beispielhafte Lenksäule 114, eine beispielhafte Zwischenwelle 116, eine beispielhafte Zahnstange 118, eine erste beispielhafte Spurstange 120, eine zweite beispielhafte Spurstange 122, einen ersten beispielhaften Achsschenkel 124, einen zweiten beispielhaften Achsschenkel 126, ein erstes beispielhaftes Rad 128, ein zweites beispielhaftes Rad 130 und ein beispielhaftes Kreuzgelenk 132.
Das Lenkrad 112 ist mit der Lenksäule 114 verbunden. Die Lenksäule 114 ist mit der Zwischenwelle 116 über das Kreuzgelenk 132 verbunden. Die Zwischenwelle 116 ist mit der Zahnstange 118 über ein Ritzel (in 1 verdeckt) verbunden. Die Zahnstange 118 ist mit der ersten und zweiten Spurstange 120, 122 verbunden. Die erste und zweite Spurstange 120, 122 sind jeweils mit dem ersten und zweiten Achsschenkel 124, 126 verbunden. Das erste und zweite Rad 128, 130 sind jeweils mit dem ersten und zweiten Achsschenkel 124, 126 drehbar in Eingriff gebracht.
Im veranschaulichten Beispiel aus 1 ist der Elektromotor 106 des elektromechanischen Lenkaktors 102 an die Zwischenwelle 116 des Lenkgestänges 108 gekoppelt und/oder mit dieser in Eingriff gebracht. Der Elektromotor 106 kann zusätzlich und/oder alternativ an die Zahnstange 118 oder die Lenksäule 114 des Lenkgestänges 108 gekoppelt und/oder mit diesen in Eingriff gebracht sein. Der Elektromotor 106 ist ein Elektromotor, der durch ein elektrisches System des Fahrzeugs (in 1 nicht gezeigt) angetrieben wird.
Im veranschaulichten Beispiel aus 1 ist der Lenkeingabesensor 110 an die Lenksäule 114 gekoppelt und/oder mit dieser in Eingriff gebracht. Der Lenkeingabesensor 110 kann zusätzlich und/oder alternativ an ein beliebiges von einer Welle des Elektromotors 106, dem Lenkrad 112, der Zwischenwelle 116, der Zahnstange 118, der ersten Spurstange 120, der zweiten Spurstange 122, dem ersten Achsschenkel 124 oder dem zweiten Achsschenkel 126 gekoppelt und/oder mit diesem in Eingriff gebracht sein. Der Lenkeingabesensor 110 beinhaltet einen Drehmomentsensor und einen Stellungssensor (z. B. ist der Lenkeingabesensor 110 eine Kombination aus Drehmoment- und Stellungssensor). Der Drehmomentsensor kann eine beliebige Drehmomentsensorart sein (magnetoelastisch, Schleifring, drahtlos telemetrisch, Drehumformer, usw.), der in der Lage ist, ein Drehmoment (z. B. ein Moment), das auf das Lenkrad 112 angewendet wird, zu messen und/oder zu erfassen. Der Stellungssensor kann eine beliebige Stellungssensorart sein (z. B. Halleffekt, Riesenmagnetwiderstand, kapazitive Verschiebung, Wirbelstrom, elektromechanisch usw.), der in der Lage ist, eine Stellung (z. B. eine Winkelstellung) des Lenkrads 112 zu messen und/oder zu erfassen.
Im veranschaulichten Beispiel aus 1 steht die Lenksteuerung 104 in elektrischer Verbindung mit dem Elektromotor 106 und dem Lenkeingabesensor 110 (wie durch gestrichelte Linien in 1 dargestellt). Im normalen Betrieb erfasst die Lenksteuerung 104 eine Lenkeingabe in das Lenkgestänge 108 (z. B. ein Drehmoment, das von einem Fahrer auf das Lenkrad 112 angewendet wird, eine Lenkbewegung, die durch einen Fahrer verursacht wird, der das Lenkrad 112 dreht usw.) über den Lenkeingabesensor 110. Die Lenksteuerung 104 befiehlt dem Elektromotor 106, Unterstützungsdrehmoment auf das Lenkgestänge 108 auf Grundlage der erkannten Lenkeingabe anzuwenden.
Während eines Reibungsbestimmungsmodus befiehlt die Lenksteuerung 104 aus 1 dem Elektromotor 106, Eingangsdrehmoment auf das Lenkgestänge 108 anzuwenden. In einigen Beispielen kann das Eingangsdrehmoment eine sinusförmig variierende Vibration mit einer relativ kleinen Amplitude sein. Das Eingangsdrehmoment kann zusätzlich als eine haptische Warnung dienen, um den Fahrer über zum Beispiel ein Verlassen der Spur durch das Fahrzeug zu warnen (z. B. ist das Eingangsdrehmoment eine Fahrzeugspurverlassenswarnung). Als Reaktion auf das bewirkte Eingangsdrehmoment misst die Lenksteuerung 104 die bewirkte Winkelbeschleunigung des Lenkgestänges 108 über den Lenkeingabesensor 110. Die Lenksteuerung 104 bestimmt dann ein auf das Lenkgestänge 108 angewendetes Drehmoment auf Grundlage der bewirkten Winkelbeschleunigung und einer bekannten Trägheit des Lenkgestänges 108. Die Lenksteuerung 104 bestimmt nachfolgend ein Reibungsdrehmoment für das Lenkgestänge 108 und/oder den elektromechanischen Lenkaktor 102 auf Grundlage des Eingangsdrehmoments und des angewendeten Drehmoments. Sobald das Reibungsdrehmoment wie vorstehend beschrieben bestimmt wurde, kann dann die Lenksteuerung 104 das bestimmte Reibungsdrehmoment während des normalen Betriebs des Lenkgestänges 108 und/oder des elektromechanischen Lenkaktors 102 ausgleichen.
2 ist ein Blockdiagramm der beispielhaften Lenksteuerung 104 aus 1. Im veranschaulichten Beispiel aus 2 beinhaltet die Lenksteuerung 104 einen beispielhaften Elektromotorantrieb 202, eine beispielhafte Lenksystemdatenbank 204, eine beispielhafte Winkelabtasteinrichtung 206, eine beispielhafte Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208, eine beispielhafte Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210, eine beispielhafte Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212, eine beispielhafte Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 und eine beispielhafte Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216. Andere beispielhafte Umsetzungen der Lenksteuerung 104 können jedoch weniger oder zusätzliche Strukturen gemäß den Lehren dieser Offenbarung beinhalten. Der Elektromotorantrieb 202, die Lenksystemdatenbank 204, die Winkelabtasteinrichtung 206, die Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208, die Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210, die Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212, die Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 und/oder die Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 der Lenksteuerung 104 aus den 1 und 2 kann eine beliebige Größe, Form und/oder Auslegung aufweisen, welche die Bestimmung kinetischer Reibung eines elektromechanischen Lenkaktors ermöglichen und/oder erleichtern.
Im veranschaulichten Beispiel aus 2 ist der Elektromotorantrieb 202 mit dem Elektromotor 106 auf 1, dem Lenkeingabesensor 110 aus 1 und der Lenksystemdatenbank 204 aus 2 wirkverbunden. Die Winkelabtasteinrichtung 206 ist mit dem Lenkeingabesensor 110 aus 1, der Lenksystemdatenbank 204 aus 2 und der Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208 auf 2 wirkverbunden. Die Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208 ist mit der Lenksystemdatenbank 204, der Winkelabtasteinrichtung 206 und der Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210 wirkverbunden. Die Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210 ist mit der Lenksystemdatenbank 204, der Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208 und der Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212 wirkverbunden. Die Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212 ist mit der Lenksystemdatenbank 204, der Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210 und der Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 wirkverbunden. Die Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 ist mit der Lenksystemdatenbank 204, der Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212 und der Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 wirkverbunden. Die Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 ist mit der Lenksystemdatenbank 204 und der Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 wirkverbunden.
Im normalen Betrieb empfängt der Elektromotorantrieb 202 aus 2 Lenkeingabedaten (z.B. Drehmoment, das auf das Lenkrad 112 angewendet wird, Lenkwinkel, Lenkwinkelrate, Fahrzeuggeschwindigkeit, Gierrate usw.) vom Lenkeingabesensor 110 aus 1 und/oder der ECU des Fahrzeugs. Der Elektromotorantrieb 202 bestimmt ein Unterstützungsdrehmoment, das auf das Lenkgestänge 108 aus 1 auf Grundlage der Lenkeingabedaten angewendet werden soll. Der Elektromotorantrieb 202 ruft Referenzleistungsdaten des Elektromotors 106 aus 1 (z. B. Drehmomentausgaben des Elektromotors 106 im Hinblick auf angewendete Spannungen) von der Lenksystemdatenbank 204 ab. Der Elektromotorantrieb 202 bestimmt eine Eingangsspannung, die das Unterstützungsdrehmoment auf Grundlage der Referenzleistungsdaten erzeugen wird (z. B. sucht der Elektromotorantrieb 202 eine Spannung, die den Elektromotor 106 veranlasst, das bestimmte Unterstützungsdrehmoment zu erzeugen). Der Elektromotorantrieb 202 wendet die Eingangsspannung auf den Elektromotor 106 an. Der Elektromotorantrieb 202 misst den Strom in den Windungen des Elektromotors 106, um die Drehmomentausgabe des Elektromotors 106 zu überwachen.
Während eines Reibungsdrehmomentbestimmungsmodus ruft der Elektromotorantrieb 202 aus 2 einen Eingangsdrehmomentwert von der Lenksystemdatenbank 204 ab. Der Elektromotorantrieb 202 wendet eine Eingangsspannung auf den Elektromotor 106 auf 1 an, die dem Eingangsdrehmomentwert entspricht, um einen Elektromotor 106 zu veranlassen, ein Eingangsdrehmoment auf das Lenkgestänge 108 aus 1 anzuwenden, das einen Eingangsdrehmomentwert aufweist. In einigen Beispielen variieren der Eingangsdrehmomentwert und die Eingangsspannung sinusförmig über einen relativ kurzen Zeitraum, um den Elektromotor 106 zu veranlassen, ein entsprechendes sinusförmig variierendes Drehmoment über den kurzen Zeitraum zu erzeugen. Mit anderen Worten befiehlt der Elektromotorantrieb 202 dem Elektromotor 106 auf 1 in einigen Beispielen zu vibrieren (z. B. einen haptischen Sinneseindruck, wie etwa ein Summen zu erzeugen).
Die Winkelabtasteinrichtung 206 aus 2 erfasst Lenkeingabedaten (z. B. Lenkwinkelstellungen) des Lenkgestänges 108 vom Lenkeingabesensor 110 aus 1, die als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment erzeugt wurden. Die Winkelabtasteinrichtung 206 kann die Lenkeingabedaten auf Grundlage einer vorbestimmten und/oder festgelegten Abtastrate (z. B. 500 Abtastungen pro Sekunde, 1000 Abtastungen pro Sekunde usw.) erfassen und/oder abtasten.
Die Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208 aus 2 bestimmt eine Winkelbeschleunigung des Lenkgestänges 108 auf Grundlage der Lenkeingabedaten, die durch die Winkelabtasteinrichtung 206 erfasst wurde, und der Abtastrate, bei der derartige Lenkeingabedaten erfasst wurden. Zum Beispiel leitet die Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208 die Winkelbeschleunigung auf Grundlage eines Unterschieds zwischen zwei erfassten Winkelstellungen und eines Zeitunterschieds zwischen den Erfassungen der beiden Winkelstellungen ab.
Die Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210 aus 2 ruft Trägheitsdaten des Lenkgestänges 108 von der Lenksystemdatenbank 204 ab (z. B. eine vorbestimmte Summe von Trägheitsmomenten für die Komponenten des Lenkgestänges 108). Die Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210 bestimmt unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung 1 ein Reaktionsdrehmoment (z. B. ein angewendetes Drehmoment) τ_r des Lenkgestänges 108 auf Grundlage von Trägheitsdaten I und der Winkelbeschleunigung a. $τ_{r} = Ι α$
Die Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212 aus 2 ruft den Eingangsdrehmomentwert von der Lenksystemdatenbank 204 ab. Die Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212 bestimmt unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung 2 ein Reibungsdrehmoment τ_f für das Lenkgestänge 108 und/oder den elektromechanischen Lenkaktor 102 aus 1 auf Grundlage des Reaktionsdrehmoments τ_r und des Eingangsdrehmomentwerts τ_i. $τ_{f} = τ_{i} - τ_{r}$
Die Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212 aus 2 speichert das Reibungsdrehmoment in der Lenksystemdatenbank 204.
Die Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 ruft das Reibungsdrehmoment von der Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212 und/oder der Lenksystemdatenbank 204 ab. Die Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 filtert das Reibungsdrehmoment, um Störgrößen (z. B. Rauschen) zu entfernen. Zum Beispiel kann die Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 unbeabsichtigte Fahrerlenkeingaben (über den Lenkeingabesensor 110 gemessen), geschätzte Zahnstangenlast auf Grundlage von Fahrzeugdaten (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Gierrate, Fahrzeuggewicht, Fahrzeuggröße etc.) statische Reibung, Stick-Slip-Effekte usw. entfernen. Die Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 speichert das gefilterte Reibungsdrehmoment in der Lenksystemdatenbank 204.
Die Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 ruft das gefilterte Reibungsdrehmoment von der Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 und/oder der Lenksystemdatenbank 204 ab. Die Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 bestimmt auf Grundlage von Fahrzeugdaten, ob das Reibungsdrehmoment während einer zulässigen Fahrsituation (z. B. beim Geradeausfahren) erhalten wurden. Zum Beispiel kann die Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 die Fahrsituationszulässigkeit auf Grundlage von Fahrerlenkeingaben (z.B. vom Fahrer auf das Lenkrad 112 angewendetes Drehmoment, Lenkwinkel usw.), Fahrzeuggeschwindigkeit, Gierrate (z. B. Fahrzeugwinkelbeschleunigung) usw. bestimmen. Die Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 speichert das geprüfte Reibungsdrehmoment in der Lenksystemdatenbank 204.
Im normalen Betrieb kann der Elektromotorantrieb 202 das gefilterte und geprüfte Reibungsdrehmoment von der Lenksystemdatenbank 204 abrufen, um Reibung im Lenkgestänge 108 und/oder im elektromechanischen Lenkaktor 102 auszugleichen, wenn Eingangsspannungen bestimmt werden, um Unterstützungsdrehmoment als Reaktion auf Lenkeingaben bereitzustellen. Mit anderen Worten vergrößert der Elektromotorantrieb 202 Eingangsspannungen zum Elektromotor 106 aus 1 auf Grundlage des Reibungsdrehmoments.
Während eine beispielhafte Weise der Umsetzung der beispielhaften Lenksteuerung 104 aus 1 in 2 veranschaulicht wird, können ein oder mehrere Elemente, Prozesse und/oder Vorrichtungen, die in 2 veranschaulicht sind, kombiniert, getrennt, neu angeordnet, weggelassen, beseitigt und/oder auf eine beliebige andere Weise umgesetzt werden. Ferner können der beispielhafte Elektromotorantrieb 202, die beispielhafte Lenksystemdatenbank 204, die beispielhafte Winkelabtasteinrichtung 206, die beispielhafte Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208, die beispielhafte Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210, die beispielhafte Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212, die beispielhafte Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214, die beispielhafte Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 und/oder, allgemeiner ausgedrückt, die beispielhafte Lenksteuerung 104 aus 1 durch Hardware, Software, Firmware und/oder eine beliebige Kombination von Hardware, Software und/oder Firmware umgesetzt werden. Somit könnten zum Beispiel der beispielhafte Elektromotorantrieb 202, die beispielhafte Lenksystemdatenbank 204, die beispielhafte Winkelabtasteinrichtung 206, die beispielhafte Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208, die beispielhafte Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210, die beispielhafte Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212, die beispielhafte Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214, die beispielhafte Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 und/oder, allgemeiner ausgedrückt, die beispielhafte Lenksteuerung 104 durch ein oder mehrere analoge oder digitale Schaltung(en), Logikschaltungen, programmierbare(n) Prozessor(en), anwendungsspezifische integrierte Schaltung(en) (ASIC(s)), programmierbare Logikvorrichtung(en) (PLD(s)) und/oder feldprogrammierbare Logikvorrichtung(en) (FPLD(s)) umgesetzt sein. Wenn beliebige der Vorrichtungs- oder Systemansprüche dieses Patentes so gelesen werden, dass sie eine reine Software- und/oder Firmwareumsetzung abdecken, wird mindestens eines der folgenden hiermit ausdrücklich so definiert, dass es eine greifbare computerlesbare Speichervorrichtung oder Speicherplatte, wie etwa einen Speicher, eine Digital Versatile Disk (DVD), eine Compact Disk (CD), eine Blu-Ray Disk usw. beinhaltet, worauf die Software und/oder Firmware gespeichert ist bzw. sind: der beispielhafte Elektromotorantrieb 202, die beispielhafte Lenksystemdatenbank 204, die beispielhafte Winkelabtasteinrichtung 206, die beispielhafte Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208, die beispielhafte Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210, die beispielhafte Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212, die beispielhafte Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 und/oder die beispielhafte Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216. Darüber hinaus kann die beispielhafte Lenksteuerung 104 aus 1 ein oder mehrere Elemente, Prozesse und/oder Vorrichtungen zusätzlich zu den oder anstelle der in 2 veranschaulichten beinhalten und/oder es kann mehr als eines/einen/eine von beliebigen oder allen der veranschaulichten Elemente, Prozesse und Vorrichtungen beinhalten.
In den 3, 4 und 5 sind Ablaufdiagramme gezeigt, welche beispielhafte Verfahren zum Umsetzen der beispielhaften Lenksteuerung 104 aus den 1 und/oder 2 darstellen. In diesen Beispielen können die Verfahren unter Verwendung maschinenlesbare Anweisungen umgesetzt werden, die ein oder mehrere Programme zur Ausführung durch einen Prozessor, wie etwa den beispielhaften Prozessor 602, umfassen, der in der beispielhaften Prozessorplattform 600 gezeigt ist, die nachstehend in Verbindung mit 6 erörtert wird. Das eine oder die mehreren Programm(e) kann/können in Software ausgeführt werden, die auf einem materiellen computerlesbaren Speichermedium, wie beispielsweise einer CD-ROM, einer Diskette, einer Festplatte, einer Digital Versatile Disk (DVD), einer Blu-Ray Disk oder einem Speicher gespeichert ist, der dem Prozessor 602 zugeordnet ist, das/die gesamte(n) Programm(e) und/oder Teile davon kann/können jedoch alternativ durch eine Vorrichtung ausgeführt werden, die nicht der Prozessor 602 ist, und/oder in Firmware oder dedizierter Hardware ausgeführt sein. Obwohl das/die beispielhafte/n Programm(e) in Bezug auf die in den 3, 4 und 5 veranschaulichten Ablaufdiagramme beschrieben ist/sind, können alternativ viele andere Verfahren zum Umsetzen der beispielhaften Lenksteuerung 104 auf den 1 und/oder 2 verwendet werden. Beispielweise kann die Reihenfolge der Ausführung der Blöcke geändert werden und/oder können einige der beschriebenen Blöcke verändert, weggelassen oder kombiniert werden.
Wie vorstehend erwähnt, können die Beispielverfahren aus den 3-5 unter Verwendung von codierten Anweisungen (z. B. computer- und/oder maschinenlesbarer Anweisungen) umgesetzt werden, welche auf einem physischen computerlesbaren Speichermedium, wie etwa einem Festplattenlaufwerk, einem Flash-Speicher, einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einer Compact Disk (CD), einer Digital Versatile Disk (DVD), einem Pufferspeicher, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) und/oder einer beliebigen anderen Speichervorrichtung oder Speicherplatte gespeichert sind, auf welcher Informationen für eine beliebige Dauer (z. B. über längere Zeiträume, dauerhaft, über kurze Zeiträume, zum vorübergehenden Puffern und/oder zum Zwischenspeichern der Informationen) gespeichert sind. Wie hierin verwendet, ist der Begriff greifbares computerlesbares Speichermedium ausdrücklich so definiert, dass er einen beliebigen Typ einer computerlesbaren Speichervorrichtung und/oder Speicherplatte einschließt und das Verbreiten von Signalen und Übertragungsmedien ausschließt. In diesem Zusammenhang werden „materielles computerlesbares Speichermedium“ und „materielles maschinenlesbares Speichermedium“ synonym verwendet. Zusätzlich oder alternativ können die Beispielverfahren aus den 3-5 unter Verwendung codierter Anweisungen (z. B. computer- und/oder maschinenlesbarer Anweisungen) umgesetzt werden, die auf einem nicht-flüchtigen computer- und/oder maschinenlesbaren Medium, wie etwa einem Festplattenlaufwerk, einem Flash-Speicher, einem Nur-Lese-Speicher, einer Compact Disk, einer Digital Versatile Disk, einem Pufferspeicher, einem Direktzugriffsspeicher und/oder einer beliebigen anderen Speichervorrichtung oder Speicherplatte gespeichert sind, auf welcher Informationen für eine beliebige Dauer (z. B. über längere Zeiträume, dauerhaft, über kurze Zeiträume, zum vorübergehenden Puffern und/oder zum Zwischenspeichern der Informationen) gespeichert sind. Wie hierin verwendet, ist der Begriff nichtflüchtiges computerlesbares Medium ausdrücklich so definiert, dass er eine beliebige Art einer computerlesbaren Speichervorrichtung und/oder Speicherplatte beinhaltet und das Verbreiten von Signalen ausschließt und Übertragungsmedien ausschließt. In diesem Zusammenhang ist der Begriff „mindestens/zumindest“, wenn er in der Einleitung eines Patentanspruchs als Überleitungsbegriff verwendet wird, auf die gleiche Weise offen wie der Begriff „umfassend“ offen ist.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 300 darstellt, das an der beispielhaften Lenksteuerung 104 der 1-2 ausgeführt werden kann, um die kinetische Reibung des beispielhaften elektromechanischen Lenkaktors 102 aus 1 zu bestimmen. Das beispielhafte Verfahren 300 beginnt, wenn der Elektromotorantrieb 202 aus 2 einen Eingangsdrehmomentwert von der Lenksystemdatenbank 204 aus 2 abruft (Block 302). In einigen Beispielen entspricht der Eingangsdrehmomentwert einer haptischen Warnung an einen Fahrer eines Fahrzeugs (z. B. Spurverlassenswarnung, die das Lenkrad vibriert). Im Anschluss an Block 302 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 300 aus 3 zu Block 304 über.
Bei Block 304 wendet der Elektromotorantrieb 202 aus 2 eine Eingangsspannung an, die dem Eingangsdrehmomentwert entspricht (Block 304). Im Anschluss an Block 304 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 300 aus 3 zu Block 306 über.
Bei Block 306 sammelt die Winkelabtasteinrichtung 206 aus 2 Lenkwinkelmessungen vom Lenkeingabesensor 110 aus 1 auf Grundlage einer Abtastrate (Block 306). Im Anschluss an Block 306 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 300 aus 3 zu Block 308 über.
Bei Block 308 bestimmt die Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208 aus 2 eine Winkelbeschleunigung des Lenkgestänges 108 aus 1 auf Grundlage der Lenkwinkelmessungen und der Abtastrate (Block 308). Im Anschluss an Block 308 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 300 aus 3 zu Block 310 über.
Bei Block 310 bestimmt die Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210 aus 2 ein Reaktionsdrehmoment des Lenkgestänges 108 aus 1 auf Grundlage der bestimmten Winkelbeschleunigung und der Trägheitsdaten des Lenkgestänges 108 (z. B. ein hypothetisch angewendetes Drehmoment auf das Lenkgestänge, das zu der bestimmten Winkelbeschleunigung geführt hätte) (Block 310). Ein beispielhaftes Verfahren, das verwendet werden kann, um Block 310 des beispielhaften Verfahrens 300 aus 3 umzusetzen, wird ausführlicher nachfolgend in Verbindung mit 4 beschrieben. Im Anschluss an Block 310 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 300 aus 3 zu Block 312 über.
Bei Block 312 bestimmt die Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212 aus 2 ein Reibungsdrehmoment des Lenkgestänges 108 und/oder des elektromechanischen Lenkaktors 102 aus 1 auf Grundlage des Reaktionsdrehmoments und des Eingangsdrehmomentwerts. Zum Beispiel kann die Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212 das Reibungsdrehmoment des Lenkgestänges 108 und/oder des elektromechanischen Lenkaktors 102 auf Grundlage des Reaktionsdrehmoments und des Eingangsdrehmomentwerts unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gleichung 2 bestimmt werden. Im Anschluss an Block 312 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 300 aus 3 zu Block 314 über.
Bei Block 314 filtert die Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 das Reibungsdrehmoment, das durch die Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212 bestimmt wurde, auf Grundlage von Fahrzeugdaten. Zum Beispiel kann die Reibungsdrehmomentfiltereinrichtung 214 das Reibungsdrehmoment auf Grundlage von Fahrerlenkeingaben, einer geschätzten Zahnstangenlast, statischer Reibung, Stick-Slip-Effekte usw. filtern. Im Anschluss an Block 314 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 300 aus 3 zu Block 316 über.
Bei Block 316 bestimmt die Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 auf Grundlage von Fahrzeugdaten, ob das Reibungsdrehmoment auf Grundlage von Daten bestimmt wurde, die während einer zulässigen Fahrsituation (z. B. geradeaus, Fahren auf der Autobahn usw.) erhalten wurden. Zum Beispiel kann die Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 die Fahrsituationszulässigkeit auf Grundlage von Fahrerlenkeingaben, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuggierrate usw. bestimmen. Im Anschluss an Block 316 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 300 aus 3 zu Block 318 über.
Bei Block 318 speichert die Reibungsdrehmomentprüfeinrichtung 216 aus 2 das bestimmte, gefilterte und geprüfte Reibungsdrehmoment in der Lenksystemdatenbank 204 aus 2. Im Anschluss an Block 318 endet das beispielhafte Verfahren 300.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 310 darstellt, das an der beispielhaften Lenksteuerung 104 der 1-2 ausgeführt werden kann, um ein Reaktionsdrehmoment zu bestimmen. Es können beispielhafte Vorgänge der Blöcke 402, 404 und 406 aus 4 verwendet werden, um Block 310 aus 3 umzusetzen.
Das beispielhafte Verfahren 310 aus 4 beginnt, wenn die Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210 aus 2 einen kombinierten Lenksystemträgheitswert von der Lenksystemdatenbank 204 aus 2 abruft (z. B. eine Summe von Trägheitsmomenten der Komponenten des Lenkgestänges 108 aus 1) (Block 402). Im Anschluss an Block 402 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 310 aus 4 zu Block 404 über.
Bei Block 404 ruft die Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210 aus 2 die bestimmte Winkelbeschleunigung von der Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 218 aus 2 ab (Block 404). Im Anschluss an Block 404 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 310 aus 4 zu Block 406 über.
Bei Block 406 berechnet die Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210 aus 2 das Reaktionsdrehmoment auf Grundlage des Trägheitswerts und der bestimmten Winkelbeschleunigung (Block 406). Zum Beispiel kann die Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210 das Reaktionsdrehmoment auf Grundlage des Trägheitswerts und der bestimmten Winkelbeschleunigung unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gleichung 1 berechnen. Im Anschluss an Block 406 endet das beispielhafte Verfahren 310 aus 4 und die Steuerung kehrt zu einer Anruffunktion oder einem Anrufprozess zurück, wie etwa das beispielhafte Verfahren aus 3 und/oder Block 310 desselben.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 500 darstellt, das an der beispielhaften Lenksteuerung 104 der 1-2 ausgeführt werden kann, um den elektromechanischen Lenkaktor 102 aus 1 als Reaktion auf eine bestimmte kinetische Reibung des elektromechanischen Lenkaktors 102 auszugleichen. Das beispielhafte Verfahren 500 beginnt, wenn der Elektromotorantrieb 202 aus 2 ein bestimmtes, gefiltertes und geprüftes Reibungsdrehmoment (wie in Verbindung mit 3 beschrieben) von der Lenksystemdatenbank 204 aus 2 abruft. Im Anschluss an Block 502 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 500 aus 5 zu Block 504 über.
Bei Block 504 erfasst der Elektromotorantrieb 202 aus 2 eine Lenkbewegung auf Grundlage von Lenkeingabedaten vom Lenkeingabesensor 110 aus 1. Im Anschluss an Block 504 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 500 aus 5 zu Block 506 über.
Bei Block 506 kombiniert der Elektromotorantrieb 202 aus 2 das Reibungsdrehmoment mit einem Eingangsdrehmoment, das der erfassten Lenkbewegung entspricht (z. B. vergrößert der Elektromotorantrieb 202 den Drehmomentwert, der auf den Elektromotor 106 aus 1 angewendet werden soll, um Reibung im Lenkgestänge 108 und/oder im elektromechanischen Lenkaktor 102 auszugleichen) (Block 506). Im Anschluss an Block 506 geht die Steuerung des beispielhaften Verfahrens 500 aus 5 zu Block 508 über.
Bei Block 508 wendet der Elektromotorantrieb 202 aus 2 eine Spannung auf den Elektromotor 106 aus 1 an, die dem kombinierten Drehmoment entspricht (Block 508). Im Anschluss an Block 508 endet das beispielhafte Verfahren 500.
6 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Prozessorplattform 600, die in der Lage ist, Anweisungen auszuführen, um die Verfahren aus den 3-5 und die Lenksteuerung 104 aus den 1 und/oder 2 umzusetzen. Die Prozessorplattform 600 kann eine beliebige Art von Rechenvorrichtung sein.
Die Prozessorplattform 600 des veranschaulichten Beispiels schließt einen Prozessor 602 ein. Der Prozessor 602 des veranschaulichten Beispiels ist Hardware. Zum Beispiel kann der Prozessor 602 von einer oder mehreren integrierten Schaltungen, Logikschaltungen, Mikroprozessoren oder Steuerungen einer beliebigen gewünschten Reihe oder eines beliebigen gewünschten Herstellers umgesetzt werden. Der Prozessor 602 des veranschaulichten Beispiels beinhaltet einen lokalen Speicher 604 (z. B. einen Zwischenspeicher) und beinhaltet ferner den beispielhaften Elektromotorantrieb 202, die beispielhafte Winkelabtasteinrichtung 206, die beispielhafte Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung 208, die beispielhafte Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung 210 und die beispielhafte Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung 212 aus 2.
Der Prozessor 602 des veranschaulichten Beispiels steht über einen Bus 610 in Kommunikation mit einem Hauptspeicher, einschließend einen flüchtigen Speicher 606 und einen nichtflüchtigen Speicher 608. Der flüchtige Speicher 606 kann durch einen Schreib-Lese-Speicher (Synchronous Dynamic Random Access Memory - SDRAM), einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (Dynamic Random Access Memory - DRAM), einen RAMBUS-dynamischen Direktzugriffsspeicher (RAMBUS Dynamic Random Access Memory - RDRAM) und/oder eine beliebige andere Art einer Direktzugriffsspeichervorrichtung umgesetzt sein. Der nichtflüchtige Speicher 608 kann durch einen Flash-Speicher und/oder eine beliebige andere gewünschte Art einer Speichervorrichtung umgesetzt werden. Der Zugriff auf den Hauptspeicher 606, 608 wird durch eine Speichersteuerung gesteuert.
Die Prozessorplattform 600 des veranschaulichten Beispiels schließt zudem eine Schnittstellenschaltung 612 ein. Die Schnittstellenschaltung 612 kann durch eine beliebige Art eines Schnittstellenstandards, wie etwa eine Ethernetschnittstelle, einen Universal-Serial-Bus (USB) und/oder eine PCI-Express-Schnittstelle umgesetzt sein.
In dem veranschaulichten Beispiel sind eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 614 mit der Schnittstellenschaltung 612 verbunden. Die Eingabevorrichtung(en) 614 ermöglicht bzw. ermöglichen es einem Benutzer Daten und Befehle in den Prozessor 602 einzugeben. Die Eingabevorrichtung(en) 614 kann (können) z. B. durch einen Audiosensor, ein Mikrophon, eine Kamera (Standbild oder Video), eine Tastatur, eine Schaltfläche, eine Maus, einen Touchscreen, ein Trackpad, einen Trackball, Isopoint und/oder ein Spracherkennungssystem umgesetzt werden.
Eine oder mehrere Ausgabevorrichtungen 616 sind ebenfalls mit der Schnittstellenschaltung 612 des veranschaulichten Beispiels verbunden. Die Ausgabevorrichtungen 616 können zum Beispiel durch Anzeigevorrichtungen (z. B. eine Leuchtdiode (LED), eine organische Leuchtdiode (OLED), eine Flüssigkristallanzeige, eine Kathodenstrahlröhrenanzeige (CRT), einen Touchscreen, eine taktile Ausgabevorrichtung und/oder Lautsprecher) umgesetzt werden. Die Schnittstellenschaltung 612 des veranschaulichten Beispiels schließt demnach üblicherweise eine Grafiktreiberkarte, einen Grafiktreiberchip oder einen Grafiktreiberprozessor ein.
Die Schnittstellenschaltung 612 des veranschaulichten Beispiels schließt außerdem eine Kommunikationsvorrichtung, wie etwa einen Sender, einen Empfänger, einen Sendeempfänger, ein Modem und/oder eine Netzwerkschnittstellenkarte ein, um den Austausch von Daten mit externen Maschinen (z. B. Rechenvorrichtungen jeglicher Art) über ein Netzwerk 618 (z. B. eine Ethernetverbindung, eine Digital Subscriber Line (DSL), eine Telefonleitung, ein Koaxialkabel, ein Mobiltelefonsystem usw.) zu vereinfachen.
Die Prozessorplattform 600 des veranschaulichten Beispiels schließt außerdem einen oder mehrere Massenspeicher 620 zum Speichern von Software und/oder Daten ein. Beispiele derartiger Massenspeichervorrichtungen 620 beinhalten Diskettenlaufwerke, Festplattenlaufwerke, Compact-Disk-Laufwerke, Blu-Ray-Disk-Laufwerke, RAID-Systeme und Digital-Versatile-Disk-(DVD)-Laufwerke.
Codierte Anweisungen 622 zum Umsetzen der Verfahren aus den FIG. 3-5 können in der Massenspeichervorrichtung 620, in dem flüchtigen Speicher 606, in dem nichtflüchtigen Speicher 608 und/oder auf einem entfernbaren physischen computerlesbaren Speichermedium, wie etwa einer CD oder DVD, gespeichert sein.
Aus dem Vorhergehenden wird man verstehen, dass vorstehend offenbarte Vorrichtungen und Verfahren vorteilhafterweise beim Ausgleichen von Reibung in einem elektromechanischen Lenkaktor und/oder einem elektrisch unterstützten Lenksystem helfen können. Die offenbarten Vorrichtungen und Verfahren bestimmen vorteilhafterweise derartige Innenreibung, die während des Betriebs des elektromechanischen Lenkaktors und/oder des elektrisch unterstützten Lenksystems tätig ist. Durch das Bestimmen eines Reibungsdrehmoments auf diese Weise, kann Unterstützungsdrehmoment, das auf ein Lenkgestänge als Reaktion auf eine Lenkeingabe von einem Fahrer angewendet wird, genau vergrößert werden, um derartige Innenreibung zu überwinden. Somit kann die Lenkausgabe besser der Lenkeingabe entsprechen, was zu einer verbesserten (z. B. vorhersehbareren) Lenkreaktion und Fahrerfahrung für den Fahrer führt. Durch das Erzeugen vorhersehbarerer Lenkreaktionen, können Lenkkorrekturen durch den Fahrer verringert werden. Als ein Ergebnis kann die Fahrzeugkraftstoffeffizienz verbessert werden und die Abnutzung an Fahrzeugkomponenten (z. B. Reifen) und zugeordnete Austausch- und Entsorgungskosten können verringert werden.
In einigen Beispielen wird eine Vorrichtung offenbart. In einigen offenbarten Beispielen umfasst die Vorrichtung eine Lenksteuerung. In einigen offenbarten Beispielen beinhaltet die Lenksteuerung einen Elektromotorantrieb, um einen Eingangsdrehmoment auf ein Lenksystem über einen Elektromotor anzuwenden. In einigen offenbarten Beispielen beinhaltet die Lenksteuerung eine Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung, um eine Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment zu bestimmen. In einigen offenbarten Beispielen beinhaltet die Lenksteuerung eine Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung, um ein Reaktionsdrehmoment auf Grundlage der Winkelbeschleunigung zu bestimmen. In einigen offenbarten Beispielen beinhaltet die Lenksteuerung eine Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung, um ein Reibungsdrehmoment des Lenksystems auf Grundlage des Eingangsdrehmoments und des Reaktionsdrehmoments zu bestimmen.
In einigen offenbarten Beispielen der Vorrichtung, basiert das Eingangsdrehmoment auf einer Spannung, die auf den Elektromotor angewendet wird.
In einigen offenbarten Beispielen der Vorrichtung ist das Reibungsdrehmoment gleich dem Reaktionsdrehmoment, das vom Eingangsdrehmoment abgezogen wurde.
In einigen offenbarten Beispielen der Vorrichtung dient die Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung dazu, das Reaktionsdrehmoment ferner auf Grundlage einer Trägheit des Lenksystems zu bestimmen.
In einigen offenbarten Beispielen der Vorrichtung dient die Lenksteuerung dazu, das Reibungsdrehmoment zu einem zweiten Eingangsdrehmoment hinzuzufügen, das auf das Lenksystem als Reaktion auf eine Lenkbewegung angewendet wird.
In einigen offenbarten Beispielen der Vorrichtung dient die Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung dazu, die Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment auf Grundlage von mindestens zwei Winkelstellungen des Lenksystems zu bestimmen, die über eine Winkelabtasteinrichtung der Lenksteuerung gemessen werden, und die Winkelabtasteinrichtung dient dazu, die mindestens zwei Winkelstellungen auf Grundlage einer Abtastrate zu messen.
In einigen offenbarten Beispielen der Vorrichtung dient das Eingangsdrehmoment dazu, sinusförmig zu variieren, und dient dazu, auf das Lenksystem während einer Spurverlassenswarnung angewendet zu werden.
In einigen Beispielen wird ein Verfahren offenbart. In einigen offenbarten Beispielen umfasst das Verfahren das Anwenden eines Eingangsdrehmoments auf ein Lenksystem über einen Elektromotor. In einigen offenbarten Beispielen umfasst das Verfahren das Bestimmen einer Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment durch das Ausführen von einer oder mehreren Anweisungen mit einer Lenksteuerung. In einigen offenbarten Beispielen umfasst das Verfahren das Bestimmen eines Reaktionsdrehmoments auf Grundlage der Winkelbeschleunigung durch das Ausführen von einer oder mehreren Anweisungen mit der Lenksteuerung. In einigen offenbarten Beispielen umfasst das Verfahren das Bestimmen eines Reibungsdrehmoments des Lenksystems auf Grundlage des Eingangsdrehmoments und des Reaktionsdrehmoments durch das Ausführen von einer oder mehreren Anweisungen mit der Lenksteuerung.
In einigen offenbarten Beispielen des Verfahrens basiert das Eingangsdrehmoment auf einer Spannung, die auf den Elektromotor angewendet wird.
In einigen offenbarten Beispielen des Verfahrens ist das Reibungsdrehmoment gleich dem Reaktionsdrehmoment, das vom Eingangsdrehmoment abgezogen wurde.
In einigen offenbarten Beispielen des Verfahrens basiert das Bestimmen des Reaktionsdrehmoments ferner auf einer Trägheit des Lenksystems.
In einigen offenbarten Beispielen beinhaltet das Verfahren ferner das Hinzufügen des Reibungsdrehmoments zu einem zweiten Eingangsdrehmoment, das auf das Lenksystem als Reaktion auf eine Lenkbewegung angewendet wird.
In einigen offenbarten Beispielen des Verfahrens beinhaltet das Bestimmen der Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment das Messen von mindestens zwei Winkelstellungen des Lenksystems und das Messen der mindestens zwei Winkelstellungen des Lenksystems wird auf Grundlage einer Abtastrate durchgeführt.
In einigen offenbarten Beispielen des Verfahrens variiert das Eingangsdrehmoment sinusförmig und wird auf das Lenksystem während einer Spurverlassenswarnung angewendet.
In einigen Beispielen wird ein greifbares computerlesbares Speichermedium offenbart, das Anweisungen umfasst. In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen beim Ausführen einen Prozessor, ein Eingangsdrehmoment auf ein Lenksystem über einen Elektromotor anzuwenden. In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen den Prozessor beim Ausführen, eine Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment zu bestimmen. In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen den Prozessor beim Ausführen, ein Reaktionsdrehmoment auf Grundlage der Winkelbeschleunigung zu bestimmen. In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen den Prozessor beim Ausführen, ein Reibungsdrehmoment des Lenksystems auf Grundlage des Eingangsdrehmoments und des Reaktionsdrehmoments zu bestimmen.
In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen beim Ausführen den Prozessor, das Eingangsdrehmoment auf das Lenksystem durch Anwenden einer Spannung auf den Elektromotor anzuwenden.
In einigen offenbarten Beispielen ist das Reibungsdrehmoment gleich dem Reaktionsdrehmoment, das vom Eingangsdrehmoment abgezogen wurde.
In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen den Prozessor beim Ausführen, das Reaktionsdrehmoment ferner auf Grundlage einer Trägheit des Lenksystems zu bestimmen.
In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen beim Ausführen den Prozessor ferner, das Reibungsdrehmoment zu einem zweiten Eingangsdrehmoment hinzuzufügen, das auf das Lenksystem als Reaktion auf eine Lenkbewegung angewendet wird.
In einigen offenbarten Beispielen veranlassen die Anweisungen den Prozessor beim Ausführen, eine Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment durch Messen der beiden Winkelstellungen des Lenksystems zu bestimmen. In einigen offenbarten Beispielen wird das Messen der mindestens zwei Winkelstellungen des Lenksystems auf Grundlage einer Abtastrate durchgeführt.
Wenngleich in der vorliegenden Schrift bestimmte beispielhafte Verfahren, Vorrichtungen und Erzeugnisse offenbart sind, ist der Geltungsbereich dieses Patentes nicht auf diese beschränkt. Ganz im Gegenteil deckt dieses Patent alle Verfahren, Vorrichtungen und Erzeugnisse ab, welche verhältnismäßig in den Geltungsbereich der Patentansprüche dieses Patentes fallen.

Claims

Vorrichtung, umfassend: eine Lenksteuerung, beinhaltend: einen Elektromotorantrieb, um einen Eingangsdrehmoment auf ein Lenksystem über einen Elektromotor anzuwenden; eine Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung, um eine Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment zu bestimmen; eine Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung, um ein Reaktionsdrehmoment auf Grundlage der Winkelbeschleunigung zu bestimmen; und eine Reibungsdrehmomentbestimmungseinrichtung, um ein Reibungsdrehmoment des Lenksystems auf Grundlage des Eingangsdrehmoments und des Reaktionsdrehmoments zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Eingangsdrehmoment auf einer Spannung basiert, die auf den Elektromotor angewendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Reibungsdrehmoment gleich dem Reaktionsdrehmoment ist, das vom Eingangsdrehmoment abgezogen wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Reaktionsdrehmomentbestimmungseinrichtung dazu dient, das Reaktionsdrehmoment ferner auf Grundlage einer Trägheit des Lenksystems zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lenksteuerung dazu dient, das Reibungsdrehmoment zu einem zweiten Eingangsdrehmoment hinzuzufügen, das auf das Lenksystem als Reaktion auf eine Lenkbewegung angewendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Winkelbeschleunigungsbestimmungseinrichtung dazu dient, die Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment auf Grundlage von mindestens zwei Winkelstellungen des Lenksystems zu bestimmen, die über eine Winkelabtasteinrichtung der Lenksteuerung gemessen werden, und wobei die Winkelabtasteinrichtung dazu dient, die mindestens zwei Winkelstellungen auf Grundlage einer Abtastrate zu messen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei das Eingangsdrehmoment dazu dient, sinusförmig zu variieren, und dazu dient, auf das Lenksystem während einer Spurverlassenswarnung angewendet zu werden.
Verfahren, umfassend: das Anwenden eines Eingangsdrehmoments auf ein Lenksystem über einen Elektromotor; das Bestimmen einer Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment durch das Ausführen von einer oder mehreren Anweisungen mit einer Lenksteuerung; das Bestimmen eines Reaktionsdrehmoments auf Grundlage der Winkelbeschleunigung durch das Ausführen von einer oder mehreren Anweisungen mit der Lenksteuerung; und das Bestimmen eines Reibungsdrehmoments des Lenksystems auf Grundlage des Eingangsdrehmoments und des Reaktionsdrehmoments durch das Ausführen von einer oder mehreren Anweisungen mit der Lenksteuerung.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Eingangsdrehmoment auf einer Spannung basiert, die auf den Elektromotor angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Reibungsdrehmoment gleich dem Reaktionsdrehmoment ist, das vom Eingangsdrehmoment abgezogen wurde.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bestimmen des Reaktionsdrehmoments ferner auf einer Trägheit des Lenksystems basiert.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner beinhaltend das Hinzufügen des Reibungsdrehmoments zu einem zweiten Eingangsdrehmoment, das auf das Lenksystem als Reaktion auf eine Lenkbewegung angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bestimmen der Winkelbeschleunigung des Lenksystems als Reaktion auf das Eingangsdrehmoment das Messen von mindestens zwei Winkelstellungen des Lenksystems beinhaltet und das Messen der mindestens zwei Winkelstellungen des Lenksystems auf Grundlage einer Abtastrate durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8-13, wobei das Eingangsdrehmoment sinusförmig variiert und auf das Lenksystem während einer Spurverlassenswarnung angewendet wird.
Maschinenlesbarer Speicher, der maschinenlesbare Anweisungen beinhaltet, der beim Ausführen dazu dient, ein Verfahren umzusetzen oder eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 8-14 zu verwirklichen.