DE102018123491A1

DE102018123491A1 - System zur überwachung von fahrzeugrad-parametern

Info

Publication number: DE102018123491A1
Application number: DE102018123491.0A
Authority: DE
Inventors: Amin Abdossalami; Joseph K. Moore
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2018-09-24
Publication date: 2019-03-28
Also published as: CN109552210A; US20190092106A1

Abstract

Ein System zur Überwachung von Fahrzeugrad-Parametern beinhaltet einen Raddrehzahlsensor, der dafür konfiguriert ist, ein Raddrehzahlsignal und ein Radüberwachungsmodul zu produzieren, das operativ mit dem Raddrehzahlsensor verbunden ist. Das Radüberwachungsmodul bestimmt eine dynamische Reaktion des Raddrehzahlsignals bei einer oder mehreren Raddrehzahlen. Ein Rad-Statusmodul stellt einen der visuellen Ausgänge, einen Audioausgang und einen haptischen Ausgang bereit, der anzeigt, dass die Radbaugruppe einen Schwellenwert eines ausgewählten Radparameters basierend auf der dynamischen Reaktion des Raddrehzahlsignals überschritten hat.

Description

EINLEITUNG
Der Gegenstand der Offenbarung betrifft das Gebiet von Fahrzeugen und insbesondere ein System zur Überwachung von Fahrzeugrad-Parametern.
Fahrzeuge beinhalten Räder, die Reifen stützen. Die Reifen bieten eine Schnittstelle zwischen den Fahrzeug-Antriebskomponenten und der Straßenoberfläche. Hersteller streben danach, sicherzustellen, dass Reifen die gewünschten geometrischen Eigenschaften besitzen. Allerdings können Fertigungstoleranzen erlauben, dass ein Reifen nicht korrekt ausgewuchtet ist. Das heißt, ein Reifen ist u. U. nicht wirklich symmetrisch um eine Mittelachse. Auch hier können Fertigungstoleranzen erlauben, dass ein Reifen nicht ausgewuchtet ist. Somit wird der Reifen von einem Techniker gewöhnlich ausgewuchtet, sobald dieser am Rad angebracht ist. In den meisten Fällen wird ein dynamisches Auswuchtsystem eingesetzt, um die Betriebsbedingungen besser nachzuahmen.
Mit der Zeit verschleißen Reifen durch den Kontakt mit der Straßenoberfläche. Ähnlich können Räder aufgrund des Kontakts mit der Straßenoberfläche und deren Unebenheiten oder anderen Gegenständen geometrische Änderungen erfahren. Reifenverschleiß und geometrische Änderungen in einem oder mehreren Rädern kann zu einem nicht ausgewuchteten Zustand führen, der bei bestimmten Geschwindigkeiten zu unerwünschten Vibrationen führen kann. Durch das Ungleichgewicht induzierten Vibrationen können sich auf Karosserie-Komponenten wie Lager und Buchsen auswirken, die einen Teil des Federungs- und/oder Lenksystems bilden können, was zu übermäßigem Verschleiß und Degradierung und so zu vorzeitigem Ausfall führen kann. Dementsprechend ist es wünschenswert, ein System bereitzustellen, das dazu entwickelt wurde, Rad- und/oder Reifenunregelmäßigkeiten zu identifizieren, bevor es zu Vibrationen kommen kann.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein System zur Überwachung von Fahrzeugrad-Parametern einen Raddrehzahlsensor, der dafür konfiguriert ist, ein Raddrehzahlsignal und ein Radüberwachungsmodul zu produzieren, das operativ mit dem Raddrehzahlsensor verbunden ist. Das Radüberwachungsmodul bestimmt eine dynamische Reaktion des Raddrehzahlsignals bei einer oder mehreren Raddrehzahlen. Ein Rad-Statusmodul stellt einen der visuellen Ausgänge, einen Audioausgang und einen haptischen Ausgang bereit, der anzeigt, dass die Radbaugruppe einen Schwellenwert eines ausgewählten Radparameters basierend auf der dynamischen Reaktion des Raddrehzahlsignals überschritten hat.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen eine inerte Messeinheit (IMU) beinhalten, die dafür konfiguriert ist, ein inertes Signal zu produzieren, das auf eine Trägheit des Fahrzeugs hinweist.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften, oder als Alternative hierzu, können weitere Ausführungsformen ein Radbaugruppen-Überwachungsmodul beinhalten, das operativ mit dem IMU verbunden ist, wobei das Radbaugruppen-Überwachungsmodul eine dynamische Reaktion des inerten Signals bestimmt.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen ein Rad-Statusmodul beinhalten, das einen der Audioausgänge, den visuellen Ausgang und den haptischen Ausgang bereitstellt, der anzeigt, dass die Radbaugruppe den Schwellenwert eines ausgewählten Radparameters basierend auf der dynamischen Reaktion des Raddrehzahlsignals überschritten hat.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen ein Rad-Statusmodul beinhalten, das eine Stelle einer Radbaugruppe an einem Fahrzeug bestimmt, die den ausgewählten Schwellenwert der Radbaugruppe überschritten hat.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen den Parameterschwellenwert der ausgewählten Radbaugruppe beinhalten, der einen Massenunwucht-Zustand definiert.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen ein Rad-Statusmodul beinhalten, das eine relative Stelle an der Radbaugruppe des Massenunwucht-Zustands bestimmt.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen ein Rad-Statusmodul beinhalten, das eine Größenordnung des Massenunwucht-Zustands bestimmt.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen den Parameterschwellenwert der ausgewählten Radbaugruppe beinhalten, der einen geometrischen Unwuchtzustand, einen strukturellen Unwuchtzustand und einen Kraftunwuchtzustand definiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug eine Karosserie, die zum Teil einen Fahrgastraum, eine oder mehrere Radbaugruppen, die drehbar an der Karosserie angebracht sind sowie ein System zur Überwachung der Fahrzeugradbaugruppen-Parameter der einen oder mehrere Radbaugruppen definiert. Das System beinhaltet einen Raddrehzahlsensor, der dafür konfiguriert ist, ein Raddrehzahlsignal und ein Radüberwachungsmodul zu produzieren, das operativ mit dem Raddrehzahlsensor verbunden ist. Das Radüberwachungsmodul bestimmt eine dynamische Reaktion des Raddrehzahlsignals bei einer oder mehreren Raddrehzahlen. Ein Rad-Statusmodul stellt einen der visuellen Ausgänge, einen Audioausgang und einen haptischen Ausgang bereit, der anzeigt, dass die Radbaugruppe einen Schwellenwert eines ausgewählten Radparameters basierend auf der dynamischen Reaktion des Raddrehzahlsignals überschritten hat.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen eine inerte Messeinheit (IMU) beinhalten, die dafür konfiguriert ist, ein inertes Signal zu produzieren, das auf eine Trägheit des Fahrzeugs hinweist.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften, oder als Alternative hierzu, können weitere Ausführungsformen ein Radbaugruppen-Überwachungsmodul beinhalten, das operativ mit dem IMU verbunden ist, wobei das Radbaugruppen-Überwachungsmodul eine dynamische Reaktion des inerten Signals bestimmt.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen ein Rad-Statusmodul beinhalten, das einen der Audioausgänge, den visuellen Ausgang und den haptischen Ausgang bereitstellt, der anzeigt, dass die Radbaugruppe den Schwellenwert eines ausgewählten Radparameters basierend auf der dynamischen Reaktion des Raddrehzahlsignals überschritten hat.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen ein Rad-Statusmodul beinhalten, das eine Stelle einer Radbaugruppe an einem Fahrzeug bestimmt, die den ausgewählten Schwellenwert der Radbaugruppe überschritten hat.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen den Parameterschwellenwert der ausgewählten Radbaugruppe beinhalten, der einen Massenunwucht-Zustand definiert.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen ein Rad-Statusmodul beinhalten, das eine relative Stelle an der Radbaugruppe des Massenunwucht-Zustands bestimmt.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen ein Rad-Statusmodul beinhalten, das eine Größenordnung des Massenunwucht-Zustands bestimmt.
Neben einem oder mehreren der oben oder nachstehend beschriebenen Eigenschaften oder als Alternative hierzu können weitere Ausführungsformen den Parameterschwellenwert der ausgewählten Radbaugruppe beinhalten, der einen geometrischen Unwuchtzustand, einen strukturellen Unwuchtzustand und einen Kraftunwuchtzustand definiert.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne Weiteres hervor.
Figurenliste
Andere Eigenschaften, Vorteile und Details erscheinen, nur exemplarisch, in der folgenden ausführlichen Beschreibung der ausführlichen Beschreibung, welche sich auf die folgenden Zeichnungen bezieht:

1 zeigt ein Fahrzeug einschließlich einem System zur Überwachung der Radbaugruppen-Parameter, in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform;
2 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Radbaugruppen-Überwachungssystems in Übereinstimmung mit einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform; und
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Überwachung von Radbaugruppen-Parametern in Übereinstimmung mit einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es sollte verstanden werden, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Der hier verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten, beinhalten kann.
Ein Fahrzeug gemäß einer exemplarischen Ausführungsform ist allgemein als 10 in 1 angegeben. Fahrzeug 10 beinhaltet eine Karosserie 12, die zum Teil einen Fahrgastraum 14 definiert. Fahrzeug 10 beinhaltet einen Antriebsmotor 17, der operativ über ein Getriebe 24 mit einem Vorderradsystem 20 und einem Hinterradsystem 22 verbunden ist. Es ist selbstverständlich, dass der Antriebsmotor 17 eine Vielzahl von Formen annehmen kann, inklusive Verbrennungsmotoren, Elektromotoren und Hybridsystemen. Es ist ebenfalls selbstverständlich, dass das Fahrzeug 10 als Fahrzeug mit Frontantrieb, mit Hinterradantrieb oder als Allradfahrzeug konfiguriert sein kann.
Das Frontantriebsystem 20 beinhaltet erste und zweite Frontradbaugruppen, von denen eine bei 26 dargestellt ist. Jede vordere Radbaugruppe 26 beinhaltet ein Vorderrad 27, das einen Vorderreifen 28 stützt. Ähnlich beinhaltet das Hinterradsystem 22 erste und zweite Hinterradbaugruppen, von denen eine bei 30 dargestellt ist. Jede hintere Radbaugruppe 30 beinhaltet ein Hinterrad 31, das einen Hinterreifen 32 stützt. Es versteht sich, dass jede vordere Radbaugruppe 26 leicht mit jeder Hinterradbaugruppe 30 austauschbar ist und umgekehrt.
Gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Fahrzeug 10 ein Radbaugruppen-Überwachungssystem 40, das mit jeder Vorderradbaugruppe 26 und jeder Hinterradbaugruppe 30 assoziierte Parameter überwacht. Mit jeder Radbaugruppe assoziierte Parameter können eine geometrische Ungleichmäßigkeit beinhalten. Der Begriff „geometrische Ungleichmäßigkeit“ sollte so verstanden werden, dass er geometrische, strukturellen oder Kraftvariationen beschreibt.
Wie in 2 zu erkennen ist und mit weiterer Bezugnahme auf 1, ist das Radbaugruppen-Überwachungssystem 40 operativ mit einer Vielzahl von Raddrehzahlsensoren 44 verbunden. Jeder der Vielzahl von Raddrehzahlsensoren 44 ist mit der Überwachung einer Drehzahl jeder Vorderradbaugruppe des Vorderradsystems 20 und jede Hinterradbaugruppe mit dem Hinterradsystem 22. Das Radbaugruppen-Überwachungssystem 40 kann auch eine Vielzahl von Dämpfersensoren 45 und einen Trägheitssensor 46 beinhalten. Dämpfersensoren 45 sind mit jedem Federungsdämpfer (nicht abgebildet) am Fahrzeug 10 assoziiert. Federungsdämpfer können Macpherson-Streben, Stoßdämpfer und dergleichen beinhalten. Der Trägheitssensor 46 kann Veränderungen in der Trägheit des Fahrzeugs 10 erkennen, die mit diversen Fahrmanövern assoziiert sein können.
Das Radbaugruppen-Überwachungssystem 40 empfängt Eingänge von jedem Raddrehzahlsensor 44, Dämpfersensor 45 und Trägheitssensor 46 und bestimmt einen „Status“ jeder Radbaugruppe des Vorderradsystems 20 und jede Radbaugruppe des Hinterradsystems 22 stellt eine Warnung 50 durch z. B. eine Schnittstelle im Fahrzeug 10 bereit. Die Warnung kann als eine visuelle Warnung, eine akustische Warnung und eine haptische Warnung ausgegeben werden. Der Status kann eine geometrische Ungleichmäßigkeit beinhalten.
Das Radbaugruppen-Überwachungssystem 40 beinhaltet des Weiteren eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 54, die operativ mit einem nichtflüchtigen Speichermodul 56 mit einem darauf gespeicherten Satz von Programmanweisungen verbunden ist, wie hierin beschrieben wird. Das Radbaugruppen-Überwachungssystem 40 beinhaltet des Weiteren ein Straßen-Unebenheitsmodul 58, ein Dämpferstatusmodul 60, ein Straßenzustandsmodul 62, ein Fahrzeugbeschleunigungs-Modul 64 und ein Radbaugruppen-Statusmodul 66.
Das Straßen-Unebenheitsmodul 58 kann mit Dämpfersensoren 45 und/oder einem Trägheitssensor 46 gekoppelt werden, um eine Unebenheitsmetrik einer Straßenoberfläche zu bestimmen. Das Dämpferstatusmodul 60 ist operativ mit einem Dämpfersensor 45 verbunden und bestimmt Parameter im Zusammenhang mit dem Verschleiß von Fahrzeugdämpfern. Das Straßenzustandsmodul 62 kann operativ mit Raddrehzahlsensoren 44 verbunden sein. Das Straßenzustandsmodul 62 kann basierend auf Eingängen von den Raddrehzahlsensoren 44 bestimmen, ob eine Fahrbahnoberfläche rutschig ist. Das Fahrzeug-Beschleunigungsmodul 64 kann mit dem Trägheitssensor 46 verbunden sein und bestimmen, ob das Fahrzeug 10 über einen ausgewählten Schwellenwert hinaus beschleunigt wird. Die Beschleunigungen können darauf hinweisen, dass das Fahrzeug 10 aggressiv manövriert.
Das Radbaugruppen-Statusmodul Modul 66 wertet Signale vom Straßen-Unebenheitsmodul 58, dem Dämpfer-Statusmodul 60, dem Straßenzustands-Modul 62 und vom Fahrzeugbeschleunigungs-Modul 64 zur Auswertung der Radbaugruppen-Parameter gemäß Programmanweisungen im nichtflüchtigen Speichermodul 56 aus. Unter Bezugnahme auf 3 mit weiterer Bezugnahme auf 1 und 2 wird nun ein Verfahren 80 der Überwachung von Radbaugruppen-Parametern gemäß einer exemplarischen Ausführungsform beschrieben.
Verfahren 80 beginnt bei Block 82. Bei Block 90 wird bestimmt, ob eine oder mehrere Kriterien erfüllt sind. Relevante Kriterien können beinhalten, ob eine Straßenoberfläche ausgewählte Unebenheitskriterien erfüllt, ob die Straßenoberfläche die ausgewählten Rutschzustands-Kriterien erfüllt, ob die Fahrzeugdämpfer ausgewählte Statuskriterien erfüllen, und/oder ob das Fahrzeug 10 unterhalb ausgewählter Aggressivitäts-Kriterien manövriert. Sind alle relevanten Kriterien erfüllt, bestimmt das Radbaugruppen-Überwachungssystem 40 die Drehfrequenz jedes Fahrzeugrads basierend auf einem Raddrehzahlsignal von den Radsensoren 44 in Block 92.
Bei Block 94 wird ein Zeitfenster des Raddrehzahlsignals eingerichtet. Die Zeitdauer des Zeitfensters kann variieren. So kann das Zeitfenster eine Minute betragen oder das Zeitfenster kann die Zeitdauer darstellen, die für eine volle Raddrehung benötigt wird. Bei Block 96 verfolgt das Radbaugruppen-Überwachungssystem 40 mathematische Radbeschleunigungswerte basierend auf der Rad-Drehfrequenz. Bei Block 98 baut das Radbaugruppen-Überwachungssystem 40 eine Anordnung von verfolgten Raddrehzahl-Sensordaten für jedes Rad des Fahrzeugs 10 auf. Das Radbaugruppen-Überwachungssystem 40 bestimmt des Weiteren eine verfolgte Trägheitsmesseinheit (IMU) vom Trägheitssensor 46.
In einer Ausführungsform kann die verfolgte Raddrehzahl eine Korrelation zwischen einem Raddrehzahlsignal und einer sinusoiden Funktion darstellen, die eine Frequenz aufweist, die mit Integer-Mehrfachen der Drehfrequenz des entsprechenden Rads identisch ist, und die verfolgte Trägheitsmesseinheit kann eine Korrelation zwischen einem Trägheitsmesssignal und der sinusoiden Funktion darstellen, die eine Frequenz aufweist, die mit Integer-Mehrfachen von Drehfrequenzen des/der Rads/Räder identisch ist. In einer weiteren Ausführungsform kann die verfolgte Raddrehzahl eine Korrelation zwischen einem Raddrehzahlsignal und einer komplexen exponenziellen Funktion (Fourier-Basis) darstellen, die eine Frequenz aufweist, die mit Integer-Mehrfachen der Drehfrequenz des entsprechenden Rads identisch ist, und die verfolgte Trägheitsmesseinheit kann eine Korrelation zwischen einem Trägheitsmesssignal und der komplexen exponenziellen Funktion (Fourier-Basis) darstellen, die eine Frequenz aufweist, die mit Integer-Mehrfachen von Drehfrequenzen des/der Rads/Räder identisch ist. In noch einer weiteren Ausführungsform können verfolgte Raddrehzahldaten eine leistungsspektrale Dichte eines Raddrehzahlsignals bei der Frequenz der Radumdrehungen darstellen und die verfolgte Trägheitsmesseinheit kann eine spektrale Dichte des Trägheitsmesssignals bei Integer-Mehrfachen der Frequenzen der Radumdrehung(en) darstellen.
Bei Block 100 bestimmt das Radbaugruppen-Überwachungssystem 40, ob die verfolgte Radrehzahl einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wenn der vorbestimmte Schwellenwert der Raddrehzahl nicht überschritten wird, kehrt das Verfahren 80 zu Block 82 zurück. Wenn der vorbestimmte Schwellenwert der Raddrehzahl für eines oder mehrere Fahrzeugräder überschritten wird, wird das jeweilige Rad in eine Liste von verdächtigen Rädern aufgenommen. Ein verdächtiges Rad ist ein Rad oder Reifen, der entweder geometrische Unebenheit und/oder eine Massenunwucht aufweist. Bei Block 102 wird bestimmt, ob die verfolgte IMU größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert. Wird der Schwellenwert bei Block 102 nicht überschritten, wird bei Block 104 bestimmt, dass eine geometrische Unebenheit bei einem der assoziierten einem oder mehreren verdächtigten Rad/Räder vorliegt. An dieser Stelle kann dem Fahrer und/oder dem Wartungstechniker eine Warnung bzgl. geometrischer Unebenheit im/in den verdächtigen Rad/Rädern bereitgestellt werden.
Eine Unwuchtkraft an jedem Rad, das auf die Spindel übertragen wird, kann wie folgt als Zeiger geschrieben werden $F_{i} = m_{i} ω_{i}^{2} e^{(ω_{i} t + θ_{i})}$
wobei m_i die kombinierte Masse und Entfernung der Unwuchtmasse von der Mitte des Rades i ist. Die Variable ω_i stellt der Drehzahl des Rades i dar. Der Parameter θ_i bezeichnet die Phase oder Winkellage des Raddrehzahlsignals in einem polaren Bezugsrahmen dar, der fixiert oder synchron mit dem IMU-Signal innerhalb des ausgewählten Zeitfensters ist. Er kann für jedes Rad durch Vergleichen des IMU-Signal und des Raddrehzahlsignals abgeleitet werden. (Als Alternative kann man also sagen, Phase des Raddrehzahlsignals relativ zum IMU-Signal.)
Der Beitrag der Massenunwucht in allen Rädern zum am IMU-Sensor gemessenen Signal kann wie folgt abgeleitet werden, wobei N die Anzahl der Räder ist: $I M U = \sum_{i = 1}^{N} F_{i} G_{i} (ω_{i}) + N = \sum_{i = 1}^{N} m_{i} ω_{i}^{2} e^{(ω_{i} t + θ_{i})} G_{i} (ω_{i}) + N$
wobei die Übertragungsfunktion von jeder Radunwuchtkraft auf die IMU, G_i(ω) bekannt ist und durch das Anhängen einer bekannten Masse an ein Rad und das Messen der IMU-Reaktion sowie des Raddrehzahl-Pfeils bei unterschiedlichen Drehzahlen oder Bins eingeholt werden kann. $N$
stellt Rauschfaktoren, wie Messrauschen und anderen Quellen von Vibrationen dar, die zum IMU-Messsignal beitragen. Zur Minimierung der Auswirkung der einwirkenden Rauschfaktoren, wie nichtlineare vertikale Dynamik, können Längs- und seitliche IMU-Signale verwendet werden.
Wenn die Schwellenwerte bei Block 102 überschritten werden wird in einer Ausführungsform eine Anordnung von Kreuzkorrelation-Größenordnungen zwischen jedem Raddrehzahlsignal und IMU-Signal für eine ausgewählte Zeitspanne erstellt und für eine ausgewählte Anzahl von Drehzahlen in Block 110, bist ausreichende Variation in den gesammelten θ_i(s) vorherrscht. Bei Block 112, wird eine durchschnittliche Kreuzkorrelations-Größenordnung für jede Raddrehzahl bei einer Vielzahl von Drehzahlen über einen längeren Zeitraum bestimmt, um eine Massenunwucht m_i für jedes verdächtige Fahrzeugrad darzustellen.
In einer anderen Ausführungsform kann bei Block 112 eine kombinierte Masse und Entfernung der Unwucht m_i durch ein Regressionsverfahren oder einen adaptiven Filter wie rekursive Mindestquadrate abgeleitet werden. In einer anderen Ausführungsform, wenn es bei Block 112 eine Trennung zwischen den gemessenen Raddrehzahlen gibt, die einen ausgewählten Parameter ω_i(s) überschreiten, dann können die Unwuchtparameter m_i(s) durch direktes Korrelieren des IMU-Signals mit jedem Raddrehzahlsignal abgeleitet werden.
Wenn der bei Block 112 abgeleitete Unwuchtparameter m_i bei Block 114 für jedes Rad größer als ein vorbestimmter Schwellenwert bei entsprechender Drehzahl ist, wird eine Masssenunwucht für dieses betroffene verdächtige Rad bestimmt. Wird festgestellt, dass eine absolute Raddrehausrichtung gemessen für jedes verdächtige Rad in Block 120 gemessen wird, dann kann eine relative Winkelstellung der Massenunwucht im polaren Referenzrahmen des verdächtigen Rads in Block 122 unter Verwendung des Radrehzahlzeigers, IMU-Zeigers und der Übertragungsfunktions-Zeigers G_i(ω) an dieser bestimmten Drehzahl-Bin bestimmt werden. An dieser Stelle kann das Vorhandensein und die Position einer Massenunwucht über die Warnung 50 über eine Fahrzeugschnittstelle an einen Benutzer oder Wartungstechniker kommuniziert werden.
Bei Block 130 kann die Massenunwucht-Größenordnung m_i vom verfolgten Raddrehzahlsensorsignal subtrahiert werden und bei Block 132 kann bestimmt werden, ob eine geometrische Ungleichheit in einer verdächtigen Radbaugruppe vorliegt, nachdem die Wirkung der Massenunwucht entfernt wurde. Wird der vordefinierte Schwellenwert der verfolgten Raddrehzahl überschritten, wird eine geometrische Unebenheit bei einem der assoziierten einem oder mehreren verdächtigten Rad/Räder des Fahrzeugs bestimmt. An dieser Stelle kann dem Fahrer und/oder dem Wartungstechniker eine Warnung bzgl. geometrischer Unebenheit im/in den verdächtigen Rad/Rädern bereitgestellt werden.
Es sollte beachtet werden, dass die exemplarischen Ausführungsformen ein System zum Identifizieren, in Echtzeit, eines Radparameters bereitstellen, der einen gewünschten Schwellenwert überschreiten und einen Benutzer oder einen Wartungstechniker alarmieren kann.
Die hierin verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und soll die vorliegende Offenbarung in keinster Weise einschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Die Begriffe „umfasst“, „beinhaltet“, „enthält“, „aufweist“, „verfügt über“, „ausgestattet mit“, „einschließlich“ und „hat“ sind nicht ausschließlich und geben daher das Vorhandensein der angegebenen Funktionen, ganzheitlichen Einheiten, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Bauteile an, schließen aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von weiteren Funktionen, ganzheitlichen Einheiten, Schritten, Vorgängen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen hiervon aus.
Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, aber alle Ausführungsformen beinhaltet, die in deren Umfang fallen.

Claims

System zur Überwachung der Parameter einer Radbaugruppe für ein Fahrzeug, umfassend: einen Raddrehzahlsensor, der dafür konfiguriert ist, ein Raddrehzahlsignal zu produzieren; ein Radbaugruppen-Überwachungsmodul, das operativ mit dem Raddrehzahlsensor, wobei das Radbaugruppen-Überwachungsmodul eine dynamische Reaktion des Raddrehzahlsignals bei einer oder mehreren Raddrehzahlen bestimmt; und ein Rad-Statusmodul, das einen der visuellen Ausgänge, einen Audioausgang und einen haptischen Ausgang bereitstellt, der anzeigt, dass die Radbaugruppe einen Schwellenwert eines ausgewählten Radparameters basierend auf der dynamischen Reaktion des Raddrehzahlsignals überschritten hat.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend eine inertiale Messeinheit (IMU), die dafür konfiguriert ist, ein inertes Signal zu produzieren, das auf die Trägheit des Fahrzeugs hinweist.
System nach Anspruch 2, worin das Radbaugruppen-Überwachungsmodul operativ mit dem IMU verbunden ist, wobei das Radbaugruppen-Überwachungsmodul eine dynamische Reaktion des inerten Signals bestimmt.
System nach Anspruch 3, worin das Rad-Statusmodul einen der Audioausgänge, den visuellen Ausgang und den haptischen Ausgang bereitstellt, der anzeigt, dass die Radbaugruppe den Schwellenwert eines ausgewählten Radparameters basierend auf der dynamischen Reaktion des Raddrehzahlsignals überschritten hat.
System nach Anspruch 1, worin das Rad-Statusmodul eine Stelle an einem Fahrzeug bestimmt, für eine Radbaugruppe, die den ausgewählten Schwellenwert der Radbaugruppe überschritten hat.
System nach Anspruch 1, worin der ausgewählten Schwellenwert der Radbaugruppe einen Massenunwucht-Zustand definiert.
System nach Anspruch 6, worin das Rad-Statusmodul eine relative Position an der Radbaugruppe des Massenunwucht-Zustands bestimmt.
System nach Anspruch 1, worin der ausgewählten Schwellenwert des Radbaugruppen-Parameters einen geometrischen Ungleichgewichtszustand, ein strukturelles Ungleichgewicht und ein Kraft-Ungleichgewicht definiert.
Fahrzeug, umfassend: eine Karosserie, die zum Teil einen Fahrgastraum definiert; eine oder mehrere Radbaugruppen, die relativ zur Karosserie drehbar gelagert sind; und ein System zur Überwachung der Fahrzeugradbaugruppen-Parameter der einen oder mehreren Radbaugruppen, das System umfassend: einen Raddrehzahlsensor, der dafür konfiguriert ist, ein Raddrehzahlsignal zu produzieren; ein Radbaugruppen-Überwachungsmodul, das operativ mit dem Raddrehzahlsensor, wobei das Radbaugruppen-Überwachungsmodul eine dynamische Reaktion des Raddrehzahlsignals bei einer oder mehreren Raddrehzahlen bestimmt; und ein Rad-Statusmodul, das einen der visuellen Ausgänge, einen Audioausgang und einen haptischen Ausgang bereitstellt, der anzeigt, dass die Radbaugruppe einen Schwellenwert eines ausgewählten Radparameters basierend auf der dynamischen Reaktion des Raddrehzahlsignals überschritten hat.
Fahrzeug nach Anspruch 9, worin das Rad-Statusmodul einen der Audioausgänge, den visuellen Ausgang und den haptischen Ausgang bereitstellt, der anzeigt, dass die Radbaugruppe den Schwellenwert eines ausgewählten Radparameters basierend auf der dynamischen Reaktion des Raddrehzahlsignals überschritten hat.