DE102021120417A1

DE102021120417A1 - Systeme und verfahren zur lenksäulendrehmomentschätzung ohne einen torsionsstab

Info

Publication number: DE102021120417A1
Application number: DE102021120417.8A
Authority: DE
Inventors: Anusha Mannava
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2020-08-06
Filing date: 2021-08-05
Publication date: 2022-02-10
Also published as: CN114056427A; US11648981B2; US20220041209A1; CN114056427B

Abstract

Ein Verfahren zum Schätzen eines Torsionsstabdrehmoments umfasst das Empfangen eines Handradpositionswerts, der eine Position eines Handrads eines Lenksystems angibt, von einem ersten Sensor und das Empfangen eines Motorpositionswerts, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt, von einem zweiten Sensor. Das Verfahren umfasst außerdem das Schätzen eines Torsionsstabdrehmomentwerts unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung, laufende Nummer 63/062.384, eingereicht am 6. August 2020, die hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf eine Lenksäulendrehmomentschätzung und insbesondere auf Systeme und Verfahren zur Lenksäulendrehmomentschätzung ohne einen Torsionsstab.
HINTERGRUND
Ein Fahrzeug wie z. B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, eine Geländelimousine, ein Crossover, ein Kleintransporter, ein Wasserfahrzeug, ein Luftfahrzeug, ein Geländefahrzeug, ein Wohnmobil oder ein anderes geeignetes Fahrzeug enthält typischerweise verschiedene Lenkungskomponenten eines elektronischen Servolenkungssystems, die dafür ausgelegt sind, für eine Bedienungsperson eines derartigen Fahrzeugs eine Lenkunterstützung bereitzustellen. Derartige Komponenten enthalten typischerweise einen oder mehrere Sensoren, die dafür ausgelegt sind, verschiedene abgetastete Werte einem Controller bereitzustellen. Der Controller erzeugt typischerweise ein Unterstützungsdrehmoment unter Verwendung der verschiedenen abgetasteten Werte.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf Fahrzeuglenksysteme.
Ein Aspekt der offenbarten Ausführungsformen enthält ein System zum Schätzen eines Torsionsstabdrehmoments. Das System enthält einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher enthält Anweisungen, die, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen: von einem ersten Sensor, der oberhalb eines Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts eines Lenksystems angeordnet ist, einen Handradpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Handrads eines Lenksystems angibt; von einem zweiten Sensor einen Motorpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt; und einen Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu schätzen.
Ein weiterer Aspekt der offenbarten Ausführungsformen enthält ein Verfahren zum Schätzen eines Torsionsstabdrehmoments. Das Verfahren umfasst das Empfangen eines Handradpositionswerts, der eine Position eines Handrades eines Lenksystems angibt, von einem ersten Sensor, der oberhalb eines Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts eines Lenksystems angeordnet ist, und das Empfangen eines Motorpositionswerts, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt, von einem zweiten Sensor. Das Verfahren umfasst außerdem das Schätzen eines Werts des Torsionsstabdrehmoments unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts.
Ein weiterer Aspekt der offenbarten Ausführungsformen enthält eine Vorrichtung zum Schätzen eines Torsionsstabdrehmoments. Die Vorrichtung enthält einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher enthält Anweisungen, die, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen: von einem ersten Sensor, der oberhalb eines Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts eines Lenksystems angeordnet ist, einen Handradpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Handrads des Lenksystems angibt; von einem zweiten Sensor einen Motorpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt; einen Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu schätzen; und eine Regelung unter Verwendung des Werts des Torsionsstabdrehmoments bereitzustellen.
Diese und weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, den beigefügten Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbart.
Figurenliste
Die Offenbarung wird am besten aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es wird hervorgehoben, dass gemäß der allgemeinen Praxis die verschiedenen Merkmale in den Zeichnungen nicht maßstabsgetreu sind. Im Gegenteil sind die Abmessungen der verschiedenen Merkmale um der Klarheit willen willkürlich vergrößert oder verkleinert.

1 veranschaulicht allgemein ein Fahrzeug gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
2A veranschaulicht allgemein die Anordnung des Torsionsstabs und des Positionssensors in typischen Handradaktuatoren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
2B veranschaulicht allgemein ein Modell eines Masse-Feder-Dämpfers für den Handradaktuator nach 2A.
3 veranschaulicht allgemein einen Blockschaltplan eines Abschnitts eines Lenksystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
4 veranschaulicht allgemein ein Torsionsstabdrehmoment-Schätzsystem gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
5 ist ein Ablaufplan, der allgemein ein Torsionsstabdrehmoment-Schätzverfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Erörterung ist auf verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung gerichtet. Obwohl eine oder mehrere dieser Ausführungsformen bevorzugt sein können, sollten die offenbarten Ausführungsformen nicht als den Schutzumfang der Offenbarung einschließlich der Ansprüche einschränkend interpretiert oder anderweitig verwendet werden. Zusätzlich erkennt ein Fachmann auf dem Gebiet, dass die folgende Beschreibung eine umfassende Anwendung aufweist, wobei die Erörterung irgendeiner Ausführungsform nur beispielhaft für diese Ausführungsform gemeint ist und nicht vorgesehen ist, um anzugeben, dass der Schutzumfang der Offenbarung einschließlich der Ansprüche auf diese Ausführungsform eingeschränkt ist.
Wie beschrieben worden ist, enthält ein Fahrzeug wie z. B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, eine Geländelimousine, ein Crossover, ein Kleintransporter, ein Wasserfahrzeug, ein Luftfahrzeug, ein Geländefahrzeug, ein Wohnmobil oder ein anderes geeignetes Fahrzeug typischerweise verschiedene Lenkungskomponenten eines elektronischen Servolenkungssystems, das dafür ausgelegt ist, für eine Bedienungsperson eines derartigen Fahrzeugs eine Lenkunterstützung bereitzustellen. Derartige Komponenten enthalten typischerweise einen oder mehrere Sensoren, die dafür ausgelegt sind, verschiedene abgetastete Werte für einen Controller bereitzustellen. Der Controller erzeugt typischerweise unter Verwendung der verschiedenen abgetasteten Werte ein Hilfsdrehmoment.
Typischerweise wird bei einem Lenksäulenunterstützungsaktuator einer elektronischen Servolenkung (CEPS-Aktuator) und/oder bei einem Riemenantrieb-Handrad- (HW-) Aktuator ein Lenksäulendrehmoment durch einen Torsionsstab und einen Drehmomentsensor gemessen. Dieser Messwert des Lenksäulendrehmoments, der als T-Stab-Drehmoment bezeichnet wird, wird typischerweise zur Gestaltung des Lenkgefühls in einem Steer-by-Wire- (SbW-) System durch ein Regelsystem verwendet.
Das T-Stab-Drehmoment kann außerdem in typischen Fahrerdrehmoment-Schätzschemata (z. B. SF44) und Funktionen des fortschrittlichen Fahrerassistenzsystems (ADAS), wie z. B. Hände-am-Rad- oder Autonom-zu-Fahrer-Übergang-Managementverfahren, verwendet werden. Das Gesamt-T-Stab-Drehmoment wird verwendet, um eine Fahreraktivität am Lenkrad zu detektieren und zu managen.
In HW-Aktuatoren ist typischerweise ein T-Stab in der Lenksäule zwischen dem Handrad und dem Motor angeordnet. Ein Absolut-HW-Positionssensor ist unterhalb des T-Stabs angeordnet. Die Motorposition wird von einer an der unteren Welle des Motors angebrachten Motorsensorplatine erhalten, wie in 2A allgemein veranschaulicht ist. Dieses System kann als Masse-Feder-Dämpfersystem mit zwei Massen modelliert werden, wie in 2B allgemein veranschaulicht ist.
Dieses System kann als 2-Massen-System modelliert werden, wobei das Handrad als eine durch J_hw bezeichnete Masse mit einer Dämpfung b_hw modelliert wird und der Motor als eine durch Jm bezeichnete zweite Masse mit einer Dämpfung b_m modelliert wird. Die Lenksäule, die die beiden Massen verbindet, weist eine Steifigkeit k_col und eine Dämpfung b_col auf. Die Position und das am Motor ausgeübte Drehmoment θ_m, τ_m sind für eine Messung verfügbar. Auf der Fahrerseite werden jedoch typischerweise die Handradposition und das Fahrerdrehmoment nicht direkt gemessen oder verfügbar gemacht. Für das System in 2A kann die Handradposition aus der Motorposition und dem T-Stab-Drehmoment erhalten werden: $τ_{b a r,}$
$θ_{h w} = θ_{m} + τ_{b a r} / k_{c o l}$
Hier kann die wahre Handradposition ohne das T-Stab-Drehmoment nicht wiedergewonnen werden, wobei von der Fahrerseite keine Informationen verfügbar sind.
Die Dynamik dieser Konfiguration ist wie folgt: ${\dot{τ}}_{b a r} = τ_{b a r}^{r t}$
${\dot{τ}}_{b a r}^{r t} = \frac{- k_{c o l}}{J_{h w}} τ_{b a r} - \frac{(b_{h w} + b_{c o l})}{J_{h w}} τ_{b a r}^{r t} + k_{c o l} (\frac{b_{m}}{J_{m}} - \frac{b_{h w}}{J_{h w}}) ω_{m} - \frac{k_{c o l}}{J_{m}} τ_{m} + k_{c o l} (\frac{1}{J_{h w}} - \frac{1}{J_{m}}) τ_{d r}$
${\dot{θ}}_{m} = ω_{m}$
${\dot{ω}}_{m} = \frac{- b_{m}}{J_{m}} ω_{m} + \frac{τ_{m}}{J_{m}} + \frac{τ_{d r}}{J_{m}}$
wobei w'', die Motorgeschwindigkeit ist und $τ_{b a r}^{r t}$
die Drehung des T-Stabs ist. Aus einer Systemperspektive sind $x = [τ_{b a r}, τ_{b a r}^{r t}, θ_{m}, ω_{m}]$
die Zustände, sind u = [τ_m, τ_dr] die Eingaben und sind y = [τ_bar, θ_m] die Ausgaben.
Derartige typische Systeme können jedoch an den folgenden Problemen leiden: (i) der Messbereich kann auf ±10 Newtonmeter (Nm) begrenzt sein, wohingegen das Lenksäulendrehmoment bis zu 64 Nm betragen kann. Typische weiche Anschläge der Endlage (EoT) in Steer-by-Wire-Systemen (SbW) betragen im Wesentlichen 25 Nm. Ohne zuverlässige Drehmomentmessungen im EoT-Bereich kann die Steuerstrategie zwischen Regelkreis und Steuerkette wechseln, was eine ungeglättete Wirkung auf das Lenkgefühl verursacht, (ii) der T-Stab kann zur Hysterese neigen und fügt eine zusätzliche Nichtlinearität in das HW-Aktuatorsystem ein, die eine Kompensation erfordert, (iii) der T-Stab kann eine Steifigkeit von 2,6 Nm/Grad aufweisen. Für bestimmte HW-Manöver kann der T-Stab schnell gegen die Endzähne stoßen, was zu Geräusch-, Schwingungs- und Härteproblemen führt, und/oder (iv) die dem Bilden einer Baugruppe des T-Stabs und des Drehmomentsensors zugeordneten Kosten können relativ hoch sein.
Entsprechend können Systeme und Verfahren, wie z. B. jene, die hier beschrieben sind, die konfiguriert sind, das T-Stab-Drehmoment ohne einen T-Stab und/oder einen T-Stab-Positionssensor schätzen, wünschenswert sein. In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren konfiguriert sein, die Anordnung des Handradpositionssensors zu ändern, so dass der Handradpositionssensor an einem Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitt des Lenksystems angeordnet ist.
Eine derartige Änderung der Position des Handradpositionssensors kann ermöglichen, dass eine Verschiebung beider Massen für den Controller des Lenksystems verfügbar ist. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können konfiguriert sein, die relative Verschiebung zu verwenden, um das T-Stab-Drehmoment zu schätzen.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren konfiguriert sein, die Dynamik des Lenksystems (z. B. mit dem Handradpositionssensor, der oberhalb des Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts angeordnet ist) wie folgt darzustellen: ${\dot{θ}}_{h w} = ω_{h w}$
${\dot{ω}}_{h w} = \frac{1}{J_{h w}} (- b_{h w} ω_{h w} - k_{c o l} (θ_{h w} - θ_{m}) - b_{c o l} (ω_{h w} - ω_{m}) + τ_{d r})$
${\dot{θ}}_{m} = ω_{m}$
${\dot{ω}}_{m} = \frac{1}{J_{m}} (- b_{m} ω_{m} + τ_{m} + τ_{d r})$
$τ_{b a r} = k_{c o l} (θ_{h w} - θ_{m})$
Aus einer Systemperspektive sind x = [θ_hw, ω_hw, θ_m, ω_m] die Zustände, sind u = [τ_dr, τ_mtr] die Eingaben und sind y = [θ_hw, _θm, τ_bar] die Ausgaben.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren konfiguriert sein, das T-Stab-Drehmoment unter Verwendung der relativen Verschiebung und der Steifigkeit direkt zu schätzen, was definiert sein kann als: $τ_{b a r} = k_{c o l} (θ_{h w} - θ_{m})$
Das hier beschriebene System und die hier beschriebenen Verfahren können konfiguriert sein, eine direkte Berechnung bereitzustellen, um eine angemessene Drehmomentschätzung bereitzustellen. Eine derartige Berechnung kann für niederfrequente oder stationäre Eingaben verwendet werden (d. h., bei relativ höheren Frequenzen kann die Phasenbeziehung zwischen den beiden Positionsdaten relevanter werden).
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren konfiguriert sein, das T-Stab-Drehmoment unter Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells der Nachgiebigkeit zu schätzen, das definiert sein kann als: $τ_{b a r} = K_{c o l} (s) (θ_{h w} - θ_{m t r})$
Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können konfiguriert sein, die Systemidentifikationswerkzeuge zu verwenden, um die Dynamik zwischen der relativen Verschiebung und dem T-Stab zu erhalten, die verwendet werden kann, das T-Stab-Drehmoment zu schätzen. In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren konfiguriert sein, ein „Steifigkeitsmodell“ mit der relativen Verschiebung als eine Eingabe und dem T-Stab als eine Ausgabe zu verwenden, was die der Phasenverzögerung der Schätzung zugeordneten Probleme verringern oder eliminieren kann.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren konfiguriert sein, das T-Stab-Drehmoment unter Verwendung eines Störungsstil-Fahrerdrehmomentbeobachters schätzen, der definiert sein kann als: ${\dot{\hat{θ}}}_{h w} = {\hat{ω}}_{h w}$
${\dot{\hat{ω}}}_{h w} = \frac{1}{J_{h w}} (- b_{h w} {\hat{ω}}_{h w} - k_{c o l} ({\hat{θ}}_{h w} - {\hat{θ}}_{m}) - b_{c o l} ({\hat{ω}}_{h w} - {\hat{ω}}_{m}) + {\dot{τ}}_{d r}) + K_{1} (ω_{h w} - {\hat{ω}}_{h w})$
${\dot{\hat{θ}}}_{m} = {\hat{ω}}_{m}$
${\dot{\hat{ω}}}_{m} = \frac{1}{J_{m}} (- b_{m} {\hat{ω}}_{m} + {\hat{τ}}_{m} + {\hat{τ}}_{d r}) + K_{2} (ω_{m} - {\hat{ω}}_{m})$
${\dot{\hat{τ}}}_{d r} = K_{3} (ω_{h w} - {\hat{ω}}_{h w}) + K_{4} (ω_{m} - {\hat{ω}}_{m})$
wobei die geschätzten Variablen durch die Variablen ‚mit Hut‘ (·̂) bezeichnet sind. K₁, K₂, K₃, K₄ sind die Verstärkungen, die auf den Schätzfehler der HW-Position und den Schätzfehler der Motorposition angewendet werden. Diese Verstärkungen können durch eine Anordnung der Pole oder durch eine LQG- oder eine Kalman-Filter-Bauform gewählt werden.
Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können konfiguriert sein, die Verschiebungsdaten von beiden Massen im HW-Aktuator zu erhalten, die sich aus der Änderung der Anordnung des HW-Positionssensors ergeben. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können konfiguriert sein, diese Informationen zu verwenden, um einen Störungsstil-Fahrerdrehmomentbeobachter zu entwerfen.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren konfiguriert sein, ein Lenksäulendrehmoment innerhalb des gesamten möglichen Bereichs zu messen, (und können z. B. nicht auf ±10 Nm eingeschränkt sein, wie es bei der T-Stab-Messung der Fall ist). Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können konfiguriert sein, ein geringes Rauschen und eine verringerte oder eliminierte Hysterese bei der T-Stab-Drehmomentschätzung bereitstellen (z. B. aufgrund von Positionsmessungen mit erhöhter Genauigkeit und verbessertem Rauschabstand gegenüber typischen Drehmomentmessungen).
Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können konfiguriert sein, die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung auf jeden geeigneten HW-Aktuator mit Nachgiebigkeit, einschließlich CEPS- und Riemenantriebssystemen, anzuwenden. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können konfiguriert sein, nur Positionsdaten für die Fahrerdrehmomentschätzung zu verwenden, was rechnerisch weniger aufwändig sein kann. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können konfiguriert sein, ein Signal für die Regelung in Systemen ohne einen T-Stab bereitzustellen. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können konfiguriert sein, eine Sicherungs-Drehmomentmessquelle im Fall von Drehmomentsensorstörungen für Systeme mit einem T-Stab bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren konfiguriert sein, von einem ersten Sensor einen Handradpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Handrads eines Lenksystems angibt. Der erste Sensor kann über oder unmittelbar bei einem Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitt des Lenksystems angeordnet sein. Das Lenksystem kann ein Steer-by-Wire-Lenksystem oder ein anderes geeignetes Lenksystem enthalten. Das Handrad kann einen Lenksäulenunterstützungsaktuator einer elektronischen Servolenkung, einen Riemenantrieb-Handradaktuator, einen Handradaktuator, andere geeignete Aktuatoren oder Komponenten oder eine Kombination daraus enthalten. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können konfiguriert sein, von einem zweiten Sensor einen Motorpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können konfiguriert sein, einen Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu schätzen.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren konfiguriert sein, eine relative Verschiebung und eine Steifigkeit unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu bestimmen und das Torsionsstabdrehmoment unter Verwendung der relativen Verschiebung und der Steifigkeit zu schätzen.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren konfiguriert sein, den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells der Nachgiebigkeit basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert zu schätzen. In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren konfiguriert sein, den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Störungsstil-Fahrerdrehmomentbeobachters basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert zu schätzen.
In einigen Ausführungsformen veranlassen die Anweisungen den Prozessor ferner, unter Verwendung des Torsionsstabdrehmomentwerts eine Regelung bereitzustellen.
1 veranschaulicht allgemein ein Fahrzeug 10 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung. Das Fahrzeug 10 kann jedes geeignete Fahrzeug, wie z. B. einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, eine Geländelimousine, einen Kleintransporter, einen Crossover, irgendein anderes Personenfahrzeug, irgendein geeignetes Nutzfahrzeug oder irgendein anderes geeignetes Fahrzeug, enthalten. Während das Fahrzeug 10 als ein Personenfahrzeug mit Rädern und zur Verwendung auf Straßen veranschaulicht wird, können die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung auf andere Fahrzeuge, wie z. B. Flugzeuge, Boote, Züge, Drohnen oder andere geeignete Fahrzeuge, angewendet werden.
Das Fahrzeug 10 enthält eine Karosserie 12 und eine Haube 14. Ein Fahrgastraum 18 ist wenigstens teilweise durch die Karosserie 12 definiert. Ein weiterer Abschnitt der Karosserie 12 definiert einen Kraftmaschinenraum 20. Die Haube 14 kann beweglich an einem Abschnitt der Karosserie 12 angebracht sein, so dass die Haube 14 Zugang zum Kraftmaschinenraum 20 bereitstellt, wenn sich die Haube 14 an einer ersten oder offenen Position befindet, und die Haube 14 den Kraftmaschinenraum 20 abdeckt, wenn sich die Haube 14 an einer zweiten oder geschlossenen Position befindet. In einigen Ausführungsformen kann der Kraftmaschinenraum 20 in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 10 angeordnet sein, anders als es im Allgemeinen veranschaulicht ist.
Der Fahrgastraum 18 kann hinter dem Kraftmaschinenraum 20 angeordnet sein, wobei er aber in den Ausführungsformen, bei denen der Kraftmaschinenraum 20 im hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 10 angeordnet ist, vor dem Kraftmaschinenraum 20 angeordnet sein kann. Das Fahrzeug 10 kann irgendein geeignetes Antriebssystem enthalten, einschließlich einer Brennkraftmaschine, eines oder mehrerer Elektromotoren (z. B. ein Elektrofahrzeug), einer oder mehrerer Brennstoffzellen, eines Hybridantriebssystems (z. B. ein Hybridfahrzeug), das eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine, einem oder mehreren Elektromotoren und/oder irgendeinem anderen geeigneten Antriebssystem umfasst.
In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 eine Kraftmaschine mit Benzin oder Ottokraftstoff enthalten, wie z. B. eine Funkenzündungs-Kraftmaschine. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 eine Dieselkraftstoffmaschine, wie z. B. eine Kompressionszündungskraftmaschine, enthalten. Der Kraftmaschinenraum 20 beherbergt und/oder umschließt wenigstens einige Komponenten des Antriebssystems des Fahrzeugs 10. Zusätzlich oder alternativ sind im Fahrgastraum 18 des Fahrzeugs 10 Antriebsbedienelemente wie z. B. ein Fahrpedal-Aktuator (z. B. ein Fahrpedal), ein Bremsaktuator (z. B. ein Bremspedal), ein Lenkrad und andere derartige Komponenten angeordnet. Die Antriebsbedienelemente können durch einen Fahrer des Fahrzeugs 10 betätigt oder gesteuert sein und können direkt mit den entsprechenden Komponenten des Antriebssystems, wie z. B. einer Drosselklappe, einer Bremse, einer Fahrzeugachse, einem Fahrzeuggetriebe und dergleichen, verbunden sein. In einigen Ausführungsformen können die Antriebssteuerungen Signale an einen Fahrzeugcomputer (z. B. Drive-by-Wire) übertragen, der wiederum die entsprechende Antriebskomponente des Antriebssystems steuern kann. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 als solches ein autonomes Fahrzeug sein.
In einigen Ausführungsformen enthält das Fahrzeug 10 ein Getriebe, das über ein Schwungrad oder eine Kupplung oder eine Fluidkupplung mit einer Kurbelwelle in Verbindung steht. In einigen Ausführungsformen enthält das Getriebe ein Schaltgetriebe. In einigen Ausführungsformen enthält das Getriebe ein Automatikgetriebe. Das Fahrzeug 10 kann im Fall einer Brennkraftmaschine oder eines Hybridfahrzeugs einen oder mehrere Kolben enthalten, die mit der Kurbelwelle zusammenarbeiten, um eine Kraft zu erzeugen, die durch das Getriebe zu einer oder mehrere Achsen übersetzt wird, die die Räder 22 drehen. Wenn das Fahrzeug 10 einen oder mehrere Elektromotoren enthält, stellt eine Fahrzeugbatterie und/oder eine Brennstoffzelle den Elektromotoren Energie bereit, um die Räder 22 zu drehen.
Das Fahrzeug 10 kann automatische Fahrzeugantriebssysteme, wie z. B. eine Geschwindigkeitsregelung, eine adaptive Geschwindigkeitsregelung, eine automatische Bremssteuerung, andere automatische Fahrzeugantriebssysteme oder eine Kombination daraus, enthalten. Das Fahrzeug 10 kann ein autonomes oder halbautonomes Fahrzeug oder ein anderer geeigneter Fahrzeugtyp sein. Das Fahrzeug 10 kann zusätzliche oder weniger Merkmale als jene, die hier allgemein veranschaulicht und/oder offenbart sind, enthalten.
In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 eine Ethernet-Komponente 24, einen Controller-Bereichsnetz- (CAN-) Bus 26, eine Komponente des Transports medienorientierter Systeme (MOST) 28, eine FlexRay-Komponente 30 (z. B. ein Brake-by-Wire-System und dergleichen) und eine Komponente eines lokalen Zusammenschaltungsnetzes (LIN) 32 enthalten. Das Fahrzeug 10 kann den CAN-Bus 26, den MOST 28, die FlexRay-Komponente 30, das LIN 32, andere geeignete Netze oder Kommunikationssysteme oder eine Kombination daraus verwenden, um verschiedene Informationen, z. B. von Sensoren innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs, z. B. zu verschiedenen Prozessoren oder Controllern innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs zu übertragen. Das Fahrzeug 10 kann zusätzliche oder weniger Merkmale als jene, die hier allgemein veranschaulicht und/oder offenbart sind, enthalten.
In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 ein Lenksystem, wie z. B. ein elektronisches Servolenkungssystem (EPS-System), enthalten. Die EPS kann eine Lenksäulenunterstützungs-EPS (CEPS), eine Riemenantrieb-EPS oder eine andere geeignete EPS enthalten. Die EPS kann ein Lenklenksäulensystem 200 enthalten, wie es in 3 allgemein veranschaulicht ist.
Das System 200 kann ein Handrad 202, eine Lenksäulenanordnung 204 und einen Motor 206 enthalten. Der Motor kann konfiguriert sein, der Lenksäulenanordnung 204 und/oder dem Handrad 202 eine Drehmomentunterstützung bereitzustellen. Die Drehmomentunterstützung kann durch die Bedienungsperson des Fahrzeugs 10 als Lenkunterstützung erfahren werden, was die Anstrengung verringern kann, die durch die Bedienungsperson des Fahrzeugs 10 erforderlich ist, um das Handrad 202 zu betätigen. Die Lenksäulenanordnung 204 kann einen Handradaktuator und eine oder mehrere andere geeignete Komponenten enthalten.
Das System 200 kann einen ersten Sensor 208 und einen zweiten Sensor 210 enthalten. Der erste Sensor 208 kann einen Handradpositionssensor oder einen anderen geeigneten Sensor enthalten. Der erste Sensor 208 kann oberhalb eines Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts der Komponente der Lenksäulenanordnung 204 angeordnet sein. Der erste Sensor 208 kann konfiguriert sein, eine Position des Handrads 202 abzutasten und/oder zu messen. Der erste Sensor 208 kann die Handradpositionswerte zu einem Controller der EPS, wie z. B. den Controller 300, übertragen, wie in 3 allgemein veranschaulicht ist.
Der zweite Sensor 210 kann einen Motorpositionssensor oder einen anderen geeigneten Sensor enthalten. Der zweite Sensor 210 kann konfiguriert sein, eine Motorposition des Motors 206 abzutasten und/oder zu messen. Der zweite Sensor 210 kann die Motorpositionswerte zu dem Controller 300 übertragen. Es sollte erkannt werden, dass das System 200 jeden geeigneten Sensor enthalten kann und irgendeine geeignete Anzahl von Sensoren zusätzlich zu oder anstelle der hier beschriebenen enthalten kann.
Der Controller 300 kann einen Prozessor 302 und einen Speicher 304 enthalten. Der Prozessor 302 kann jeden geeigneten Prozessor, wie z. B. jene, die hier beschrieben sind, enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann der Controller 300 zusätzlich zu oder außer dem Prozessor 302 irgendeine geeignete Anzahl von Prozessoren enthalten. Der Speicher 304 kann eine einzelne Platte oder mehrere Platten (z. B. Festplatten) umfassen und enthält ein Speichermanagementmodul, das eine oder mehrere Partitionen innerhalb des Speichers 304 managt. In einigen Ausführungsformen kann der Speicher 304 einen Flash-Speicher, einen Halbleiter- (Festkörper-) Speicher oder dergleichen enthalten. Der Speicher 304 kann einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM) oder eine Kombination daraus enthalten. Der Speicher 304 kann Anweisungen enthalten, die, wenn sie durch den Prozessor 302 ausgeführt werden, den Prozessor 302 veranlassen, wenigstens einen T-Stab-Drehmomentpositionswert zu schätzen.
In einigen Ausführungsformen kann der Controller 300 von dem ersten Sensor einen Handradpositionswert empfangen, der eine Position des Handrads 202 angibt. Der Controller 300 empfängt von dem zweiten Sensor einen Motorpositionswert, der eine Position des Motors 206 angibt. Der Controller 300 kann unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts einen Torsionsstabdrehmomentwert schätzen.
In einigen Ausführungsformen kann der Controller 300 z. B. eine relative Verschiebung und eine Steifigkeit, wie beschrieben worden ist, unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts bestimmen. Der Controller 300 kann unter Verwendung der relativen Verschiebung und der Steifigkeit das Torsionsstabdrehmoment schätzen.
In einigen Ausführungsformen schätzt der Controller 300 den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells der Nachgiebigkeit, wie beschrieben worden ist, basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert. In einigen Ausführungsformen kann der Controller 300 den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Störungsstil-Fahrerdrehmomentbeobachters, wie beschrieben worden ist, basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert schätzen. In einigen Ausführungsformen kann der Controller 300 verschiedene Aspekte des EPS-Systems des Fahrzeugs 10 unter Verwendung der T-Stab-Drehmomentschätzung steuern.
Der Controller 300 kann z. B. einen oder mehrere Drehmomentunterstützungswerte erzeugen. Der Controller 300 kann den einen oder die mehreren Drehmomentunterstützungswerte dem Motor 206 bereitstellen. Der Motor 206 kann gemäß dem Drehmomentunterstützungswert arbeiten, was der Bedienungsperson des Fahrzeugs 10 eine Handradunterstützung bereitstellen kann.
In einigen Ausführungsformen können das System 200 und/oder der Controller 300 die hier beschriebenen Verfahren ausführen. Die hier beschriebenen Verfahren, wie sie durch das System 200 und/oder den Controller 300 ausgeführt werden, sind jedoch nicht einschränkend gemeint, wobei irgendein Typ von Software, die in einem Controller oder Prozessor ausgeführt wird, die hier beschriebenen Verfahren ausführen kann, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen. Ein Controller, wie z. B. ein Prozessor, der Software innerhalb einer Rechenvorrichtung ausführt, kann z. B. die hier beschriebenen Verfahren ausführen.
4 ist ein Ablaufplan, der ein Torsionsstabdrehmoment-Schätzverfahren 400 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung allgemein veranschaulicht. Bei 402 empfängt das Verfahren 400 von einem ersten Sensor einen Handradpositionswert, der eine Position eines Handrads eines Lenksystems angibt. Der Controller 300 empfängt z. B. den Handradpositionswert von dem ersten Sensor 208. Der Handradpositionswert kann eine Position des Handrads 202 angeben. Der erste Sensor 208 kann oberhalb des Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts oder der Lenksäulennachgiebigkeitskomponente der Lenksäulenanordnung 204 angeordnet sein.
Bei 404 empfängt das Verfahren 400 von einem zweiten Sensor einen Motorpositionswert, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt. Der Controller 300 empfängt z. B. einen Motorpositionswert von dem zweiten Sensor 210. Der Motorpositionswert kann eine Position des Motors 206 angeben.
Bei 406 schätzt das Verfahren 400 einen Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts. Der Controller 300 schätzt z. B. den T-Stab-Drehmomentwert unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts. In einigen Ausführungsformen kann der Controller 300 eine relative Verschiebung und eine Steifigkeit, wie beschrieben worden ist, unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts bestimmen. Der Controller 300 kann unter Verwendung der relativen Verschiebung und der Steifigkeit das Torsionsstabdrehmoment schätzen.
In einigen Ausführungsformen kann der Controller 300 den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells der Nachgiebigkeit, wie beschrieben worden ist, basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert schätzen. In einigen Ausführungsformen kann der Controller 300 den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Störungsstil-Fahrerdrehmomentbeobachters, wie beschrieben worden ist, basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert schätzen. In einigen Ausführungsformen kann der Controller 300 verschiedene Aspekte des EPS-Systems des Fahrzeugs 10 unter Verwendung der T-Stab-Drehmomentschätzung steuern. Der Controller 300 kann z. B. einen oder mehrere Drehmomentunterstützungswerte erzeugen. Der Controller 300 kann den einen oder die mehreren Drehmomentunterstützungswerte dem Motor 206 bereitstellen. Der Motor 206 kann gemäß dem Drehmomentunterstützungswert arbeiten, was der Bedienungsperson des Fahrzeugs 10 eine Handradunterstützung bereitstellen kann.
In einigen Ausführungsformen kann der Controller 300 eine relative Verschiebung und eine Steifigkeit unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts bestimmen und das Torsionsstabdrehmoment unter Verwendung der relativen Verschiebung und der Steifigkeit schätzen. In einigen Ausführungsformen kann der Controller 300 den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells der Nachgiebigkeit basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert schätzen. In einigen Ausführungsformen kann der Controller 300 den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Störungsstil-Fahrerdrehmomentbeobachters basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert schätzen. In einigen Ausführungsformen kann der erste Sensor oberhalb eines Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts des Lenksystems angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen enthält ein System zum Schätzen des Torsionsstabdrehmoments einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher enthält Anweisungen, die, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen: von einem ersten Sensor, der oberhalb eines Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts eines Lenksystems angeordnet ist, einen Handradpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Handrads des Lenksystems angibt; von einem zweiten Sensor einen Motorpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt; und einen Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu schätzen.
In einigen Ausführungsformen veranlassen die Anweisungen den Prozessor ferner, eine relative Verschiebung und eine Steifigkeit unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu bestimmen und das Torsionsstabdrehmoment unter Verwendung der relativen Verschiebung und der Steifigkeit zu schätzen. In einigen Ausführungsformen veranlassen die Anweisungen den Prozessor ferner, den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells der Nachgiebigkeit basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert zu schätzen. In einigen Ausführungsformen veranlassen die Anweisungen den Prozessor ferner, den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Störungsstil-Fahrerdrehmomentbeobachters basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert zu schätzen. In einigen Ausführungsformen enthält das Lenksystem ein Steer-by-Wire-Lenksystem. In einigen Ausführungsformen enthält das Handrad einen Lenksäulenunterstützungsaktuator einer elektronischen Servolenkung. In einigen Ausführungsformen enthält das Handrad einen Riemenantrieb-Handradaktuator. In einigen Ausführungsformen veranlassen die Anweisungen den Prozessor ferner, unter Verwendung des Torsionsstabdrehmomentwerts eine Regelung bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen enthält ein Verfahren zum Schätzen des Torsionsstabdrehmoments das Empfangen eines Handradpositionswerts, der eine Position eines Handrads des Lenksystems angibt, von einem ersten Sensor, der oberhalb eines Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts eines Lenksystems angeordnet ist. Das Verfahren enthält außerdem das Empfangen eines Motorpositionswerts, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt, von einem zweiten Sensor. Das Verfahren enthält außerdem das Schätzen eines Torsionsstabdrehmomentwerts unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts.
In einigen Ausführungsformen enthält das Verfahren außerdem das Bestimmen einer relativen Verschiebung und einer Steifigkeit unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts und das Schätzen des Torsionsstabdrehmoments unter Verwendung der relativen Verschiebung und der Steifigkeit. In einigen Ausführungsformen enthält das Verfahren außerdem das Schätzen des Torsionsstabdrehmomentwerts unter Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells der Nachgiebigkeit basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert. In einigen Ausführungsformen enthält das Verfahren außerdem das Schätzen des Torsionsstabdrehmomentwerts unter Verwendung eines Störungsstil-Fahrerdrehmomentbeobachters basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert. In einigen Ausführungsformen enthält das Lenksystem ein Steer-by-Wire-Lenksystem. In einigen Ausführungsformen enthält das Handrad einen Lenksäulenunterstützungsaktuator einer elektronischen Servolenkung. In einigen Ausführungsformen enthält das Handrad einen Riemenantrieb-Handradaktuator. In einigen Ausführungsformen enthält das Verfahren außerdem das Bereitstellen einer Regelung unter Verwendung des Torsionsstabdrehmomentwerts.
In einigen Ausführungsformen enthält eine Vorrichtung zum Schätzen des Torsionsstabdrehmoments einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher enthält Anweisungen, die, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen: von einem ersten Sensor, der oberhalb eines Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts eines Lenksystems angeordnet ist, einen Handradpositionswert, der eine Position eines Handrads des Lenksystems angibt, zu empfangen; von einem zweiten Sensor einen Motorpositionswert, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt, zu empfangen; einen Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu schätzen; und eine Regelung unter Verwendung des Torsionsstabdrehmomentwerts bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen veranlassen die Anweisungen den Prozessor ferner, eine relative Verschiebung und eine Steifigkeit unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu bestimmen und das Torsionsstabdrehmoment unter Verwendung der relativen Verschiebung und der Steifigkeit zu schätzen. In einigen Ausführungsformen veranlassen die Anweisungen den Prozessor ferner, den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells der Nachgiebigkeit basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert zu schätzen.
Die obige Erörterung ist als für die Prinzipien und verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulichend gemeint. Zahlreiche Variationen und Modifikationen werden für die Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich, sobald die obige Offenbarung vollständig verstanden ist. Es ist vorgesehen, dass die folgenden Ansprüche so interpretiert werden, dass sie alle derartigen Variationen und Modifikationen umfassen.
Das Wort „Beispiel“ wird hier verwendet, um als ein Beispiel, ein Fall oder eine Veranschaulichung dienend zu meinen. Jeder Aspekt oder Entwurf, der hier als ein „Beispiel“ beschrieben ist, ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Aspekten oder Entwürfen auszulegen. Stattdessen ist die Verwendung des Wortes „Beispiel“ vorgesehen, Konzepte in einer konkreten Weise darzustellen. Der Begriff „oder“, wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, ist vorgesehen, ein einschließendes „oder“ anstatt ein ausschließendes „oder“ zu bedeuten. Das heißt, wenn es nicht anders angegeben ist oder aus dem Kontext klar ist, ist vorgesehen, dass „X enthält A oder B“ jede der natürlichen einschließenden Permutationen enthält. Das heißt, wenn X A enthält; X B enthält; oder X sowohl A als auch B enthält, dann ist „X enthält A oder B“ in jedem der vorgehenden Fälle erfüllt. Zusätzlich sollten die Artikel „ein“ und „eine“, wie sie in dieser Anmeldung und den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, im Allgemeinen so ausgelegt werden, dass sie „ein oder mehrere“ bedeuten, es sei denn, es ist anderweitig spezifiziert oder aus dem Kontext klar, dass sie auf eine Einzahlform gerichtet sind. Überdies ist die Verwendung des Begriffs „eine Implementierung“ oder „eine einzige Implementierung“ überall nicht vorgesehen, dieselbe Ausführungsform oder Implementierung zu meinen, es sei denn, sie wird als solche beschrieben.
Die Implementierungen der hier beschriebenen Systeme, Algorithmen, Verfahren, Anweisungen usw. können in Hardware, Software oder irgendeiner Kombination daraus verwirklicht sein. Die Hardware kann z. B. Computer, Kerne geistigen Eigentums (IP), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), programmierbare Logikanordnungen, optische Prozessoren, programmierbare Logik-Controller, Mikrocode, Mikrocontroller, Server, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder jede andere geeignete Schaltung enthalten. In den Ansprüchen sollte der Begriff „Prozessor“ so verstanden werden, dass er jede der vorangehenden Hardware entweder einzeln oder in Kombination umfasst. Die Begriffe „Signal“ und „Daten“ werden synonym verwendet.
Der Begriff „Modul“, wie er hier verwendet wird, kann eine funktionale Hardware-Einheit als eine Baugruppe, die zur Verwendung mit anderen Komponenten entworfen worden ist, einen Satz von Anweisungen, die durch einen Controller (z. B. einen Prozessor, der Software oder Firmware ausführt) ausführbar sind, eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, die konfiguriert ist, eine spezielle Funktion auszuführen, und eine selbstständige Hardware- oder Softwarekomponente, die eine Schnittstelle mit einem größeren System bildet, enthalten. Ein Modul kann z. B. eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine feldprogrammierbare Gatteranordnung (FPGA), eine Schaltung, eine digitale Logikschaltung, eine analoge Schaltung, eine Kombination aus diskreten Schaltungen, Gattern und anderen Typen von Hardware oder eine Kombination daraus enthalten. In anderen Ausführungsformen kann ein Modul einen Speicher enthalten, der Anweisungen speichert, die durch einen Controller ausführbar sind, um ein Merkmal des Moduls zu implementieren.
Ferner können z. B. in einem Aspekt die hier beschriebenen Systeme unter Verwendung eines Universalcomputers oder eines Universalprozessors mit einem Computerprogramm implementiert sein, das, wenn es ausgeführt wird, irgendeines der jeweiligen Verfahren, irgendeinen der jeweiligen Algorithmen und/oder irgendeine der jeweiligen Anweisungen, die hier beschrieben sind, ausführt. Zusätzlich oder alternativ kann z. B. ein Spezialcomputer/-prozessor verwendet werden, der andere Hardware zum Ausführen irgendeines der Verfahren, irgendeines der Algorithmen oder irgendeiner der Anweisungen, die hier beschrieben sind, enthalten kann.
Ferner können alle oder ein Abschnitt der Implementierungen der vorliegenden Offenbarung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, das z. B. von einem computerverwendbaren oder computerlesbaren Medium zugänglich ist. Ein computerverwendbares oder computerlesbares Medium kann irgendeine Vorrichtung sein, die z. B. das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Prozessor greifbar enthalten, speichern, übertragen oder transportieren kann. Das Medium kann z. B. eine elektronische, magnetische, optische, elektromagnetische oder eine Halbleiter-Vorrichtung sein. Außerdem sind andere geeignete Medien verfügbar.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen, Implementierungen und Aspekte sind beschrieben worden, um ein einfaches Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen, und schränken die vorliegende Offenbarung nicht ein. Im Gegenteil ist die Offenbarung vorgesehen, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche enthalten sind, deren Schutzumfang in der umfassendsten Interpretation gewährt werden soll, um alle derartigen Modifikationen und äquivalenten Strukturen zu umfassen, wie es nach dem Gesetz zulässig ist.

Claims

System zum Schätzen eines Torsionsstabdrehmoments, wobei das System umfasst: einen Prozessor; und einen Speicher, der Anweisungen enthält, die, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen: von einem ersten Sensor, der oberhalb eines Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts eines Lenksystems angeordnet ist, einen Handradpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Handrads des Lenksystems angibt; von einem zweiten Sensor einen Motorpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt; und einen Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu schätzen.
System nach Anspruch 1, wobei die Anweisungen ferner den Prozessor veranlassen: eine relative Verschiebung und eine Steifigkeit unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu bestimmen; und das Torsionsstabdrehmoment unter Verwendung der relativen Verschiebung und der Steifigkeit zu schätzen.
System nach Anspruch 1, wobei die Anweisungen ferner den Prozessor veranlassen, den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells der Nachgiebigkeit basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert zu schätzen.
System nach Anspruch 1, wobei die Anweisungen ferner den Prozessor veranlassen, den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Störungsstil-Fahrerdrehmomentbeobachters basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert zu schätzen.
System nach Anspruch 1, wobei das Lenksystem ein Steer-by-Wire-Lenksystem enthält.
System nach Anspruch 1, wobei das Handrad einen Lenksäulenunterstützungsaktuator einer elektronischen Servolenkung enthält.
System nach Anspruch 1, wobei das Handrad einen Riemenantrieb-Handradaktuator enthält.
System nach Anspruch 1, wobei die Anweisungen ferner den Prozessor veranlassen, unter Verwendung des Torsionsstabdrehmomentwerts eine Regelung bereitzustellen.
Verfahren zum Schätzen eines Torsionsstabdrehmoments, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines Handradpositionswerts, der eine Position eines Handrads des Lenksystems angibt, von einem ersten Sensor, der oberhalb eines Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts eines Lenksystems angeordnet ist; Empfangen eines Motorpositionswerts, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt, von einem zweiten Sensor; und Schätzen eines Torsionsstabdrehmomentwerts unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst: Bestimmen einer relativen Verschiebung und einer Steifigkeit unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts; und Schätzen des Torsionsstabdrehmoments unter Verwendung der relativen Verschiebung und der Steifigkeit.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Schätzen des Torsionsstabdrehmomentwerts unter Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells der Nachgiebigkeit basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Schätzen des Torsionsstabdrehmomentwerts unter Verwendung eines Störungsstil-Fahrerdrehmomentbeobachters basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Lenksystem ein Steer-by-Wire-Lenksystem enthält.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Handrad einen Lenksäulenunterstützungsaktuator einer elektronischen Servolenkung enthält.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Handrad einen Riemenantrieb-Handradaktuator enthält.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Bereitstellen einer Regelung unter Verwendung des Torsionsstabdrehmomentwerts umfasst.
Vorrichtung zum Schätzen eines Torsionsstabdrehmoments, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Prozessor; und einen Speicher, der Anweisungen enthält, die, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen: von einem ersten Sensor, der oberhalb eines Lenksäulennachgiebigkeitsabschnitts eines Lenksystems angeordnet ist, einen Handradpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Handrads des Lenksystems angibt; von einem zweiten Sensor einen Motorpositionswert zu empfangen, der eine Position eines Motors des Lenksystems angibt; einen Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu schätzen; und eine Regelung unter Verwendung des Torsionsstabdrehmomentwerts bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Anweisungen den Prozessor ferner veranlassen: eine relative Verschiebung und eine Steifigkeit unter Verwendung des Handradpositionswerts und des Motorpositionswerts zu bestimmen; und das Torsionsstabdrehmoment unter Verwendung der relativen Verschiebung und der Steifigkeit zu schätzen.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Anweisungen ferner den Prozessor veranlassen, den Torsionsstabdrehmomentwert unter Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells der Nachgiebigkeit basierend auf dem Handradpositionswert und dem Motorpositionswert zu schätzen.