DE-102024139732-A1 - VERFAHREN UND ALGORITHMUS ZUM VIRTUELLEN MESSEN UND SCHÄTZEN EINER ZAHNSTANGENKRAFT UND VALIDIEREN VON SENSORDATEN

Abstract

Ein Fahrzeug enthält ein System, das ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs durchführt. Eine Zahnstange ist an ein linkes Rad und/oder ein rechtes Rad gekoppelt. Ein Sensor erhält eine Messung eines dynamischen Parameters des Fahrzeugs, der mit einer Kraft an der Zahnstange in Beziehung steht. Ein Prozessor bestimmt eine erste Schätzung einer Zahnstangenkraft, die aus der Kraft resultiert, auf der Grundlage der Messung des dynamischen Parameters, erhält eine zweite Schätzung der Zahnstangenkraft auf der Grundlage eines Signals von einem Laufradaktor, der an die Zahnstange gekoppelt ist, wählt eine vermittelte Zahnstangenkraft aus der ersten Schätzung der Zahnstangenkraft und der zweiten Schätzung der Zahnstangenkraft und aktiviert einen Handradaktor, der an ein Lenkrad des Fahrzeugs gekoppelt ist, auf der Grundlage der vermittelten Zahnstangenkraft, um ein Rückkopplungsdrehmoment am Lenkrad zu erzeugen.

Inventors

• Amin Habibnejad Korayem
• Seyedeh Asal Nahidi
• Mahdokht Ezati
• SeyedAlireza Kasaiezadeh Mahabadi
• Hojjat Izadi

Assignees

• GM Global Technology Operations LLC

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241224

Priority Date

20241101

Claims (10)

1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das umfasst: Erhalten einer Messung eines dynamischen Parameters des Fahrzeugs, der mit einer Kraft an einer Zahnstange des Fahrzeugs in Beziehung steht, wobei die Zahnstange an ein linkes Rad und/oder ein rechtes Rad gekoppelt ist; Bestimmen einer ersten Schätzung einer Zahnstangenkraft, die aus der Kraft resultiert, auf der Grundlage der Messung des dynamischen Parameters; Erhalten einer zweiten Schätzung der Zahnstangenkraft auf der Grundlage eines Signals von einem Laufradaktor, der an die Zahnstange gekoppelt ist; Wählen einer vermittelten Zahnstangenkraft aus der ersten Schätzung der Zahnstangenkraft und der zweiten Schätzung der Zahnstangenkraft, und Aktivieren eines Handradaktors, der an ein Lenkrad des Fahrzeugs gekoppelt ist, auf der Grundlage der vermittelten Zahnstangenkraft, um ein Rückkopplungsdrehmoment am Lenkrad zu erzeugen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der dynamische Parameter Folgendes umfasst: (i) eine von außen auf einen Reifen ausgeübte Kraft und/oder (ii) eine Beschleunigung, die bei einer Trägheitsmesseinheit (IMU) erhalten wird; und/oder (iii) einen Laufradwinkel und/oder (iv) eine Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , das ferner ein Bestimmen eines Fehlers in Folgendem umfasst: (i) der Messung des dynamischen Parameters, die verwendet wird, um die erste Schätzung zu berechnen; und/oder (ii) dem Signal vom Laufradaktor, das verwendet wird, um die zweite Schätzung zu berechnen.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , das ferner ein Wählen der zweiten Schätzung als die vermittelte Zahnstangenkraft umfasst, wenn kein Fehler im Signal vom Laufradaktor gefunden wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die erste Schätzung der Zahnstangenkraft und/oder die zweite Schätzung der Zahnstangenkraft eine zeitliche Abfolge von Kräften umfassen.
6. System zum Betreiben eines Fahrzeugs, das umfasst: eine Zahnstange, die an ein linkes Rad und/oder ein rechtes Rad gekoppelt ist; einen Sensor zum Erhalten einer Messung eines dynamischen Parameters des Fahrzeugs, der mit einer Kraft an der Zahnstange in Beziehung steht; und einen Prozessor, der konfiguriert ist zum: Bestimmen einer ersten Schätzung einer Zahnstangenkraft, die aus der Kraft resultiert, auf der Grundlage der Messung des dynamischen Parameters; Erhalten einer zweiten Schätzung der Zahnstangenkraft auf der Grundlage eines Signals von einem Laufradaktor, der an die Zahnstange gekoppelt ist; Wählen einer vermittelten Zahnstangenkraft aus der ersten Schätzung der Zahnstangenkraft und der zweiten Schätzung der Zahnstangenkraft, und Aktivieren eines Handradaktors, der an ein Lenkrad des Fahrzeugs gekoppelt ist, auf der Grundlage der vermittelten Zahnstangenkraft, um ein Rückkopplungsdrehmoment am Lenkrad zu erzeugen.
7. System nach Anspruch 6 , wobei der dynamische Parameter folgendes umfasst: (i) eine von außen auf einen Reifen ausgeübte Kraft und/oder (ii) eine Beschleunigung, die bei einer Trägheitsmesseinheit (IMU) erhalten wird; und/oder (iii) einen Laufradwinkel und/oder (iv) eine Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
8. System nach Anspruch 6 , wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, einen Fehler in Folgendem zu bestimmen: (i) der Messung des dynamischen Parameters, die verwendet wird, um die erste Schätzung zu berechnen; und/oder (ii) dem Signal vom Laufradaktor, das verwendet wird, um die zweite Schätzung zu berechnen.
9. System nach Anspruch 8 , wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, die zweite Schätzung als die vermittelte Zahnstangenkraft zu wählen, wenn kein Fehler im Signal vom Laufradaktor gefunden wird.
10. System nach Anspruch 6 , wobei die erste Schätzung der Zahnstangenkraft und/oder die zweite Schätzung der Zahnstangenkraft eine zeitliche Abfolge von Kräften umfassen.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf den Betrieb eines Fahrzeugs und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zum Anlegen eines Rückkopplungsdrehmoments an ein Lenkrad eines Lenksystems für elektromechanisches Lenken des Fahrzeugs derart, dass es einer Kraft an einer Zahnstange des Fahrzeugs entspricht. Systeme für elektromechanisches Lenken wurden entwickelt, um ein Fahrzeug zu lenken. In einem System für elektromechanisches Lenken ist keine mechanische Verbindung zwischen einem Lenkrad und einem Laufradaktor, der die Räder des Fahrzeugs lenkt, vorhanden. Stattdessen erfolgt eine Kommunikation zwischen dem Lenkrad und einem Controller und zwischen dem Controller und dem Laufradaktor. Aufgrund der fehlenden mechanischen Verbindung werden äußere Kräfte, die an der Zahnstange auftreten, wie z. B. ein plötzlicher Impuls, wenn das Fahrzeug auf ein Schlagloch trifft, nicht zum Lenkrad übertragen. Somit muss der Fahrer sich der Fahrbedingungen und äußerer Kräfte nicht bewusst sein. Entsprechend ist es wünschenswert, ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen eines Rückkopplungsdrehmoments zum Fahrer bereitzustellen, um den Fahrer besser in die Fahrerfahrung einzubetten. ZUSAMMENFASSUNG In einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs offenbart. Eine Messung eines dynamischen Parameters des Fahrzeugs, der mit einer Kraft an einer Zahnstange des Fahrzeugs in Beziehung steht, wird erhalten. Die Zahnstange ist an ein linkes Rad und/oder ein rechtes Rad gekoppelt. Eine erste Schätzung einer Zahnstangenkraft wird bestimmt, wobei die erste Schätzung aus der Kraft auf der Grundlage der Messung des dynamischen Parameters resultiert. Eine zweite Schätzung der Zahnstangenkraft wird bestimmt, wobei die zweite Schätzung auf der Grundlage eines Signals von einem Laufradaktor erfolgt, der an die Zahnstange gekoppelt ist. Eine vermittelte Zahnstangenkraft wird aus der ersten Schätzung der Zahnstangenkraft und der zweiten Schätzung der Zahnstangenkraft gewählt. Ein Handradaktor, der an ein Lenkrad des Fahrzeugs gekoppelt ist, wird auf der Grundlage der vermittelten Zahnstangenkraft aktiviert, um ein Rückkopplungsdrehmoment am Lenkrad zu erzeugen. Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, enthält der dynamische Parameter eine von außen auf einen Reifen ausgeübte Kraft und/oder eine Beschleunigung, die bei einer Trägheitsmesseinheit (IMU) erhalten wird, und/oder einen Laufradwinkel und/oder eine Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen einer Schätzung für das rechte Rad der Zahnstangenkraft unter Verwendung von Kräften an einem rechten Vorderrad des Fahrzeugs, ein Bestimmen einer Schätzung für das linke Rad der Zahnstangenkraft unter Verwendung von Kräften an einem linken Vorderrad des Fahrzeugs und ein Bestimmen der ersten Schätzung der Zahnstangenkraft auf der Grundlage der Schätzung für das rechte Rad und der Schätzung für das linke Rad. Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen eines Fehlers in der Messung des dynamischen Parameters, der verwendet wird, um die erste Schätzung zu berechnen, und/oder dem Signal vom Laufradaktor, das verwendet wird, um die zweite Schätzung zu berechnen. Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, umfasst das Verfahren ferner ein Auswählen der zweiten Schätzung als die vermittelte Zahnstangenkraft, wenn kein Fehler im Signal vom Laufradaktor gefunden wird. Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, enthalten die erste Schätzung der Zahnstangenkraft und/oder die zweite Schätzung der Zahnstangenkraft eine zeitliche Abfolge von Kräften. Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, sind das Lenkrad und die Zahnstange mechanisch voneinander getrennt und sind jeweils an ein System für elektromechanisches Lenken gekoppelt. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein System zum Betreiben eines Fahrzeugs offenbart. Das System enthält eine Zahnstange, die an ein linkes Rad und/oder ein rechtes Rad gekoppelt ist, einen Sensor zum Erhalten einer Messung eines dynamischen Parameters des Fahrzeugs, der mit einer Kraft an der Zahnstange in Beziehung steht, und einen Prozessor. Der Prozessor ist konfiguriert, eine erste Schätzung einer Zahnstangenkraft, die aus der Kraft resultiert, auf der Grundlage der Messung des dynamischen Parameters zu bestimmen, eine zweite Schätzung der Zahnstangenkraft auf der Grundlage eines Signals von einem Laufradaktor, der an die Zahnstange gekoppelt ist, zu erhalten, eine vermittelte Zahnstangenkraft aus der ersten Schätzung der Zahnstangenkraft und der zweiten Schätzung der Zahnstangenkraft zu wählen und einen Handradaktor, der an ein Lenkrad des Fahrzeugs gekoppelt ist, auf der Grundlage der vermittelt