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EINLEITUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet von Fahrzeugen und insbesondere auf Systeme und Verfahren zur Erkennung von Anomalien in einer oder mehreren Komponenten eines Fahrzeugaufhängungssystems.
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Dämpfer und andere Aufhängungskomponenten können sich plötzlich und in unterschiedlichen Zeitabständen verschlechtern oder ausfallen und gelten als ein Sicherheitsproblem im Hinblick auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs. Der Erhaltungszustand der Aufhängungskomponenten, einschließlich der Komponenten des Fahrzeugdämpfersystems, wird vom Fahrzeugführer jedoch oft erst dann wahrgenommen, wenn die Komponente so weit abgebaut ist, dass die Aufhängungskomponente oder andere Fahrzeugkomponenten beschädigt werden können.
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KURZDARSTELLUNG
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Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung stellen eine Reihe von Vorteilen bereit. So ermöglichen beispielsweise Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung die Erkennung von Auffälligkeiten an Fahrzeugaufhängungskomponenten wie Fahrzeugdämpfern oder Stoßdämpfern durch das Überwachen von Reifendruck- und/oder Beschleunigungsdaten, die von dem mit dem Fahrzeugrad/Reifen verbundenen Reifendrucksensor empfangen werden.
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In einem Aspekt beinhaltet ein Verfahren zum Erkennen eines Verschleißzustands eines Fahrzeugdämpfers die folgenden Schritte: Empfangen von Reifenzustandsdaten von einem Fahrzeugsensor, Berechnen einer Amplitude der Reifenzustandsdaten in Abhängigkeit von der Frequenz, Überwachen der Amplitude der Reifenzustandsdaten innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs, Bestimmen, ob die Amplitude der Reifenzustandsdaten größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert und, wenn die Amplitude größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert, Erhöhen eines Oszillationszählers um eins, und Vergleichen des Oszillationszählers mit einem vorbestimmten Schwellenwert.
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In einigen Aspekten beinhaltet das Empfangen von Reifenzustandsdaten vom Fahrzeugsensor das Empfangen eines oder mehrerer Reifendruckdaten und Reifenbeschleunigungsdaten von einem Reifendruck- und Beschleunigungssensor in Verbindung mit einem Fahrzeugreifen.
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In einigen Aspekten liegt der vorgegebene Frequenzbereich bei 10-14 Hz.
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In einigen Aspekten beinhaltet der Fahrzeugsensor einen ReifendruckÜberwachungssensor, der einem Fahrzeugreifen zugeordnet ist.
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In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren weiterhin den Schritt des Übertragens einer Diagnosemeldung, wenn die Schwingungsanzahl über der vorgegebenen Zählgrenze liegt.
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In einigen Aspekten beinhaltet der Vergleich der Schwingungsanzahl mit dem vorgegebenen Zählschwellenwert den Vergleich der Schwingungsanzahl mit dem vorgegebenen Zählschwellenwert über ein vorgegebenes Intervall.
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In einigen Aspekten ist das vorgegebene Intervall eines von einer vorgegebenen Zeit und einer vorgegebenen Fahrstrecke.
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In einem weiteren Aspekt beinhaltet ein System zum Erkennen eines Verschleißzustandes eines Fahrzeugdämpfers mindestens einen Reifendrucksensor und eine elektronische Steuerung in elektronischer Verbindung mit dem mindestens einen Reifendrucksensor. Die elektronische Steuerung ist konfiguriert, um Reifendruckdaten vom Reifendrucksensor zu empfangen, eine Amplitude der Reifendruckdaten in Abhängigkeit von der Frequenz zu berechnen, die Amplitude der Reifendruckdaten innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs zu überwachen, um zu bestimmen, ob die Amplitude der Reifendruckdaten größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist und, wenn die Amplitude größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, eine Schwingungsanzahl um eins zu erhöhen und die Schwingungsanzahl mit einem vorgegebenen Zählschwellenwert zu vergleichen.
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In einigen Aspekten liegt der vorgegebene Frequenzbereich bei 10-14 Hz.
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In einigen Aspekten ist die elektronische Steuerung weiterhin konfiguriert, um eine Diagnosemeldung zu übertragen, wenn die Schwingungsanzahl über dem vorgegebenen Zählschwellenwert liegt.
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In einigen Aspekten beinhaltet das Übertragen der Diagnosemeldung das Setzen eines Diagnosecodes und das Anzeigen einer Benachrichtigung.
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In einigen Aspekten beinhaltet der Vergleich der Schwingungsanzahl mit dem vorgegebenen Zählschwellenwert den Vergleich der Schwingungsanzahl mit dem vorgegebenen Zählschwellenwert über ein vorgegebenes Intervall.
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In einigen Aspekten ist das vorgegebene Intervall eines von einer vorgegebenen Zeit und einer vorgegebenen Fahrstrecke des Fahrzeugs.
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In noch einem weiteren Aspekt beinhaltet ein Kraftfahrzeug ein Rad mit Reifen, einen mit dem Rad gekoppelten Reifendrucksensor und eine mit dem Reifendrucksensor gekoppelte elektronische Steuerung. Der Reifendrucksensor ist konfiguriert, um Reifendruckdaten vom Reifen zu empfangen, eine Amplitude der Reifendruckdaten in Abhängigkeit von der Frequenz zu berechnen, die Amplitude der Reifendruckdaten innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs zu überwachen, und um zu bestimmen, ob die Amplitude der Reifendruckdaten größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist und, wenn die Amplitude größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, senden eines Signals an die elektronische Steuerung, um eine Schwingungsanzahl zu erhöhen.
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In einigen Aspekten liegt der vorgegebene Frequenzbereich bei 10-14 Hz.
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In einigen Aspekten ist die elektronische Steuerung weiterhin konfiguriert, um eine Diagnosemeldung zu übertragen, wenn die Schwingungsanzahl über einem vorgegebenen Zählschwellenwert liegt.
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In einigen Aspekten beinhaltet das Übertragen der Diagnosemeldung das Setzen eines Diagnosecodes und das Anzeigen einer Benachrichtigung.
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In einigen Aspekten ist die elektronische Steuerung weiterhin konfiguriert, um die Schwingungsanzahl mit einem vorgegebenen Zählschwellenwert zu vergleichen.
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In einigen Aspekten beinhaltet der Vergleich der Schwingungsanzahl mit dem vorgegebenen Zählschwellenwert den Vergleich der Schwingungsanzahl mit dem vorgegebenen Zählschwellenwert über ein vorgegebenes Intervall.
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Figurenliste
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Die vorliegende Offenbarung wird hierin in Verbindung mit den nachfolgenden Figuren beschrieben, worin gleiche Zahlen für gleiche Elemente stehen.
- 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Aufhängungsüberwachungssystem gemäß einer Ausführungsform.
- 2A ist eine grafische Darstellung des Reifendrucks/Reifenelastizität in Abhängigkeit des Abstands von einer Fahrbahnunregelmäßigkeit für Reifen mit Dämpfern verschiedener Verschleißprofile gemäß einer Ausführungsform.
- 2B ist eine grafische Darstellung der Dämpferreaktion auf eine Fahrbahnunregelmäßigkeit in Abhängigkeit von Zeit oder Abstand von der Fahrbahnunregelmäßigkeit für Dämpfer verschiedener Verschleißprofile gemäß einer Ausführungsform.
- 3 ist eine grafische Darstellung der Amplitude zweier Reifendrucksignale bezogen auf ein bestimmtes Frequenzband gemäß einer Ausführungsform.
- 4 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen, ob eine oder mehrere Aufhängungskomponenten, wie beispielsweise ein oder mehrere Fahrzeugdämpfer, ordnungsgemäß funktionieren, um gemäß einer Ausführungsform eine akzeptable Fahrzeugstabilität zu gewährleisten.
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Die vorstehenden und anderen Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung und den hinzugefügten Ansprüchen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen deutlicher. Mit Verständnis dafür, dass diese Zeichnungen nur einige Ausführungsformen gemäß der Offenbarung darstellen und nicht als Einschränkung ihres Umfangs zu betrachten sind, wird die Offenbarung mit zusätzlicher Spezifizität und ausführlich durch die Verwendung der zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Alle Abmessungen, die in den Zeichnungen oder an anderer Stelle hierin offenbart sind, dienen lediglich der Veranschaulichung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht; einige Merkmale können größer oder kleiner dargestellt sein, um die Einzelheiten bestimmter Komponenten zu veranschaulichen. Folglich sind die hierin offenbarten aufbau- und funktionsspezifischen Details nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachleuten die verschiedenen Arten und Weisen der Nutzung der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Wie der Fachleute verstehen, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen und Implementierungen erwünscht sein.
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Eine bestimmte Terminologie kann in der nachfolgenden Beschreibung auch lediglich zum Zweck der Referenz verwendet werden und soll folglich nicht einschränkend sein. Begriffe, wie „oberhalb“ und „unterhalb“, beziehen sich beispielsweise auf Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Begriffe, wie „vorn“, „hinten“, „links“, „rechts“, „Heck“ und „Seite“, beschreiben die Ausrichtung und/oder die Örtlichkeit von Teilen der Komponenten oder Elementen innerhalb eines konsistenten, aber beliebigen Rahmens, welche durch Bezugnahmen auf den Text und die zugehörigen Zeichnungen bei der Beschreibung der zu erörternden Komponenten oder Elementen verdeutlicht werden. Darüber hinaus können Begriffe, wie „erste/r“, „zweite/r“, „dritte/r“ und so weiter, verwendet werden, um separate Komponenten zu beschreiben. Solche Terminologie kann die oben ausdrücklich erwähnten Wörter beinhalten sowie Ableitungen davon und Wörter von vergleichbarer Bedeutung.
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Die hierin offenbarten Verfahren und Systeme verwenden Reifendruck- und/oder Beschleunigungsüberwachungssensoren, um Abweichungen in der Leistung von Aufhängungskomponenten, wie beispielsweise Fahrzeugdämpfern oder Stoßdämpfern, durch das Messen des Reifendrucks und/oder der Beschleunigungen innerhalb des Rades und/oder des Reifens zu ermitteln. In einigen Ausführungsformen können die Druckpulsationen gegen einen vorgegebenen Schwellenwert frequenzabhängiger Grenzwerte überwacht werden. Wenn die vorgegebenen Grenzwerte überschritten werden, kann das Signal in einigen Ausführungsformen verwendet werden, um den Fahrzeugführer über ein mögliches Problem zu informieren. Zusätzlich können bei einigen Ausführungsformen die Druckpulsationen überwacht werden, um mögliche Unwuchtprobleme zu erkennen.
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1 veranschaulicht schematisch ein Kraftfahrzeug 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Fahrzeug 10 beinhaltet im Allgemeinen eine Karosserie 11 und Räder oder Reifen 15. Die Karosserie 11 umschließt die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Räder 15 sind jeweils mit der Karosserie 11 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 11 drehbar verbunden. Das Fahrzeug 10 ist in der dargestellten Ausführungsform als Pkw dargestellt, es sollte jedoch beachtet werden, dass auch jedes andere Fahrzeug, einschließlich Motorräder, Lastwagen, Sportfahrzeuge (SUVs) oder Freizeitfahrzeuge (RVs) usw. verwendet werden können. In einigen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 10 ein autonomes oder halbautonomes Fahrzeug. In einigen Ausführungsformen wird das Fahrzeug 10 direkt durch einen Fahrzeugführer betrieben.
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Das Fahrzeug 10 beinhaltet ein Antriebssystem 13, das in verschiedenen Ausführungsformen einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, wie beispielsweise einen Traktionsmotor und/oder ein Brennstoffzellenantriebssystem, beinhalten kann. Das Fahrzeug 10 beinhaltet zudem ein Getriebe 14, das so konfiguriert ist, dass es Leistung vom Antriebssystem 13 auf die Mehrzahl von Fahrzeugrädern 15 gemäß wählbaren Drehzahlverhältnissen überträgt. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann das Getriebe 14 ein Stufenverhältnis-Automatikgetriebe, ein stufenlos verstellbares Getriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe beinhalten. Das Fahrzeug 10 beinhaltet zusätzlich Radbremsen (nicht dargestellt), die so konfiguriert sind, dass sie ein Bremsdrehmoment für die Fahrzeugräder 15 bereitstellen. Die Radbremsen können in verschiedenen Ausführungsformen Reibungsbremsen, ein regeneratives Bremssystem, wie z. B. einen Elektromotor und/oder andere geeignete Bremssysteme, beinhalten. Das Fahrzeug 10 beinhaltet zusätzlich ein Lenksystem 16. Obgleich zur Veranschaulichung als Lenkrad und Lenksäule dargestellt, beinhaltet in einigen Ausführungsformen das Lenksystem 16 ggf. kein Lenkrad. Das Fahrzeug 10 beinhaltet zudem eine oder mehrere Aufhängungskomponenten, wie beispielsweise Fahrzeugdämpfer oder Stoßdämpfer 17. In einigen Ausführungsformen, wie in 1 dargestellt, ist neben jedem der Räder 15 ein Fahrzeugdämpfer 17 angeordnet.
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In verschiedenen Ausführungsformen enthält das Fahrzeug 10 auch ein Navigationssystem 28, das konfiguriert ist, um Standortinformationen in Form von GPS-Koordinaten (Längengrad, Breitengrad und Höhe/Erhebung) für eine Steuerung 22 bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann das Navigationssystem 28 ein Globales Navigationssatellitensystem (GNSS) sein, das konfiguriert ist, um mit globalen Navigationssatelliten zu kommunizieren, um eine autonome geo-räumliche Positionierung des Fahrzeugs 10 zu ermöglichen. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet das Navigationssystem 28 eine Antenne, die elektrisch mit einem Empfänger verbunden ist. Das Navigationssystem 28 kann in einigen Ausführungsformen verwendet werden, um Daten an die Steuerung 22 bereitzustellen, die das Fahrzeug 10 zum Beispiel zur Wartung oder zum Austausch einer oder mehrerer Aufhängungskomponenten zu einer Serviceeinrichtung führen kann.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 1 beinhaltet das Fahrzeug 10 auch eine Vielzahl von Sensoren 26, die konfiguriert sind, um Daten von einem oder mehreren Fahrzeugmerkmalen zu messen und zu erfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Fahrzeuggeschwindigkeit, Reifendruck und/oder Beschleunigung und Fahrzeugbeschleunigung. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhalten die Sensoren 26 einen Beschleunigungsmesser, einen Drehzahlsensor, einen Reifendruck-/Beschleunigungsüberwachungssensor, einen Gyroskop, einen Lenkwinkelsensor oder andere Sensoren, die erkennbare Fahrzeugbedingungen oder die Umgebung des Fahrzeugs wahrnehmen und können RADAR, LIDAR, optische Kameras, Wärmebildkameras, Ultraschallsensoren, Infrarotsensoren, Lichtstärken-Erfassungssensoren und/oder, falls zutreffend, zusätzliche Sensoren beinhalten. In einigen Ausführungsformen ist dem Reifen jedes Rades 15 ein Reifendruck- und/oder Beschleunigungsüberwachungssensor (Reifendrucküberwachungssensor oder TPMS) 26 zugeordnet. Jeder der TPMS 26 stellt Reifendruckdaten und/oder Reifenbeschleunigungsdaten des zugehörigen Fahrzeugreifens zur Verfügung. In einigen Ausführungsformen befindet sich eine Nahfeldkommunikations-(NFC)-Vorrichtung 18 benachbart zu einer oder mehreren Ecken des Fahrzeugs 10 und in einigen Ausführungsformen im Radkasten des Fahrzeugs 10, sodass sich eine NFC 18 in der Nähe jeder der TPMS 26 befindet. Die NFC-Vorrichtung 18 ist zur Verbindung mit dem TPMS 26 konfiguriert, das dem Rad 15 zugeordnet ist, das am nächsten zur NFC-Vorrichtung 18 angeordnet ist, und sendet die vom zugehörigen TPMS 26 empfangenen Informationen an eine Fahrzeugsteuerung, wie die hierin behandelte Steuerung 22. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Fahrzeug 10 auch eine Vielzahl von Stellgliedern 30, die konfiguriert sind, um Steuerbefehle zu empfangen, um Lenkung, Schaltung, Drosselklappe, Bremsen oder andere Aspekte des Fahrzeugs 10 zu steuern.
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Wie gezeigt, beinhaltet das Fahrzeug 10 wenigstens eine Steuerung 22. Obgleich zu Veranschaulichungszwecken als eine einzige Einheit dargestellt, kann die Steuereinheit 22 zusätzlich eine oder mehrere andere „Steuereinheiten“ beinhalten. Die Steuerung 22 kann einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder Grafikverarbeitungseinheit (GPU) beinhalten, die mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichergeräten oder Medien in Verbindung steht. Computerlesbare Speichergeräte oder Medien können flüchtige und nicht-flüchtige Speicher in einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) und einem Aufrechterhaltungsspeicher („Keep-Alive-Memory, KAM“) beinhalten. KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU ausgeschaltet ist. Computerlesbare Speichergeräte oder Medien können unter Verwendung einer beliebigen Anzahl an bekannten Speichergeräten, wie beispielsweise PROMs (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrische PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder beliebigen anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichergeräten implementiert sein, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuereinheit 22 beim Steuern des Fahrzeugs verwendet werden.
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Eine Anzeige des Fahrzeugdämpferzustandes ist in den 2A und B grafisch dargestellt. 2A zeigt den gemessenen Reifendruck, wenn das Fahrzeug über eine Bodenwelle oder eine andere Straßenunebenheit fährt. Bei einem Reifen mit Funktionsdämpfer weist der als Zeile 202 dargestellte Reifendruck eine Anfangsspitze auf, wenn der Reifen die Unregelmäßigkeit überschreitet, wobei jedoch nach der Anfangsspitze der Aufprall durch die Dämpfungswirkung des Fahrzeugdämpfers 17 schnell nachlässt. Im Gegensatz dazu führt ein mäßig abgenutzter Dämpfer 17 zu einer Reifendruckleitung 204 mit mehreren Spitzen und einer längeren Distanz/Zeit, bis der Federweg schwächer wird. Ähnlich und noch dramatischer ist es bei einem komplett verschlissenen Fahrzeugdämpfer 17, wenn die Reifendruckleitung 206 eine anfängliche Spitze sowie mehrere Spitzen über eine größere Distanz/Zeit aufweist, wobei die Dämpfung in einer viel größeren Distanz/Zeit von der anfänglichen Straßenunregelmäßigkeit auftritt.
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Der in 2B dargestellte Zustand des Fahrzeugdämpfers 17 ist mit den in 2A veranschaulichten Reifendrücken korreliert. Für einen neuen Fahrzeugdämpfer 17 veranschaulicht die Linie 212 eine Anfangsspitze mit einer Dämpfung kurz nach der Anfangsspitze, die mit der Druckleitung 202 korreliert. Gleichermaßen wird bei einem undichten Fahrzeugdämpfer (Linie 214) und einem abgenutzten Fahrzeugdämpfer mit normalem Verschleiß (z. B. ein Dämpfer mit ca. 25.000 Meilen Einsatz, dargestellt als Linie 216) der anfänglichen Spitze eine kleinere Spitze vor der Dämpfung in einem Abstand oder einer Zeit weiterhin von der Straßenunregelmäßigkeit gefolgt, die mit der Reifendruckleitung 204 korreliert. Schließlich folgt bei einem vollständig verschlissenen oder stark verschlissenen Fahrzeugdämpfer, der möglicherweise repariert oder ersetzt werden muss (Linie 218), nach der ersten Spitze eine Reihe von Spitzen, die sich über einen längeren Zeitraum und/oder eine längere Strecke nach der Fahrt über die Unregelmäßigkeit erstrecken und mit der Druckleitung 206 korrelieren.
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Die Reifendruck-/Beschleunigungsüberwachungssensoren (TPMS) 26 überwachen und berechnen Schwingungen innerhalb eines engen Frequenzbandes, typischerweise 10-14Hz. Dieses Frequenzband entspricht einer Radsprungfrequenz, die sich ergibt, wenn das Fahrzeug 10 über eine Bodenunebenheit oder eine andere Straßenunregelmäßigkeit fährt. Jeder TPMS 26 erkennt über eine gemessene Druckänderung eine Schwingung des zugehörigen Rades 15 innerhalb dieses Frequenzbandes. Wie dargestellt, treten Schwingungen mit der größten Amplitude innerhalb eines schmalen Frequenzbandes auf. Wenn der Effektivwert (RMS) der Gesamtschwingungen über einen vorgegebenen Zeitraum einen Schwellenwert überschreitet, kann der Fahrzeugführer benachrichtigt oder ein Diagnosecode ausgelöst werden.
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3 veranschaulicht das FFT zweier Drucksignale, welche die Steuerung 22 von einem oder mehreren TPMS 26 Sensoren des Fahrzeugs 10 empfängt. Das vom TPMS 26 empfangene Signal an einem Reifen mit einem funktionsfähigen Fahrzeugdämpfer 17 wird als Linie 302 dargestellt. Das vom TPMS 26 empfangene Signal an einem ungedämpften Reifen oder einem Reifen mit einem verschlissenen Dämpfer ist als Linie 304 dargestellt. Wie in 3 dargestellt, weist das ungedämpfte Signal 304 eine wesentlich größere Amplitude auf als das vom gedämpften Reifen empfangene Signal 302 innerhalb des überwachten Frequenzbandes 306 von ca. 10-14Hz. Die Amplitude des FFT des von einem oder mehreren TPMS 26 empfangenen Reifendrucksignals wird mit einem vorgegebenen Schwellenwert 308 verglichen. Der vorgegebene Schwellenwert 308 ist unter anderem abhängig vom Fahrzeugtyp und/oder der Konfiguration.
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Wenn die Amplitude einer vorgegebenen Anzahl von Druck- oder Beschleunigungsschwingungen innerhalb des überwachten Frequenzbandes den vorgegebenen Schwellenwert 308 über ein vorgegebenes Zeitintervall und/oder eine vorgegebene Fahrstrecke überschreitet, kann ein potenzielles Problem mit einem oder mehreren Fahrzeugdämpfern vorliegen. In einigen Ausführungsformen übermitteln eine oder mehrere der TPMS 26 und/oder eine oder mehrere der NFC 18 die Reifendruckinformationen an die Fahrzeugsteuerung 22, die wiederum eine Diagnosemeldung übermitteln kann, welche die Anzeige einer Meldung an den Fahrzeugführer oder die Einstellung eines Diagnosecodes, wie hierin näher erläutert, beinhaltet.
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4 veranschaulicht ein Verfahren 400 zum Bestimmen, ob eine oder mehrere Aufhängungskomponenten, wie beispielsweise ein oder mehrere Fahrzeugdämpfer 17, ordnungsgemäß funktionieren, um eine akzeptable Fahrzeugstabilität bereitzustellen. Das Verfahren 400 kann in Verbindung mit einem Fahrzeug eingesetzt werden, das einen oder mehrere Sensoren 26 aufweist, wie beispielsweise das Fahrzeug 10. In einigen Ausführungsformen werden einige oder alle Schritte des Verfahrens 400 durch das TPMS 26 ausgeführt. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 400 in Verbindung mit einer Steuerung 22 oder einem elektronischen Steuergerät (ECU), wie hierin erläutert, oder durch andere Systeme, die mit dem Fahrzeug 10 verbunden oder von diesem getrennt sind, gemäß exemplarischer Ausführungsformen verwendet werden. Die Abfolge der Vorgänge des Verfahrens 400 ist nicht auf die in 4 dargestellte sequenzielle Ausführung beschränkt, sondern kann in einer oder mehreren unterschiedlichen Reihenfolgen erfolgen oder es können je nach Sachlage und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung gleichzeitig Schritte ausgeführt werden.
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Wie in 4 dargestellt, beginnt das Verfahren 400 bei 402 und geht zu 404 über. Bei 404 bestimmt die Steuerung oder das TPMS, ob sich das Fahrzeug 10 bewegt. In einigen Ausführungsformen bestimmt beispielsweise ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einer der Sensoren 26, welcher der Steuerung 22 zugeordnet ist, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt, wie beispielsweise 3 km/h. Wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt, kehrt das Verfahren 400 bei 402 zum Anfang zurück. Wenn sich das Fahrzeug 10 bewegt, beginnt das TPMS 26 mit der Überwachung und das Verfahren 400 geht zu 406 über.
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Bei 406 überwacht das TPMS 26 den Reifendruck und/oder die Triaxial-Beschleunigung des zugehörigen Reifens 15. Anschließend wandelt das TPMS 26 bei 408 das zeit- oder distanzabhängige Reifendruck- und/oder Beschleunigungsschwingungssignal in ein Frequenzbereichssignal um, beispielsweise durch eine Fast-Fourier-Transformation. Bei 410 überwacht das TPMS 26 ein vorgegebenes Frequenzband, wie beispielsweise und ohne Einschränkung ca. 10-14Hz, auf Schwingungen im Frequenzbereich. Anschließend ermittelt das TPMS 26 bei 412, ob die überwachte Schwingung im Frequenzbereich den vorgegebenen Schwellenwert 308 überschreitet. Wenn die Schwingung den Schwellenwert nicht überschreitet, kehrt das Verfahren 400 zu 406 zurück und das Verfahren 400 verfährt wie hierin erörtert.
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Wenn die Schwingung jedoch den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, fährt das Verfahren 400 mit 414 fort. Bei 414 sendet das TPMS 26 ein Signal an die nächstgelegene Nahfeldkommunikations-(NFC)-Vorrichtung 18. Das an die NFC-Vorrichtung 18 übertragene Signal zeigt einen Fehler oder eine erkannte Schwingung oberhalb des Schwellenwerts an. In einigen Ausführungsformen verwaltet die NFC-Vorrichtung 18 eine Zählung der vom TPMS 26 übertragenen Fehlermeldungen. In einigen Ausführungsformen überträgt die NFC-Vorrichtung 18 das vom TPMS 26 empfangene Fehlersignal an die Steuerung 22 und die Steuerung 22 führt eine Zählung der vom zugehörigen TPMS 26 empfangenen Fehlersignale durch. In einigen Ausführungsformen verwaltet die Steuerung 22 die Anzahl der von jedem der TPMS 26 empfangenen Fehlermeldungen, die einem der Räder 15 zugeordnet sind. In einigen Ausführungsformen verwaltet jedes TPMS 26 eine Zählung des durch das zugehörige Rad 15 ausgelösten Fehlersignals und sendet diese Informationen an die zugehörige NFC 18, die wiederum die Fehlersignalinformationen zur weiteren Analyse an die Steuerung 22 überträgt.
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Anschließend wird bei 416 ein Fehlerschwingungszähler, d. h. die Anzahl der durch die NFC-Vorrichtung 18 und/oder die Steuerung 22 und/oder das TPMS 26 gepflegten Fehlerschwingungssignale, wird um eins erhöht. In einigen Ausführungsformen kommuniziert die Steuerung 22 mit den NFC-Vorrichtungen 18 und empfängt ein oder mehrere Signale, welche die Anzahl der Fehlerschwingungssignale anzeigen.
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Nach dem Erhöhen des Fehlerschwingungszählers fährt das Verfahren 400 mit 418 fort. Bei 418 überwacht die Steuerung 22 den von den NFC-Vorrichtungen 18 empfangenen Fehleroszillationszähler, um zu ermitteln, ob die Anzahl der erfassten Schwingungen oberhalb oder unterhalb des vom Zähler erfassten vorbestimmten Schwingungsamplitudenschwellenwerts über einem vorbestimmten Schwingungszähler liegt. In einigen Ausführungsformen beträgt die vorgegebene Schwingungsanzahl beispielsweise 10 Schwingungsaufkommen über einen vorgegebenen Zeitraum, wie beispielsweise die letzten 10 Meilen des Fahrzeugbetriebs oder innerhalb eines einzelnen Schlüsselzyklus. In weiteren Ausführungsformen kann die vorgegebene Schwingungsanzahl über dem vorgegebenen Schwellenwert mehr oder weniger als 10 betragen, wie beispielsweise 5, 8, 12, 15 oder mehr Vorkommen in einem bestimmten Zeit- und/oder Abstandsintervall. Wie hierin im Zusammenhang mit 3 erläutert, deutet eine Reihe von Schwingungen oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts 308 auf ein mögliches Problem mit einem oder mehreren der Fahrzeugdämpfer 17 hin, wie beispielsweise ein verschlissener oder undichter Dämpfer.
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Wenn der Fehlerschwingungszähler über der vorgegebenen Schwingungsanzahl liegt, geht das Verfahren 400 zu 420 über und die Steuerung 22 übermittelt eine Diagnosemeldung, wie beispielsweise einen Hinweis auf ein mögliches Dämpferproblem des Fahrzeugs. In einigen Ausführungen beinhaltet das Übermitteln der Diagnosemeldung das Einstellen eines Diagnosefehlercodes (DTC), das Übermitteln eines Diagnosecodes über ein drahtloses Kommunikationssystem oder das Anzeigen einer Benachrichtigung an den Fahrzeugführer. In einigen Ausführungsformen wird der Fahrzeugführer über das mögliche Problem informiert und kann angewiesen werden, das Fahrzeug zur Begutachtung und Reparatur oder zum Austausch eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17 an eine Serviceeinrichtung zu führen. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 22 das autonome oder halbautonome Fahrzeug direkt zur Begutachtung und Reparatur oder zum Austausch eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17 zu einer Serviceeinrichtung leiten und/oder steuern. In einigen Ausführungsformen, ab 420, kehrt das Verfahren 400 zum Anfang bei 402 zurück und das Verfahren 400 läuft kontinuierlich.
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Wenn der Fehler-Schwingungszähler nicht über der vorgegebenen Schwingungsanzahl liegt, kehrt das Verfahren 400 zu 406 zurück und das Verfahren 400 verfährt wie hierin erläutert.
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Obgleich einige oder alle Schritte des Verfahrens 400 hierin als von einem TPMS 26 ausgeführt erörtert werden, ist zu beachten, dass jedes und/oder alle mit den Rädern 15 verbundenen TPMS 26 das Verfahren 400 gleichzeitig und in Verbindung mit der Steuerung 22 ausführen können, sodass Daten von allen Reifen oder einer Teilmenge der Reifen des Fahrzeugs 10 kontinuierlich überwacht werden.
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Es sollte betont werden, dass viele Variationen und Modifikationen an den hierin beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, deren Elemente als unter anderen akzeptablen Beispielen befindlich zu verstehen sind. Alle derartigen Modifikationen und Variationen sollen hierin in den Umfang dieser Offenbarung eingeschlossen und durch die folgenden Patentansprüche geschützt werden. Darüber hinaus kann jeder der hierin beschriebenen Schritte gleichzeitig oder in einer Reihenfolge durchgeführt werden, die sich von den hierin beschriebenen Schritten unterscheidet. Darüber hinaus können, wie es offensichtlich sein sollte, die Merkmale und Attribute der hierin offenbarten spezifischen Ausführungsformen auf unterschiedliche Weise kombiniert werden, um zusätzliche Ausführungsformen zu bilden, die alle in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
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Hierin verwendete bedingte Sprache, wie z. B. „kann“, „könnte“, „z. B.“ und dergleichen, sind generell, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben oder anderweitig im verwendeten Kontext verstanden, so zu verstehen, dass bestimmte Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Zustände beinhalten, während anderer Ausführungsformen dies nicht tun. Somit bedeutet diese Bedingungssprache im Allgemeinen nicht, dass Merkmale, Elemente und/oder Zustände in irgendeiner Weise für eine oder mehrere Ausführungsformen erforderlich sind, oder dass eine oder mehrere Ausführungsformen notwendigerweise zum Entscheiden eine Logik, ob mit oder ohne Autor-Eingabe oder -Aufforderung, beinhalten, ob diese Merkmale, Elemente und/oder Zustände in irgendeiner besonderen Ausführungsform beinhaltet sind oder durchgeführt werden sollen.
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Darüber hinaus kann die folgende Terminologie hierin verwendet worden sein. Die Singularformen „ein“, „eine“, „die“ und „der“ schließen Referenzen im Plural mit ein, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt. Somit beinhaltet beispielsweise der Bezug auf ein Element den Bezug auf eines oder mehrere Elemente. Die Begriffe „diejenigen“ und „solche“ beziehen sich auf ein, zwei oder mehr und gelten allgemein für die Auswahl einiger oder aller Mengen. Der Begriff „Vielzahl“ bezieht sich auf zwei oder mehr eines Elements. Der Begriff „etwa“ oder „annähernd“ bedeutet, dass Mengen, Abmessungen, Größen, Formulierungen, Parameter, Formen und andere Merkmale nicht exakt sein müssen, sondern je nach Wunsch angenähert und/oder größer oder kleiner sein können, was akzeptable Toleranzen, Umrechnungsfaktoren, Abrunden, Messfehler und dergleichen und andere Faktoren, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, widerspiegelt. Der Begriff „im Wesentlichen“ bedeutet, dass die genannte Eigenschaft, der Parameter oder der Wert nicht genau erreicht werden muss, sondern dass Abweichungen oder Variationen, wie beispielsweise Toleranzen, Messfehler, Messgenauigkeitsbeschränkungen und andere Faktoren, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist, in Mengen auftreten können, die den Effekt den die Eigenschaft zur Verfügung stellen soll, nicht ausschließt.
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Numerische Daten können hierin in einem Bereichsformat ausgedrückt oder dargestellt werden. Es versteht sich, dass ein solches Bereichsformat lediglich zwecks Komfort und Kürze verwendet wird, und somit flexibel interpretiert werden sollte, um nicht nur die numerischen Werte explizit einzuschließen, die ausdrücklich als die Grenzen des Bereichs aufgeführt sind, sondern auch um so interpretiert zu werden, dass alle einzelnen numerischen Werte oder Teilbereiche innerhalb dieses Bereichs enthalten sind, als ob jeder numerische Wert und Teilbereich ausdrücklich aufgeführt ist. Als Veranschaulichung sollte ein numerischer Bereich von etwa 1 bis 5 so interpretiert werden, dass er nicht nur die explizit rezitierten Werte von etwa 1 bis etwa 5 einschließt, sondern sollte auch so interpretiert werden, dass er auch einzelne Werte und Unterbereiche innerhalb des angegebenen Bereichs enthält. Somit sind in diesem numerischen Bereich Einzelwerte wie 2, 3 und 4 und Teilbereiche wie „etwa 1 bis etwa 3“, „etwa 2 bis 4“ und „etwa 3 bis etwa 5“, „1 bis 3“, „2 bis 4“ „3 bis 5“ usw. enthalten. Dieses selbige Prinzip gilt für Bereiche, die nur einen Zahlenwert (z. B. „größer als etwa 1“) angeben, und soll unabhängig vom Umfang des Bereichs oder den beschriebenen Eigenschaften gelten. Eine Vielzahl von Begriffen kann in einer gemeinsamen Liste zwecks Komfort vorgelegt werden. Allerdings sollten diese Listen so ausgelegt werden, dass jedes Element der Liste einzeln als separates und einzigartiges Element identifiziert wird. Somit sollte kein einzelnes Element einer solchen Liste als Defacto-Entsprechung eines anderen Elements der gleichen Liste ausschließlich basierend auf ihrer Darstellung in einer gemeinsamen Gruppe angesehen werden, außer wenn das Gegenteil angegeben ist. Weiterhin können die Begriffe „und“ und „oder“ in Verbindung mit einer Liste von Gegenständen verwendet werden, die weit auszulegen sind, da einer oder mehrere der aufgeführten Gegenstände allein oder in Kombination mit anderen aufgeführten Gegenständen verwendet werden können. Der Begriff „alternativ“ bezieht sich auf die Auswahl einer von zwei oder mehr Alternativen, und soll die Auswahl nur der aufgeführten Alternativen oder nur einer der aufgeführten Alternativen auf einmal nicht beschränken, es sei denn, der Kontext gibt klar etwas anderes an.
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Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können von einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer, der jede vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann, bereitgestellt und/oder implementiert werden. Desgleichen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten oder ausführbare Anweisungen durch eine Steuerung oder einen Computer in vielfältiger Weise gespeichert werden, darunter ohne Einschränkung die dauerhafte Speicherung auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie einem ROM, und als änderbare Information auf beschreibbaren Speichermedien, wie Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM sowie anderen magnetischen und optischen Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise mit geeigneten Hardwarekomponenten, wie beispielsweise anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware, Software und Firmwarekomponenten verkörpert werden. Die besagten exemplarischen Vorrichtungen können sich als Teil eines Fahrzeugcomputersystems On-Bord oder Off-Board befinden und eine Fernkommunikation mit Vorrichtungen an einem oder mehreren Fahrzeugen durchführen.
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Während exemplarische Ausführungsformen vorstehend beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen beinhaltet sind. Vielmehr dienen die in der Spezifikation verwendeten Worte der Beschreibung und nicht der Beschränkung und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere exemplarische Aspekte der vorliegenden Offenbarung auszubilden, die nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Während verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sein könnten, um Vorteile zu bieten oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Merkmale bevorzugt zu sein, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass ein oder mehrere oder Eigenschaften beeinträchtigt werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute können Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Daher sind Ausführungsformen, die nach dem Stand der Technik, in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen beschrieben sind, nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
