-
EINLEITUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft Bauelemente zur Ermittlung einer zurückgelegten Wegstrecke und Verfahren zur Ermittlung der zurückgelegten Wegstrecke. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Fahrzeuge mit Bauelementen zur Ermittlung der zurückgelegten Wegstrecke durch das Ermitteln einer Änderung der Position eines elektrischen Antriebsmotors für das Fahrzeug und Verfahren dazu.
-
Autonomes Fahren für Fahrzeuge ist eine neue Technologie mit dem Potential, Komfort und Sicherheit für Fahrzeuginsassen zu steigern. Wie bei einem menschlichen Fahrer verwendet autonomes Fahren verschiedene Arten von Informationen für den Fahrvorgang. Beispiele der beim autonomen Fahren verwendeten Information beinhalten Ermittlungen der aktuellen Position des Fahrzeugs (Standortbestimmung), Ermittlungen einer zurückgelegten Wegstrecke, Ermittlungen der gefahrenen Richtung, Ermittlungen der Position von Objekten außerhalb des Fahrzeugs usw. Die aktuelle Position eines Fahrzeugs kann auf der Basis bekannter Bezugspunkte ermittelt werden. In einem Beispiel dient ein Stoppschild bei einer gegebenen Kreuzung als Bezugspunkt mit einer bekannten Position. Die Position des Fahrzeuges relativ zum Stoppschild wird durch eine oder mehrere einer Vielzahl von Techniken bestimmt, wie etwa LIDAR-Scanning (Light Detection and Ranging) oder Radar. Weitere Techniken werden neben oder anstelle der oben beschriebenen exemplarischen LIDAR-Technik verwendet, wie etwa Global Positioning-Systeme (GPS) oder andere. In einigen Ausführungsformen wird ein Kompass zur Ermittlung der Fahrtrichtung aus einer bekannten Position (einer lokalisierten Position) verwendet, und Radar, Sonar oder andere Techniken werden wahlweise zur Erkennung der Anwesenheit und Position von Objekten außerhalb des Fahrzeugs verwendet.
-
In einer exemplarischen Ausführungsform wird ein an einem Stoppschild mit einer bekannten Position geparktes Fahrzeug lokalisiert, das Fahrzeug „kriecht“ jedoch vorwärts, um zu ermitteln, ob es Gegenverkehr gibt. Es ist wünschenswert, dass das autonome Fahrsystem, während es vorwärts kriecht, die relativ kurze zurückgelegte Wegstrecke exakt ermittelt, um die aktuelle Position des Fahrzeugs exakt nachzuverfolgen. Bei einigen Ausführungsformen wird die Fahrzeugposition relativ zu einem bekannten Bezugspunkt für kleine Änderungen nicht eingeholt, wie etwa während des Vorwärtskriechens, sodass ein „Koppelnavigationssystem“ von Nutzen ist, das die zurückgelegte Wegstrecke und die Fahrtrichtung ermittelt. Ein Kompass wird in einem Beispiel für die Fahrtrichtung verwendet.
-
Dementsprechend ist es wünschenswert, Verfahren und Systeme zur präzisen Ermittlung einer zurückgelegten Wegstrecke zu entwickeln. Zusätzlich ist es wünschenswert, Fahrzeuge zu entwickeln, die preiswerte und zuverlässige Bauelemente mit einer Erfolgsgeschichte zur Ermittlung der zurückgelegten Wegstrecke nutzen, und Verfahren zu deren Ausführung. Außerdem werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung und den hinzugefügten Ansprüchen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und dem Hintergrund der Erfindung sichtbar.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Fahrzeuge, Systeme und Verfahren zur Ermittlung einer zurückgelegten Wegstrecke sind vorgesehen. In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug einen Elektromotor mit einer Motorankerwelle. Ein Motordrehmelder ist angrenzend an der Motorankerwelle positioniert, worin der Motordrehmelder dafür konfiguriert ist, eine Motorenposition des elektrischen Motors basierend auf den Umdrehungen der Motorankerwelle zu ermitteln. Eine Steuerung steht in Verbindung mit dem Motordrehmelder, worin die Steuerung dafür konfiguriert ist, eine zurückgelegte Wegstrecke aus einer Änderung der Elektromotorposition zu ermitteln.
-
Ein System zur Ermittlung einer zurückgelegten Wegstrecke ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen. Das System beinhaltet einen Elektromotor mit einer Motorankerwelle, einem Antriebsrad und einem Antriebsstrang, der den Elektromotor mit dem Antriebsrad verbindet. Ein Motordrehmelder ist angrenzend an der Motorankerwelle positioniert, worin der Motordrehmelder dafür konfiguriert ist, eine Motorenposition des elektrischen Motors basierend auf Bewegungen der Motorankerwelle zu ermitteln. Eine Steuerung steht in Verbindung mit dem Motordrehmelder, und die Steuerung ist dafür konfiguriert, eine Anzahl an Drehungen des Antriebsrades relativ zu einer Änderung der Position des Elektromotors zu ermitteln.
-
Ein Verfahren zur Bestimmung einer zurückgelegten Wegstrecke ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen. Das Verfahren beinhaltet das Ermitteln einer ersten und einer zweiten Position eines Elektromotors, worin der Elektromotor durch einen Antriebsstrang mit einem Antriebsrad verbunden ist. Eine Änderung in der Position des Elektromotors wird von der ersten und zweiten Position ermittelt, und die zurückgelegte Wegstrecke wird durch ein festgelegtes Verhältnis der Änderung in der Position des Elektromotors zur zurückgelegten Wegstreckte ermittelt.
-
Figurenliste
-
Die vorliegende Offenbarung wird nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und
- 1 veranschaulicht ein exemplarisches Fahrzeug;
- 2 zeigt Bauelemente eines exemplarischen Fahrzeugs; und
- 3 ist ein Verfahrensschaubild einer exemplarischen Technik zur Ermittlung einer zurückgelegten Wegstrecke.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Die folgende ausführliche Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und soll die Erfindung oder die Anwendung und die Verwendungen der Erfindung nicht einschränken. Darüber hinaus besteht keinerlei Verpflichtung zur Einschränkung auf eine der im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellten Theorien.
-
In einer exemplarischen Ausführungsform, ist ein Elektromotor 10 innerhalb der Karosserie eines Fahrzeugs 12, wie in 1 veranschaulicht, angebracht. Der Elektromotor 10 beinhaltet eine Motorankerwelle 8, die rotiert, wenn die elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird. Somit ist die Position oder die Umdrehungen des Elektromotors 10 an der Motorankerwelle 8 zu erkennen. Das Fahrzeug 12 ist ein Automobil in einer exemplarischen Ausführungsform, in alternativen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 12 jedoch ein Traktor, ein Zug, ein Boot, ein Flugzeug oder andere Arten von Fahrzeugen in alternativen Ausführungsformen. In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Fahrzeug 12 eine oder mehrere Batterien 14 zur Bestromung des Elektromotors 12, andere Quellen von elektrischer Energie sind jedoch auch möglich. Beispielsweise stellt eine Brennstoffzelle oder ein Verbrennungsmotor, der an einen Generator angeschlossen ist, Elektrizität in alternativen Ausführungsformen bereit. Das Fahrzeug 12 beinhaltet ein Antriebsrad 16 in einer exemplarischen Ausführungsform, es gibt jedoch zwei, drei, vier, sechs oder andere Anzahlen von Antriebsrädern 16 in alternativen Ausführungsformen. Das exemplarische Automobilfahrzeug 12 beinhaltet einen Fahrgastraum 18, einen Motorraum 20, automatisierte und/oder manuelle Betätigungseinrichtungen (nicht dargestellt), wie etwa ein Lenkrad, eine Bremse, ein Gaspedal usw., und andere Bauelemente, die typischerweise in einem Fahrzeug vorhanden sind. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls möglich.
-
Es wird Bezug genommen auf die exemplarische Ausführungsform, veranschaulicht in 2, weiterhin mit Verweis auf 1. Der Elektromotor 10 ist verbunden mit dem Antriebsrad/den Antriebsrädern 16, und die Verbindung ist in vielen Ausführungsformen mechanisch. Ein Antriebsstrang 21 verbindet den Elektromotor 10 mit dem Antriebsrad/den Antriebsrädern 16, und in einem Beispiel beinhaltet der Antriebsstrang 21 eine Antriebswelle 22, einen U-Bolzen 24, ein Differential 26, ein Getriebe 28 und weitere optionale Komponenten. Die Verbindung des Elektromotors 10 mit dem Antriebsrad 16 ermöglicht die Übertragung der Kraft vom Elektromotor 10 auf das Antriebsrad 16. Der Elektromotor 10 ist direkt mit der Antriebswelle 22 verbunden, sodass die Antriebswelle 22 in direkter Proportion zu Umdrehungen des Elektromotors 10 rotiert.
-
Ein Motordrehmelder 30 ist angrenzend an der Motorankerwelle 8 des Elektromotors 10 positioniert, worin der Motordrehmelder 30 dafür konfiguriert ist, um Bewegung der Motorankerwelle 8 zu erkennen. In einer exemplarischen Ausführungsform ist der Motordrehmelder 30 direkt an einem Korpus des Elektromotors 10 und konzentrisch um die Motorankerwelle 8 angebracht, andere Konfigurationen sind jedoch auch möglich. In einer exemplarischen Ausführungsform besteht die Bewegung der Motorankerwelle 8, die vom Motordrehmelder 30 erkannt wird, aus Umdrehungen. Die Motorankerwelle 8 ist Teil des Elektromotors 10, und der Motordrehmelder 30 ist dafür konfiguriert, eine Motorenposition des Elektromotors 10 basierend auf der Bewegung der Rotorwelle 8 zu ermitteln. Der Motordrehmelder 30 ermittelt eine erste Motorenposition zu einem ersten Zeitpunkt und eine zweite Motorenposition zu einem zweiten Zeitpunkt, wobei die Differenz zwischen der zweiten und ersten Motorposition eine Änderung der Elektromotorposition ist. Der Motordrehmelder 30 erkennt Bruchteilen einer Umdrehung in einigen Ausführungsformen, worin der Motordrehmelder 30 die Motorposition präziser ermittelt als einfach eine Gesamtanzahl von Umdrehungen.
-
Der Elektromotor 10 ist mit dem Antriebsrad 16 verbunden, somit sind die Umdrehungen des Elektromotors 10 direkt proportional zu den Umdrehungen des Antriebsrades 16. Das Antriebsrad 16 treibt das Fahrzeug 12 vorwärts, sodass die Drehungen des Antriebsrades 16 proportional zu der vom Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke sind. Somit ist die Positionsänderung (d. h. die Umdrehungen) des Elektromotors 10 proportional zu der zurückgelegten Wegstrecke, und die Umdrehungen des Elektromotors 10 und die zurückgelegte Wegstrecke sind proportional zu den Drehungen des Antriebsrades 16. Die zurückgelegte Wegstrecke steht um ein festgelegtes Verhältnis in Zusammenhang mit der Änderung der Position des Elektromotors 10, somit stellt die Änderung der Position des Elektromotors 10 multipliziert mit dem festgelegten Verhältnis eine Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke zur Verfügung. Multiplikation der Änderung der Position des Elektromotors 10 mit einem anderen Verhältnis stellt die Drehungen des Antriebsrades 16 zur Verfügung. Somit stellt die Multiplikation der Drehungen des Antriebsrades 16 mit einem weiteren Verhältnis eine Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke zur Verfügung. In einer exemplarischen Ausführungsform wird die zurückgelegte Wegstrecke in einem autonomen Fahrsystem oder für andere Zwecke verwendet.
-
Eine Steuerung 32 steht mit dem Motordrehmelder 30 in Verbindung, und die Steuerung 32 wird in einigen Ausführungsformen für mehrere unterschiedliche Funktionen innerhalb des Fahrzeugs 12 genutzt. In einer exemplarischen Ausführungsform ist die Steuerung 32 der Ermittlung der vom Fahrzeug 12 zurückgelegten Wegstrecke gewidmet. Die Steuerung 32 beinhaltet irgendeine Kombination aus Hardware und Software, die dafür konfiguriert ist, die zurückgelegte Wegstrecke aus der Änderung der Position des Elektromotors zu ermitteln. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerung 32 irgendeine Art von Prozessor 34 oder mehrere Prozessoren 34, integrierte Schaltungen, wie etwa einen Mikroprozessor oder irgendeine geeignete Anzahl an integrierten Schaltungsvorrichtungen und/oder Leiterplatten, die zusammenarbeiten, um die Funktionsfähigkeit der Steuerung 32 zu erzielen. Die Steuerung 32 führt ein oder mehrere Programme aus, die in einer exemplarischen Ausführungsform innerhalb des Steuerungsspeichers 36 gespeichert werden müssen. In einem Beispiel speichert der Steuerungsspeicher 36 ebenfalls verschiedene andere Daten, wie etwa das Verhältnis der Änderung der Elektromotorposition zur zurückgelegten Wegstrecke. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerung 32 oder hat Zugriff auf irgendeine Art von Steuerungsspeicher 36, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) und NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory).
-
Eine exemplarische Ausführungsform des Verfahrens zur Ermittlung der zurückgelegten Wegstrecke ist in 3 veranschaulicht, weiterhin mit Verweis auf 1 und 2. Der Motordrehmelder 30 stellt der Steuerung 32 Informationen zur Motorposition zur Verfügung, worin die Motorenpositionsinformationen die oben in einer Ausführungsform beschriebene erste Motorenposition und die zweite Motorposition beinhalten. In einem Beispiel stellt der Motordrehmelder 30 dann eine dritte Motorposition, eine vierte Motorposition usw. zur Verfügung, in einer anderen Ausführungsform wird der Motordrehmelder 30 jedoch zurückgesetzt, wenn die zurückgelegte Wegstrecke 42 so ermittelt wird, dass das, was die zweite Motorenposition war, auf die erste Motorenposition zurückgesetzt wird, und so weiter. In jedem Fall stellt der Motordrehmelder 30 der Steuerung Informationen zur Motorposition zur Verfügung, sodass eine Änderung der Elektromotorposition 44 ermittelt werden kann. In einer exemplarischen Ausführungsform ermittelt die Steuerung 32 die Änderung der Elektromotorposition 44, in alternativen Ausführungsformen ermittelt jedoch der Motordrehmelder 30 die Änderung der Elektromotorposition 44 und überträgt ein Signal an die Steuerung 32 mit dieser Änderung der Elektromotorposition 44. In einem Beispiel, wird die Steuerung 32 durch ein Lokalisierungsereignis (nicht dargestellt) zurückgesetzt, worin die Position des Fahrzeugs 12 von einem äußeren Bezugspunkt im Lokalisierungsereignis ermittelt wird.
-
Das oben beschriebene System und Verfahren kann die durch ein Fahrzeug 12 zurückgelegte Wegstrecke 42 anhand der Änderung einer Elektromotorposition 44 ermitteln. Jedoch gibt es Größen, die die Genauigkeit der geschätzten zurückgelegten Wegstrecke 42 beeinflussen können, und die Steuerung 32 ist optional dafür konfiguriert, eine oder mehrere dieser Größen zu kompensieren. Zahnradspiel beeinflusst beispielsweise die Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke 42. Zahnradspiel ergibt sich aus einem Freiraum bei ineinander eingreifenden Verzahnungen. Wenn die Richtung der aufgebrachten Kraft verändert wird, bewegen sich die Zähne der Zahnräder durch den Freiraum fort, ohne Kraft in einer entgegengesetzten Richtung anzuwenden. Wenn sich das Fahrzeug 12 beispielsweise vorwärts bewegt und dann zum Stillstand kommt, bleiben die Zähne der Zahnräder im Getriebe 28, das Differential 26, und/oder irgendwelche anderen Zahnräder in der Verbindung zwischen dem Elektromotor 10 und dem Antriebsrad 16 für die Vorwärtsrichtung in Kontakt. Wenn das Fahrzeug 12 dann im Rückwärtsgang gefahren wird, bewegen sich die Zähne der Zahnräder durch den Freiraum, bevor der Elektromotor 10 eine Rückwärtsfahrkraft auf das Antriebsrad 16 zur Verfügung stellt. Somit ändert sich die Position des Elektromotors 10, und das Fahrzeug 12 legt keine Wegstrecke zurück, bis der Freiraum vom Zahnradspiel durchlaufen ist.
-
Der Elektromotor 10 stellt ein Drehmoment auf den Antriebsstrang 21 zur Verfügung, das auf das Antriebsrad 16 übertragen wird, und dieses Moment steht in Bezug zum elektrischen Strom, der dem Elektromotor 10 in einer exemplarischen Ausführungsform zur Verfügung gestellt wird. In einem Beispiel ermittelt die Steuerung 12 ein Antriebsstrang-Drehmoment 46 basierend auf dem Strom, der dem Elektromotor 10 zur Verfügung gestellt wird, worin das Antriebsstrang-Drehmoment 46 mit einem geradlinigen Verhältnis, einer Polynom-Beziehung, einer Nachschlagetabelle oder durch andere Techniken in verschiedenen Ausführungsformen berechnet wird. In einer Ausführungsform stellen Stromsensoren (nicht dargestellt) die Bestromung des Elektromotors 10 zur Verfügung. Wenn das Fahrzeug 12 die Richtung ändert und Zahnradspiel die Genauigkeit der geschätzten zurückgelegten Wegstrecke 42 beeinflusst, kreuzt das Antriebsstrang-Drehmoment 46 den Wert Null, sodass sich das Antriebsstrang-Drehmoment 46 von einem positiven Wert in einen negativen Wert ändert, oder von einem negativen Wert in einen positiven Wert. Daher reduziert im beschriebenen Beispiel die Steuerung 32 die geschätzte zurückgelegte Wegstrecke 42 um eine Zahnradspiel-Entfernung 48, wenn das Antriebsstrang-Drehmoment 46 einen Wert Null kreuzt. Der Zahnradspiel-Abstand 48 wird auf der Grundlage der Gestaltung für Zahnräder im Antriebsstrang 21, von Messungen der Zahnräder im Antriebsstrang 21, des Vergleichs von Informationen, die durch den Motordrehmelder 30 mit Drehzahlsensoren (nicht dargestellt) im weiteren Verlauf des Antriebsstrangs 21 (wie etwa einem Drehzahlsensor am Differential 26) zur Verfügung gestellt werden, oder durch Experimentieren berechnet. Somit passt die Steuerung 32 im oben beschriebenen Beispiel die geschätzte zurückgelegte Entfernung 42 um den Zahnradspiel-Abstand 48 an. Der Zahnradspiel-Abstand 48 ist in etwa konstant, weil sie sich aus dem Freiraum der Verzahnungen ergibt, somit ist die Größe des Zahnradspiel-Abstands 48 nicht abhängig vom Antriebsstrang-Drehmoment 46. Die Steuerung 32 ermittelt basierend auf dem Antriebsstrang-Drehmoment 46, wann der Zahnradspiel-Abstand 48 in die Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke 42 eingeschlossen werden soll, die Steuerung verändert im Allgemeinen jedoch nicht die Länge des Zahnradspiel-Abstands 48 basierend auf der Größe des Antriebsstrang-Drehmoments 46.
-
Die Verwindung des Antriebsstrangs beeinflusst ebenfalls die Genauigkeit der geschätzten zurückgelegten Wegstrecke 42. Wenn der Elektromotor 12 eingreift, verursacht das Antriebsstrang-Drehmoment 46 eine gewisse Verwindung des Antriebsstrangs, worin sich Bauteile des Antriebsstrangs 21 durch das Antriebsstrang-Drehmoment 46 verformen. Die Antriebswelle 22 ist das Bauteil des Antriebstrangs 21, das mit dem Antriebsstrang-Drehmoment 46 in einigen Ausführungsformen die meiste Verwindung erfährt. In vielen Ausführungsformen ist die Verwindung des Antriebsstrangs in etwa elastisch, sodass der Antriebsstrang 21 in etwa in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, wenn das Antriebsstrang-Drehmoment 46 entfernt wird. Während der Antriebsstrang 21 sich verwindet, wird eine gewisse Änderung in der Position 44 des Elektromotors auf die Verwindungsbewegung des Antriebsstrangs 21 übertragen, und diese Änderung in der Position 44 des Elektromotors bewegt nicht das Antriebsrad 16 und erhöht nicht die zurückgelegte Wegstrecke 42. Die reduzierte zurückgelegte Wegstrecke 42 relativ zur Änderung in der Position 44 des Elektromotors wird hierin als Entfernung 50 der Antriebsstrangverwindung bezeichnet. Die Steuerung 32 passt gegebenenfalls die Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke 42 an, um die Entfernung 50 der Antriebsstrangverwindung auszugleichen. Die Entfernung 50 der Antriebsstrangverwindung nimmt zu, wenn sich das Antriebsstrang-Drehmoment 46 erhöht, somit wird in einer exemplarischen Ausführungsform die Entfernung 50 der Antriebsstrangverwindung basierend auf der Größe des Antriebsstrang-Drehmoments 46 ermittelt. Die Entfernung 50 der Antriebsstrangverwindung erhöht die zurückgelegte Wegstrecke, wenn sich das Antriebsstrang-Drehmoment 46 verringert, da sich der Antriebsstrang aufdreht, wenn das Antriebsstrang-Drehmoment 46 abnimmt. Das Verhältnis zwischen dem Antriebsstrang-Drehmoment 46 und der Entfernung 50 der Antriebsstrangverwindung wird durch mathematische Modelle, Experimentieren oder andere Verfahren ermittelt. Die Steuerung 32 verwendet eine lineare Beziehung, eine Polynom-Beziehung, Nachschlagetabellen oder andere Techniken zur Ermittlung der Entfernung 50 der Antriebsstrangverwindung vom Antriebsstrang-Drehmoment 46.
-
Bei einigen Ausführungsformen unterscheidet sich die Entfernung 50 der Antriebsstrangverwindung am Absolutwert eines festgelegten Antriebsstrang-Drehmoments 46 in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen, da sich der Antriebsstrang 21 in einem unterschiedlichen Grad verdrillt, je nach Richtung des Antriebsstrang-Drehmoments 46. Daher ist die Steuerung 32 optional dafür konfiguriert, eine Vorwärtsentfernung der Antriebsstrangverwindung und eine Rückwärtsentfernung der Antriebsstrangverwindung zu ermitteln, worin die Absolutwerte der Vorwärts- und Rückwärtsentfernungen der Antriebsstrangverwindung an einem festgelegten Absolutwert des Antriebsstrang-Drehmoments 46 unterschiedlich sind. D. h., die Antriebsstrang-Drehmomente 46 sind in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung dieselben, mit der Ausnahme, dass einer ein positiver Wert und der andere ein negativer Wert ist, und der Absolutwert der zurückgelegten Wegstrecke 42 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung unterschiedlich ist.
-
Es besteht eine Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, wenn der Motordrehmelder 10 ein Signal mit der Motorposition sendet, und dem Zeitpunkt, wenn das Signal von der Steuerung 32 empfangen wird, und diese Verzögerung beeinflusst die Genauigkeit der geschätzten zurückgelegten Wegstrecke 42. Diese Zeitverzögerung im Signal wird hierin als Signalverzögerung bezeichnet. Die Steuerung 32 passt gegebenenfalls die Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke 42 an, um die Signalverzögerung auszugleichen. In einer Ausführungsform erhöht die Steuerung 32 die Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke 42, um die Signalverzögerung durch Multiplizieren einer zuletzt berechneten Fahrgeschwindigkeit (nicht dargestellt) mit dem Zeitpunkt der Signalverzögerung auszugleichen, um eine Signalverzögerungsentfernung 52 zu erhalten. Die Signalverzögerungsentfernung 52 wird dann zur Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke 42 addiert. Die Fahrgeschwindigkeit ist die zurückgelegte Wegstrecke 42 geteilt durch die Zeit dieser Wegstrecke, somit wird die Fahrgeschwindigkeit durch die Steuerung 32 ermittelt. In einer alternativen Ausführungsform wird die Signalverzögerungsentfernung 52 mit einem Multiplikator geschätzt, der auf das Antriebsstrang-Drehmoment 46 angewendet wird, weil die Fahrgeschwindigkeit mit dem Antriebsstrang-Drehmoment 46 zusammenhängt (wobei höhere Antriebsstrang-Drehmomente 46 höhere Fahrgeschwindigkeiten produzieren.) Der Zusammenhang zwischen der Signalverzögerungsentfernung 52 und dem Antriebsstrang-Drehmoment 46 wird mit Modellen oder durch Experimentieren ermittelt. Die Steuerung 32 verwendet ein lineares Modell, ein Polynommodell, eine Nachschlagetabelle oder andere Techniken zur Ermittlung der Signalverzögerungsentfernung 52 vom Antriebsstrang-Drehmoment 46. Signalverzögerungen sind vorhersehbar, somit kann das Modell bekannte Steuerungsmuster und Umdrehungsraten nutzen, um die Signalverzögerung vorherzusagen und auszugleichen.
-
Der Zusammenhang zwischen der zurückgelegten Wegstrecke 42 und der Änderung in der Position des Elektromotors 44 bezieht sich auf einen Antriebsradradius 54, worin der Antriebsradradius 54 der Radius des Antriebsrades 16 ist. Der Antriebsradradius 54 ändert sich durch Verschleiß, Temperatur, Grad des Aufblasens oder andere Faktoren, und die Änderung im Antriebsradradius 54 verändert die zurückgelegte Wegstrecke 42 relativ zur Änderung der Elektromotorposition 44. In einer optionalen exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Steuerung 32 den Antriebsradradius 54 bei der Ermittlung der Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke 42. Wie oben erwähnt wird das Fahrzeug 12 in einigen Ausführungsformen periodisch relativ zu einem ortsfesten externen Objekt geortet. Die Entfernung zwischen zwei Lokalisierungsereignissen ist bekannt. In einer exemplarischen Ausführungsform summiert die Steuerung 32 die geschätzte zurückgelegte Wegstrecke 42 zwischen den beiden Lokalisierungsereignissen und vergleicht diese Summe mit der bekannten Entfernung zwischen den beiden Lokalisierungsereignissen. Die Steuerung 32 passt dann den Antriebsradradius 54, der bei der Ermittlung der zurückgelegten Wegstrecke 42 benutzt wird, an, sodass die Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke 42 zur bekannten Entfernung zwischen den beiden Lokalisierungsereignissen passt. In verschiedenen Ausführungsformen verwendet die Steuerung 32 einen Mittelwert für mehr als eine Gruppe von bekannten Entfernungen zwischen Lokalisierungsereignissen beim Ermitteln des Antriebsradradius 54, oder die Steuerung 32 verwendet „Regeln“, bevor sie den Antriebsradradius 54 aktualisiert. Vor dem Ändern des geschätzten Antriebsradradius 54 benötigt die Steuerung 32 beispielsweise wiederholte Differenzen der gleichen Art (wie etwa wiederholte negative oder positive Differenzen) zwischen dem geschätzten Antriebsradradius 54 und dem Antriebsradradius 54, der basierend auf der bekannten Entfernung zwischen Lokalisierungsereignissen berechnet wurde.
-
Die Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke 42 wird gegebenenfalls für Zwecke des autonomen Fahrens verwendet, sie wird jedoch auch wahlweise zur Navigation oder für Wartungszwecke verwendet. Wenn beispielsweise der geschätzte Antriebsradradius 54 unter einen festgelegten Wert fällt, sendet die Steuerung 32 einen Hinweis an einen Fahrzeuginsassen oder Eigentümer, dass neue Reifen empfohlen werden. Mehrere Anpassungen der Schätzung der zurückgelegten Wegstrecke 42 wurden oben beschrieben, jedoch wird davon ausgegangen, dass andere Faktoren auch Einfluss auf die zurückgelegte Wegstrecke 42 haben, und diese werden gegebenenfalls in die Steuerung 32 integriert, um die Genauigkeit bei verschiedenen Ausführungsformen zu verbessern.
-
Während mindestens ein exemplarischer Aspekt in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung dargestellt worden ist, sollte darauf hingewiesen werden, dass eine große Anzahl an Variationen existiert. Es versteht sich weiterhin, dass der exemplarische Aspekt bzw. die exemplarischen Aspekte lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird die vorstehende ausführliche Beschreibung den Fachleuten eine bequeme Roadmap zur Implementierung eines exemplarischen Aspektes der Erfindung zur Verfügung stellen. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen an der Funktion und der Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, die in einem exemplarischen Aspekt beschrieben sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.
