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Einleitung
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein System zum Erkennen und Reagieren auf von Insassen wahrgenommenen Störungen in Fahrzeugen, die durch Kraftübertragungssystemänderungen, Schwankungen des Fahrzeugsystems und variierende Straßenbedingungen verursacht werden.
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In personengeführten Fahrzeugen sowohl als auch autonom fahrenden Fahrzeugen treten unerwünschte Störungen auf, die von einem oder mehreren Fahrzeuginsassen erfasst werden können und durch Kraftübertragungssysteme, vom Fahrzeugsystembetrieb und von der Straßeninfrastruktur erzeugt werden. Diese Störungen umfassen Getriebeschaltvorgänge, Fahrbahnoberflächenschwankungen einschließlich Unebenheiten und Schlaglöcher sowie durch Bewegung induzierte Kräfte wie Kurvenfahrt und Bremsen. Diese Störungen erzeugen Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte, die auf den Insassen einwirken und die das Fahrereignis beeinträchtigen können.
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Viele bekannte elektrisch betriebene oder gas/elektrisch betriebene Fahrzeuge weisen üblicherweise Einzelgeschwindigkeitsgetriebe auf, die keine signifikanten Schaltstörungen verursachen, jedoch keine optimierte Leistung des Antriebsaggregats bieten. Um die Batterie und die Motorgröße zu minimieren und zu optimieren, werden daher nun mehrere Drehzahlgetriebe in solche Fahrzeuge eingebaut, die daher Getriebeschaltstörungen einleiten.
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Zusätzlich verfügen autonom fahrende Fahrzeuge über mehrere Sensoren und Systeme, die erforderlich sind, um aufkommende Straßen- und Wetterbedingungen kontinuierlich zu überwachen, um dem Fahrzeug eine Navigationseingabe bereitzustellen. Solche Systeme bieten daher eine Fähigkeit, bevorstehende Störungen vorherzusagen, jedoch wird derzeit der maximale Vorteil, der durch solche Fähigkeiten angeboten wird, nicht genutzt.
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DE 100 13 326 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kompensation von Schwingungen eines Fahrzeugsitzes. Es ist vorgesehen, dass im Bereich eines Sitzteiles, des Fahrzeugsitzes eine Sensorik vorhanden ist, mit der eine Amplitude und/oder Frequenz der Schwingungen erfassbar ist, wobei ein Steuergerät vorgesehen ist, an das die Sensorsignale übermittelt und dort anhand eines vorgegebenen Algorithmus bewertbar sind und eine Dämpfungseinrichtung im Bereich des Sitzteiles des Fahrzeugsitzes vorhanden ist, die über das Steuergerät derart angesteuert wird, dass die Schwingung weitestgehend kompensierbar ist.
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DE 102 58 020 B3 beschreibt einen Fahrzeugsitz mit aktiver Sitzfederung, umfassend: - einen federnd gelagerten Schwingrahmen, - eine mittels mindestens zwei Aktoren verstellbare Sitzmechanik, die an den Schwingrahmen angelenkt ist, - mindestens zwei Beschleunigungssensoren, von denen der erste Beschleunigungssensor an einem Federabstützpunkt in der Nähe einer ersten Gelenkachse angeordnet ist, und der zweite Beschleunigungssensor an einem Federabstützpunkt in der Nähe einer zweiten Gelenkachse angeordnet ist, - und mindestens zwei Stellglieder sowie eine Leistungs- und Steuerungselektronik, mit der die Signale der Beschleunigungssensoren verarbeitet werden und in Sollstellkräfte umgewandelt werden, die als Steuerbefehle für die Stellglieder zur Betätigung der Aktoren dienen, so dass der Schwingrahmen mittels der beiden Aktoren in zwei Bewegungsfreiheitsgraden verstellbar ist, und mittels der Leistungs- und Steuerungselektronik dynamische Kräfte, die von der Konsole des Fahrzeugchassis in den Sitz eingeleitet werden, in zwei Bewegungsfreiheitsgraden kompensiert werden.
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DE 10 2015 113 499 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für einen aktiven Sitzstoßdämpfer. Das Verfahren zum Steuern eines Stoßdämpfers eines Sitzes eines Fahrzeugs umfasst das Empfangen von Daten, die einen Zustand angeben, der mit dem Sitz verknüpft ist, und das Bestimmen einer Eigenfrequenz des Sitzes basierend auf dem Zustand. Das Verfahren umfasst auch das Ausgeben von einem oder mehreren Steuersignalen, um eine Eigenfrequenz des Stoßdämpfers basierend auf der Eigenfrequenz des Sitzes zu steuern.
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DE 10 2012 023 931 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einem mittels wenigstens eines Stellgliedes verstellbaren Sitz und einer Steuereinrichtung zum Ansteuern des Stellgliedes, die eingerichtet ist, das Stellglied in Abhängigkeit von Bewegungsbedingungen des Fahrzeugs anzusteuern.
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DE 199 16 926 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Reduzierung der auf einen Fahrzeuginsassen einwirkenden Beschleunigungsänderung bei Schaltvorgängen. Um die auf die Fahrzeuginsassen einwirkende Beschleunigungsänderung beim Schaltvorgang bei einem Schaltgetriebe mit Zugkraftunterbrechung zu reduzieren, ist eine Verstelleinrichtung zur Bewegung eines Sitzes vorgesehen, die derart gesteuert wird, dass der Sitz während der Zugkraftunterbrechung im Wesentlichen nach vorne und nach der Zugkraftunterbrechung in die Ausgangslage zurückbewegt wird.
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Während gegenwärtige Fahrzeugsysteme ihren Zweck erfüllen, kann es daher als Aufgabe betrachtet werden, ein verbessertes System zur Reduzierung von Störungsbeschleunigungen, die von Insassen eines Kraftfahrzeugs wahrgenommen werden, bereitzustellen.
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Darstellung der Erfindung
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Gemäß der Erfindung beinhaltet ein Störunterdrückungs- und -erzeugungssitzsystem einen Sitz, der an einer Struktur eines Fahrzeugs angebracht ist, eine Sitzsteuereinheit, die ein Kraftunterdrückungsbefehlssignal erzeugt, einen Kraftsensor, eine Fahrzeugsteuereinheit, und eine Betätigungsvorrichtung. Der Sitz wird aufgrund einer in der Struktur empfangenen Störungsbeschleunigung, die auf den Sitz übertragen wird, beschleunigt. Die Sitzsteuereinheit erzeugt ein Kraftunterdrückungsbefehlssignal. Der Kraftsensor ist mit dem Sitz verbunden und erzeugt ein Kraftsignal, das einem Gewicht eines Insassen des Sitzes entspricht. Die Fahrzeugsteuereinheit empfängt Daten von mehreren Fahrzeugsensoren, einschließlich Beschleunigungssensoren, Geschwindigkeitssensoren und Umgebungszustandssensoren. Die Betätigungsvorrichtung ist mit der Struktur verbunden und steht mit der Sitzsteuereinheit in Verbindung. Die Betätigungsvorrichtung induziert in Reaktion auf das Empfangen des Kraftunterdrückungsbefehlssignals eine Kompensationsbeschleunigung in den Sitz, die gleich ist, jedoch entgegengesetzt zu der Beschleunigungsbewegung des Sitzes, und daher eine Beschleunigungsbewegung des Sitzes, die durch die Störungsbeschleunigung induziert wird, aufhebt, wobei die Störungsbeschleunigung mehrere Beschleunigungswerte definiert, die jeweils ein Getriebeschaltungsereignis definieren. Die Sitzsteuereinheit ist ausgestaltet, das Kraftunterdrückungsbefehlssignal basierend auf einer von der Fahrzeugsteuereinheit empfangenen Beschleunigungssignaleingabe und dem von dem Kraftsensor empfangenen Kraftsignal zu erzeugen.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Kraftsignal vom Kraftsensor in der Sitzsteuereinheit in eine Masse des Insassen umgewandelt.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Beschleunigung gleich, aber entgegengesetzt zu der Störungsbeschleunigung, die erforderlich ist, um eine resultierende Kraft, die auf den Insassen wirkt, bei Null zu halten, in der Sitzsteuereinheit berechnet.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet eine Kommunikationsverbindung die Sitzsteuereinheit mit der Betätigungsvorrichtung.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Controller Area Network-Bus eine Kommunikation zwischen der Fahrzeugsteuereinheit und der Sitzsteuereinheit bereit.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Beschleunigungswerte in einer Nachschlagetabelle gespeichert.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
- 1 ist ein Seitenriss eines Fahrzeugs mit einem Störunterdrückungs- und - erzeugungssitzsystem gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
- 2 ist eine Seitenansicht des Fahrzeugs von 1, das ferner Steuereinheiten und Betätigungsvorrichtungen zum Betreiben des Störungsunterdrückungs- und - erzeugungssitzsystems zeigt;
- 3 ist ein Flussdiagramm des Störungsunterdrückungs- und - erzeugungssitzsystems der vorliegenden Offenbarung;
- 4 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeug-Zweigeschwindigkeitsgetriebes gewöhnlicher Bauart;
- 5 ist ein Diagramm, das eine Beschleunigungsdrehmoment- gegenüber Zeit Kurve für das Getriebe von 4 darstellt;
- 6 ist ein Diagramm, das die mit dem Störungsunterdrückungs- und - erzeugungssitzsystem der vorliegenden Offenbarung erzeugte Beschleunigung gegenüber der Zeitkurve darstellt, die auf die in 5 dargestellte Zeitkurve überlagert ist;
- 7 ist ein Diagramm einer geglätteten Kurve der Beschleunigung gegen Zeit für einen exemplarischen Getriebeschaltvorgang, das das Störunterdrückungs- und - erzeugungssitzsystem der vorliegenden Offenbarung beinhaltet; und
- 8 ist ein Flussdiagramm, das aus dem Flussdiagramm von 3 modifiziert ist, um einen Schätzschritt hinzuzufügen.
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Ausführliche Beschreibung
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Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet ein Störunterdrückungs- und -erzeugungssitzsystem 10 ein Stellglied, das eine Betätigungsvorrichtung 12 definiert, die an einer Struktur 14 eines Fahrzeugs 16 montiert ist. Das Fahrzeug 16 kann ein elektrisch betriebenes batteriebetriebenes Fahrzeug, ein mit Benzin oder Diesel betriebenes Fahrzeug, ein mit einem Gas-/Elektro-Hybridfahrzeug betriebenes Fahrzeug, ein von den Insassen manuell gesteuertes Fahrzeug oder ein autonom fahrendes Fahrzeug sein. Die Betätigungsvorrichtung 12 ist mit einem Sitz 18 verbunden, der an der Struktur 14 des Fahrzeugs 16 montiert ist. Das Fahrzeug 16 beinhaltet ein Getriebe 20, das gemäß mehreren Aspekten ein Mehrganggetriebe mit zwei, drei oder mehr Gangschaltbereichen ist. Das Getriebe 20 ist mit einem Antriebsaggregat 22 verbunden, das einen Elektromotor und eine Batterie, einen Benzinmotor oder einen Dieselmotor beinhalten kann.
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Hierin definierte Störungen als Störungsbeschleunigungen 24 können an einen auf dem Sitz 18 positionierten Insassen 26 durch strukturelle Übertragung der Beschleunigungen übertragen werden, die während des Betriebs des Getriebes 20 und des Antriebsaggregats 22 auftreten. Die Störungsbeschleunigungen 24 werden Beschleunigungen auch auf den Sitz 18 übertragen und somit an den Insassen 26 über einen Weg von einem oder mehreren Rädern 28 zur Struktur 14, aufgrund beispielsweise Oberflächenverformungen 30 einer Fahrbahn 32, die von den Rädern 28 kontaktiert wird, oder durch Kontakt der Räder 28 mit Vertiefungen 34, wie Schlaglöcher. Störungsbeschleunigungen 24 werden auch auf den Sitz 18 übertragen als g-Kraft-Änderungen während des Fahrens, beispielsweise während schneller Kurvenfahrt, schneller Beschleunigung oder schnellem Bremsen. Gemäß mehreren Aspekten führt die Betätigungsvorrichtung 12, die an der Struktur 14 des Fahrzeugs 16 montiert ist, eine Kompensationsbeschleunigung 35 ein, die entgegengesetzt zur Störungsbeschleunigung 24 wirkt, um eine auf den Sitz 18 wirkende Kraft zu minimieren und damit auf den Insassen 26 des Fahrzeugs 16 zu wirken.
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Unter Bezugnahme auf 2 und wiederum auf 1 beinhaltet das Störunterdrückungs- und -erzeugungssitzsystem 10 eine Fahrzeugsteuereinheit 36, die Daten von mehreren Fahrzeugsensoren 38, wie Beschleunigungssensoren, Geschwindigkeitssensoren und Umgebungszustandssensoren, empfängt. Die Fahrzeugsteuereinheit 36 steuert den Betrieb der verschiedenen Systeme des Fahrzeugs 16 einschließlich des Betriebs des Getriebes 20 und des Antriebsaggregats 22. Zusätzlich beinhaltet das Störunterdrückungs- und -erzeugungssitzsystem 10 auch einen Kraftsensor 40, der sich unterhalb der Struktur 14 befindet, die den Sitz 18 unterstützt, wobei der Kraftsensor 40 ein Ausgangssignal erzeugt, das ein erfasstes Gewicht des Insassen 26 anzeigt.
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Die Fahrzeugsteuereinheit 36 steht über einen Controller Area Network (CAN)-Bus 44 mit der Sitzsteuereinheit 42 in Verbindung. Der CAN-Bus 44 basiert auf einem Standard, der es Mikrocontrollern und Geräten ermöglicht, miteinander zu kommunizieren. Ein Ausgabesignal vom Kraftsensor 40 wird an die Sitzsteuereinheit 42 bereitgestellt. Das Kraftsignal vom Kraftsensor 40 entspricht einem Insassengewicht und wird in der Sitzsteuereinheit 42 in eine Masse des Insassen 26 umgewandelt. Basierend auf der von der Fahrzeugsteuereinheit 36 empfangenen Beschleunigungssignaleingabe und dem vom Kraftsensor 40 empfangenen Kraftsignal erzeugt die Sitzsteuereinheit 42 Kraftunterdrückungsbefehlssignale, die über eine Kommunikationsverbindung 46 weitergeleitet werden, welche die Sitzsteuereinheit 42 mit der Betätigungsvorrichtung 12 verbindet. Die Betätigungsvorrichtung 12 erzeugt eine Aufhebungsbeschleunigungsbewegung in den Sitz 18, die gleich ist, jedoch gegenüber der Beschleunigungsbewegung, die aufgrund der Störungsbeschleunigungen 24 von der Krafteingabe zum Sitz 18 induziert wird, entgegengesetzt ist. Der Sitzkraftsensor 40 stellt daher je nach Masse der verschiedenen Insassen unterschiedliche Kraftsignale bereit, die zum Aufheben der Störungsbeschleunigung basierend auf der folgenden Gleichung verwendet werden: F= MA. Da die Masse für den Insassen bekannt ist, basierend auf der Ausgabe des Sitzkraftsensors 40, und die Beschleunigung ein erfasster oder bekannter Wert ist, berechnet der Algorithmus der vorliegenden Offenbarung eine gleiche, aber entgegengesetzte Beschleunigung, die erforderlich ist, um eine resultierende Kraft zu halten, die auf den Insassen 26 bei im Wesentlichen Null wirkt.
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Gemäß mehreren Aspekten kann die Betätigungsvorrichtung 12 ein Elektromotor, ein Hydraulikkolben, eine pneumatische Kammer oder eine elektromechanische Vorrichtung sein. Die Betätigungsvorrichtung 12 beinhaltet ein Kontaktelement 48, das sich nach außen erstreckt und den Sitz 18 verschiebt. Während der Schaltvorgänge sind die auf den Insassen 26 wirkenden Hauptkräfte auf die Längsbewegung zurückzuführen. Zur Vereinfachung stellt 2 eine bidirektionale (nach außen gerichtete und Rückkehr) Betätigung durch Verschiebung des Kontaktelements 48 dar. Für andere Fälle, beispielsweise Fahrbahnbewegungen und durch Bewegung verursachte Übelkeit, die Beschleunigungen induzieren, kann die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 12 in mehreren Richtungen erfolgen, einschließlich x, y, z, Roll, Nick und Gier. Das Kontaktelement 48 kann beispielsweise ein herkömmlicher Kugelumlaufspindel-Mechanismus sein, um beispielsweise die Motordrehung von einem Motor der Betätigungsvorrichtung 12 in eine Translationsbewegung zu übersetzen.
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Die Sitzsteuereinheit 42 kann eine Steuerung 50 beinhalten. Die Steuerung 50 ist eine nicht generalisierte elektronische Steuervorrichtung mit einem vorprogrammierten digitalen Computer oder Prozessor 52, einem Speicher oder nicht flüchtigem computerlesbaren Medium 54 zum Speichern von Daten, wie Steuerlogik, Softwareanwendungen, Anweisungen, Computercode, Daten, Nachschlagetabellen usw., und einem Transceiver 56 oder Eingängen/Ausgängen. Das computerlesbare Medium beinhaltet jede Art von Medium, auf die von einem Computer zugegriffen werden kann, wie etwa einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festplattenlaufwerk, eine Compact Disc (CD), eine digitale Videoscheibe (DVD) oder jede andere Art von Speicher. Ein „nicht-flüchtiges“ computerlesbares Medium schließt drahtgebundene, drahtlose, optische oder andere Kommunikationsverbindungen aus, die transitorische, elektrische oder andere Signale transportieren. Ein nicht-flüchtiges, computerlesbares Medium beinhaltet Medien, auf denen Daten dauerhaft gespeichert werden können, und Medien, auf denen Daten gespeichert und später überschrieben werden können, wie beispielsweise eine wiederbeschreibbare optische Disk oder eine löschbare Speichervorrichtung. Computercode beinhaltet jede Art von Programmcode, einschließlich Quellcode, Objektcode und ausführbarem Code. Der Prozessor 50 ist dazu konfiguriert, den Code oder die Anweisungen auszuführen. Der Transceiver 56 kann zudem so konfiguriert sein, unter Verwendung von Wi-Fi-Protokollen unter IEEE 802.1 1x drahtlos mit einem Hotspot zu kommunizieren.
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Unter Bezugnahme auf 3 und wiederum auf 1 und 2 präsentiert ein Flussdiagramm 58 exemplarische Prozessschritte, die von dem Störungsunterdrückungs- und -erzeugungssitzsystem 10 aufgenommen werden. In einem anfänglichen Eingabeschritt 60 werden Eingaben aus verschiedenen Quellen einschließlich Eingangssignalen des Antriebsstrangs einschließlich des Getriebes 20 und des Antriebsaggregats 22 aus Fahrzeugsystemen, von Fahrzeuginfrastrukturen, und von dem Fahrzeuginsassen gesammelt. Derartige Eingaben beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf Schaltvorgänge, Signale, die Straßenoberflächenzustände anzeigen, wie die Oberflächenverformungen 30 und die Vertiefungen 34, die auf den Insassen wirkenden Bewegungskräfte, wie beispielsweise Fahrzeugbeschleunigung und Abbremsung und Abbremskräfte, die zum Beispiel von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren 38 erhalten werden, und Insasseneingaben, wie beispielsweise Insassenpräferenzen. Insassenpräferenzen können Variationen im Grad der Kompensationsbeschleunigung 35 beinhalten, um das „Gefühl“ eines anderen Insassen zu erreichen, wie ein ruhigeres Fahrgefühl oder ein steiferes Sportgefühl.
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Die im anfänglichen Eingabeschritt 60 gesammelten Daten werden der Fahrzeugsteuereinheit 36 zugeführt, die kontinuierlich auf Änderungen der Daten überwacht. Aktualisierte Informationen werden kontinuierlich von der Fahrzeugsteuereinheit 36 an die Sitzsteuereinheit übermittelt. Wie bereits erwähnt, werden Ausgabesignale vom Kraftsensor 40 auch an die Sitzsteuereinheit 42 bereitgestellt, die in der Sitzsteuereinheit 42 in eine Masse des Insassen 26 umgewandelt werden. Wenn Beschleunigungsereignisse erfasst werden, die Störungsbeschleunigungen 24 erzeugen würden, wird ein Befehlskraftberechnungsschritt 64 durchgeführt. Basierend auf der Eingabe des Beschleunigungssignals und dem vom Kraftsensor 40 empfangenen Kraftsignal wird eine gemessene Kraft berechnet. Zusätzlich wird eine angewiesene Kraft 66 mit einem Beschleunigungsaspekt 68 berechnet, der gleich ist, aber entgegengesetzt zu den Störungsbeschleunigungen 24, die auf den Sitz 18 wirken.
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In einem Auslöseschritt 70 wird die berechnete angewiesene Kraft 66 in ein angewiesenes Kraftsignal umgewandelt. Das angewiesene Kraftsignal wird an die Betätigungsvorrichtung 12 gesendet, die die Kompensationsbeschleunigung 35 erzeugt, um den Sitz 18 von einer Standardposition weg zu verschieben. Die variierende Beschleunigungsrate ist eine kalibrierte Beschleunigung vom Fahrzeug 16, die zum Beispiel aus einer Nachschlagtabelle erhalten wird, die in Bezug auf 8 beschrieben wird, und daher bekannt ist. Das Stellglied der Betätigungsvorrichtung 12 multipliziert daher die Beschleunigung mit dem Fahrgastgewicht, um den Kraftbefehl zu erzeugen. Eine Relativbewegung zwischen dem Sitz 18 und dem Fahrzeug 16 wird so projiziert, dass sie klein ist, beispielsweise 1,0 bis 3,0 mm, daher wird der Insasse 26 nur eine sehr begrenzte Kraftaufhebungsbewegung mit Systemansprechzeiten von etwa 100 ms bis 200 ms oder weniger erfassen.
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In einem Bestätigungsschritt 72 wird eine Abfrage durchgeführt, um zu bestimmen, ob die gemessene Kraft auf den Sitz 18 abzüglich der angewiesenen Kraft 66 kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert 74 ist. Wenn eine negative Antwort 76 auf diese Abfrage erzeugt wird, ist die angewiesene Kraft 66 nicht ausreichend, um die gemessene Kraft zu verwerfen, und ein Abstimmbefehlssignal 78 wird erzeugt und der Schritt der Berechnung der Befehlskraft 64 wird wiederholt.
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Wenn eine positive Antwort 80 auf diese Abfrage erzeugt wird, ist die angewiesene Kraft 66 ausreichend, um die gemessene Kraft zu verwerfen, und ein Sitzrückkehrbefehl 82 wird erzeugt, um den Sitz 18 in die Standardposition zurückzuführen. Ein Überwachungsbefehlssignal 84 wird dann erzeugt und an die Fahrzeugsteuereinheit 36 gesendet, die ein Ende des Sitzverschiebungsereignises anzeigt und die Fahrzeugsteuereinheit 36 in ihren normalen Signalüberwachungsstatus zurückkehrt.
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Unter Bezugnahme auf 4 wird ein bekanntes zweistufiges Getriebesystem 86 mit einem Elektromotor 88 dargestellt, der mit einem Zweiganggetriebe 90 verbunden ist, das durch einen Synchronisierer 92 betätigt wird. Eine endgültige Reduktion 94 wird erzeugt.
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Unter Bezugnahme auf 5 und wiederum auf 4 präsentiert ein Graph 96 die Beschleunigung 98 gegenüber der Zeit 100 für eine exemplarische Gangschaltung des Getriebes 90, das in 4 dargestellt ist. Eine Beschleunigungskurve 102 identifiziert die Beschleunigung eines anfänglichen oder vorhergehenden Gangs 104, das in einem Beschleunigungsreduzierungsabschnitt 106 in ein Ausrückdrehmoment 108 übergeht. Ein Synchronisationsdrehmomentabschnitt 110 tritt dann auf, der einen Eingriffsdrehmomentabschnitt 112 vornimmt, während der Zielgang eingerückt ist. Ein Beschleunigungs-Rampenabschnitt 114 folgt danach, der endet, wenn ein Soll-Getriebedrehmoment 116 erreicht wird. Exemplarische der Störungsbeschleunigungen 24 treten während eines Übergangsabschnitts 118 der Beschleunigungskurve 102 aufgrund von Beschleunigungsänderungen auf. Diese Störungsbeschleunigungen 24 werden am Sitz 18 während des Schaltvorgangs vom vorherigen Gang zum Zielgang gefühlt.
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Bezugnehmend auf 6 und wieder auf 1 bis 5 präsentiert ein Diagramm 120 eine Beschleunigung 122 gegenüber der Zeit 124 für eine Beschleunigungskurve 126 mit einem Übergangsabschnitt 128, der dem Beschleunigungsaspekt 68 entspricht, der in Bezug auf 3, der Beschleunigungskurve 102 von 5 überlagert ist, erörtert wurde. Der Übergangsabschnitt 128 liefert Beschleunigungswerte im Wesentlichen gleich, aber entgegengesetzt zu den Beschleunigungswerten des Übergangsabschnitts 118. Angesichts der bekannten Masse des Insassen 26 des Fahrzeugs 16 ist eine angewiesene Kraft, die unter Verwendung der Beschleunigungswerte des Übergangsabschnitts 128 erzeugt wird, gleich und neutralisiert eine gemessene Kraft, die die gleiche Insassenmasse auf die Beschleunigungswerte der Drehmomentkurve 102 von 5 anwendet.
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Bezugnehmend auf 7 und erneut auf 6 präsentiert ein Diagramm 130 eine Beschleunigung 122 gegenüber der Zeit 124 für eine „geglättete“ Kurve 132, die einen Beschleunigungsübergangsabschnitt 134 darstellt, der aus der Superpositionierung des Übergangsabschnitts 128 berechnet wurde, der unter Verwendung der in 3 und dem Übergangsabschnitt 118 aus einem tatsächlichen Gangwechsel berechneten Schritte berechnet wurde. Der Beschleunigungsübergangsabschnitt 134 überführt die Beschleunigung zwischen einem vorherigen Gangabschnitt 136 und einem Zielgangabschnitt 138 und hebt dadurch die Störungsbeschleunigungen 24 auf, die ansonsten an den auf dem Sitz 18 positionierten Insassen 26 übertragen würden.
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Unter Bezugnahme auf 8 und wiederum auf 3 wird ein Flussdiagramm 140 aus dem Flussdiagramm 58 modifiziert und präsentiert exemplarische Prozessschritte, die von einem anderen Aspekt des Störunterdrückungs- und -erzeugungssitzsystems 10 aufgenommen werden. Da viele der Schritte des Flussdiagramms 58 im Flussdiagramm 140 wiederholt werden, werden nur die Unterschiede erörtert. Ein Schätzschritt 142 wird unter Verwendung von Daten durchgeführt, die von der Sitzsteuereinheit 42 erzeugt werden, bevor der Befehlskraftberechnungsschritt 64 durchgeführt wird. Der Schätzschritt 142 ermöglicht es, geschätzte Beschleunigungswerte einzubeziehen, um die vorhergesagten Störkräfte zu kompensieren. So werden beispielsweise bekannte Beschleunigungswerte aus gegebenen Getriebeschaltungen, beispielsweise zwischen einem ersten Gang und einem zweiten Gang bei unterschiedlichen Motordrehmomentwerten, in einer Nachschlagetabelle 144 gespeichert. Wenn eine Gangschaltung zwischen dem ersten Gang und dem zweiten Gang in der Fahrzeugsteuereinheit 36 aufgerufen wird, fordert die Sitzsteuereinheit 42 die erwarteten Beschleunigungswerte an, die aus der Nachschlagetabelle 144 entnommen werden sollen, die zur Bestimmung der berechneten angewiesenen Kraft 66 verwendet werden, die notwendig ist, um die Störungsbeschleunigungen 24 zu unterdrücken, die normalerweise aus diesem Schaltvorgang auftreten würden.
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Der Schätzschritt 142 kann beispielsweise in autonom fahrenden Fahrzeugen angewendet werden, bei denen Vorschubsensordaten verfügbar sind. Vorwegsensordaten können beispielsweise aus einer hochauflösenden Karte des globalen Positionierungssystems (GPS) verfügbar sein, die bekannte Oberflächenverformungen 30 der Fahrbahn 32 angibt, wenn das Fahrzeug 16 zu einem vordefinierten Ziel fährt. Die berechnete angewiesene Kraft 66, die notwendig ist, um die Störungsbeschleunigungen 24, die durch Interaktion mit den bekannten Oberflächenverformungen 30 erwartet werden, zu unterdrücken, kann vor dem Erreichen der bekannten Oberflächenverformungen 30 bestimmt werden.
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Wie hierin verwendet, sind die Begriffe „vorwärts“, „hinten“, „innere“, „nach innen“, „äußere“, „äußere“, „über“ und/oder „unterhalb“ Begriffe, die in Bezug auf die Ausrichtung des Kraftfahrzeugs 16, wie in den Zeichnungen der vorliegenden Anmeldung dargestellt, verwendet werden. Somit bezieht sich „vorwärtig“ auf eine Richtung in Richtung einer Vorderseite eines Kraftfahrzeugs, „rückwärtig“ auf eine Richtung in Richtung eines Hecks eines Kraftfahrzeugs, „innere“ und „nach innen“ auf eine Richtung in Richtung des Inneren eines Kraftfahrzeugs, und „äußere“ und „nach außen“ auf eine Richtung in Richtung der Außenseite eines Kraftfahrzeugs, „unterhalb“ bezieht sich auf eine Richtung zur der Unterseite des Kraftfahrzeugs und „oberhalb“ bezieht sich auf eine Richtung zur Oberseite des Kraftfahrzeugs.
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Ein System der vorliegenden Offenbarung bietet diverse Vorteile. Diese beinhalten die Bereitstellung einer Betätigungsvorrichtung, die mit der Struktur eines Fahrzeugs verbunden ist, das eine Kompensationsbeschleunigungsbewegung in einen Sitz induziert, die gleich, aber entgegengesetzt zu einer Beschleunigungsbewegung des Sitzes, die durch eine Störungsbeschleunigung induziert wird, ist, und daher die Beschleunigungsbewegung des Sitzes aufhebt. Eine Sitzsteuereinheit erzeugt ein Kraftunterdrückungsbefehlssignal, das den Betrieb der Betätigungsvorrichtung einleitet. Störungsbeschleunigungen wie diejenigen von Getriebeschaltvorgängen können identifiziert und aufgehoben werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Störunterdrückungs- und -erzeugungssitzsystem
- 12
- Betätigungsvorrichtung
- 14
- Struktur
- 16
- Fahrzeug
- 18
- Sitz
- 20
- Getriebe
- 22
- Antriebsaggregat
- 24
- Störungsbeschleunigung
- 26
- Insasse
- 28
- Räder
- 30
- Oberflächenverformungen
- 32
- Fahrbahn
- 34
- Vertiefungen
- 35
- Kompensationsbeschleunigung
- 36
- Fahrzeugsteuereinheit
- 38
- Fahrzeugsensoren
- 40
- Kraftsensor
- 42
- Sitzsteuereinheit
- 44
- Controller Area Network (CAN)-Bus
- 46
- Kommunikationsverbindung
- 48
- Kontaktelement
- 50
- Steuerung
- 52
- Prozessor
- 54
- nicht flüchtiges computerlesbares Medium
- 56
- Transceiver
- 58
- Flussdiagramm
- 60
- anfänglicher Eingabeschritt
- 64
- Befehlskraftberechnungsschritt
- 66
- angewiesene Kraft
- 68
- Beschleunigungsaspekt
- 70
- Auslöseschritt
- 72
- Bestätigungsschritt
- 74
- Schwellenwert
- 76
- negative Antwort
- 78
- Abstimmbefehlssignal
- 80
- positive Antwort
- 82
- Sitzrückkehrbefehl
- 84
- Überwachungsbefehlssignal
- 86
- zweistufiges Getriebesystem
- 88
- Elektromotor
- 90
- Zweiganggetriebe
- 92
- Synchronisierer
- 94
- endgültige Reduktion
- 96
- Graph der Beschleunigung 98 gegenüber der Zeit 100 für eine exemplarische Gangschaltung
- 98
- Beschleunigung für eine exemplarische Gangschaltung
- 100
- Zeit für eine exemplarische Gangschaltung des Getriebes 90
- 102
- Beschleunigungskurve 102 eines vorhergehenden Gangs 104
- 104
- vorhergehender Gang
- 106
- Beschleunigungsreduzierungsabschnitt
- 108
- Ausrückdrehmoment
- 110
- Synchronisationsdrehmomentabschnitt
- 112
- Eingriffsdrehmomentabschnitt
- 114
- Beschleunigungs-Rampenabschnitt
- 116
- Soll-Getriebedrehmoment
- 118
- Beschleunigungswerte des Übergangsabschnittes der Beschleunigungskurve
- 120
- Graph der Beschleunigung gegen Zeit mit einem Übergangsabschnitt
- 122
- Beschleunigung
- 124
- Zeit
- 126
- Beschleunigungskurve
- 128
- Beschleunigungswerte gleich aber entgegengesetzt dem Übergangsabschnitt 118
- 130
- Graph der Beschleunigung gegen Zeit mit einer „geglättete” Kurve
- 132
- „geglättete“ Kurve
- 134
- Beschleunigungsübergangsabschnitt
- 136
- vorheriger Gangabschnitt
- 138
- Zielgangabschnitt
- 140
- Flussdiagramm
- 142
- Schätzschritt
- 144
- Nachschlagetabelle
