DE102018123821A1

DE102018123821A1 - Systeme und verfahren zur erfassung von störungen in einem fahrzeugfederungssystem

Info

Publication number: DE102018123821A1
Application number: DE102018123821.5A
Authority: DE
Inventors: Brian K. Saylor; Branton E. Dennis IV; Robert P. Marble; Nojan Medinei
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2019-04-04
Also published as: US20190102959A1; CN109580259A

Abstract

Ein exemplarisches Verfahren zur Erkennung eines Verschleißzustandes einer Federungssystemkomponente eines Fahrzeugs beinhaltet die folgenden Schritte: Empfangen von Federungssystem-Komponentendaten von einem Fahrzeugsensor, Berechnen einer Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten als eine Funktion der Frequenz, Überwachen der Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs, Bestimmen, ob die Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten größer als eine vorgegebene Schwelle ist, und, wenn die Amplitude größer ist als der vorgegebene Schwellenwert, Übertragen einer Diagnosemeldung.

Description

EINLEITUNG
Die Erfindung betrifft das Gebiet von Fahrzeugen und, genauer, Systeme und Verfahren zur Erfassung von Störungen an einer oder mehreren Komponenten eines Fahrzeugfederungssystems.
Dämpfer und andere Federungsteile können in unterschiedlichen Abständen verschleißen oder plötzlich ausfallen, dies wird als Sicherheitsproblem hinsichtlich des Fahrverhaltens betrachtet. Der Gesundheitszustand von Federungsteilen, einschließlich Fahrzeugfederungssystem-Komponenten, wird jedoch vom Fahrzeugbediener oft nicht erkannt, bis die Komponente soweit verschlissen ist, dass das Federungsteil oder eine andere Fahrzeugkomponente beschädigt wird.
KURZDARSTELLUNG
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung stellen eine Reihe von Vorteilen bereit. Beispielsweise ermöglichen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung das Erfassen von Abnormitäten an den Fahrzeugfederungsteilen, wie Dämpfern oder Stoßdämpfern, durch Korrelation von Federungssystemdaten, die von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren empfangen werden, mit einer erwarteten Federungssystem-Reaktion auf ein bekanntes Straßen-Eingangsereignis.
Gemäß einem Aspekt beinhaltet ein Verfahren zur Erkennung eines Verschleißzustandes einer Federungssystemkomponente eines Fahrzeugs die folgenden Schritte: Empfangen von Federungssystem-Komponentendaten von einem Fahrzeugsensor, Berechnen einer Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten als eine Funktion der Frequenz, Überwachen der Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs, Bestimmen, ob die Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten größer als eine vorgegebene Schwelle ist, und, wenn die Amplitude größer ist als der vorgegebene Schwellenwert, Übertragen einer Diagnosemeldung.
In einigen Aspekten beinhaltet das Empfangen von Federungssystem-Komponentendaten von dem Fahrzeugsensor das Empfangen von einem oder mehreren vertikalen Beschleunigungsdaten und Geräuschdaten.
In einigen Aspekten beinhaltet der Fahrzeugsensor ein Mikrofon mit Störschallunterdrückung.
In einigen Aspekten beinhaltet der Fahrzeugsensor ein Inertialnavigationssystem, das einen Vertikal-Beschleunigungssensor einschließt.
In einigen Aspekten beinhaltet das Übertragen einer Diagnosemeldung eines oder mehrere aus Einstellen eines Diagnoseproblemcodes und Darstellen einer Meldung.
In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren ferner das Starten eines Diagnosemodus-Vorgangs bei Empfang eines Signals, das anzeigt, dass sich das Fahrzeug einer Referenz-Straßenoberfläche nähert, die eine Vielzahl von Referenz-Eingangselementen einschließt.
In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren ferner das Segmentieren der Federungssystem-Komponentendaten in ein oder mehrere Fenster, wenn ein Rad des Fahrzeugs über die Vielzahl der Referenz-Eingangselemente der Referenz-Straßenoberfläche fährt.
In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren ferner das Vergleichen der mit Fenstern versehenen Federungssystem-Komponentendaten mit Ausgangswert-Federungssystem-Komponentendaten, um zu bestimmen, ob die Federungssystemkomponente innerhalb eines oder mehrerer vordefinierter Schwellenwerte betrieben wird.
In einigen Aspekten ist der vorgegebene Schwellenwert eines oder mehrere eines Amplituden-Schwellenwerts, eines Leistungsschwellenwerts und einer Abbaurate.
In einem weiteren Aspekt beinhaltet ein System zum Erfassen eines Verschleißzustandes eines Federungsteiles eines Fahrzeugs mindestens einen Fahrzeugsensor und eine elektronische Steuerung in elektronischer Verbindung mit dem mindestens einen Fahrzeugsensor. Die elektronische Steuerung ist konfiguriert, Federungssystem-Komponentendaten von einem Fahrzeugsensor zu empfangen, eine Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten als eine Funktion der Frequenz zu berechnen, die Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs zu überwachen, zu bestimmen, ob die Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten größer als eine vorgegebene Schwelle ist, und, wenn die Amplitude größer ist als der vorgegebene Schwellenwert, eine Diagnosemeldung zu übertragen.
In einigen Aspekten beinhaltet das Übertragen einer Diagnosemeldung eines oder mehrere aus Einstellen eines Diagnosecodes und Darstellen einer Meldung.
In einigen Aspekten beinhaltet der Fahrzeugsensor eine Komponente eines Inertialnavigationssystems, das einen Vertikal-Beschleunigungssensor einschließt.
In einigen Aspekten sind die Federungssystem-Komponentendaten vertikale Beschleunigungsdaten.
In einigen Aspekten beinhaltet der Fahrzeugsensor ein Mikrofon mit Störschallunterdrückung.
In einigen Aspekten sind die Federungssystem-Komponentendaten Geräuschdaten.
In einigen Aspekten beinhaltet der Fahrzeugsensor einen Vertikalweggeber.
In einigen Aspekten sind die Federungssystem-Komponentendaten Vertikalweggeberdaten.
In einigen Aspekten ist die Steuerung ferner konfiguriert, einen Diagnosemodus-Vorgang bei Empfang eines Signals zu starten, das anzeigt, dass sich das Fahrzeug einer Referenz-Straßenoberfläche nähert, die eine Vielzahl von Referenz-Eingangselementen einschließt.
In einigen Aspekten ist die Steuerung ferner dafür konfiguriert, die Federungssystem-Komponentendaten in ein oder mehrere Fenster zu segmentieren, während ein Rad des Fahrzeugs über die Vielzahl der Referenz-Eingangselemente der Referenz-Straßenoberfläche fährt, und die mit Fenstern versehenen Federungssystem-Komponentendaten mit Ausgangswert-Federungssystem-Komponentendaten zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die Federungssystemkomponente innerhalb eines oder mehrerer vordefinierter Schwellenwerte betrieben wird.
In einigen Aspekten ist der vorgegebene Schwellenwert einer oder mehrere eines Amplituden-Schwellenwerts, eines Leistungsschwellenwerts und einer Abbaurate.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird hierin in Verbindung mit den nachfolgenden Figuren beschrieben, worin gleiche Zahlen für gleiche Elemente stehen.

1 ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs mit einem Federungsüberwachungssystem gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Teilansicht eines Fahrzeugs mit einem Federungssystem gemäß einer Ausführungsform.
3 ist eine frontale Teilansicht eines Fahrzeugs mit einem System, das konfiguriert ist, zu bestimmen, ob Abnormitäten an einem Fahrzeugfederungssystem, gemäß einer Ausführungsform, bestehen.
4 ist eine Draufsicht einer Referenz-Straßenoberfläche, gemäß einer Ausführungsform.
5 ist eine Seitenansicht einer Referenz-Straßenoberfläche und einer Radsprung-/Radaufprall-Reaktion, wenn das Fahrzeugrad, gemäß einer Ausführungsform, über die Referenz-Straßenoberfläche fährt.
6 ist eine grafische Darstellung der Weggeberdaten des Rades über die Zeit, wenn die Räder eines Fahrzeugs, gemäß einer Ausführungsform, über die Referenz-Straßenoberfläche fahren.
7 ist eine grafische Darstellung der Dämpfer-Reaktion auf eine Straßenunregelmäßigkeit als Funktion der Zeit oder Entfernung von der Straßenunregelmäßigkeit für Dämpfer verschiedener Verschleißprofile, gemäß einer Ausführungsform.
8 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens, bei dem Fahrzeugweggeber eingesetzt werden, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere Federungssystemkomponenten, wie eine oder mehrere Fahrzeugdämpfer, ordnungsgemäß arbeiten, um gemäß einer Ausführungsform eine akzeptable Fahrzeugstabilität bereitzustellen.
9 ist eine grafische Darstellung der Vertikalbeschleunigungsdaten einer Fahrzeugfederung, aufgrund einer Anregung eines funktionierenden Federungssystems, die ausgelöst wird, wenn sich das Fahrzeug, gemäß einer Ausführungsform, über eine Referenz-Straßenoberfläche bewegt.
10 ist eine grafische Darstellung und Analyse der Vertikalbeschleunigungsdaten einer Fahrzeugfederung, aufgrund einer Anregung eines verschlissenen oder beschädigten Federungssystems, die ausgelöst wird, wenn sich das Fahrzeug, gemäß einer Ausführungsform, über eine Referenz-Straßenoberfläche bewegt.
11 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens, bei dem Vertikalbeschleunigungssensoren eingesetzt werden, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere Federungssystemkomponenten, wie eine oder mehrere Fahrzeugdämpfer gemäß einer Ausführungsform ordnungsgemäß arbeiten.
12 ist eine grafische Darstellung von Geräuschdaten aus einem oder mehreren Mikrofonen mit Störschallunterdrückung, die verwendet werden, um gemäß einer Ausführungsform einen Federungsteil-Verschleiß zu erfassen.
13 ist eine grafische Darstellung der Amplitude von Geräuschdaten, die einen Federungsteil-Verschleiß mit Referenz zu einem spezifischen Frequenzband, gemäß einer Ausführungsform, widerspiegeln.
14 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens, bei dem Mikrofone mit Störschallunterdrückung eingesetzt werden, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere Federungssystemkomponenten, wie eine oder mehrere Fahrzeugdämpfer, gemäß einer Ausführungsform ordnungsgemäß arbeiten.

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.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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.
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.
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 verschiedenen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 10 ein autonomes oder halbautonomes Fahrzeug. In einigen Ausführungsformen wird das Fahrzeug 10 unmittelbar durch einen Fahrzeugführer bedient.
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 zusätzlich eine oder mehrere Federungssystemkomponenten, wie Fahrzeugdämpfer oder Stoßdämpfer 17. In einigen Ausführungsformen, wie in 1 dargestellt, ist ein Dämpferelement eines Fahrzeuges 17 an jedem der Räder 15 positioniert.
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. In einigen Ausführungsformen liefert das Navigationssystem 28 Daten an die Steuerung 22, um den autonomen oder semiautonomen Betrieb des Fahrzeugs 10 zu unterstützen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1, umfasst das Fahrzeug 10 auch eine Vielzahl von Sensoren 26, die konfiguriert sind, Daten von einem oder mehreren Fahrzeugmerkmalen zu messen und zu erfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, Fahrzeuggeschwindigkeit, Reifendruck und/oder Beschleunigung (einschließlich Vertikalbeschleunigung, Lärm oder Geräusche, Vertikalverschiebung und Fahrzeugbeschleunigung. In der dargestellten Ausführungsform beinhalten die Sensoren 26, sind aber nicht beschränkt darauf, einen Beschleunigungsmesser, einen Drehzahlsensor, einen Reifendruck/Beschleunigungs-Überwachungssensor, einen Weggeber (wie zum Beispiel und ohne Einschränkung, einen unteren Querlenker-Weggeber), Beschleunigungssensor (wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, einen unteren Querlenker-Beschleunigungsaufnehmer und/oder einen oben liegenden Beschleunigungssensor), eine Mikrofon mit Störschallunterdrückung (ANC), Gyroskop, Lenkwinkelsensor oder anderen Sensoren, die beobachtbaren Bedingungen des Fahrzeugs oder der Umgebung um das Fahrzeug erfassen und RADAR, LIDAR, optische Aufnahmegeräte, thermische Kameras, Ultraschallsensoren, Infrarot-Sensoren, Lichtpegel-Erfassungssensoren und/oder zusätzlichen Sensoren ggf. einschließen können. 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.
Das Fahrzeug 10 beinhaltet 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.
Das Fahrzeug, wie das teilweise in 2 dargestellte Fahrzeug 10, beinhaltet ein Chassis 12, eine Achse 13 und mindestens ein Rad 15. Ein oder mehrere Federungsteile können ein Federungssystem 100 gekoppelt mit dem Chassis 12 und/oder der Achse 13 nahe den Rädern 15 bilden. Das Federungssystem 100 beinhaltet, in einigen Ausführungsformen, ein oder mehrere Dämpfer 17, die konfiguriert sind, die Wirkung von straßenbedingten Schwingungen, wie sie durch unebene Straßenoberflächen, usw. entstehen, abzumildern. Das Federungssystem 100 beinhaltet, in einigen Ausführungsformen, auch eine oder mehrere Stabilisierungssystemkomponenten einschließlich einer Stabilisatorstange oder einen Querstabilisator 110, eine oder mehrere Querstabilisatorverbindungen 112 und ein oder mehrere Querstabilisator-Lager 114. In dieser Offenbarung werden die Begriffe „Stabilisator“ und „Querstabilisator“ synonym verwendet. Der Querstabilisator 110 hilft, das Schwanken des Fahrzeugs 10 bei schnellen Kurvenfahrten oder über Fahrbahnunebenheiten zu reduzieren. Der Querstabilisator 110 verbindet gegenüberliegende (linke/rechte) Räder 16 über kurze Hebelarme, die über eine Torsionsfeder verbunden sind. Der Querstabilisator 110 erhöht die Schwankungs-Steifigkeit des Federungssystems 100, d. h, dessen Widerstand gegen das Schwanken in Kurven, unabhängig von seiner Federrate in vertikaler Richtung. Ein Ausfall oder Verschleiß in einer der Federungssystemkomponenten, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, die Fahrzeugdämpfer 17, der Querstabilisator 110, die Querstabilisatorverbindungen 112 und die Querstabilisator-Lager 114, können zu Problemen an der Fahrzeugstabilität, sowie zu erhöhten Fahrzeuggeräuschen, führen.
Wie in 3 dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 ein Federungsüberwachungssystem 200. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das System 200 einen oder mehrere Sensoren 120. Die Sensoren 120 umfassen, zum Beispiel und ohne Einschränkung, untere Querlenker-Weggeber oder Beschleunigungssensoren und oben liegende Beschleunigungssensoren. Die Sensoren 120 messen eine Verschiebung und/oder Beschleunigung einer oder mehrerer der Komponenten des Federungssystems 100 des Fahrzeugs 10. Die Sensoren 120 sind elektronisch mit einer Fahrzeugsteuerung, wie Steuerung 22, die später näher erläutert wird, verbunden. In einigen Ausführungsformen werden die Fahrzeugeckverschiebungen und/oder das Schwanken aus den empfangenen Daten von anderen Fahrzeugsensoren/Beschleunigungsmessern bestimmt.
Zusätzlich oder alternativ beinhaltet in einigen Ausführungsformen das Federungsüberwachungssystem 200 des Fahrzeugs 10 ein Inertialnavigationssystem (IMU) 18. Das IMU 18 ist mit dem Chassis 12 gekoppelt. Das IMU 18 ist eine elektronische Vorrichtung, die die dynamisch sich verändernden Bewegungen des Fahrzeugs unter Verwendung einer Kombination aus Beschleunigungsmesser und Gyroskop misst und berichtet. Das IMU 18 stellt einen Datenstrom bezüglich der linearen Beschleunigung des Fahrzeugs auf drei Hauptachsen, zusammen mit den drei Sätzen von Drehparametern (Nicken, Rollen und Stauchen) an eine Fahrzeugsteuerung, wie die Steuerung 22, bereit, die hier näher erläutert wird. In einigen Ausführungsformen beinhaltet ein Sicherheitsdatenmodul (nicht dargestellt), das mit Fahrzeug 10 gekoppelt ist, auch Sensoren, die Lateralbeschleunigungen des Fahrzeugs 10 messen können. Das Sicherheitsdatenmodul ist auch elektronisch mit der Fahrzeugsteuerung verbunden, um Sensordaten zur weiteren Auswertung und Berechnung, wie hier näher erläutert, zu übertragen.
Mit einer gemessenen und kalibrierten „Referenz“-Straßenoberfläche können die Federungsteile, wie die Komponenten des Federungssystems 100, auf ihren Gesundheitszustand diagnostiziert werden. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Referenz-Straßenoberfläche 400. Die Straßenoberfläche 400 beinhaltet Referenzeingangselemente, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, Bodenwellen und Erhöhungen, die federelastisch gegenüber dem Fahrzeugeinsatz sind und ihre ursprüngliche Formen behalten, wenn das Fahrzeug 10 darüberfährt. In einigen Ausführungsformen sind die Referenzeingangselemente etwa parallel zueinander und etwa senkrecht zum Fahrweg des Fahrzeugs, um eine konsistente Anregung der Fahrzeugräder bereitzustellen. Wie in 4 dargestellt ist ein erstes Eingangselement 402 links einer Mittellinie des Fahrwegs 401 des Fahrzeugs 10 ausgerichtet. Die Räder auf der linken Seite 15 des Fahrzeugs 10 überqueren das erste Eingangselement 402, wenn das Fahrzeug 10 entlang der Fahrlinie 401 fährt. Desgleichen ist ein Eingangselement 404 einer zweiten Seite rechts der Mittellinie des Fahrwegs 401 ausgerichtet. Die Räder auf der rechten Seite 15 des Fahrzeugs 10 überqueren das zweite Eingangselement 404, wenn das Fahrzeug 10 entlang der Fahrlinie 401 fährt.
Ein drittes Eingangselement 406 erstreckt sich über (d. h, es ist etwa senkrecht zu) der Mittellinie des Fahrwegs 401 und verläuft etwa äquidistant zu jeder Seite der Mittellinie des Fahrwegs 401. Das dritte Eingangselement 406 erlaubt es den Vorderrädern 15 des Fahrzeugs 10 über das dritte Eingangselement 406 etwa gleichzeitig zu fahren, während die Hinterräder 15 des Fahrzeugs 10 über das dritte Eingangselement 406 zu einem späteren Zeitpunkt fahren.
Das erste Eingangselement 402 und das Eingangselement 404 der zweiten Seite sind durch einen ersten Trennabstand 422 getrennt. Das Eingangselement 404 der zweiten Seite und das dritte Eingangselement 406 sind durch einen zweiten Trennabstand 423 getrennt. In einigen Ausführungsformen sind der erste Trennabstand 422 und der zweite Trennabstand 423 etwa gleich. In einigen Ausführungsformen ist der erste Trennabstand 422 geringer als der zweite Trennabstand 423 und umgekehrt.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Referenz-Straßenoberfläche 400 einen vierten Satz von Eingangselementen 408. Der vierte Satz von Eingangselementen 408 beinhaltet eine Reihe einzelner Eingangselemente 410, die etwa parallel zueinander ausgerichtet sind und sich senkrecht zu der Mittellinie des Fahrwegs 401 erstrecken. Ähnlich dem dritten Eingangselement 406 erstreckt sich jedes einzelne Element des vierten Satzes von Eingangselementen 408 etwa äquidistant auf jeder Seite der Mittellinie des Fahrwegs 401, so dass die Vorderräder 15 des Fahrzeugs 10 durch den ungefähr gleichzeitigen Eingang angeregt werden, gefolgt von den Hinterrädern 15 des Fahrzeugs 10, die ähnlich durch den ungefähr gleichzeitigen Eingang angeregt werden. Die einzelnen Eingänge 410 des vierten Satzes von Eingängen 408 sind durch einen Trennabstand 424 getrennt. In einigen Ausführungsformen ist der Trennabstand 424 kleiner als der Trennabstand 422 und/oder der Trennabstand 423. In einigen Ausführungsformen sind die Trennabstände 422, 423, 424 etwa konsistent, wenn die Referenz-Straßenoberfläche 400 gegeben ist, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, in einem Autohaus- oder Fahrzeug-Servicebereich, um, wie hier näher erläutert, konsistente Testergebnisse bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen umfassen die Referenz-Eingangselemente 402, 404, 406, 410 mehrere Formen, um die Komponenten des Federungssystems 100 mit unterschiedlichen Raten anzutreiben oder anzuregen. Wie in 5 dargestellt, führt in einigen Ausführungsformen die Form des Referenz-Eingangselements 406 zu einer höheren Federungsanregung (dargestellt durch Leitung 502) als die Form des Referenz-Eingangselements 410. Es ist bekannt, dass Fahrzeugdämpfer bei unterschiedlichen Eingangsgeschwindigkeiten mit unterschiedlichen Widerstandsstufen betrieben werden. Das Fahrzeug 10 kann auf der Referenz-Straßenoberfläche 400 bei vorbestimmten Geschwindigkeiten gefahren werden, um die Anregung des Federungssystems des Fahrzeugs 100 bei vorhersagbaren vertikalen Eingangsgeschwindigkeiten auszulösen. In einigen Ausführungsformen sind die Referenz-Eingangselemente 402, 404, 406, 410 so geformt und auf der Referenz-Straßenoberfläche 400 platziert, um das Federungssystem 100 bei Vertikalgeschwindigkeiten im Bereich niedriger Dämpfergeschwindigkeiten und mittlerer Dämpfergeschwindigkeiten anzuregen. In einigen Ausführungsformen können die Referenz-Eingangselemente 402, 404, 406, 410 in mehreren und unterschiedlichen Trennabständen oder -intervallen platziert sein, um Worst Case-Eingänge der „Radsprünge“ zu induzieren. Die Referenz-Straßenoberfläche 400 stellt eine einheitliche und wiederholbare Eingangsoberfläche bereit, um Abnormitäten oder Unregelmäßigkeiten in einer oder mehreren der Komponenten des Federungssystems 100, wie hier näher erläutert, zu bewerten und zu diagnostizieren. Wie in 4 und 5 dargestellt kann das Fahrzeug 10 in jede Richtung über die Eingangselemente der Referenz-Straßenoberfläche 400 fahren.
Überwachung der Fahrzeugdämpfer, die Weggeber nutzen
Unter Bezugnahme auf 6 löst das Fahren des Fahrzeugs über die Eingangselemente 402, 404, 406, 410 der Referenz-Straßenoberfläche 400 Anregungen im Federungssystem 100 aus. Durch die Anordnung der Eingangselemente 402, 404, 406, 410 ist das Timing der Federungsanregungen an jeder Radposition getrennt und vorhersagbar, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit. Weggeber an jeder Ecke des Fahrzeugs an jedem Rad 15, wie die Sensoren 120, die in 3 dargestellt sind, messen die vertikale Verschiebung und/oder Beschleunigung des Federungssystems am Rad 15. Jeder der Weggeber 120 erzeugt ein Datensignal, das die vertikale Verschiebung und/oder Beschleunigung an dem zugeordneten Rad 15 anzeigt. Wie in 6 dargestellt, erzeugt der Sensor 120 am linken Vorderrad 15 des Fahrzeugs 10 das Signal 602. Desgleichen erzeugt der Sensor 120 am rechten Vorderrad 15 das Signal 604, der Sensor 120 am linken Hinterrad 15 erzeugt das Signal 606 und der Sensor 120 am rechten Hinterrad 15 erzeugt das Signal 608. Die Signale 602, 603, 606, 608 werden elektronisch an die Steuerung 22 zur weiteren Analyse, wie hierin beschrieben, übertragen. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, wie einer der Sensoren 26, erzeugt ein Fahrzeug-Geschwindigkeitssignal 610, das auch an die Steuerung 22 übertragen wird, um es für die Analyse der Verschiebungs- und/oder Beschleunigungssignale 602, 604, 606, 608 zu nutzen.
Zu einem Zeitpunkt 1 fährt das linke Vorderrad 15 des Fahrzeugs 10 über ein Eingangselement der Referenz-Straßenoberfläche 400, wie beispielsweise das erste Eingangselement 402, um die Anregung in Signal 602, das in Kästchen 612 dargestellt ist, auszulösen. Zum Zeitpunkt 2 überquert, während das Fahrzeug 10 entlang der Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt, das linke Hinterrad 15 das erste Eingangselement 402, um die Anregung des Signals 606, das in Kästchen 614 dargestellt ist, auszulösen. Bei Fahrtfortsetzung entlang der Referenz-Straßenoberfläche 400, zum Zeitpunkt 3, überquert das rechte Vorderrad 15 das zweite Eingangselement 404, um die Anregung des Signals 604, das in Kästchen 616 dargestellt ist, auszulösen, zum Zeitpunkt 4 gefolgt von der Anregung des Signals 608, das in Kästchen 618 dargestellt ist, wenn das rechte Hinterrad 15 das zweite Eingangselement 404 überquert. Zum Zeitpunkt 5 wird die Anregung sowohl am linken als auch rechten Vorderrad 15 in den Signalen 602, 604, die in Kästchen 620 dargestellt sind, angezeigt, wenn das linke und rechte Vorderrad 15 das dritte Eingangselement 406 überquert. Desgleichen zum Zeitpunkt 6 wird die Anregung sowohl am linken als auch rechten Vorderrad 15 in den Signalen 606, 608, die in Kästchen 622 dargestellt sind, angezeigt, wenn das linke und rechte Vorderrad 15 das dritte Eingangselement 406 überquert. Die Steuerung 22 empfängt jedes der Signale 602, 604, 606, 608 zusammen mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 610 und bestimmt, ob die Signale eine Abnormität innerhalb des Federungssystems 100 anzeigen.
In einigen Ausführungsformen werden die Signale 602, 604, 606, 608 direkt miteinander verglichen, um einen relativen Dämpferzustand zu bestimmen. In einigen Fahrzeuganwendungen können die vorderen und hinteren Fahrzeugdämpfer-Einstellungen proportional sein. Daher kann in einigen Ausführungsformen, beispielsweise, die Reaktion, die vom Vorderrad 15 gemessen wird, gegenüber der Reaktion, die vom Hinterrad 15 gemessen wird, angeben, ob der vordere oder hintere Dämpfer 17 nicht innerhalb eines akzeptablen Leistungsbereichs funktioniert.
Eine Anzeige des Fahrzeugdämpfer-Zustands, wie der Zustand eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17, ist in 7 graphisch dargestellt. 7 zeigt die vertikale Verschiebung oder Beschleunigung der Federung aufgrund der Anregung beim Fahren über eines der Eingangselemente 402, 404, 406, 410 der Referenz-Straßenoberfläche 400. Für einen Reifen mit einem funktionierenden Dämpfer 17 haben das Verschiebungs- oder Beschleunigungssignal, die als Linie 702 dargestellt sind, einen anfänglichen Peak, wenn der Reifen über das Eingangselement fährt, aber nach dem anfänglichen Peak schwächt sich die Anregung aufgrund des Dämpfungseffekts des Fahrzeugdämpfers 17 schnell ab. Ein undichter Dämpfer 17 führt dagegen zu einem Verschiebungs- oder Beschleunigungssignal 704 mit mehreren Peaks und einem längeren Weg/Zeitraum bis sich die Anregung abschwächt. Desgleichen, und weitaus dramatischer, haben bei einem mäßig verschlissenen (Signal 706) und einem vollständig verschlissenen (708) Fahrzeugdämpfer 17, die Signale 706, 708 jeweils einen anfänglichen Peak sowie mehrere weitere Peaks über einen größeren Weg/Zeitraum, mit einer Abschwächung, die erst nach einem viel längeren Weg/Zeitraum von der Fahrzeit über das Eingangselement eintritt.
Jedes der Signale 702, 704, 706, 708 wird von der Steuerung 22, gegen eine erste Abbauschwellenwert 710 und einen zweiten Abbauschwellenwert 712 bewertet. Der erste Abbauschwellenwert 710 definiert eine erste Abbaugrenze 714. Die erste Abbaugrenze 714 wird entweder als abgelaufene Zeit oder zurückgelegte Strecke vom Eingangselement ausgedrückt. Wenn sich das Signal 702, 704, 706, 708 unter einen vordefinierten Schwellenwert innerhalb der ersten Abbaugrenze 714 abschwächt, zeigt das Signal eine akzeptable Leistung (d. h, innerhalb akzeptabler Toleranzen) des zugehörigen Fahrzeugdämpfers 17 an. Wenn sich aber das Signal 702, 704, 706, 708 nicht vor dem ersten Abbauschwellenwert 710 unter den vordefinierten Schwellenwert abgeschwächt hat, kann die Steuerung 22 den Fahrzeugführer benachrichtigen und/oder einen Diagnosecode auslösen. In einigen Ausführungsformen ist der vorgegebene Schwellenwert eine vorgegebene Anzahl an Anregungs-Peaks, die innerhalb der Abbauzeit-/Entfernungsgrenze 714 gemessen werden. In einigen Ausführungsformen ist die vorgegebene Anzahl an Anregungs-Peaks 3, in anderen Ausführungsformen ist die vorgegebene Anzahl an Anregungs-Peaks jedoch mehr oder weniger als 3.
Der zweite Abbauschwellenwert 712 definiert eine zweite Abbaugrenze 716. Die zweite Abbaugrenze 716 wird ähnlich entweder als abgelaufene Zeit oder zurückgelegte Strecke vom Eingangselement ausgedrückt. Wenn in Signal 702, 704, 706, 708 Anregungs-Peaks auftreten, die über der Grenze 716 liegen, oder eine Höhe des Anregungs-Peaks, die am zweiten Abbauschwellenwert 712 gemessen wird, über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, kann die Steuerung 22 den Fahrzeugführer über eine mögliche Störung des Fahrzeugdämpfers 17 benachrichtigen und/oder einen Diagnosecode auslösen, der den Austausch des Fahrzeugdämpfers 17 verlangt.
In einigen Ausführungsformen wird die Fast Fourier Transformation (FFT) jedes der Signale 602, 604, 606, 608 oder der Signale 702, 704, 706, 708 so durchgeführt, dass die Energie der Anregung, die von einem der Sensoren 120 gemessen wird, mit der jüngsten historischen Verschiebungs- und/oder Beschleunigungsmessung von dem gleichen Sensor 120 verglichen werden kann, um zu bestimmen, ob die Dämpferleistung über die Zeit nachgelassen hat. In einigen Ausführungsformen werden die Signale 602, 604, 606, 608 oder 702, 704, 706, 708 innerhalb eines vordefinierten Frequenzbandes analysiert, so dass Anregungen oberhalb eines vordefinierten Schwellenwerts innerhalb des vorbestimmten Frequenzbandes eine Meldung an den Fahrzeugbediener auslösen und/oder, als Beispiel und ohne Einschränkung, eine Einstellung eines Diagnosecodes.
8 veranschaulicht ein Verfahren 800, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere Federungssystemkomponenten, wie einer oder mehrere des Fahrzeugdämpfers 17, ordnungsgemäß funktionieren, um eine akzeptable Fahrzeugstabilität bereitzustellen. Das Verfahren 800 kann in Verbindung mit einem Fahrzeug eingesetzt werden, das einen oder mehrere Sensoren 26 und Eckverschiebungs- und/oder Beschleunigungssensoren 120 aufweist, wie beispielsweise das Fahrzeug 10. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 800 in Verbindung mit einer Steuerung 22 oder einer elektronischen Fahrzeugsteuerung (ECU) eingesetzt werden, wie hierin beschrieben, oder mit anderen Systemen, die gemäß exemplarischer Ausführungsformen mit Fahrzeug 10 verbunden oder davon getrennt sind. Die Abfolge der Vorgänge des Verfahrens 800 ist nicht auf die in 8 dargestellte sequenzielle Ausführung beschränkt, sondern kann in einer oder mehreren unterschiedlichen Reihenfolgen erfolgen oder es können je nach Sachlage und gemäß der vorliegenden Offenbarung gleichzeitig Schritte ausgeführt werden. Das Verfahren 800 kann ausgeführt werden, wenn das Fahrzeug 10 über eine Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt oder kann ausgeführt werden, wenn das Fahrzeug über eine beliebige Straßenoberfläche fährt.
Wie in 8 dargestellt, beginnt das Verfahren 800 bei 802 und geht über zu 804. Bei 804 bestimmt die Steuerung 22, ob sich das Fahrzeug 10 bewegt. Beispielsweise bestimmt in einigen Ausführungsformen ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einer der Sensoren 26, die mit Steuerung 22 verbunden sind, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, 3 km/h. Liegt die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht über dem vorbestimmten Schwellenwert, geht das Verfahren 800 zurück zum Anfang bei 802. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 10 über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, geht das Verfahren 800 zu 806 über.
Bei 806 empfängt die Steuerung 22 Verschiebungs- und/oder Beschleunigungsdaten von einem oder mehreren der Sensoren 120. In einigen Ausführungsformen zeichnet ein semiaktives Federungssystemmodul oder ein Echtzeit-Dämpfungsmodul der Steuerung 22 die Verschiebungs- und/oder Beschleunigungsdaten der Sensoren 120 auf, zum Beispiel und ohne Einschränkung, über einen CAN-Bus oder über eine drahtlose Übertragung.
Anschließend, bei 808, überträgt die Steuerung 22 die zeit- oder streckenbezogenen Verschiebungs- und/oder Beschleunigungssignale, die von den Sensoren 120 empfangen werden, an ein Frequenzbereichssignal unter Verwendung, beispielsweise, von Bandpassfiltern oder einer Fast Fourier-Transformation. Bei 810 überwacht die Steuerung 22 kontinuierlich die Energie der Signale 602, 604, 606, 608. In einigen Ausführungsformen werden die Signale 602, 604, 606, 608 bezüglich der Abbaugrenzen 714, 716 überwacht. In einigen Ausführungsformen werden die Signale 602, 604, 606, 608 bezüglich des vorbestimmten Frequenzbandes überwacht.
Anschließend, bei 812, analysiert die Steuerung 22 den Peak jedes Signals/aller Signale und bestimmt, ob der Peak einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, ob das/die überwachte(n) Signal(e) eine vorbestimmte Abbaurate überschreitet/überschreiten (wie von den Abbaugrenzen 714, 716 definiert) und/oder die FFT-Leistung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wenn das/die überwachte(n) Signal(e) den Schwellenwert nicht überschreitet/überschreiten, geht das Verfahren 800 zurück zu 806 und das Verfahren 800 wird, wie hierin beschrieben, fortgesetzt.
Wenn jedoch der Peak mindestens eines der überwachten Signale größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert, mindestens eines der überwachten Signale die vorbestimmte Abbaurate überschreitet und/oder die FFT-Leistung von mindestens einem der überwachten Signale den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, geht das Verfahren 800 zu 814 über. Bei 814 erhöht die Steuerung 22 einen Fehlerzähler um Eins. Die Steuerung 22 führt eine Zählung von Fehlersignalen durch, die ein mögliches Federungsproblem anzeigen, wie beispielsweise ein zu stark verschlissener Fahrzeugdämpfer 17. Das heißt, die Steuerung 22 führt eine Zählung von Signalen durch, die die hier beschriebenen vorbestimmten Schwellenwerte überschreiten. Die Steuerung 22 identifiziert die Signale, die von jedem Sensor 120 empfangen werden, so dass ein identifiziertes Federungsproblem mit einem bestimmten Dämpfer 17 in Verbindung gebracht werden kann.
Nach Erhöhung des Fehlerzählers, geht das Verfahren 800 zu 816 über. Bei 816 überwacht die Steuerung 22 den Fehlerzähler, um zu bestimmen, ob die Zählung der Fehlersignale über einem vorbestimmten maximalen Fehlerzählwert liegt. In einigen Ausführungsformen liegt beispielsweise der vorbestimmte maximale Fehlerzählwert bei 10 Ereignissen über ein vorbestimmtes Zeitintervall, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, die letzten 10 Meilen des Fahrzeugbetriebs oder innerhalb eines einzelnen Schlüsselzyklus. In anderen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Schwankung des Zählerstands über den vorbestimmten Schwellenwert über oder unter 10 liegen, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, 5, 8, 12, 15 oder weitere Ereignisse über einen bestimmten Zeitraum und/oder ein bestimmtes Entfernungsintervall. Wie hier beschrieben, zeigt ein Signal, das sich entweder nicht innerhalb der Abbaugrenzen 714, 716 abschwächt, ein Signal, das eine Leistung über einem vorbestimmten Schwellenwert hat, und/oder ein Signal, das einen Peak aufweist, der über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, ein mögliches Problem mit einem oder mehreren der Fahrzeugdämpfer 17 an, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, einen verschlissenen oder undichten Dämpfer.
Wenn der Fehlerzähler über dem vorbestimmten maximalen Fehlerzählwert liegt, geht das Verfahren 800 zu 818 über und die Steuerung 22 überträgt eine Diagnosemeldung, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, eine Anzeige eines möglichen Fahrzeugdämpfer-Problems. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Übertragen der Diagnosemeldung das Einstellen eines Diagnosefehlercodes (DTC), das Übertragen eines Diagnosecodes über ein drahtloses Kommunikationssystem oder das Anzeigen einer Meldung an den Fahrzeugführer. In einigen Ausführungsformen wird der Fahrzeugführer über das mögliche Problem benachrichtigt und er kann angewiesen werden, das Fahrzeug in eine Werkstatt zu bringen, um das Problem zu untersuchen und eine Reparatur oder einen Austausch eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17 zu veranlassen. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 22 das autonome oder semiautonome Fahrzeug in eine Werkstatt lenken und/oder steuern, um das Problem zu untersuchen und eine Reparatur oder einen Austausch eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17 zu veranlassen. In einigen Ausführungsformen, von 818, geht das Verfahren 800 zum Anfang bei 802 zurück und das Verfahren 800 wird fortgesetzt.
Wenn der Fehlerzähler den vorbestimmten maximalen Fehlerzählwert nicht überschreitet, geht das Verfahren 800 zurück zu 806 und das Verfahren 800 wird fortgesetzt, wie hierin beschrieben.
Während die Signale 602, 604, 606, 608 und 702, 704, 706, 708 hierin als Radverschiebungs- oder Beschleunigungs-Reaktionen auf Eingangselemente als Teil einer Referenz-Straßenoberfläche 400 besprochen werden, kann das hierin besprochene Verfahren 800 auch mit einem Fahrzeug 10 eingesetzt werden, das Eckverschiebungs- und/oder Beschleunigungssensoren 120 aufweist und das sich entlang einer Straßenoberfläche bewegt.
Verwendung von IMU-Sensoren zur Überwachung von Federungsteilen
In einigen Ausführungsformen werden Daten verwendet, die von den Sensoren des IMU 18 erfasst werden, insbesondere Sensoren, die die vertikale Z-Beschleunigung des Fahrzeugs 10 erfassen, um den Leistungszustand eines oder mehrerer Federungsteile, einschließlich eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17, zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen, wenn das Fahrzeug 10 auf der Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt, erfassen die Sensoren der IMU 18 die vertikale Beschleunigung, wenn das jeweilige Rad 15 ein Eingangselement der Referenz-Straßenoberfläche 400 überquert. Die vertikalen Beschleunigungsdaten werden über die Steuerung 22 analysiert, die die Sequenz der Zeit zwischen Eingangsereignissen (d.h. zum Beispiel und ohne Einschränkung, die Zeit, die zwischen dem linken Vorderrad, wenn es über das erste Eingangselement 402 fährt, und dem linken Hinterrad, wenn es über das erste Eingangselement 402 fährt, vergeht) und es wird die Reaktionsleistung aufgezeichnet, wenn jedes Rad 15 über das Eingangselement fährt.
9 ist eine grafische Darstellung 900 eines vertikalen Beschleunigungssignals 902, das erzeugt wird, wenn ein Fahrzeug 10 mit funktionsfähigen Fahrzeugdämpfern 17 über die Eingangselemente einer Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt. Während die vertikale Beschleunigung des Fahrzeugs 10 laufend von den Sensoren des IMU 18 empfangen werden kann, startet in einigen Ausführungsformen die Steuerung 22 erst mit der Überwachung des Signals 902, wenn das Fahrzeug 10 über das erste Eingangselement 402 gefahren ist, und die Steuerung 22 setzt die Überwachung der vertikalen Beschleunigungs-Datensignale für eine vorbestimmte Kalibrierzeit fort. In einigen Ausführungsformen wird die vorbestimmte Kalibrierzeit aus der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt, die von einem der Sensoren 26 empfangen wurde, sowie aus Informationen zur Referenz-Straßenoberfläche 400, einschließlich, beispielsweise und ohne Einschränkung, der Entfernung zwischen den Eingangselementen 402, 404, 406, 410, usw.
Das vertikale Beschleunigungssignal 902 beinhaltet vier verschiedene vertikale Beschleunigungs-Reaktionen, die durch die Fenster 904, 906, 908, 910 hervorgehoben sind. Das erste Fenster 904 hebt die vertikale Beschleunigung verbunden mit dem linken Vorderrad 15 des Fahrzeugs 10 hervor, das über ein Eingangselement, wie das erste Eingangselement 402, fährt. Das zweite Fenster 906 hebt die vertikale Beschleunigung verbunden mit dem linken Hinterrad 15 des Fahrzeugs 10 hervor, das über ein Eingangselement, wie das erste Eingangselement 402, fährt. Das dritte Fenster 908 hebt die vertikale Beschleunigung verbunden mit dem rechten Vorderrad 15 des Fahrzeugs 10 hervor, das über ein Eingangselement, wie das zweite Eingangselement 404, fährt. Das vierte Fenster 910 hebt die vertikale Beschleunigung verbunden mit dem rechten Hinterrad 15 des Fahrzeugs 10 hervor, das über ein Eingangselement, wie das zweite Eingangselement 404, fährt.
Die vertikalen Beschleunigungs-Reaktionen, die durch die Fenster 904, 906, 908, 910 hervorgehoben werden, können über die Steuerung 22, dem Fahrzeug 10 zugeordnet werden, wenn es über die Eingangselemente 402, 404 der Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt. In einigen Ausführungsformen wird eine Reihe von erwarteten vertikalen Beschleunigungs-Reaktionen, wie in 9 dargestellt, verwendet, um eine Ausgangsleistung der Fahrzeugdämpfer 17 festzulegen. Das Ausgangssignal, wie das Signal 902, kann mit anderen vertikalen Beschleunigungs-Reaktionssignalen verglichen werden, um den Zustand eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17 zu bestimmen.
10 ist eine grafische Darstellung 1000 eines vertikalen Beschleunigungssignals 1002, das erzeugt wird, wenn ein Fahrzeug 10 mit einem oder mehreren Fahrzeugdämpfern 17 über die Eingangselemente 402, 404 einer Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt. Während die vertikale Beschleunigung des Fahrzeugs 10 laufend von den Sensoren des IMU 18 empfangen und von der Steuerung 22 überwacht werden kann, startet in einigen Ausführungsformen die Steuerung 22 erst mit der Aufzeichnung des Signals 1002, wenn das Fahrzeug 10 über das erste Eingangselement 402 gefahren ist, und die Steuerung 22 setzt die Aufzeichnung der vertikalen Beschleunigungs-Datensignale für eine vorbestimmte Kalibrierzeit fort. In einigen Ausführungsformen beginnt die Steuerung 22 mit der Aufzeichnung des Signals 1002, wenn das Signal einen Schwellenwert der vertikalen Beschleunigungsgrenze 1003 überschreitet. In einigen Ausführungsformen wird die vorbestimmte Kalibrierzeit aus der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt, die von einem der Sensoren 26 empfangen wurde, sowie aus Informationen zur Referenz-Straßenoberfläche 400, einschließlich, beispielsweise und ohne Einschränkung, der Entfernung zwischen den Eingangselementen, usw.
Das vertikale Beschleunigungssignal 1002 beinhaltet vier verschiedene vertikale Beschleunigungs-Reaktionen, die durch die Fenster 1004, 1006, 1008, 1010 hervorgehoben sind. Das erste Fenster 1004 hebt die vertikale Beschleunigung verbunden mit dem linken Vorderrad 15 des Fahrzeugs 10 hervor, das über ein Eingangselement, wie das erste Eingangselement 402, fährt. Das zweite Fenster 1006 hebt die vertikale Beschleunigung verbunden mit dem linken Hinterrad 15 des Fahrzeugs 10 hervor, das über ein Eingangselement, wie das erste Eingangselement 402, fährt. Das dritte Fenster 1008 hebt die vertikale Beschleunigung verbunden mit dem rechten Vorderrad 15 des Fahrzeugs 10 hervor, das über ein Eingangselement, wie das zweite Eingangselement 404, fährt. Das vierte Fenster 1010 hebt die vertikale Beschleunigung verbunden mit dem rechten Hinterrad 15 des Fahrzeugs 10 hervor, das über ein Eingangselement, wie das zweite Eingangselement 404, fährt.
Die vertikalen Beschleunigungs-Reaktionen, die durch die Fenster 1004, 1006, 1008, 1010 hervorgehoben werden, können über die Steuerung 22, dem Fahrzeug 10 zugeordnet werden, wenn es über die Eingangselemente 402, 404 der Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt. Wie in 10 dargestellt, hat die durch das Fenster 1006 hervorgehobene Reaktion eine größere Magnitude und Dauer als die durch die Fenster 1004, 1008, 1010 hervorgehobenen Reaktionen. Ferner ist bei einem Vergleich des Signals 1002 mit dem Signal 902, die Reaktion für das linke Hinterrad 15 im Signal 1002 größer in der Magnitude und Dauer als das Ausgangssignal 902, das ein mögliches Problem am Dämpfer 17, der mit dem linken Hinterrad 15 verbunden ist, anzeigt.
Die Abschnitte des Signals 1002, hervorgehoben durch Fenster 1004 und 1006 (d. h., die zeit- oder streckenbezogenen vertikalen Beschleunigungs-Reaktionen, die erzeugt werden, wenn das linke Vorderrad und das linke Hinterrad über ein Eingangselement fahren) werden in das Frequenzbereichssignal unter Verwendung, zum Beispiel, einer Fast Fourier Transformation (FFT) oder einer spektralen Leistungsdichte übertragen. Die Grafiken 1050 und 1080 veranschaulichen die Frequenzbereichssignale für das linke Vorderrad 15 bzw. das linke Hinterrad 15. Das Signal 1052 repräsentiert die Frequenzbereich-Darstellung der vertikalen Beschleunigungs-Reaktion, die aufgezeichnet wird, wenn das linke Vorderrad 15 des Fahrzeugs 10 über das Eingangselement fährt. Das Signal 1082 repräsentiert die Frequenzbereich-Darstellung der vertikalen Beschleunigungs-Reaktion, die aufgezeichnet wird, wenn das linke Hinterrad 15 des Fahrzeugs 10 über das Eingangselement fährt. Repräsentiert in dem Frequenzbereich, stellt jedes der Signale 1052, 1082 die Energie dar, die beim Fahren des Fahrzeugs über das Eingangselement erzeugt wird.
In einigen Ausführungsformen werden die Signale 1052, 1082 mit den oberen und unteren Grenzen 1054, 1056 verglichen. Die oberen und unteren Grenzen 1054, 1056 sind vorbestimmt, basierend auf Fahrzeugtyp, Konfiguration, Gewicht, Dämpfergröße, usw., zum Beispiel und ohne Einschränkung, und definieren die Reichweite bei akzeptabler Energie, die einen funktionierenden Fahrzeugdämpfer 17 anzeigt. Zusätzlich definieren in einigen Ausführungsformen die obere und untere Grenze 1054, 1056 die Grenzen der Zeitdauer der Anregungs-Reaktion, d. h., die Abbaurate des Signals. Wenn das Signal in die maximale Energie passt und auch die Grenzen der Abbaurate eingehalten werden, zeigt das Signal einen Fahrzeugdämpfer 17 mit akzeptabler Leistung an.
Wie in Grafik 1050 dargestellt, passt das Signal 1052 in die Ober- und Untergrenze 1054, 1056. Daher zeigen die vertikalen Beschleunigungsdaten an, dass der Fahrzeugdämpfer 17, der mit dem linken Vorderrad 15 verbunden ist, in akzeptablen Toleranzen funktioniert und, zum Beispiel und ohne Einschränkung, nicht sonderlich verschlissen ist.
Das Signal 1082 überschreitet jedoch die obere und untere Grenze 1054, 1056. Daher zeigen die vertikalen Beschleunigungsdaten an, dass der Fahrzeugdämpfer 17, der mit dem linken Hinterrad 15 verbunden ist, nicht innerhalb eines akzeptablen, vorbestimmten Bereichs funktioniert und, zum Beispiel und ohne Einschränkung, offensichtlich verschlissen ist und entweder repariert oder ausgetauscht werden muss. Basierend auf der Auswertung dieser Daten, erzeugt die Steuerung 22, zum Beispiel und ohne Einschränkung, entweder eine Meldung an den Fahrzeugführer oder stellt einen Diagnosecode ein, oder beides.
Obwohl in 10 nicht dargestellt, führt die Steuerung 22 eine ähnliche Analyse und einen Vergleich der Anteile des Signals 1002 aus, die durch die Fenster 1008, 1010 hervorgehoben werden und die die vertikale Beschleunigungs-Reaktion des Fahrzeugs 10 repräsentieren, wenn das rechte Vorder- und das rechte Hinterrad über das Eingangselement fahren.
11 veranschaulicht ein Verfahren 1100, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere Federungssystemkomponenten, wie einer oder mehrere der Fahrzeugdämpfer 17, ordnungsgemäß funktionieren, um eine akzeptable Fahrzeugstabilität bereitzustellen. Das Verfahren 1100 kann in Verbindung mit einem Fahrzeug eingesetzt werden, das einen oder mehrere Sensoren 26 und einen IMU 18 aufweist, wie beispielsweise das Fahrzeug 10. Das Verfahren 1100 kann verwendet werden, wenn ein Fahrzeug 10 über eine Referenz-Straßenoberfläche, wie die Referenz-Straßenoberfläche 400 in 4, fährt. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 1100 in Verbindung mit einer Steuerung 22 oder einer elektronischen Fahrzeugsteuerung (ECU) eingesetzt werden, wie hierin beschrieben, oder mit anderen Systemen, die gemäß exemplarischer Ausführungsformen mit Fahrzeug 10 verbunden oder davon getrennt sind. Die Abfolge der Vorgänge des Verfahrens 1100 ist nicht auf die in 11 dargestellte sequenzielle Ausführung beschränkt, sondern kann in einer oder mehreren unterschiedlichen Reihenfolgen erfolgen oder es können je nach Sachlage und gemäß der vorliegenden Offenbarung gleichzeitig Schritte ausgeführt werden.
Wie in 11 dargestellt, beginnt das Verfahren 1100 bei 1102 und geht über zu 1104. Bei 1104 bestimmt die Steuerung 22, ob ein Diagnosemodus des Fahrzeugbetriebs 10 eingeleitet werden muss. Wenn die Steuerung 22 ein Signal empfängt, wie ein Signal eines Remote-Bedieners über ein Funkkommunikationssystem, das anzeigt, dass sich das Fahrzeug 10 einer Referenz-Straßenoberfläche nähert, wie der Referenz-Straßenoberfläche 400, leitet die Steuerung 22 den Diagnosemodus des Fahrzeugbetriebs für die Dauer der Fahrt des Fahrzeugs über die Referenz-Straßenoberfläche 400 ein. Wenn die Steuerung 22 den Diagnosemodus des Fahrzeugbetriebs einleitet, geht das Verfahren 1100 zu 1106 über. Wenn jedoch der Diagnosemodus des Fahrzeugbetriebs nicht eingeleitet wird, geht das Verfahren 1100 zum Anfang bei 1102 zurück.
Bei 1106 beginnt die Steuerung 22 mit der Datenaufzeichnung von IMU 18, einschließlich der vertikalen Beschleunigungs-Daten. Anschließend bestimmt bei 1108 die Steuerung 22, ob die vertikalen Beschleunigungs-Daten von IMU 18 einen Schwellenwert einer vertikalen Beschleunigungsgrenze überschreiten, wie beispielsweise den Schwellenwert der vertikalen Beschleunigungsgrenze 1003. Der Schwellenwert der vertikalen Beschleunigungsgrenze 1003 ist, in einigen Ausführungsformen, basierend auf Überlegungen, wie Fahrzeugtyp, Konfiguration, Gewicht, Dämpferelementgröße, usw., definiert.
Wenn die von der IMU 18 empfangenen Daten den Schwellenwert der vertikalen Beschleunigungsgrenze 1003 nicht überschreiten, bleibt das Verfahren 1100 bei 1108. Wenn jedoch die Daten den Schwellenwert der vertikalen Beschleunigungsgrenze 1003 überschreiten, geht das Verfahren 1100 zu 1110 über.
Bei 1110 bestimmt die Steuerung 22, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsfensters liegt. In einigen Ausführungsformen ist das vorbestimmte Geschwindigkeitsfenster, hinsichtlich solcher Überlegungen wie Fahrzeugtyp, Konfiguration, Gewicht, Fahrzeugdämpfergröße und Konfiguration der Referenz-Straßenoberfläche, zum Beispiel und ohne Einschränkung, definiert. In einigen Ausführungsformen wird die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem der Sensoren 26 empfangen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht innerhalb des vorbestimmten Geschwindigkeitsfensters liegt, geht das Verfahren 1100 zu 1111 über und die Steuerung 22 erzeugt eine Meldung, dass das Fahrzeug 10 noch einmal über die Referenz-Straßenoberfläche 400 fahren sollte, um die Analyse bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des vorbestimmten Geschwindigkeitsfensters neu zu beginnen. Das Verfahren 1100 kehrt zu 1106 zurück.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des vorbestimmten Geschwindigkeitsfensters liegt, geht das Verfahren 1100 zu 1112 über. Bei 1112 zeichnet die Steuerung 22 die vertikalen Beschleunigungs-Daten von IMU 18 für die vorbestimmte Kalibrierzeit auf, so dass die vertikalen Beschleunigungs-Daten gemessen werden, wenn jedes der vier Fahrzeugräder 15 über ein oder mehrere Eingangselemente 402, 404, 406, 410 fährt.
Anschließend, bei 1114, analysiert die Steuerung 22 die Daten, wie die Signale 902, 1002 und segmentiert die Daten in vier verschiedene Fenster, wie die Fenster 1004, 1006, 1008, 1010, basierend auf der bekannten Konfiguration der Referenz-Straßenoberfläche 400, sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit, um die empfangenen Daten an jedem Rad 15, das über das Eingangselement fährt, zu erfassen. Bei 1116 analysiert die Steuerung 22 ferner die Daten, wie die Signale 902, 1002, um die Amplituden-Peaks innerhalb der Fenster zu bestimmen.
Anschließend, bei 1118, überträgt die Steuerung 22 die zeit- oder streckenbezogenen vertikalen Beschleunigungssignale, die von IMU 18 empfangen werden, an ein Frequenzbereichssignal unter Verwendung, beispielsweise, einer Fast Fourier-Transformation (FFT). Bei 1120 überwacht die Steuerung 22 kontinuierlich die Energie der übertragenen Signale, wie beispielsweise die Signale 1052, 1082. Die Steuerung 22 analysiert den Peak jedes Signals/aller Signale und bestimmt, ob der Peak einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, ob das/die überwachte(n) Signal(e) eine vorbestimmte Abbaurate überschreitet/überschreiten (wie von den oberen und unteren Grenzen 1054, 1056 definiert) und/oder die FFT-Leistung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wenn das/die überwachte(n) Signal(e) den Schwellenwert nicht überschreitet/überschreiten, geht das Verfahren 1100 weiter zu 1122 und die Steuerung 22 überträgt eine Diagnosemeldung, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, eine Meldung, die dem Fahrzeugführer oder Techniker angezeigt wird, dass die Daten darauf hinweisen, dass die Federungsteile innerhalb akzeptabler Grenzen funktionieren. Das Verfahren 1100 kehrt zu 1104 zurück, und verläuft, wie hierin beschrieben.
Wenn jedoch der Peak mindestens eines der überwachten Signale größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert, mindestens eines der überwachten Signale die vorbestimmte Abbaurate überschreitet und/oder die FFT-Leistung von mindestens einem der überwachten Signale den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, geht das Verfahren 1100 zu 1124 über. Bei 1124 überträgt die Steuerung 22 eine Diagnosemeldung, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, eine Anzeige eines möglichen Federungsteil-Problems, wie ein Fahrzeugdämpfer-Problem. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Übertragen der Diagnosemeldung das Einstellen eines Diagnosefehlercodes (DTC), das Übertragen eines Diagnosecodes über einen CAN-Bus oder ein drahtloses Kommunikationssystem oder das Anzeigen einer Meldung an den Fahrzeugführer. In einigen Ausführungsformen wird der Fahrzeugführer oder ein Techniker über das mögliche Problem benachrichtigt und diese können angewiesen werden, das Fahrzeug in eine Werkstatt zu bringen, um das Problem zu untersuchen und eine Reparatur oder einen Austausch eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17 zu veranlassen. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 22 das autonome oder semiautonome Fahrzeug in eine Werkstatt lenken und/oder steuern, um das Problem zu untersuchen und eine Reparatur oder einen Austausch eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17 zu veranlassen. Das Verfahren 1100 kehrt zu 1104 zurück, und verläuft, wie hierin beschrieben.
Die Überwachung der Federungsteil-Leistung mit einem ANC-Mikrofon
In einigen Ausführungsformen werden Daten, die aus einem oder mehreren Mikrofonen mit Störschallunterdrückung (ANC) eines der Sensoren 26 erlangt werden, verwendet, um den Leistungszustand eines oder mehrerer Federungsteile, einschließlich eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17, zu bestimmen. Während das Fahrzeug 10 über die Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt, erfassen ein oder mehrere Mikrofone 26 Geräusche mit einer vorbestimmten Frequenzcharakteristik, wenn jedes Rad 15 über ein Eingangselement 402, 404, 406, 410 der Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt. Die Geräuschdaten werden über die Steuerung 22 analysiert, die die Sequenz der Zeit zwischen Eingangsereignissen (d.h. zum Beispiel und ohne Einschränkung, der Vergleich zwischen der Zeit, die vergangen ist, wenn das linke Vorderrad über das erste Eingangselement 402 gefahren ist, und der Zeit, die vergangen ist, wenn das linke Hinterrad über das erste Eingangselement 402 gefahren ist) und dem Geräusch, das erfasst und aufgezeichnet wird, wenn jedes Rad 15 über das Eingangselement fährt, um den Standort und den Typ des Federungsteil-Problems zu bestimmen, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, ein Problem mit dem Fahrzeugdämpfer 17, der am linken Vorderrad 15 des Fahrzeugs 10 angebracht ist.
12 ist eine grafische Darstellung 1200 von Schall- oder Geräuschdaten 1202, die von einem oder mehreren Mikrofonen mit Störschallunterdrückung und hoher Klangwiedergabetreue empfangen werden. Das Fenster 1204 hebt die Geräusch-Peaks, hervor, die aufgezeichnet werden, wenn ein Rad 15 des Fahrzeugs 10 über ein Eingangselement der Referenz-Straßenoberfläche, wie beispielsweise die Referenz-Straßenoberfläche 400, fährt. Zum Beispiel und ohne Einschränkung, hebt das Fenster 1204 die Peaks der Geräuschdaten 1202 hervor, die aufgezeichnet werden, wenn das rechte Vorderrad 15 über das zweite Eingangselement 404 der Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt. In einigen Ausführungsformen beginnt die Steuerung 22 mit der Aufzeichnung der Geräuschdaten 1202, sobald ein Peak oder eine Serie von Peaks der Geräuschdaten 1202 einen Schwellenwerten der Dezibelgrenze 1203 überschreitet.
Ein Datenspeichermodul der Steuerung 22 speichert vorbestimmte Frequenz- und Klangprofil-Daten auf, die spezifisch für jede Komponente des Federungssystems 100 sind. Wenn das mindestens eine ANC-Mikrophon mit hoher Klangwiedergabetreue Geräuschdaten aufzeichnet, während das Fahrzeug 10 entlang der Referenz-Straßenoberfläche fährt, können in einigen Ausführungsformen die Geräuschdaten mit den abgespeicherten Frequenz- und Klangprofil-Daten verglichen werden, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere Federungssystemkomponenten innerhalb der erwarteten Parameter funktionieren. Zusätzlich, da unterschiedliche Federungsteile unterschiedliche Geräuschsignale erzeugen (beispielsweise, eine lose Strebe verursacht ein anderes Geräuschsignal als ein verschlissener Fahrzeugdämpfer), wird in einigen Ausführungsformen ein Vergleich der Geräuschdaten mit den abgespeicherten Frequenz- und Klangprofil-Daten verwendet, um das verschlissene Federungsteil zu identifizieren. Ferner, unter Verwendung der Zeit, die seit Beginn des Federungsdiagnosetests abgelaufen ist, der für den Test verwendeten Referenz-Straßenoberfläche und der Fahrzeuggeschwindigkeit während des Tests, können in einigen Ausführungsformen die Geräuschdaten verwendet werden, um die Position am Fahrzeug 10 des Federungsteils bei einem vermuteten Problem zu erfassen.
13 ist eine grafische Darstellung 1300 der Frequenzbereich-Transformation mehrerer Geräuschdatensignale 1302, 1304, 1306, die aufgezeichnet werden, wenn ein Rad 15 des Fahrzeugs 10 über ein Eingangselement der Referenz-Straßenoberfläche, wie das Eingangselement 404 der Referenz-Straßenoberfläche 400, fährt. Das zeit- oder streckenbezogene Geräuschdatensignal, das erzeugt wird, wenn das Rad 15 über das Eingangselement 404 fährt, wird in den Frequenzbereich umgewandelt, beispielsweise unter Verwendung einer Fast Fourier Transformation (FFT) oder einer spektralen Leistungsdichte. Graph 1300 veranschaulicht die Frequenzbereich-Signale für die Geräuschdaten, die von einem Fahrzeug mit einem normal-funktionierenden Federungsteil (Signal 1302), einem teilweise-fünktionierenden Federungsteil (Signal 1304) und einem Federungsteil, das ausgefallen ist (Signal 1306) erfasst wurden, während ein Rad 15, wie, beispielsweise, das rechte Vorderrad 15, über das Eingangselement 404 fährt. Repräsentiert in dem Frequenzbereich, stellt jedes der Signale 1302, 1304, 1306 die Energie dar, die beim Fahren des Fahrzeugs über das Eingangselement erzeugt wird.
Das Fenster 1308 hebt ein Frequenzband oder einen Bereich hervor, der ein verschlissenes oder in der Leistung herabgesetztes Federungsteil darstellt. Verschiedene Federungsteile erzeugen Peaks in verschiedenen Frequenzbändern, wenn die Komponenten verschleißen. Daher werden in einigen Ausführungsformen die Geräuschdaten 1302, 1304, 1306 durch die Steuerung 22 in einem oder mehreren Frequenzbereichen analysiert, basierend auf den Federungsteilen, die am Fahrzeug 10 installiert sind, und dem Fahrzeugtyp und der Konfiguration, unter anderen Überlegungen. Die Analyse durch die Steuerung 22 der vorbestimmten Frequenzbänder oder Bereiche der Frequenzbereich-Geräuschdaten kann die spezifischen Federungsteile erreichen, so dass die Meldung des spezifischen Federungsteils und/oder die Position am Fahrzeug 10 der in der Leistung herabgesetzten Komponente dem Fahrzeugführer oder einem Techniker übermittelt werden kann. In einigen Ausführungsformen bestimmt die Steuerung 22, ob ein oder mehrere Peaks der Signale 1302, 1304, 1306 einen oder mehrere vorbestimmte Schwellenwerte überschreiten, wie die Schwellenwerte 1310, 1312, innerhalb des definierten Frequenzbandes 1308. In einigen Ausführungsformen repräsentiert der Schwellenwert 1310 einen ersten Schwellenwert, der ein verschlissenes Federungsteil anzeigt, das gewartet werden muss. In einigen Ausführungsformen repräsentiert der Schwellenwert 1312 einen zweiten Schwellenwert, der ein in der Leistung herabgesetztes Federungsteil anzeigt, so dass die Fahrzeugstabilität beeinflusst werden kann und die Komponente ersetzt oder repariert werden muss.
14 veranschaulicht ein Verfahren 1400, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere Federungssystemkomponenten, wie einer oder mehrere der Fahrzeugdämpfer 17, ordnungsgemäß funktionieren, um eine akzeptable Fahrzeugstabilität bereitzustellen. Das Verfahren 1400 kann in Verbindung mit einem Fahrzeug eingesetzt werden, das einen oder mehrere Sensoren 26 aufweist, einschließlich eines oder mehrere ANC-Mikrofone, wie das Fahrzeug 10. In einigen Ausführungsformen wird das Verfahren 1400 in Verbindung mit einer Referenz-Straßenoberfläche, wie der Referenz-Straßenoberfläche 400, verwendet. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 1400 in Verbindung mit einer Steuerung 22 oder einer elektronischen Fahrzeugsteuerung (ECU) eingesetzt werden, wie hierin beschrieben, oder mit anderen Systemen, die gemäß exemplarischer Ausführungsformen mit Fahrzeug 10 verbunden oder davon getrennt sind. Die Abfolge der Vorgänge des Verfahrens 1400 ist nicht auf die in 14 dargestellte sequenzielle Ausführung beschränkt, sondern kann in einer oder mehreren unterschiedlichen Reihenfolgen erfolgen oder es können je nach Sachlage und gemäß der vorliegenden Offenbarung gleichzeitig Schritte ausgeführt werden.
Wie in 14 dargestellt, beginnt das Verfahren 1400 bei 1402 und geht über zu 1404. Bei 1404 bestimmt die Steuerung 22, ob ein Diagnosemodus des Fahrzeugbetriebs 10 eingeleitet werden muss. Wenn die Steuerung 22 ein Signal empfängt, wie ein Signal eines Remote-Bedieners über ein Funkkommunikationssystem oder die Einleitung eines Diagnosetests aus dem Service-Tool eines Technikers, die anzeigen, dass sich das Fahrzeug 10 einer Referenz-Straßenoberfläche nähert, wie der Referenz-Straßenoberfläche 400, leitet die Steuerung 22 den Diagnosemodus des Fahrzeugbetriebs für die Dauer der Fahrt des Fahrzeugs über die Referenz-Straßenoberfläche ein. Wenn die Steuerung 22 den Diagnosemodus des Fahrzeugbetriebs einleitet, geht das Verfahren 1400 zu 1406 über. Wenn jedoch der Diagnosemodus des Fahrzeugbetriebs nicht eingeleitet wird, geht das Verfahren 1400 zum Anfang bei 1402 zurück.
Bei 1406 beginnt die Steuerung 22 mit der Aufzeichnung der Geräuschdaten von mindestens einem ANC-Mikrofon 26, das sich in einigen Ausführungsformen innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeugs 10 befindet. Anschließend bestimmt bei 1408 die Steuerung 22, ob die Geräuschdaten, wie das Signal 1202, das von dem ANC-Mikrofon 26 empfangen wird, einen Schwellenwert einer Dezibelgrenze überschreiten, wie beispielsweise den Schwellenwert der Dezibelgrenze 1203. Der Schwellenwert der Dezibelgrenze 1203 ist, in einigen Ausführungsformen, basierend auf Überlegungen, wie Fahrzeugtyp, Konfiguration, Gewicht, Dämpferelementgröße, usw., als Beispiel und ohne Einschränkung, definiert.
Wenn die von dem ANC-Mikrofon empfangenen Daten den Schwellenwert der Dezibelgrenze 1203 nicht überschreiten, bleibt das Verfahren 1400 bei 1408. Wenn jedoch die Daten den Schwellenwert der Dezibelgrenze 1203 überschreiten, geht das Verfahren 1400 zu 1410 über.
Bei 1410 zeichnet die Steuerung 22 die Geräuschdaten 1202, die von dem mindestens einen ANC-Mikrofon empfangen werden, für eine vorbestimmte Kalibrierzeit auf, um die Geräuschdaten zu erfassen, wenn jedes der vier Räder 15 des Fahrzeugs 10 über die Eingangselemente der Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt. Danach bei 1412 bestimmt die Steuerung 22, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein vorbestimmtes Geschwindigkeitsfenster überschreitet. In einigen Ausführungsformen ist das vorbestimmte Geschwindigkeitsfenster, hinsichtlich solcher Überlegungen wie Fahrzeugtyp, Konfiguration, Gewicht, Fahrzeugdämpfergröße Federungssystemkonfiguration und Konfiguration der Referenz-Straßenoberfläche, zum Beispiel und ohne Einschränkung, definiert. In einigen Ausführungsformen wird die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einem der Sensoren 26, empfangen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht innerhalb des vorbestimmten Geschwindigkeitsfensters liegt, geht das Verfahren 1400 zu 1413 über und die Steuerung 22 erzeugt eine Meldung, dass das Fahrzeug 10 noch einmal über die Referenz-Straßenoberfläche fahren sollte, um die Analyse bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des vorbestimmten Geschwindigkeitsfensters neu zu beginnen. Durch die Feinfühligkeit der ANC-Mikrofone und der Genauigkeit der abgespeicherten Frequenz- und Klangprofil-Daten, ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10, wenn es auf der Referenz-Straßenoberfläche 400 fährt, ein wichtiger Faktor für die Bestimmung des Gesundheitszustandes eines oder mehrerer der Federungssystemkomponenten.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des vorbestimmten Geschwindigkeitsfensters liegt, geht das Verfahren 1400 zu 1414 über. bei 1414 analysiert die Steuerung 22 die Daten, wie das Signal 1202, und segmentiert die Daten in vier verschiedene Fenster, basierend auf der bekannten Konfiguration der Referenz-Straßenoberfläche 400, sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit, um die empfangenen Daten an jedem Rad, das über das Eingangselement fährt, zu erfassen. Ein Beispiel des unterschiedlichen Fensters ist beispielsweise in 6 dargestellt. Die Fenster können, basierend auf der vergangenen Zeit oder der zurückgelegten Strecke, beispielsweise und ohne Einschränkung, definiert werden. Bei 1416 analysiert die Steuerung 22 ferner die Daten, wie das Signal 1202, um die Amplituden-Peaks innerhalb der Fenster zu bestimmen.
Anschließend, bei 1418, überträgt die Steuerung 22 das/die zeit- oder streckenbezogene(n) Geräuschdatensignal(e), die vom ANC-Mikrofon empfangen werden, an ein Frequenzbereichssignal unter Verwendung, beispielsweise, einer Fast Fourier-Transformation. Bei 1420 überwacht die Steuerung 22 kontinuierlich die Energie der übertragenen Signale, wie beispielsweise die Signale 1302, 1304, 1306. Die Steuerung 22 analysiert den Peak jedes Signals/aller Signale und bestimmt, ob der Peak einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet und/oder die FFT-Leistung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet (wie einen oder mehrere der Schwellenwerte 1310, 1312). Wenn das/die überwachte(n) Signal(e) den Schwellenwert nicht überschreitet/überschreiten, geht das Verfahren 1400 weiter zu 1422 und die Steuerung 22 überträgt eine Diagnosemeldung, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, eine Meldung, die dem Fahrzeugführer oder Techniker angezeigt wird, dass die Daten darauf hinweisen, dass die Federungsteile innerhalb akzeptabler Grenzen funktionieren und das Fahrzeug 10 den Diagnosetest bestanden hat. Das Verfahren 1400 kehrt zu 1404 zurück, und verläuft, wie hierin beschrieben.
Wenn jedoch der Peak von mindestens einem der überwachten Signale größer ist als der vorgegebene Schwellenwert und/oder die FFT-Leistung von mindestens einem der überwachten Signale einen oder beide der vorbestimmten Schwellenwerte (wie den ersten und zweiten Schwellenwert 1310, 1312) innerhalb des vorbestimmten Frequenzbands oder Bereichs überschreitet, geht das Verfahren 1400 weiter zu 1424. Bei 1424 überträgt die Steuerung 22 eine Diagnosemeldung, wie, zum Beispiel und ohne Einschränkung, eine Anzeige eines möglichen Federungsteil-Problems, wie ein Fahrzeugdämpfer-Problem oder eine lose oder gebrochene Federungssystemkomponente. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Meldung die Identifizierung welches Federungsteil in der Leistung herabgesetzt ist und wo am Fahrzeug 10 das Federungsteil mit der herabgesetzten Leistung angebracht ist. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Übertragen der Diagnosemeldung das Einstellen eines Diagnosefehlercodes (DTC), das Übertragen eines Diagnosecodes über einen CAN-Bus oder ein drahtloses Kommunikationssystem oder das Anzeigen einer Meldung an den Fahrzeugführer. In einigen Ausführungsformen wird der Fahrzeugführer oder ein Techniker über das mögliche Problem benachrichtigt und diese können angewiesen werden, das Fahrzeug in eine Werkstatt zu bringen, um das Problem zu untersuchen und eine Reparatur oder einen Austausch eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17 zu veranlassen. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 22 das autonome oder semiautonome Fahrzeug in eine Werkstatt lenken und/oder steuern, um das Problem zu untersuchen und eine Reparatur oder einen Austausch eines oder mehrerer der Fahrzeugdämpfer 17 zu veranlassen. Das Verfahren 1400 kehrt zu 1404 zurück, und verläuft, wie hierin beschrieben.
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.
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.
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.
Numerische Daten können hierin in einem Bereichsformat ausgedrückt oder dargestellt werden. Es versteht sich, dass ein solches Bereichsformat lediglich zwecks Komforts 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 Komforts 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.
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.
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.

Claims

Verfahren zur Erkennung eines Verschleißzustandes einer Federungssystemkomponente eines Fahrzeugs, das Verfahren umfassend: das Empfangen von Federungssystem-Komponentendaten von einem Fahrzeugsensor; das Berechnen einer Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten als Funktion der Frequenz; das Überwachen der Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs; das Ermitteln, ob die Amplitude der Federungssystem-Komponentendaten größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert; und, wenn die Amplitude größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert, das Übertragen einer Diagnosemeldung.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Empfangen der Federungssystem-Komponentendaten von dem Fahrzeugsensor das Empfangen von einem oder mehreren vertikalen Beschleunigungsdaten und Geräuschdaten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Fahrzeugsensor ein Mikrofon mit Störschallunterdrückung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Fahrzeugsensor ein Inertialnavigationssystem umfasst, das einen vertikalen Beschleunigungssensor einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Übertragen einer Diagnosemeldung eines oder mehrere der Einstellung eines Diagnoseproblemcodes und Anzeigen einer Meldung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Einleiten eines Diagnosemodus des Betriebs bei Empfang eines Signals, das anzeigt, dass sich das Fahrzeug einer Referenz Straßenoberfläche nähert, die eine Vielzahl von Referenz-Eingangselementen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend das Segmentieren der Federungssystem-Komponentendaten in einem oder mehreren Fenstern, wenn ein Rad des Fahrzeugs über die Vielzahl der Referenz-Eingangselemente der Referenz-Straßenoberfläche fährt.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Vergleichen der mit Fenstern versehenen Federungssystem-Komponentendaten mit Ausgangswert-Federungssystem-Komponentendaten, um zu ermitteln, ob die Federungssystemkomponente innerhalb eines oder mehrerer vorbestimmter Schwellenwerte funktioniert.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der vorbestimmte Schwellenwert eines oder mehrere eines Amplituden-Schwellenwerts, eines Leistungsschwellenwerts und einer Abbaurate ist.