DE102021133083B4

DE102021133083B4 - System und verfahren zur sitzvibrationsunterdrückung

Info

Publication number: DE102021133083B4
Application number: DE102021133083.1A
Authority: DE
Inventors: Brian G. Maust; Benjamin H. Helmreich; Christopher R. Douglas
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-09-28
Anticipated expiration: 2041-12-15
Also published as: DE102021133083A1; CN114655092B; CN114655092A

Abstract

System (10) zur Unterdrückung von Sitzvibrationen, wobei das System (10) umfasst:einen Motor (16) in mechanischer Verbindung mit einem Steuerarm (26');einen Prozessor; undeinen Speicher (32), der Anweisungen enthält, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor dazu veranlassen:von einem Beschleunigungsmesser (28, 30) eine Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten zu empfangen, die mit einer Beschleunigung verbunden sind, die einer Vibration von mindestens einer Komponente eines Sitzes entspricht;ein erstes Filter auf die Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten anzuwenden, um Beschleunigungsmesser-Messwerte aus der Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten zu entfernen, die eine Frequenz oberhalb einer ersten Schwellenwertfrequenz aufweisen;ein zweites Filter auf einen Ausgang des ersten Filters anzuwenden, um Beschleunigungsmesser-Messwerte des Ausgangs des ersten Filters mit einer Frequenz oberhalb einer zweiten Schwellenwertfrequenz zu entfernen;ein drittes Filter auf einen Ausgang des zweiten Filters anzuwenden, um einen Beschleunigungsmesser-Messwertausgang mit einer Mittenfrequenz zu erzeugen, die einer Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes entspricht;einen absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs zu bestimmen; undden Motor (16) auf der Grundlage des absoluten Größenwerts des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs selektiv zu steuern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf Sitze und insbesondere auf Systeme und Verfahren zur Unterdrückung von Sitzvibrationen.
HINTERGRUND
Fahrzeuge wie Pkw, Lkw, Sportnutzfahrzeuge, Crossover, Minivans, industrielle Aufsitzmaschinen (z. B. Scheuersaugmaschinen, Kehrmaschinen, Gabelstapler, kommerzielle Rasenmäher usw.), Boote, Flugzeuge, Hubschrauber, Lastkraftwagen, Bergbau-, Land- und Forstwirtschafts-Fahrzeuge und/oder andere geeignete Fahrzeuge verfügen in der Regel über einen Sitz, auf dem der Bediener während des Betriebs des Fahrzeugs sitzt. Während des Betriebs eines solchen Fahrzeugs kann der Bediener im Sitzen verschiedene Vibrationen wahrnehmen, die aus verschiedenen auf den Sitz wirkenden Kräften resultieren.
Typischerweise enthält ein solches Fahrzeug verschiedene Komponenten zur Belastungsreduzierung, die zur Verringerung der Belastung des Bedieners ausgestaltet sind und es ihm ermöglichen, das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum zu betreiben, was zu einer höheren Produktionsleistung führt. Die verschiedenen Komponenten zur Belastungsreduzierung des Fahrzeugs können Luftblasen, mechanische Stoßdämpfer und dergleichen umfassen. Die verschiedenen Komponenten zur Belastungsreduzierung des Fahrzeugs können so beschaffen sein, dass sie den Bediener von den verschiedenen Vibrationen, die beim Betrieb des Fahrzeugs auftreten, isolieren. Systeme und Verfahren zur Dämpfung von Stößen oder Vibrationen sind beispielsweise aus der DE 10 2015 113 499 A1 , DE 10 2016 107 625 B4 , DE 699 19 555 T2 , US 5 184 055 A oder DE 10 2020 129 500 A1 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Unterdrückung von Sitzvibrationen zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie eine Fahrzeugsitzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.
Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen, den beigefügten Ansprüchen und den begleitenden Figuren offenbart.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Offenbarung wird am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es wird betont, dass die verschiedenen Merkmale in den Zeichnungen gemäß gängiger Praxis nicht maßstabsgetreu sind. Im Gegenteil, die Abmessungen der verschiedenen Merkmale sind zur Verdeutlichung willkürlich vergrößert oder verkleinert.

1 zeigt allgemein ein System zur Vibrationsunterdrückung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt allgemein ein Steuergerät zur Vibrationsunterdrückung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
3 ist ein Flussdiagramm, das allgemein ein Verfahren zur Unterdrückung von Sitzvibrationen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, das allgemein ein alternatives Verfahren zur Unterdrückung von Sitzvibrationen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Diskussion bezieht sich auf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Obwohl eine oder mehrere dieser Ausführungsformen bevorzugt sein können, sollten die offengelegten Ausführungsformen nicht als Einschränkung des Umfangs der Offenbarung, einschließlich der Ansprüche, interpretiert oder anderweitig verwendet werden. Darüber hinaus wird der Fachmann verstehen, dass die folgende Beschreibung einen breiten Anwendungsbereich hat, und dass die Erörterung einer beliebigen Ausführungsform nur als beispielhaft für diese Ausführungsform gedacht ist und nicht andeuten soll, dass der Umfang der Offenbarung, einschließlich der Ansprüche, auf diese Ausführungsform beschränkt ist.
Wie beschrieben, verfügen Fahrzeuge wie Pkw, Lkw, Sportnutzfahrzeuge, Crossover, Minivans, industrielle Aufsitzmaschinen (z. B. Scheuersaugmaschinen, Kehrmaschinen, Gabelstapler, kommerzielle Rasenmäher usw.), Boote, Flugzeuge, Hubschrauber, Lastkraftwagen, Bergbau-, Land- und Forstwirtschaftsfahrzeuge und/oder andere geeignete Fahrzeuge in der Regel über einen Sitz, auf dem ein Bediener während des Betriebs des Fahrzeugs sitzt. Während des Betriebs eines Fahrzeugs kann der Bediener im Sitzen verschiedenen Vibrationen ausgesetzt sein, die aus verschiedenen auf den Sitz wirkenden Kräften resultieren. Zum Beispiel können Motorvibrationen und verschiedene Kräfte, die auf das Fahrzeug einwirken, wie z. B. diejenigen, die sich aus den verschiedenen Merkmalen einer Strecke ergeben, die das Fahrzeug durchfährt, verschiedene Vibrationen verursachen, die auf den Sitz des Fahrzeugs einwirken.
Typischerweise enthält ein solches Fahrzeug verschiedene Komponenten, die zur Reduzierung der Belastung des Bedieners ausgestaltet sind, die es ihm ermöglichen, das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum zu betreiben und so eine höhere Produktivität zu erzielen. Die verschiedenen Komponenten zur Belastungsreduzierung des Fahrzeugs können Luftblasen, mechanische Stoßdämpfer und ähnliches umfassen. Die verschiedenen Komponenten zur Belastungsreduzierung des Fahrzeugs können so beschaffen sein, dass sie den Bediener von den verschiedenen Vibrationen, die beim Betrieb des Fahrzeugs auftreten, isolieren. Die Komponenten zur Belastungsreduzierung können den Komfort für den Bediener erhöhen und eine wirksame passive Isolierung der Vibrationen für den Bediener darstellen. Solche typischen Komponenten zur Belastungsreduzierung bieten jedoch möglicherweise keine aktive Vibrationsunterdrückung und können die Herstellungskosten typischer Fahrzeuge erhöhen.
Dementsprechend können Systeme und Verfahren, wie die hier beschriebenen, die so konfiguriert sind, dass sie sowohl eine passive als auch eine aktive Vibrationsunterdrückung bieten, wünschenswert sein. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie eine Bodenbeschleunigung eines Teils des Fahrzeugbodens, der sich in der Nähe oder unter einem Sitz befindet, erfassen. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie Aufhebungskräfte für eine obere Sitzplatte des Sitzes bestimmen und bereitstellen, um die 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 Bedienerschnittstelle bieten. Die Bedienerschnittstelle kann einen wählbaren Schalter (z. B. einen Wahlschalter mit drei Positionen oder einen anderen geeigneten wählbaren Schalter), einen Schalter mit digitaler Schnittstelle (z. B. auf einem Display des Fahrzeugs oder einem anderen geeigneten Display) oder eine andere geeignete Bedienerschnittstelle umfassen. In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie von der Bedienerschnittstelle eine Bedienerpräferenz empfangen (z. B. auf der Grundlage einer Bedienerauswahl). Die Bedienerpräferenz kann einen bevorzugten Betriebsmodus angeben. Die Bediener-modi können einen Komfortmodus, einen mittleren Modus, einen festen Modus oder einen anderen geeigneten Modus umfassen. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie die Unterdrückungskraft, die der oberen Sitzplatte zugeführt wird, auf der Grundlage der Bedienerpräferenz einstellen (z. B. um eine vom Bediener gewählte Festigkeit beim Fahren zu gewährleisten).
In einigen Ausführungsformen können die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie eine Motorposition und eine Motordrehzahl eines mit dem Fahrzeugsitz verbundenen Motors bestimmen. 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 muss, um einen harten mechanischen Anschlagsstoß zu verringern oder zu beseitigen. Das Drehmoment kann auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl bestimmt werden. Beispielsweise kann der Drehmomentbetrag eine Summe aus der Motorposition und der Motordrehzahl umfassen, so dass der Drehmomentbetrag über den Motor an die obere Sitzplatte abgegeben wird, um dem Aufprall auf den Sitz entgegenzuwirken.
In einigen Ausführungsformen können die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie von einem ersten Beschleunigungsmesser einen ersten Beschleunigungsmesser-Messwert empfangen. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie von einem zweiten Beschleunigungsmesser einen zweiten Beschleunigungsmesser-Messwert empfangen. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage des ersten Beschleunigungsmesser-Messwerts und des zweiten Beschleunigungsmesser-Messwerts bestimmen. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie den Motor unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts selektiv steuern.
In einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren kann der Motor einen bürstenlosen Servomotor oder einen anderen geeigneten Motor umfassen. In einigen Ausführungsformen der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren ist der erste Beschleunigungsmesser auf einer oberen Sitzplatte angeordnet. In einigen Ausführungsformen der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren ist der zweite Beschleunigungsmesser auf einer Grundmontageplatte angeordnet. In einigen Ausführungsformen der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren ist der Steuerarm so ausgelegt, dass er eine dem Gegendrehmomentwert entsprechende Kraft auf eine obere Sitzplatte ausübt. In einigen Ausführungsformen können die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie den Wert des Gegendrehmoments selektiv auf der Grundlage einer Bedienerpräferenz einstellen. In einigen Ausführungsformen der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren entspricht die Bedienerpräferenz einem gewünschten Fahrstil eines Bedieners. 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.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie Bodenvibrationen aufheben, bevor die Vibrationen den Fahrzeugbediener erreichen. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie die mechanische Resonanz des Fahrzeugsitzes kompensieren. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie Instabilitäten entgegenwirken, indem sie bei Resonanzfrequenzen arbeiten.
In einigen Ausführungsformen können die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie von einem Beschleunigungsmesser eine Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten empfangen, die mit einer Beschleunigung verbunden sind, die der Vibration von mindestens einer Komponente eines Sitzes entspricht. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie ein erstes Filter auf die Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten anwenden, um Beschleunigungsmesser-Messwerte aus der Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten zu entfernen, die eine Frequenz oberhalb einer ersten Schwellenwertfrequenz aufweisen. In einigen Ausführungsformen umfasst das erste Filter ein Tiefpassfilter. In einigen Ausführungsformen entspricht die erste Schwellenwertfrequenz einer Grenzfrequenz des ersten Filters. Die Grenzfrequenz kann einem Produkt aus der Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes und einem vorgegebenen Wert entsprechen. Der vorgegebene Wert kann 3 oder einen anderen geeigneten Wert umfassen.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie ein zweites Filter auf einen Ausgang des ersten Filters anwenden, um Beschleunigungsmesser-Messwerte des Ausgangs des ersten Filters zu entfernen, die eine Frequenz oberhalb einer zweiten Schwellenwertfrequenz aufweisen. In einigen Ausführungsformen umfasst das zweite Filter ein Tiefpassfilter. In einigen Ausführungsformen entspricht die zweite Schwellenwertfrequenz einer Grenzfrequenz des zweiten Filters. Die Grenzfrequenz kann einem Produkt aus der Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes und einem vorgegebenen Wert entsprechen. Der vorgegebene Wert kann 2 oder einen anderen geeigneten Wert umfassen. In einigen Ausführungsformen sind das erste Filter und das zweite Filter in einer Kaskadenanordnung konfiguriert.
Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie ein drittes Filter auf einen Ausgang des zweiten Filters anwenden, um einen Beschleunigungsmesser-Messwertausgang mit einer Mittenfrequenz zu erzeugen, die einer Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes entspricht. In einigen Ausführungsformen kann das dritte Filter ein schmalbandiges Bandpass-Kerbfilter umfassen. In einigen Ausführungsformen ist die Filterbandbreite des dritten Filters kleiner als das Produkt aus der Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes und 0,1.
Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie einen absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs bestimmen. In einigen Ausführungsformen können die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie den absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs bestimmen, indem sie ein Mittelwertfilter auf den Beschleunigungsmesser-Messwertausgang anwenden. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie einen skalierten Wert bestimmen, der dem absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs und einem vorgegebenen Bereich entspricht. Der vorgegebene Bereich kann 0,0 bis 1,0 oder einen anderen geeigneten Bereich umfassen.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie einen Geschwindigkeitsdämpfungswert ermitteln, der dem Beschleunigungsmesser-Messwertausgang entspricht. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie den skalierten Wert auf den Geschwindigkeitsdämpfungswert anwenden. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie den Motor auf der Grundlage des absoluten Größenwerts des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs und des Geschwindigkeitsdämpfungswerts selektiv steuern.
1 zeigt allgemein ein Vibrationsunterdrückungssystem 10 nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung. Das System 10 kann mit einem Sitz verbunden sein. Der Sitz und/oder das System 10 können in einem Fahrzeug, wie dem hier beschriebenen, angeordnet sein. Das System 10 kann eine obere Sitzplatte 12 und eine Grundmontageplatte 14 umfassen. Die obere Sitzplatte 12 kann so konfiguriert sein, dass sie mit einem unteren Teil des Sitzes in Eingriff steht. Die Grundmontageplatte 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 umfassen, der auf der Grundmontageplatte 14 angeordnet ist. Es versteht sich, dass der Motor 16 an jeder geeigneten Stelle abgesehen von der Grundmontageplatte 14 angeordnet sein kann. Der Motor 16 kann ein beliebiger geeigneter Motor sein. Zum Beispiel kann der Motor 16 ein bürstenloser Servomotor oder ein anderer geeigneter Motor sein. Das System 10 umfasst 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, so konfiguriert sein, dass es verschiedene Drehmomentwerte bestimmt. Das Steuergerät 18 kann den Motor 16 unter Verwendung der ermittelten Drehmomentwerte steuern. Zum Beispiel 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 des Steuergeräts 18 bewegen.
Der Motor 16 kann in mechanischer Verbindung mit einem Getriebe 20 stehen. Das Getriebe 20 kann ein beliebiges geeignetes Getriebe sein, z. B. ein Schneckengetriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe. Wenn sich der Motor 16 als Reaktion auf die Anweisungen des Steuergeräts 18 dreht, werden die Zahnräder innerhalb des Getriebes 20 betätigt. Das Getriebe 20 kann eine Vielzahl von Zahnrädern mit einem beliebigen geeigneten Übersetzungsverhältnis enthalten. Das Getriebe 20 kann so konfiguriert sein, dass es die Drehzahl reduziert und das vom Motor 16 bereitgestellte Drehmoment erhöht. 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 ein Hebemechanismus 26 in Gang gesetzt werden kann.
Der Hebemechanismus 26 kann einen oder mehrere Steuerarme 26' umfassen. In einigen Ausführungsformen können die Steuerarme 26' so angeordnet sein, dass der Hebemechanismus 26 einen Scherenhubmechanismus umfasst, der Hebemechanismus 26 kann jedoch jeden geeigneten Hebemechanismus umfassen. 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 vom Steuergerät 18 ermittelten Drehmoment, das auf den Motor 16 wirkt.
In einigen Ausführungsformen umfasst das System 10 einen Beschleunigungsmesser 28, der auf der oberen Sitzplatte 12 angeordnet ist, und einen Beschleunigungsmesser 30, der auf der Grundmontageplatte 14 angeordnet ist. Obwohl nur der Beschleunigungsmesser 28 und der Beschleunigungsmesser 30 beschrieben sind, kann das System 10 eine beliebige geeignete Anzahl von Beschleunigungsmessern umfassen, einschließlich weniger oder zusätzlicher Beschleunigungsmesser oder Sensoren als die hier beschriebenen. Der Beschleunigungsmesser 28 und der Beschleunigungsmesser 30 können jeden geeigneten Beschleunigungsmesser umfassen. Der Beschleunigungsmesser 28 und der Beschleunigungsmesser 30 können so konfiguriert sein, dass sie Beschleunigungskräfte messen, die auf die obere Sitzplatte 12 bzw. die Grundmontageplatte 14 wirken.
Wie beschrieben, umfasst das System 10 das Steuergerät 18. Das Steuergerät 18 kann ein beliebiges geeignetes Steuergerät oder einen Prozessor, wie die hier beschriebenen, umfassen. Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es Anweisungen ausführt, die in einem Speicher, wie dem Speicher 32, gespeichert sind, wie allgemein in 2 dargestellt ist. Der Speicher 32 kann eine einzelne Platte oder eine Vielzahl von Platten (z. B. Festplatten) umfassen und enthält ein Speicherverwaltungsmodul, das eine oder mehrere Partitionen innerhalb des Speichers 32 verwaltet. In einigen Ausführungsformen kann der Speicher 32 einen Flash-Speicher, einen Halbleiterspeicher (Solid State) oder Ähnliches umfassen. Der Speicher 32 kann ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), ein Festwertspeicher (ROM) oder eine Kombination davon sein.
Die im Speicher 32 gespeicherten Befehle bewirken bei Ausführung durch das Steuergerät 18, dass das Steuergerät 18 zumindest die Wahrnehmung von Vibrationen, die auf den Fahrzeugsitz einwirken, durch den Bediener steuert oder aufhebt. Beispielsweise empfängt das Steuergerät 18 einen ersten Beschleunigungsmesser-Messwert vom Beschleunigungsmesser 28 und einen zweiten Beschleunigungsmesser-Messwert vom Beschleunigungsmesser 30. Die Beschleunigungsmesser-Messwerte stellen Kräfte dar, die derzeit auf die obere Sitzplatte 12 bzw. die Grundmontageplatte 14 wirken. Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es auf der Grundlage des ersten Beschleunigungsmesser-Messwerts und des zweiten Beschleunigungsmesser-Messwerts einen Gegendrehmomentwert bestimmt. Der Gegendrehmomentwert entspricht einem Drehmomentwert, der, wenn das Steuergerät 18 den Motor 16 unter Verwendung des Gegendrehmomentwerts steuert, eine Kraft erzeugt, die den auf die obere Sitzplatte 12 wirkenden Vibrationen entgegengesetzt ist und die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Größe aufweist.
Wie beschrieben, steuert das Steuergerät 18 den Motor 16 entsprechend dem Gegendrehmomentwert. Wenn sich der Motor 16 entsprechend dem Gegendrehmomentwert dreht, werden die Zahnräder des Getriebes 20 betätigt, wodurch sich der Verbindungsarm 22 bewegt. Die Steuerarme 26' bewegen oder betätigen sich als Reaktion auf die Bewegung des Verbindungsarms 22, wodurch 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 Bediener verringern oder aufheben kann.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 den Wert des Gegendrehmoments nach dem folgenden Algorithmus bestimmen:
Dabei ist X eine Eingangsvariable, z. B. ein Beschleunigungsmesser-Messwert, für jede mathematische Formel im Algorithmus und K ist eine eindeutige kalibrierbare Abstimmungskonstante, die für die mathematische Formel im Algorithmus definiert ist. Im Vorstehenden kann jede Variable abstimmbar und/oder gewichtet sein. Das Steuergerät 18 kann den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Summe aus dem ersten Beschleunigungsmesser-Messwert und dem zweiten Beschleunigungsmesser-Messwert bestimmen.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 mit einer Bedienerschnittstelle 34 in Verbindung stehen. Die Bedienerschnittstelle 34 kann jede geeignete Schnittstelle umfassen. Beispielsweise kann die Bedienerschnittstelle 34 einen wählbaren Schalter (z. B. einen Wahlschalter mit drei Positionen oder einen anderen geeigneten wählbaren Schalter), einen Schalter mit digitaler Schnittstelle (z. B. auf einem Display des Fahrzeugs, auf einem Display eines mobilen Geräts oder einem anderen geeigneten Display) oder eine andere geeignete Bedienerschnittstelle umfassen. Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es eine Bedienerpräferenz von der Bedienerschnittstelle 34 empfängt. Die Bedienerpräferenz kann einen bevorzugten Betriebsmodus angeben. Zum Beispiel kann der Fahrzeugbediener über die Bedienerschnittstelle 34 einen bevorzugten oder gewünschten Betriebsmodus auswählen. Die Bediener-Modi können einen KomfortModus, einen mittleren Modus, einen festen Modus oder einen anderen geeigneten Modus umfassen. Das Steuergerät 18 kann den Wert des Gegendrehmoments je nach Vorliebe des Bedieners selektiv einstellen. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den Wert des Gegendrehmoments erhöhen oder verringern, um je nach Vorliebe des Bedieners mehr oder weniger Vibrationsunterdrückung zu bieten (z. B. um durch die Vibrationsunterdrückung ein Bedienerlebnis zu bieten, das der Vorliebe des Bedieners 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 anpasst, um einen harten mechanischen Endanschlag auf den Sitz (z. B. über die obere Sitzplatte 12) zu kontrollieren oder zu eliminieren. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 eine Motorposition des Motors 16 bestimmen. Das Steuergerät 18 kann eine Motorposition von einem Positionssensor oder 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 Geschwindigkeitssensor 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 Sitzes im Bereich von -100% bis +100% entspricht. Das Steuergerät 18 ermittelt eine Summe aus der Motorposition und der Motordrehzahl. Das Steuergerät 18 bestimmt einen Drehmomentwert und/oder passt den Gegendrehmomentwert basierend auf 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 mechanischen Endanschlagstoß auf die obere Sitzplatte 12 zu verringern oder zu beseitigen.
In einigen Ausführungsformen überwacht das Steuergerät 18 weiterhin die Messungen des Beschleunigungsmessers, die Motorposition und/oder die Motordrehzahl, um eine kontinuierliche Verringerung oder Beseitigung der vom Bediener wahrgenommenen Vibrationen zu gewährleisten, die über die obere Sitzplatte 12 auf den Sitz einwirken.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 so konfiguriert sein, dass es Bodenvibrationen auslöscht, bevor die Vibrationen den Fahrzeugbediener erreichen. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 von dem Beschleunigungsmesser 30 eine Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten empfangen, die mit einer Beschleunigung verbunden sind, die der Vibration von mindestens der Grundmontageplatte 14 und/oder jeder anderen geeigneten Komponente des Sitzes entspricht. Es sollte verstanden werden, dass, obwohl der Beschleunigungsmesser 30 beschrieben ist, das Steuergerät 18 die Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten von jedem geeigneten Beschleunigungsmesser, wie dem Beschleunigungsmesser 28 oder einem anderen geeigneten Beschleunigungsmesser, empfangen kann. In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 so konfiguriert sein, dass es Langzeitverschiebungen für Komponenten der Vibration oder Beschleunigung, die den Beschleunigungsmesser-Messwerten entsprechen, entfernt.
Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es Hochfrequenzdaten entfernt und die den Beschleunigungsmesser-Messwerten entsprechenden Daten glättet. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 ein erstes Filter auf die Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten anwenden, um Beschleunigungsmesser-Messwerte aus der Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten zu entfernen, die eine Frequenz oberhalb einer ersten Schwellenwertfrequenz aufweisen. In einigen Ausführungsformen umfasst das erste Filter ein Tiefpassfilter oder ein anderes geeignetes Filter. Die erste Schwellenwertfrequenz entspricht einer Grenzfrequenz des ersten Filters. Die Grenzfrequenz kann einem Produkt aus der Resonanzfrequenz der Vibration von mindestens der Grundmontageplatte 14 und einem vorgegebenen Wert entsprechen. Der vorgegebene Wert kann 3 oder einen anderen geeigneten Wert umfassen.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 so konfiguriert sein, dass es die Hochfrequenzdaten zusätzlich entfernt und die den Beschleunigungsmesser-Messwerten entsprechenden Daten weiter glättet. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 ein zweites Filter auf einen Ausgang des ersten Filters anwenden, um Beschleunigungsmesser-Messwerte des Ausgangs des ersten Filters zu entfernen, die eine Frequenz oberhalb einer zweiten Schwellenwertfrequenz aufweisen. Das zweite Filter kann ein Tiefpassfilter oder ein anderes geeignetes Filter enthalten. Die zweite Schwellenwertfrequenz kann einer Grenzfrequenz des zweiten Filters entsprechen. Die Grenzfrequenz kann einem Produkt aus der Resonanzfrequenz der Vibration zumindest der Grundmontageplatte 14 und einem vorgegebenen Wert entsprechen. Der vorgegebene Wert kann 2 oder einen anderen geeigneten Wert umfassen. In einigen Ausführungsformen sind das erste Filter und das zweite Filter in einer Kaskadenanordnung konfiguriert, die eine erhöhte Frequenzabschwächung ermöglichen kann, wodurch eine verbesserte Frequenzisolierung erreicht wird.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 so konfiguriert sein, dass es den Ausgang des zweiten Filters verwendet, um einen Eingang zum Motor 16 um eine Resonanzfrequenz der Vibration der Grundmontageplatte 14 herum zu isolieren. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 ein drittes Filter auf einen Ausgang des zweiten Filters anwenden, um einen Beschleunigungsmesser-Messwertausgang mit einer Mittenfrequenz zu erzeugen, die der Resonanzfrequenz der Vibration der Grundmontageplatte 14 entspricht. Das dritte Filter kann ein schmalbandiges Bandpass-Kerbfilter oder ein anderes geeignetes Filter sein. Das dritte Filter kann eine Filterbandbreite aufweisen, die kleiner ist als das Produkt aus der Resonanzfrequenz der Vibration der Grundmontageplatte 14 und einem vorgegebenen Wert. Der vorgegebene Wert kann 0,1 oder einen anderen geeigneten Wert umfassen.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 so konfiguriert sein, dass es den Beschleunigungsmesser-Messwertausgang (der z. B. eine Wellenform oder einen anderen geeigneten Ausgang umfassen kann) in einen absoluten Grö-ßenwert umwandelt, indem es einen Akkumulator oder einen anderen geeigneten Mechanismus verwendet. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs bestimmen, indem es ein Mittelwertfilter auf den Beschleunigungsmesser-Messwertausgang anwendet.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 so konfiguriert sein, dass es eine Verstärkungseinheits-Grenzfunktion für den absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs ausführt. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 einen skalierten Wert bestimmen, der dem absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs und einem vorgegebenen Bereich entspricht. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 18 den absoluten Größenwert der Beschleunigungsmessdaten auf einen Wert innerhalb des vorgegebenen Bereichs skalieren und begrenzen. Der vorgegebene Bereich kann 0,0 bis 1,0 oder einen anderen geeigneten Bereich umfassen.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 so konfiguriert sein, dass es den skalierten Wert auf einen abstimmbaren Motorgeschwindigkeitsdämpfungsausgang anwendet. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 einen Geschwindigkeitsdämpfungswert ermitteln, der dem Ausgang des Beschleunigungsmesser-Messwerts entspricht. Das Steuergerät 18 kann den Geschwindigkeitsdämpfungswert ermitteln, indem es den Geschwindigkeitsdämpfungswert aus einer Nachschlagetabelle, einer Datenbank oder einer anderen geeigneten Stelle oder Quelle abruft. Das Steuergerät 18 kann den skalierten Wert auf den Geschwindigkeitsdämpfungswert anwenden. Das Steuergerät 18 kann den Motor 16 auf der Grundlage des absoluten Größenwerts des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs und des Geschwindigkeitsdämpfungswerts selektiv steuern.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 die hier beschriebenen Verfahren ausführen. Die hierin beschriebenen Verfahren, die von dem Steuergerät 18 ausgeführt werden, sind jedoch nicht als Einschränkung zu verstehen, und jede Art von Software, die auf einem Steuergerät ausgeführt wird, kann die hierin beschriebenen Verfahren ausführen, ohne vom Anwendungsbereich dieser Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise kann ein Steuergerät, wie ein Prozessor, der Software in einem Computergerät ausführt, die hier beschriebenen Verfahren durchführen.
3 ist ein Flussdiagramm, das allgemein ein Verfahren 300 zur Vibrationsunterdrückung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zeigt. Bei 302 empfängt das Verfahren 300 einen ersten Beschleunigungsmesser-Messwert. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 den erste Beschleunigungsmesser-Messwert von einem der Beschleunigungsmesser 28 und 30 empfangen.
Bei 304 empfängt das Verfahren 300 einen zweiten Beschleunigungsmesser-Messwert. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den zweiten Beschleunigungsmesser-Messwert von dem anderen der beiden Beschleunigungsmesser 28 und 30 empfangen.
Bei 306 bestimmt das Verfahren 300 einen Gegendrehmomentwert. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den Gegendrehmomentwert auf der Grundlage des ersten Beschleunigungsmesser-Messwerts und des zweiten Beschleunigungsmesser-Messwerts bestimmen. In einigen Ausführungsformen bestimmt das Steuergerät 18 den Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl des Motors 16. In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage des ersten Beschleunigungsmesser-Messwerts und des zweiten Beschleunigungsmesser-Messwerts bestimmen und den Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl anpassen. In einigen Ausführungsformen empfängt das Steuergerät 18, wie beschrieben, die Bedienerpräferenz. Das Steuergerät 18 kann den Gegendrehmomentwert oder einen beliebigen Drehmomentwert auf der Grundlage der Bedienerpräferenz anpassen.
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, wodurch sich der 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 Bediener verringern oder beseitigen.
4 ist ein Flussdiagramm, das allgemein ein alternatives Verfahren 400 zur Vibrationsunterdrückung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zeigt. Bei 402 empfängt das Verfahren 400 von einem Beschleunigungsmesser eine Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 von dem Beschleunigungsmesser 30 oder einem anderen geeigneten Beschleunigungsmesser die Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten empfangen. Die Vielzahl der Beschleunigungsmesser-Messwerte kann mit einer Beschleunigung verbunden sein, die einer Vibration der Grundmontageplatte 14 entspricht.
Bei 404 wendet das Verfahren 400 ein erstes Filter auf die Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten an. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 das erste Filter auf die Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten anwenden, um Beschleunigungsmesser-Messwerte aus der Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten zu entfernen, die eine Frequenz oberhalb der ersten Schwellenwertfrequenz aufweisen.
Bei 406 kann das Verfahren 400 ein zweites Filter auf den Ausgang des ersten Filters anwenden. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 das zweite Filter auf den Ausgang des ersten Filters anwenden, um Beschleunigungsmesser-Messwerte des Ausgangs des ersten Filters zu entfernen, die eine Frequenz oberhalb der zweiten Schwellenwertfrequenz aufweisen.
Bei 408 kann das Verfahren 400 ein drittes Filter auf den Ausgang des zweiten Filters anwenden, um einen Beschleunigungsmesser-Messwertausgang zu erzeugen. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 das dritte Filter auf den Ausgang des zweiten Filters anwenden, um den Beschleunigungsmesser-Messwertausgang zu erzeugen. Der Beschleunigungsmesser-Messwertausgang kann eine Mittenfrequenz enthalten, die einer Resonanzfrequenz der Vibration der Grundmontageplatte 14 entspricht.
Bei 410 bestimmt das Verfahren 400 einen absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs bestimmen. Das Steuergerät 18 kann den skalierten Wert bestimmen, der dem absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs und einem vorgegebenen Bereich entspricht. Das Steuergerät 18 kann den Geschwindigkeitsdämpfungswert ermitteln, der dem Beschleunigungsmesser-Messwertausgang entspricht. Das Steuergerät 18 kann den skalierten Wert auf den Geschwindigkeitsdämpfungswert anwenden.
Bei 412 kann das Verfahren 400 einen Motor auf der Grundlage zumindest des absoluten Größenwerts des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs steuern. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den Motor 16 auf der Grundlage des absoluten Größenwerts des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs und des Geschwindigkeitsdämpfungswerts selektiv steuern.
Das Wort „Beispiel“ wird hier verwendet, um als Beispiel, Instanz oder Illustration zu dienen. Jeder hier als „Beispiel“ beschriebene Aspekt oder Entwurf ist nicht unbedingt als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Aspekten oder Entwürfen auszulegen. Vielmehr soll die Verwendung des Wortes „Beispiel“ dazu dienen, Konzepte in einer konkreten Weise darzustellen. Wie in dieser Anmeldung verwendet, soll der Begriff „oder“ ein einschließendes „oder“ und nicht ein ausschließendes „oder“ bedeuten. Das heißt, sofern nicht anders angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, ist mit „X schließt A oder B ein“ jede der natürlichen, einschließenden Permutationen gemeint. 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 vorgenannten Fälle erfüllt. Darüber hinaus sollten die Artikel „einer, eine, eines“, 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 etwas anderes angegeben oder aus dem Kontext geht eindeutig hervor, dass sie sich auf eine Singularform beziehen. Darüber hinaus ist die Verwendung des Begriffs „eine Implementierung“ oder „die eine Implementierung“ nicht gleichbedeutend mit derselben Ausführungsform oder Implementierung, es sei denn, sie wird als solche beschrieben.
Die hierin beschriebenen Implementierungen von Systemen, Algorithmen, Verfahren, Anweisungen usw. können in Hardware, Software oder einer beliebigen Kombination davon realisiert werden. Bei der Hardware kann es sich beispielsweise um Computer, Kerne mit geistigem Eigentum (IP), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), programmierbare Logikarrays, optische Prozessoren, programmierbare Logiksteuerungen, Mikrocode, Mikrocontroller, Server, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder jede andere geeignete Schaltung handeln. In den Ansprüchen ist der Begriff „Prozessor“ so zu verstehen, dass er jede der vorgenannten Hardware entweder einzeln oder in Kombination umfasst. Die Begriffe „Signal“ und „Daten“ werden austauschbar verwendet.
Wie hierin verwendet, kann der Begriff Modul eine gepackte funktionale Hardwareeinheit umfassen, die für die Verwendung mit anderen Komponenten ausgelegt ist, einen Satz von Anweisungen, die von einem Steuergerät (z. B. einem Prozessor, der Software oder Firmware ausführt) ausgeführt werden können, Verarbeitungsschaltungen, die für die Ausführung einer bestimmten Funktion konfiguriert sind, und eine in sich geschlossene Hardware- oder Softwarekomponente, die eine Schnittstelle zu einem größeren System bildet. Ein Modul kann beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine Schaltung, eine digitale Logikschaltung, eine analoge Schaltung, eine Kombination aus diskreten Schaltungen, Gattern und anderen Arten von Hardware oder einer Kombination davon umfassen. In anderen Ausführungsformen kann ein Modul einen Speicher enthalten, in dem Anweisungen gespeichert sind, die von einem Steuergerät ausgeführt werden können, um ein Merkmal des Moduls zu implementieren.
In einem Aspekt können hier beschriebene Systeme beispielsweise mit einem Allzweckcomputer oder einem Allzweckprozessor mit einem Computerprogramm implementiert werden, das bei seiner Ausführung die jeweiligen 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.
Darüber hinaus können alle oder ein Teil der Implementierungen der vorliegenden Offenbarung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, das beispielsweise von einem computerverwendbaren oder computerlesbaren Medium zugänglich ist. Ein computerverwendbares oder computerlesbares Medium kann ein beliebiges Gerät sein, das z. B. das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem beliebigen Prozessor konkret enthalten, speichern, übermitteln oder transportieren kann. Das Medium kann beispielsweise ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches oder ein Halbleitergerät sein. Andere geeignete Medien sind ebenfalls verfügbar.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen, Implementierungen und Aspekte wurden beschrieben, um ein einfaches Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen und schränken die vorliegende Offenbarung nicht ein.
Bezugszeichenliste

10: (Vibrationsunterdrückungs-)System
12: obere Sitzplatte
14: Grundmontageplatte
16: Motor
18: Steuergerät
20: Getriebe
22: Verbindungsarm
24: Hebelarm
26: Hebemechanismus
26': Steuerarm
28: Beschleunigungsmesser
30: Beschleunigungsmesser
32: Speicher
34: Bedienerschnittstelle
300: Verfahren
302-308: Verfahrensschritte von 300
400: Verfahren
402-412: Verfahrensschritte von 400
X: Eingangsvariable
K: Abstimmungskonstante

Claims

System (10) zur Unterdrückung von Sitzvibrationen, wobei das System (10) umfasst: einen Motor (16) in mechanischer Verbindung mit einem Steuerarm (26'); einen Prozessor; und einen Speicher (32), der Anweisungen enthält, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor dazu veranlassen: von einem Beschleunigungsmesser (28, 30) eine Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten zu empfangen, die mit einer Beschleunigung verbunden sind, die einer Vibration von mindestens einer Komponente eines Sitzes entspricht; ein erstes Filter auf die Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten anzuwenden, um Beschleunigungsmesser-Messwerte aus der Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten zu entfernen, die eine Frequenz oberhalb einer ersten Schwellenwertfrequenz aufweisen; ein zweites Filter auf einen Ausgang des ersten Filters anzuwenden, um Beschleunigungsmesser-Messwerte des Ausgangs des ersten Filters mit einer Frequenz oberhalb einer zweiten Schwellenwertfrequenz zu entfernen; ein drittes Filter auf einen Ausgang des zweiten Filters anzuwenden, um einen Beschleunigungsmesser-Messwertausgang mit einer Mittenfrequenz zu erzeugen, die einer Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes entspricht; einen absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs zu bestimmen; und den Motor (16) auf der Grundlage des absoluten Größenwerts des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs selektiv zu steuern.
System (10) nach Anspruch 1, wobei das erste Filter ein Tiefpassfilter umfasst und wobei die erste Schwellenwertfrequenz einer Grenzfrequenz des ersten Filters entspricht, wobei die Grenzfrequenz einem Ergebnis eines Produkts aus der Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes und einem vorgegebenen Wert entspricht.
System (10) nach Anspruch 2, wobei der vorgegebene Wert 3 ist.
System (10) nach Anspruch 1, wobei das zweite Filter ein Tiefpassfilter umfasst und wobei die zweite Schwellenwertfrequenz einer Grenzfrequenz des zweiten Filters entspricht, wobei die Grenzfrequenz einem Ergebnis eines Produkts aus der Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes und einem vorgegebenen Wert entspricht.
System (10) nach Anspruch 4, wobei der vorgegebene Wert 2 ist.
System (10) nach Anspruch 1, wobei das erste Filter und das zweite Filter in einer Kaskadenanordnung konfiguriert sind.
System (10) nach Anspruch 1, wobei das dritte Filter ein schmalbandiges Bandpass-Kerbfilter enthält.
System (10) nach Anspruch 7, wobei die Filterbandbreite des dritten Filters kleiner ist als ein Produkt aus der Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes und 0,1.
System (10) nach Anspruch 1, wobei die Anweisungen den Prozessor ferner dazu veranlassen, den absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs zu bestimmen, indem ein Mittelwertfilter auf den Beschleunigungsmesser-Messwertausgang angewendet wird.
System (10) nach Anspruch 1, wobei die Anweisungen den Prozessor außerdem dazu veranlassen: einen skalierten Wert zu bestimmen, der dem absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs und einem vorgegebenen Bereich entspricht; einen Geschwindigkeitsdämpfungswert zu ermitteln, der dem Beschleunigungsmesser-Messwertausgang entspricht; den skalierten Wert auf den Geschwindigkeitsdämpfungswert anzuwenden; und den Motor (16) ferner auf der Grundlage des Geschwindigkeitsdämpfungswerts selektiv zu steuern.
System (10) nach Anspruch 10, wobei der vorgegebene Bereich 0,0 bis 1,0 umfasst.
Verfahren (400) zur Unterdrückung von Sitzvibrationen, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen (402) einer Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten von einem Beschleunigungsmesser (28, 30), die mit einer Beschleunigung verbunden sind, die einer Vibration von mindestens einer Komponente eines Sitzes entspricht; Anwenden (404) eines ersten Filters auf die Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten, um Beschleunigungsmesser-Messwerte aus der Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten zu entfernen, die eine Frequenz oberhalb einer ersten Schwellenwertfrequenz aufweisen; Anwenden (406) eines zweiten Filters auf einen Ausgang des ersten Filters, um Beschleunigungsmesser-Messwerte des Ausgangssignals des ersten Filters mit einer Frequenz oberhalb einer zweiten Schwellenwertfrequenz zu entfernen; Anwenden (408) eines dritten Filters auf einen Ausgang des zweiten Filters, um einen Beschleunigungsmesser-Messwertausgang mit einer Mittenfrequenz zu erzeugen, die einer Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes entspricht; Bestimmen (410) eines absoluten Größenwerts des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs; und selektives Steuern (412) eines Motors (16) auf der Grundlage des absoluten Größenwerts des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das erste Filter ein Tiefpassfilter umfasst und wobei die erste Schwellenwertfrequenz einer Grenzfrequenz des ersten Filters entspricht, wobei die Grenzfrequenz einem Ergebnis eines Produkts aus der Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes und einem vorgegebenen Wert entspricht.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der vorgegebene Wert 3 ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das zweite Filter ein Tiefpassfilter umfasst und wobei die zweite Schwellenwertfrequenz einer Grenzfrequenz des zweiten Filters entspricht, wobei die Grenzfrequenz einem Ergebnis eines Produkts aus der Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes und einem vorgegebenen Wert entspricht.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der vorgegebene Wert 2 ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das erste Filter und das zweite Filter in einer Kaskadenanordnung konfiguriert sind.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das dritte Filter ein schmalbandiges Bandpass-Kerbfilter enthält.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei eine Filterbandbreite des dritten Filters kleiner ist als ein Produkt aus der Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes und 0,1.
Fahrzeugsitzvorrichtung, die umfasst: einen bürstenlosen Servomotor (16) in mechanischer Verbindung mit einem Steuerarm (26'), wobei sich der Steuerarm (26') von einer oberen Sitzplatte (12) zu einer Grundmontageplatte (14) erstreckt; ein Steuergerät (18), das so konfiguriert ist, dass es: von einem Beschleunigungsmesser (28, 30) eine Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten empfängt, die mit einer Beschleunigung verbunden sind, die einer Vibration von mindestens einer Komponente eines Sitzes entspricht, wobei der Beschleunigungsmesser (30) auf der Grundmontageplatte (14) des Sitzes angeordnet ist; ein erstes Filter auf die Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten anwendet, um Beschleunigungsmesser-Messwerte aus der Vielzahl von Beschleunigungsmesser-Messwerten zu entfernen, die eine Frequenz oberhalb einer ersten Schwellenwertfrequenz aufweisen; ein zweites Filter auf einen Ausgang des ersten Filters anwendet, um Beschleunigungsmesser-Messwerte des Ausgangs des ersten Filters mit einer Frequenz oberhalb einer zweiten Schwellenwertfrequenz zu entfernen; ein drittes Filter auf einen Ausgang des zweiten Filters anwendet, um einen Beschleunigungsmesser-Messwertausgang mit einer Mittenfrequenz zu erzeugen, die einer Resonanzfrequenz der Vibration der mindestens einen Komponente des Sitzes entspricht; einen absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs bestimmt; einen skalierten Wert bestimmt, der dem absoluten Größenwert des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs und einem vorgegebenen Bereich entspricht; einen Geschwindigkeitsdämpfungswert ermittelt, der dem Beschleunigungsmesser-Messwertausgang entspricht; den skalierten Wert auf den Geschwindigkeitsdämpfungswert anwendet; und den Motor (16) auf der Grundlage des absoluten Größenwerts des Beschleunigungsmesser-Messwertausgangs und des Geschwindigkeitsdämpfungswerts selektiv steuert.