DE102020129098A1

DE102020129098A1 - System und verfahren zur beseitigung von sitzvibrationen

Info

Publication number: DE102020129098A1
Application number: DE102020129098.5A
Authority: DE
Inventors: Benjamin H. Helmreich; Brian G. Maust; Christopher R. Douglas
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: STEERING SOLUTIONS IP HOLDING CORPORATION, SAG, US
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2020-11-04
Publication date: 2021-05-06
Also published as: US11400840B2; US20210129719A1; CN112776688A

Abstract

Ein Verfahren zur Beseitigung von Sitzvibrationen beinhaltet den Empfang einer Messung eines ersten Beschleunigungsmessers. Das Verfahren umfasst auch den Empfang einer Messung eines zweiten Beschleunigungsmessers. Das Verfahren umfasst auch die Bestimmung eines Gegendrehmomentwerts auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers. Das Verfahren umfasst auch das selektive Steuern eines Motors unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenlegung bezieht sich auf Sitze und insbesondere auf Systeme und Verfahren zur Beseitigung von Sitzvibrationen.
HINTERGRUND
Fahrzeuge wie PKW, LKW, Sportnutzfahrzeuge, Crossover, Kleintransporter, Aufsitz-Industriegeräte (z.B. Bodenschrubber, Bodenkehrmaschinen, Gabelstapler, kommerzielle Rasenmäher und dergleichen), Boote, Flugzeuge, Hubschrauber und/oder andere geeignete Fahrzeuge verfügen in der Regel über einen Sitz, auf dem ein Benutzer sitzen kann, während er das Fahrzeug bedient. Während des Betriebs eines solchen Fahrzeugs kann der Benutzer im Sitzen verschiedene Vibrationen wahrnehmen, die aus verschiedenen auf den Sitz wirkenden Kräften resultieren.
Typischerweise enthält ein solches Fahrzeug verschiedene Komponenten zur Belastungsreduzierung, die angepasst sind, um die Belastung des Benutzers zu verringern, was es dem Benutzer ermöglichen kann, das Fahrzeug über längere Zeiträume zu betreiben, was zu einer höheren produktiven Leistung führt. Die verschiedenen Komponenten zur Belastungsreduzierung des Fahrzeugs können Luftblasen, mechanische Stoßdämpfer und ähnliches umfassen. Die verschiedenen Komponenten zur Belastungsreduzierung des Fahrzeugs können so angepasst sein, dass sie den Benutzer von den verschiedenen Vibrationen isolieren, die beim Betrieb des Fahrzeugs auftreten.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Offenlegung bezieht sich allgemein auf die Beseitigung von Sitzvibrationen.
Ein Aspekt der offengelegten Ausführungsformen beinhaltet ein System zur Beseitigung von Sitzvibrationen. Das System umfasst einen Motor in mechanischer Verbindung mit einem Steuerarm. Das System umfasst auch einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher enthält Anweisungen, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen: von einem ersten Beschleunigungsmesser eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers zu empfangen; von einem zweiten Beschleunigungsmesser eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu empfangen; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu bestimmen; und den Motor unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts selektiv zu steuern.
Ein weiterer Aspekt der offengelegten Ausführungsformen beinhaltet ein Verfahren zur Beseitigung von Sitzvibrationen. Das Verfahren beinhaltet das Empfangen einer Messung eines ersten Beschleunigungsmessers. Das Verfahren beinhaltet auch das Empfangen einer Messung eines zweiten Beschleunigungsmessers. Das Verfahren umfasst auch das Bestimmen eines Gegendrehmomentwerts auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers. Das Verfahren umfasst auch das selektive Steuern eines Motors unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts.
Ein weiterer Aspekt der offengelegten Ausführungsformen umfasst eine Fahrzeugsitzvorrichtung. Die Fahrzeugsitzvorrichtung umfasst einen bürstenlosen Servomotor und ein Steuergerät. Der bürstenlose Servomotor steht in mechanischer Verbindung mit einem Steuerarm, und der Steuerarm erstreckt sich von einer oberen Sitzplatte bis zu einer Basismontageplatte. Das Steuergerät ist so konfiguriert, dass es: von einem ersten Beschleunigungsmesser, der an der oberen Sitzplatte angeordnet ist, eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers empfängt; von einem zweiten Beschleunigungsmesser, der an der Basismontageplatte angeordnet ist, eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers empfängt; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmt; und den bürstenlosen Servomotor selektiv steuert, um unter Verwendung des Steuerarms eine dem Gegendrehmomentwert entsprechende Kraft auf die obere Sitzplatte aufzubringen.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Offenlegung sind in der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen, in den beigefügten Ansprüchen und in den beiliegenden Figuren offenbart.
Figurenliste
Die Offenlegung lässt sich am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung verstehen, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es wird betont, dass die verschiedenen Merkmale der Zeichnungen nach gängiger Praxis nicht maßstabsgetreu sind. Im Gegenteil, die Dimensionen der verschiedenen Merkmale sind der Klarheit halber willkürlich vergrößert oder reduziert.

1 veranschaulicht allgemein ein Vibrationsbeseitigungssystem nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung.
2 veranschaulicht allgemein ein System mit einem Vibrationsbeseitigungs-Steuergerät nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung.
3 ist ein Flussdiagramm, das allgemein ein Verfahren zur Beseitigung von Sitzvibrationen nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Diskussion ist auf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung gerichtet. Obwohl eine oder mehrere dieser Ausführungsformen bevorzugt sein können, sollten die offengelegten Ausführungsformen nicht so interpretiert oder anderweitig verwendet werden, dass sie den Umfang der Offenbarung, einschließlich der Ansprüche, einschränken. Darüber hinaus wird der Fachmann verstehen, dass die folgende Beschreibung eine breite Anwendung hat, und dass die Erörterung einer beliebigen Ausführungsform nur als Beispiel für diese Ausführungsform gedacht ist und nicht andeuten soll, dass der Umfang der Offenbarung, einschließlich der Ansprüche, auf diese Ausführungsform beschränkt ist.
Wie beschrieben, enthalten Fahrzeuge wie PKW, LKW, Sportnutzfahrzeuge, Crossover, Kleintransporter, Aufsitz-Industriegeräte (z.B. Bodenschrubber, Kehrmaschinen, Gabelstapler, kommerzielle Rasenmäher und dergleichen), Boote, Flugzeuge, Hubschrauber und/oder andere geeignete Fahrzeuge in der Regel einen Sitz, auf dem ein Benutzer sitzen kann, während er das Fahrzeug bedient. Während des Betriebs eines Fahrzeugs kann der Benutzer im Sitzen verschiedenen Vibrationen ausgesetzt sein, die aus verschiedenen auf den Sitz wirkenden Kräften resultieren. So können z.B. Motorvibrationen und verschiedene auf das Fahrzeug ausgeübte Kräfte, die z.B. aus verschiedenen Merkmalen eines Weges resultieren, den das Fahrzeug zurücklegt, verschiedene Vibrationen verursachen, die auf den Sitz des Fahrzeugs einwirken.
Typischerweise enthält ein solches Fahrzeug verschiedene Komponenten zur Belastungsreduzierung, die so angepasst sind, dass die Belastung des Benutzers verringert wird, was es dem Benutzer ermöglichen kann, das Fahrzeug über längere Zeiträume zu betreiben, was zu einer höheren produktiven Leistung führt. Zu den verschiedenen Komponenten zur Belastungsreduzierung eines Fahrzeugs können Luftblasen, mechanische Stoßdämpfer und ähnliches gehören. Die verschiedenen Komponenten zur Belastungsreduzierung des Fahrzeugs können so angepasst sein, dass sie den Benutzer von den verschiedenen Vibrationen isolieren, die beim Betrieb des Fahrzeugs auftreten. Die Komponenten zur Belastungsreduzierung können dem Benutzer Komfort bieten und eine wirksame passive Isolierung der Vibrationen für den Benutzer sein. Solche typischen Komponenten zur Belastungsreduzierung bieten jedoch möglicherweise keine aktive Vibrationsbeseitigung und können die Herstellungskosten typischer Fahrzeuge erhöhen.
Dementsprechend können Systeme und Verfahren, wie die hier beschriebenen, die so konfiguriert sind, dass sie sowohl passive als auch aktive Vibrationsbeseitigung bieten, wünschenswert sein. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie eine Bodenbeschleunigung eines Teils des Fahrzeugbodens erfassen, der sich in der Nähe oder unter einem Sitz befindet. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie Beseitigungskräfte auf eine obere Sitzplatte des Sitzes bestimmen und bereitstellen, um eine Bewegung des Sitzes zu steuern, bevor Vibrationen und andere Kräfte auf den Sitz einwirken.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie eine Benutzerschnittstelle bereitstellen. Die Benutzerschnittstelle kann einen wählbaren Schalter (z. B. einen Wahlschalter mit drei Positionen oder einen anderen geeigneten wählbaren Schalter), einen digitalen Schnittstellenschalter (z. B. auf einer Fahrzeuganzeige oder einer anderen geeigneten Anzeige) oder eine andere geeignete Benutzerschnittstelle umfassen. In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie von der Benutzerschnittstelle eine Benutzerpräferenz empfangen (z.B. auf der Grundlage einer Benutzerauswahl). Die Benutzerpräferenz kann eine bevorzugte Betriebsart angeben. Die Benutzermodi können einen Komfortmodus, einen mittleren Modus, einen steifen Modus oder einen anderen geeigneten Modus umfassen. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass die Beseitigungskraft, die auf die obere Sitzplatte ausgeübt wird, auf der Grundlage der Benutzerpräferenz eingestellt werden kann (z.B. um eine vom Benutzer gewählte Fahrsteifigkeit bereitzustellen).
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie eine Motorposition und eine Motordrehzahl eines Motors bestimmen, der mit dem Sitz des Fahrzeugs verbunden ist. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie einen Drehmomentbetrag bestimmen, der über den Motor auf die obere Sitzplatte des Sitzes aufgebracht werden soll, um einen harten Aufprall auf einen mechanischen Anschlag zu reduzieren oder zu eliminieren. Das Drehmoment kann auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl bestimmt werden. Zum Beispiel kann der Betrag des Drehmoments eine Summe aus der Motorposition und der Motordrehzahl umfassen, so dass der Betrag des Drehmoments über den Motor auf die obere Sitzplatte übertragen wird, um dem Aufprall auf den Sitz entgegenzuwirken.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie von einem ersten Beschleunigungsmesser eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers empfangen. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie von einem zweiten Beschleunigungsmesser eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers empfangen. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmen. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie den Motor selektiv unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts steuern.
In einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren kann der Motor einen bürstenlosen Servomotor oder einen anderen geeigneten Motor enthalten. In einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren ist der erste Beschleunigungsmesser an einer oberen Sitzplatte angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren ist der zweite Beschleunigungsmesser an einer Basismontageplatte angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren ist der Steuerarm so ausgelegt, dass er eine Kraft, die dem Wert des Gegendrehmoments entspricht, auf eine obere Sitzplatte ausübt. In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Benutzerpräferenz selektiv einstellen können. In einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren entspricht die Benutzerpräferenz einem gewünschten Fahrstil eines Benutzers. In einigen Ausführungsformen können die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie eine Motorposition des Motors bestimmen. In einigen Ausführungsformen können die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie eine Motordrehzahl des Motors bestimmen. In einigen Ausführungsformen können die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl selektiv einstellen.
1 veranschaulicht allgemein ein Vibrationsbeseitigungssystem 10 nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung. Das System 10 kann mit einem Sitz verbunden sein. Der Sitz und/oder das System 10 kann/können in einem Fahrzeug, wie den hier beschriebenen, angeordnet sein. Das System 10 kann eine obere Sitzplatte 12 und eine Basismontageplatte 14 umfassen. Die obere Sitzplatte 12 kann so konfiguriert sein, dass sie mit einem unteren oder tiefen Teil des Sitzes in Eingriff steht. Die Basismontageplatte 14 kann so konfiguriert sein, dass sie das System 10 und den Sitz an einem Teil des Fahrzeugbodens befestigt.
Das System 10 kann einen Motor 16 enthalten, der an der Basismontageplatte 14 angeordnet ist. Es ist zu verstehen, dass der Motor 16 an jeder geeigneten Stelle abgesehen von der Basismontageplatte 14 angeordnet werden kann. Der Motor 16 kann jeden geeigneten Motor enthalten. Zum Beispiel kann der Motor 16 einen bürstenlosen Servomotor oder einen anderen geeigneten Motor enthalten. Das System 10 enthält ein Steuergerät 18. Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es den Motor 16 selektiv steuert. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18, wie beschrieben wird, so konfiguriert sein, dass es verschiedene Drehmomentwerte bestimmt. Das Steuergerät 18 kann den Motor 16 mit den ermittelten Drehmomentwerten steuern. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den Motor 16 anweisen, sich mit einer Drehzahl zu drehen, die einem bestimmten Drehmomentwert entspricht. Der Motor 16 kann sich als Reaktion auf die Anweisungen von dem Steuergerät 18 bewegen.
Der Motor 16 kann in mechanischer Verbindung mit einem Getriebe 20 stehen. Das Getriebe 20 kann ein beliebiges geeignetes Getriebe enthalten, z.B. ein Schneckengetriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe. Wenn sich der Motor 16 als Reaktion auf die Anweisungen in dem Steuergerät 18 dreht, werden die Zahnräder im Getriebe 20 betätigt. Das Getriebe 20 kann eine Vielzahl von Gängen mit jedem geeigneten Übersetzungsverhältnis enthalten. Das Getriebe 20 kann so konfiguriert sein, dass die Drehzahl reduziert und das von dem Motor 16 bereitgestellte Drehmoment erhöht wird. Wenn die Zahnräder des Getriebes 20 betätigt werden, bewegt sich ein Verbindungsarm 22, der über einen Hebelarm 24 mit dem Getriebe 20 verbunden ist, wodurch die Betätigung eines Hebemechanismus 26 verursacht werden kann.
Der Hebemechanismus 26 kann einen oder mehrere Steuerarme 26' enthalten. In einigen Ausführungsformen können die Steuerarme 26' so angeordnet sein, dass der Hebemechanismus 26 einen Scherenhebemechanismus enthält, jedoch kann der Hebemechanismus 26 jeden geeigneten Hebemechanismus enthalten. Wenn sich der Verbindungsarm 22 bewegt, üben die Steuerarme 26' des Hebemechanismus 26 eine Kraft auf die obere Sitzplatte 12 aus. Die von den Steuerarmen 26' des Hebemechanismus 26 auf die obere Sitzplatte 12 ausgeübte Kraft entspricht dem von dem Steuergerät 18 bestimmten Drehmoment, das durch den Motor 16 aufgebracht wird.
In einigen Ausführungsformen umfasst das System 10 einen Beschleunigungsmesser 28, der an der oberen Sitzplatte 12 angeordnet ist, und einen Beschleunigungsmesser 30, der an der Basismontageplatte 14 angeordnet ist. Obwohl nur der Beschleunigungsmesser 28 und der Beschleunigungsmesser 30 beschrieben sind, kann das System 10 jede geeignete Anzahl von Beschleunigungsmessern [engl.: accelerators] enthalten, einschließlich weniger oder zusätzlicher Beschleunigungsmesser oder Sensoren als die hier beschriebenen. Der Beschleunigungsmesser 28 und der Beschleunigungsmesser 30 können jeden geeigneten Beschleunigungsmesser enthalten. Der Beschleunigungsmesser 28 und der Beschleunigungsmesser 30 können so konfiguriert sein, dass sie Beschleunigungskräfte messen, die auf die obere Sitzplatte 12 bzw. die Basismontageplatte 14 wirken.
Wie beschrieben, umfasst das System 10 das Steuergerät 18. Das Steuergerät 18 kann jedes geeignete Steuergerät oder jeden geeigneten Prozessor, wie die hier beschriebenen, umfassen. Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es Anweisungen ausführt, die in einem Speicher, wie z.B. dem Speicher 32, gespeichert sind, wie allgemein in 2 dargestellt ist. Der Speicher 32 kann aus einer einzelnen Platte oder mehreren Platten (z.B. Festplatten) bestehen und enthält ein Speicherverwaltungsmodul, das eine oder mehrere Partitionen innerhalb des Speichers 32 verwaltet. In einigen Ausführungsformen kann der Speicher 32 Flash-Speicher, Halbleiter-(Festkörper-)Speicher oder ähnliches enthalten. Der Speicher 32 kann einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Nur-LeseSpeicher (ROM) oder eine Kombination davon enthalten.
Die im Speicher 32 gespeicherten Anweisungen bewirken, wenn sie von dem Steuergerät 18 ausgeführt werden, dass das Steuergerät 18 die Wahrnehmung der auf den Fahrzeugsitz einwirkenden Vibrationen durch den Benutzer zumindest steuert oder ganz beseitigt. Zum Beispiel empfängt das Steuergerät 18 eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers von dem Beschleunigungsmesser 28 und eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers von dem Beschleunigungsmesser 30. Die Beschleunigungsmessungen repräsentieren Kräfte, die gegenwärtig auf die obere Sitzplatte 12 bzw. auf die Basismontageplatte 14 wirken. Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmt. Der Gegendrehmomentwert entspricht einem Drehmomentwert, der, wenn das Steuergerät 18 den Motor 16 unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts steuert, eine Kraft erzeugt, die entgegengesetzt und von gleicher oder im Wesentlichen gleicher Größe ist wie die auf die obere Sitzplatte 12 wirkenden Vibrationen.
Wie beschrieben, steuert das Steuergerät 18 den Motor 16 entsprechend dem Gegendrehmomentwert. Wenn sich der Motor 16 entsprechend dem Wert des Gegendrehmoments dreht, bewegen sich die Zahnräder des Getriebes 20, wodurch sich der Verbindungsarm 22 bewegt. Die Steuerarme 26' bewegen oder betätigen sich als Reaktion auf die Bewegung des Verbindungsarms 22, wodurch veranlasst wird, dass der Hebemechanismus 26 eine Kraft ausübt, die den auf die obere Sitzplatte 12 wirkenden Vibrationen entgegengesetzt ist, was die Wahrnehmung der auf die obere Sitzplatte 12 wirkenden Vibrationen durch den Benutzer verringern oder beseitigen kann.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 den Wert des Gegendrehmoments nach dem folgenden Algorithmus bestimmen:
wobei X eine Eingangsvariable, wie z.B. eine Beschleunigungsmessung, für jede mathematische Formel in dem Algorithmus ist und K ist eine eindeutige kalibrierbare Abstimmkonstante ist, die für die mathematische Formel in dem Algorithmus definiert ist. Im obigen Beispiel kann jede Variable abstimmbar und/oder gewichtet sein. Das Steuergerät 18 kann den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Summe aus der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmen.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 in Kommunikation mit einer Benutzerschnittstelle 34 stehen. Die Benutzerschnittstelle 34 kann jede geeignete Schnittstelle enthalten. Beispielsweise kann die Benutzerschnittstelle 34 einen Wahlschalter (z.B. einen Wahlschalter mit drei Positionen oder einen anderen geeigneten Wahlschalter), einen Schalter einer digitalen Schnittstelle (z.B. auf einer Fahrzeuganzeige, auf einer Anzeige eines mobilen Geräts oder einer anderen geeigneten Anzeige) oder eine andere geeignete Benutzerschnittstelle enthalten. Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es von der Benutzerschnittstelle 34 eine Benutzerpräferenz empfängt. Die Benutzerpräferenz kann eine bevorzugte Betriebsart angeben. Zum Beispiel kann der Benutzer des Fahrzeugs eine bevorzugte oder gewünschte Betriebsart über die Benutzerschnittstelle 34 auswählen. Die Benutzermodi können einen Komfortmodus, einen mittleren Modus, einen steifen Modus oder einen anderen geeigneten Modus umfassen. Das Steuergerät 18 kann den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Benutzerpräferenz selektiv einstellen. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den Wert des Gegendrehmoments erhöhen oder verringern, um je nach Benutzerpräferenz mehr oder weniger Vibrationsbeseitigung zu bieten (z.B. um durch Vibrationsbeseitigung ein Fahrerlebnis zu bieten, das der Präferenz des Benutzers entspricht).
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 so konfiguriert sein, dass es den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Motorposition und einer Motordrehzahl des Motors 16 selektiv einstellt, um einen harten Aufprall auf einen mechanischen Endanschlag an dem Sitz zu steuern oder zu beseitigen (z.B. über die obere Sitzplatte 12). Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 eine Motorposition des Motors 16 bestimmen. Das Steuergerät 18 kann eine Motorposition von einem Positionssensor oder von einem anderen geeigneten Sensor empfangen, der in der Nähe des Motors 16 angeordnet und so konfiguriert ist, dass er eine Motorposition des Motors 16 bestimmt. Das Steuergerät 18 kann eine Motordrehzahl des Motors 16 bestimmen. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 eine Motordrehzahl von einem Drehzahlsensor oder einem anderen geeigneten Sensor empfangen, der in der Nähe des Motors 16 angeordnet und so konfiguriert ist, dass er eine Motordrehzahl des Motors 16 bestimmt.
In einigen Ausführungsformen wandelt das Steuergerät 18 die Motorposition in einen normierten Sitzverschiebungswert um, der einer Verschiebung des Sitzbereichs von -100% bis +100% entspricht. Das Steuergerät 18 bestimmt eine Summe aus der Motorposition und der Motordrehzahl. Das Steuergerät 18 bestimmt einen Drehmomentwert und/oder passt den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Summe der Motorposition und der Motordrehzahl selektiv an. Das Steuergerät 18 steuert den Motor 16 unter Verwendung des ermittelten Drehmomentwerts oder des eingestellten Gegendrehmomentwerts, um einen harten Aufprall auf einen mechanischen Endanschlag an der oberen Sitzplatte 12 zu reduzieren oder zu beseitigen.
In einigen Ausführungsformen überwacht das Steuergerät 18 weiterhin Beschleunigungsmessungen, die Motorposition und/oder die Motordrehzahl, um die Wahrnehmung der Vibrationen, die über die obere Sitzplatte 12 auf den Sitz einwirken, durch den Benutzer kontinuierlich zu reduzieren oder zu beseitigen.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 die hier beschriebenen Verfahren durchführen. Die hier beschriebenen Verfahren, wie sie von dem Steuergerät 18 ausgeführt werden, sind jedoch nicht als Einschränkung gedacht, und jede Art von Software, die auf einem Steuergerät ausgeführt wird, kann die hier beschriebenen Verfahren ausführen, ohne vom Umfang dieser Offenlegung abzuweichen. Beispielsweise kann ein Steuergerät, wie ein Prozessor, der Software in einem Computergerät ausführt, die hier beschriebenen Verfahren ausführen.
3 ist ein Flussdiagramm, das allgemein ein Vibrationsbeseitigungsverfahren 300 nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung veranschaulicht. Bei 302 empfängt das Verfahren 300 eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 die Messung des ersten Beschleunigungsmessers von einem der Beschleunigungsmesser 28 und 30 erhalten. Bei 304 empfängt das Verfahren 300 eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 die Messung des zweiten Beschleunigungsmessers von dem anderen der beiden Beschleunigungsmesser 28 und 30 erhalten. Bei 306 bestimmt das Verfahren 300 einen Gegendrehmomentwert. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmen. In einigen Ausführungsformen bestimmt das Steuergerät 18 den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl des Motors 16. In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmen und den Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl einstellen. In einigen Ausführungsformen empfängt das Steuergerät 18, wie beschrieben, die Benutzerpräferenz. Das Steuergerät 18 kann den Wert des Gegendrehmoments oder jeden ermittelten Drehmomentwert auf der Grundlage der Benutzerpräferenz einstellen. Bei 308 steuert das Verfahren 300 den Motor unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts. Zum Beispiel steuert das Steuergerät 18 den Motor 16 unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts. Wenn sich der Motor 16 als Reaktion auf den Gegendrehmomentwert dreht, werden die Zahnräder des Getriebes 20 betätigt, was den Hebelarm 24 antreibt und den Verbindungsarm 22 bewegt. Die Bewegung des Verbindungsarms 22 treibt den Hebemechanismus 26 an, der eine dem Gegendrehmomentwert entsprechende Kraft auf die obere Sitzplatte 12 ausübt. Die auf die obere Sitzplatte 12 ausgeübte Kraft kann die Wahrnehmung der auf den Sitz wirkenden Vibrationen durch den Benutzer verringern oder beseitigen.
In einigen Ausführungsformen umfasst ein System zur Beseitigung von Sitzvibrationen einen Motor, der mechanisch mit einem Steuerarm verbunden ist. Das System umfasst auch einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher enthält Anweisungen, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen: von einem ersten Beschleunigungsmesser eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers zu empfangen; von einem zweiten Beschleunigungsmesser eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu empfangen; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und des zweiten Beschleunigungsmessers zu bestimmen; und den Motor unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts selektiv zu steuern.
In einigen Ausführungsformen enthält der Motor einen bürstenlosen Servomotor. In einigen Ausführungsformen ist der erste Beschleunigungsmesser an einer oberen Sitzplatte angeordnet. In einigen Ausführungsformen ist der zweite Beschleunigungsmesser an einer Basismontageplatte angeordnet. In einigen Ausführungsformen ist der Steuerarm so angepasst, dass er eine Kraft auf eine obere Sitzplatte ausübt, die dem Wert des Gegendrehmoments entspricht. In einigen Ausführungsformen veranlassen die Anweisungen den Prozessor ferner dazu, den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Benutzerpräferenz selektiv einzustellen. In einigen Ausführungsformen entspricht die Benutzerpräferenz einem gewünschten Fahrstil des Benutzers. In einigen Ausführungsformen veranlassen die Anweisungen den Prozessor ferner dazu, eine Motorposition und eine Motordrehzahl des Motors zu bestimmen und den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl selektiv einzustellen.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet ein Verfahren zur Beseitigung von Sitzvibrationen das Empfangen einer Messung des ersten Beschleunigungsmessers. Das Verfahren umfasst auch das Empfangen einer Messung des zweiten Beschleunigungsmessers. Das Verfahren umfasst auch das Bestimmen eines Gegendrehmomentwerts auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers. Das Verfahren umfasst auch das selektive Steuern eines Motors unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts.
In einigen Ausführungsformen enthält der Motor einen bürstenlosen Servomotor. In einigen Ausführungsformen entspricht die Messung des ersten Beschleunigungsmessers einer oberen Sitzplatte. In einigen Ausführungsformen entspricht die Messung des zweiten Beschleunigungsmessers einer Basismontageplatte. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren auch das Aufbringen einer Kraft, die dem Wert des Gegendrehmoments entspricht, auf eine obere Sitzplatte. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren auch die selektive Einstellung des Gegendrehmomentwerts auf der Grundlage einer Benutzerpräferenz. In einigen Ausführungsformen entspricht die Benutzerpräferenz einem gewünschten Fahrstil des Benutzers. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren auch das Bestimmen einer Motorposition und einer Motordrehzahl des Motors und das selektive Einstellen des Gegendrehmomentwerts auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl.
In einigen Ausführungsformen umfasst eine Fahrzeugsitzvorrichtung einen bürstenlosen Servomotor und ein Steuergerät. Der bürstenlose Servomotor steht in mechanischer Verbindung mit einem Steuerarm, der Steuerarm erstreckt sich von einer oberen Sitzplatte bis zu einer Basismontageplatte. Das Steuergerät ist so konfiguriert, dass es: von einem ersten Beschleunigungsmesser, der an der oberen Sitzplatte angeordnet ist, eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers empfängt; von einem zweiten Beschleunigungsmesser, der an der Basismontageplatte angeordnet ist, eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers empfängt; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmt; und den bürstenlosen Servomotor selektiv steuert, um unter Verwendung des Steuerarms eine dem Gegendrehmomentwert entsprechende Kraft auf die obere Sitzplatte auszuüben.
In einigen Ausführungsformen ist das Steuergerät außerdem so konfiguriert, dass es den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Benutzerpräferenz selektiv einstellt. In einigen Ausführungsformen entspricht die Benutzerpräferenz einem gewünschten Fahrstil des Benutzers. In einigen Ausführungsformen ist das Steuergerät ferner so konfiguriert, dass es eine Motorposition und eine Motordrehzahl des bürstenlosen Servomotors bestimmt und den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl selektiv einstellt.
Die vorstehende Diskussion soll die Prinzipien und verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Zahlreiche Variationen und Modifikationen werden dem Fachmann auf diesem Gebiet auffallen, sobald die vorstehende Offenbarung in vollem Umfang gewürdigt wird. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche so ausgelegt werden, dass sie alle diese Variationen und Modifikationen umfassen.
Das Wort „Beispiel“ wird hier verwendet, um als Beispiel, Instanz oder Illustration zu dienen. Jeder hier als „Beispiel“ beschriebene Aspekt oder Entwurf ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Aspekten oder Entwürfen auszulegen. Vielmehr soll die Verwendung des Wortes „Beispiel“ dazu dienen, Konzepte auf konkrete Weise darzustellen. So wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, soll der Begriff „oder“ ein einschließendes „oder“ statt ein ausschließendes „oder“ bedeuten. Das heißt, sofern nicht anders angegeben oder aus dem Kontext klar hervorgeht, bedeutet „X schließt A oder B ein“ eine der natürlichen einschließenden Permutationen. Das heißt, wenn X A einschließt; X B einschließt; oder X sowohl A als auch B einschließt, dann ist „X schließt A oder B ein“ in jedem der vorstehenden Fälle erfüllt. Darüber hinaus sind die Artikel „einer/eine/eines“, wie sie in dieser Anmeldung und den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, allgemein so auszulegen, dass sie „einen oder mehrere“ bedeuten, es sei denn, es ist anders angegeben oder aus dem Kontext klar, dass sie auf eine Singularform gerichtet sind. Darüber hinaus ist die durchgängige Verwendung des Begriffs „eine Implementierung“ oder „die eine Implementierung“ nicht so zu verstehen, dass damit dieselbe Ausführungsform oder Implementierung gemeint ist, es sei denn, sie wird als solche beschrieben.
Implementierungen der hier beschriebenen Systeme, Algorithmen, Verfahren, Anweisungen usw. können in Hardware, Software oder einer beliebigen Kombination davon realisiert werden. Die Hardware kann z.B. Computer, IP-Kerne (IP = Intellectual Property), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), programmierbare Logik-Arrays, optische Prozessoren, programmierbare Logik-Controller, Mikrocode, Mikrocontroller, Server, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder jede andere geeignete Schaltung umfassen. In den Ansprüchen ist der Begriff „Prozessor“ so zu verstehen, dass er jede der vorgenannten Hardwarekomponenten, entweder einzeln oder in Kombination, umfasst. Die Begriffe „Signal“ und „Daten“ werden austauschbar verwendet.
Wie hier verwendet, kann der Begriff Modul eine gepackte funktionale Hardware-Einheit umfassen, die für die Verwendung mit anderen Komponenten ausgelegt ist, einen Satz von Anweisungen, die von einem Steuergerät ausgeführt werden können (z.B. ein Prozessor, der Software oder Firmware ausführt), eine Verarbeitungsschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie eine bestimmte Funktion ausführt, und eine in sich geschlossene Hardware- oder Software-Komponente, die eine Schnittstelle zu einem größeren System bildet. Ein Modul kann zum Beispiel eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine Schaltung, eine digitale Logikschaltung, eine analoge Schaltung, eine Kombination von diskreten Schaltungen, Gattern und anderen Arten von Hardware oder eine Kombination davon enthalten. In anderen Ausführungsformen kann ein Modul einen Speicher enthalten, der von einem Steuergerät ausführbare Anweisungen speichert, um ein Merkmal des Moduls zu implementieren.
Darüber hinaus können in einem Aspekt beispielsweise hier beschriebene Systeme unter Verwendung eines Allzweckrechners oder Allzweckprozessors mit einem Computerprogramm implementiert werden, das bei seiner Ausführung beliebige der hier beschriebenen Verfahren, Algorithmen und/oder Anweisungen ausführt. Zusätzlich oder alternativ kann z.B. ein spezieller Computer/Prozessor verwendet werden, der andere Hardware zur Ausführung der hier beschriebenen Verfahren, Algorithmen oder Anweisungen enthalten kann.
Ferner können alle oder ein Teil der Implementierungen der vorliegenden Offenlegung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, das z.B. von einem computerverwendbaren oder computerlesbaren Medium zugänglich ist. Ein computerverwendbares oder computerlesbares Medium kann jedes Gerät sein, das z.B. das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Prozessor greifbar enthalten, speichern, kommunizieren oder transportieren kann. Das Medium kann z.B. ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches oder ein Halbleitergerät sein. Andere geeignete Medien sind ebenfalls verfügbar.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, Umsetzungen und Aspekte wurden beschrieben, um ein einfaches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen und die vorliegende Erfindung nicht einzuschränken. Im Gegenteil, die Erfindung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken, die in den Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen, wobei diesem Geltungsbereich die weiteste Auslegung zugestanden werden soll, um alle derartigen Modifikationen und äquivalenten Anordnungen abzudecken, die nach dem Gesetz zulässig sind.

Claims

System zur Beseitigung von Sitzvibrationen, wobei das System umfasst: einen Motor in mechanischer Verbindung mit einem Steuerarm; einen Prozessor; und einen Speicher, der Anweisungen enthält, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen: von einem ersten Beschleunigungsmesser eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers zu empfangen; von einem zweiten Beschleunigungsmesser eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu empfangen; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu bestimmen; und den Motor selektiv unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts zu steuern.
System nach Anspruch 1, wobei der Motor einen bürstenlosen Servomotor enthält.
System nach Anspruch 1, wobei der erste Beschleunigungsmesser an einer oberen Sitzplatte angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei der zweite Beschleunigungsmesser an einer Basismontageplatte angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Steuerarm so ausgelegt ist, dass er eine Kraft auf eine obere Sitzplatte ausübt, die dem Wert des Gegendrehmoments entspricht.
System nach Anspruch 1, wobei die Anweisungen den Prozessor ferner dazu veranlassen, den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Benutzerpräferenz selektiv einzustellen.
System nach Anspruch 6, wobei die Benutzerpräferenz einem gewünschten Fahrstil eines Benutzers entspricht.
System nach Anspruch 1, wobei die Anweisungen den Prozessor weiter dazu veranlassen: eine Motorposition und eine Motordrehzahl des Motors zu bestimmen; und den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl selektiv einzustellen.
Verfahren zur Beseitigung von Sitzvibrationen, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen einer Messung eines ersten Beschleunigungsmessers; Empfangen einer Messung eines zweiten Beschleunigungsmessers; Bestimmen eines Gegendrehmomentwertes auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers; und selektives Steuern eines Motors unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Motor einen bürstenlosen Servomotor umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Messung des ersten Beschleunigungsmessers einer oberen Sitzplatte entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Messung des zweiten Beschleunigungsmessers einer Basismontageplatte entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Aufbringen einer Kraft auf eine obere Sitzplatte umfasst, die dem Wert des Gegendrehmoments entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das selektive Einstellen des Gegendrehmomentwerts auf der Grundlage einer Benutzerpräferenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Benutzerpräferenz einem gewünschten Fahrstil eines Benutzers entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, weiter umfassend: Bestimmen einer Motorposition und einer Motordrehzahl des Motors; und selektives Einstellen des Gegendrehmomentwerts auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl.
Fahrzeugsitzvorrichtung, umfassend: einen bürstenlosen Servomotor in mechanischer Verbindung mit einem Steuerarm, wobei sich der Steuerarm von einer oberen Sitzplatte bis zu einer Basismontageplatte erstreckt; ein Steuergerät, das konfiguriert ist, um: von einem ersten Beschleunigungsmesser, der an der oberen Sitzplatte angeordnet ist, eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers zu empfangen; von einem zweiten Beschleunigungsmesser, der an der Basismontageplatte angeordnet ist, eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu empfangen; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu bestimmen; und den bürstenlosen Servomotor selektiv zu steuern, um mit Hilfe des Steuerarms eine dem Gegendrehmomentwert entsprechende Kraft auf die obere Sitzplatte aufzubringen.
Fahrzeugsitzvorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Steuergerät ferner so konfiguriert ist, dass es den Gegendrehmomentwert auf der Grundlage einer Benutzerpräferenz selektiv einstellt.
Fahrzeugsitzvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Benutzerpräferenz einem gewünschten Fahrstil eines Benutzers entspricht.
Fahrzeugsitzvorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Steuergerät ferner konfiguriert ist, um: eine Motorposition und eine Motordrehzahl des bürstenlosen Servomotors zu bestimmen; und den Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl selektiv einzustellen.