DE102011089950A1

DE102011089950A1 - Verfahren und Systeme für die Evaluierung von Fahrzeuglenksystemen

Info

Publication number: DE102011089950A1
Application number: DE102011089950A
Authority: DE
Inventors: Kenneth L. Oblizajek; John D. Sopoci; William Keith Adams
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-01-05
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2012-07-05
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: US20120173079A1; US9574972B2; CN102589906A; KR20120079806A; DE102011089950B4; CN102589906B; KR101314087B1

Abstract

Es werden verfahren und Systeme für das Evaluieren eines Lenksystems eines Fahrzeugs geliefert bzw. bereitgestellt, wobei das Lenksystem eine Lenksäule, ein Lenkgestell und ein Ritzel beinhaltet. Das Gestell wird manipuliert, wenn das Lenksystem auf dem Testsystem montiert ist. Die Lenksäule wird auch manipuliert, wenn das Lenksystem auf dem Testsystem montiert ist. Es werden Daten von dem Manipulieren des Gestells und der Schwingungsüberlagerung der Lenksäule für den Gebrauch bei der Evaluierung des Lenksystems gesammelt.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Veröffentlichung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeuge, und spezieller ausgedrückt bezieht sie sich auf Verfahren und Systeme für die Evaluierung von Lenksystemen für Fahrzeuge.
HINTERGRUND
Fahrzeug-Lenksysteme enthalten verschiedene Komponenten und/oder Untersysteme, wie z. B. ein Lenkrad, eine Lenksäule, ein Rack bzw. einen Baugruppenträger und ein Ritzel bzw. Antriebsritzel. Es ist häufig schwierig, die Fahrzeug-Lenksysteme und/oder die verschiedenen Bauteile und/oder die Untersysteme davon zu evaluieren bzw. zu bewerten. Beispielsweise wenn das Fahrzeug in Betrieb ist, kann es schwierig sein, die Charakteristika des Fahrzeugs-Lenksystems, seine Bauteile und/oder Untersysteme von anderen Faktoren zu trennen bzw. zu unterscheiden, wie z. B. vom Betrieb der anderen Fahrzeugsysteme, von den Bediencharakteristika des Fahrers für das Fahrzug, von den Umgebungszuständen und Ähnlichem.
Entsprechend ist es wünschenswert, ein verbessertes Verfahren für das Testen eines Fahrzeug-Lenksystemes zu liefern, z. B. bevor das Fahrzeug-Lenksystem in ein Fahrzeug integriert wird. Es ist auch wünschenswert, ein verbessertes Programmprodukt und ein verbessertes System für derartiges Testen eines Fahrzeug-Lenksystemes zu liefern bzw. bereitzustellen. Außerdem werden andere wünschenswerte Merkmale und Charakteristika der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und den angehängten Ansprüchen offensichtlich, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und diesem Hintergrund der Erfindung gegeben werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren für das Bewerten eines Lenksystemes eines Fahrzeugs geliefert, wobei ein Testsystem benutzt wird, wobei das Lenksystem eine Lenksäule, ein Lenk-Racks- bzw. -gestells und ein Ritzel aufweist. Das Verfahren weist die Schritte des Betätigens des Racks auf dem Testsystem, des Betätigens der Lenksäule auf dem Testsystem und des Sammelns der Daten auf, während das Rack und die Lenksäule auf dem Testsystem betätigt werden, um das Lenksystem zu bewerten.
Entsprechend einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird ein Programmprodukt für das Bewerten eines Lenksystems eines Fahrzeugs geliefert, wobei ein Testsystem benutzt wird, wobei das Lenksystem eine Lenksäule, ein Lenk-Gestell und ein Ritzel aufweist. Das Programmprodukt weist ein Programm und ein nicht-transitorisches bzw. nicht-vorübergehendes, von einem Computer lesbares Medium auf. Das Programm ist konfiguriert, um das Betätigen des Gestells auf dem Testsystem, das Betätigen der Lenksäule auf dem Testsystem und das Sammeln von Daten, während das Gestell und das Lenksystem betätigt werden, für das Bewerten des Lenksystems zu erleichtern. Das nicht-transito-rische, von einem Computer lesbare Medium trägt das Programm und enthält Computer-Instruktionen, welche darin gespeichert sind, um einen Computerprozessor zu veranlassen, das Programm auszuführen.
Entsprechend einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein System für das Bewerten einer Lenkeinheit eines Fahrzeugs geliefert, wobei ein Testsystem benutzt wird, wobei die Lenkeinheit eine Lenksäule, ein Lenk-Gestell und ein Ritzel aufweist. Das System weist einen ersten Aktuator, einen zweiten Aktuator und eine Sensor- bzw. Abtasteinheit auf. Der erste Aktuator ist konfiguriert, um das Gestell auf dem Testsystem zu betätigen. Der zweite Aktuator ist konfiguriert, um die Lenksäule auf dem Testsystem zu betätigen. Die Sensoreinheit ist konfiguriert, um Daten zu erhalten, während das Gestell und die Lenksäule für den Gebrauch bei der Bewertung des Lenksystems betätigt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Veröffentlichung wird hier nachfolgend in Verbindung mit den folgenden gezeichneten Figuren beschrieben, wobei gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen, und:
1 eine schematische Zeichnung des Testsystems für die Bewertung eines Lenksystems für ein Fahrzeug ist, welches zusammen mit einem beispielhaften Fahrzeug-Lenksystem dargestellt ist, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform;
2 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses für das Bewerten eines Lenksystems für ein Fahrzeug ist, und welches in Verbindung mit dem Testsystem und dem Fahrzeug-Lenksystem der 1 implementiert werden kann, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform; und
3 graphische Darstellungen von verschiedenen komplexen Mengen- bzw. Größenverhältnissen beinhaltet, welche über die Schritte des Prozesses der 2 erzeugt sind, wobei Getriebesteifigkeit, Getriebeverhältnis, Getriebeempfindlichkeit, Getriebeimpedanz und Motorverhältnis beinhaltet sind, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist nur beispielhaft in ihrer Art, und es ist nicht beabsichtigt, die Veröffentlichung oder die Anwendung und das Gebrauchen derselben zu begrenzen. Außerdem besteht keine Absicht, durch irgendeine Theorie, welche in dem vorherigen Hintergrund oder der folgenden detaillierten Beschreibung präsentiert wird, gebunden zu sein.
1 ist eine schematische Zeichnung eines Testsystems 10 für ein Fahrzeug-Lenksystem 11, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform. Das Testsystem 10 ist so konfiguriert, um das Fahrzeug-Lenksystem 11 und verschiedene Komponenten davon zu bewerten und zu analysieren, z. B. wie nachfolgend beschrieben wird. Das Testsystem 10 führt vorzugsweise derartige Bewertungen und Analysen durch, wobei die Schritte des Prozesses 90, welcher in 2 dargestellt ist und weiter unten in Verbindung damit beschrieben wird, benutzt werden.
Das Fahrzeug-Lenksystem 11 beinhaltet: eine Lenkradmasse 12, eine Lenksäulenanordnung 14, ein Gestell bzw. Baugruppengestell 16, welches ein Gestellgehäuse 17 besitzt, ein Steuerritzel 18, einen elektrischen Motor 19 (in Ausführungsformen, in welchen das Fahrzeug-Lenksystem 11 ein elektronisches Leistungslenksystem aufweist), ein Hilfsritzel 20, optional eine oder mehrere Spurstangen 22 und eine Zwischenwelle 13. Die Lenksäulenanordnung 14 ist an die Lenkradmasse 20 gekoppelt und ist dadurch drehbar bewegbar. Die Lenksäulenanordnung 14 ist konfiguriert, um schließlich die Bewegung der Räder des Fahrzeugs, basierend wenigstens zum Teil auf der Bewegung der Lenkradmasse 12, zu erleichtern. Speziell löst der Betrieb der Lenkradmasse 12 eine Drehbewegung der Lenksäulenanordnung 14 und der Zwischenwelle 13 aus, welches umgekehrt eine translatorische Bewegung des Gestelles 16 und der Spurstangen 22 über das Steuerritzel 18 und das Hilfsritzel 20 auslöst, welches dadurch schließlich die Drehung der Räder des Fahrzeugs verursacht. Die Lenkradmasse 12 muss nicht ein aktuelles Lenkrad sein, sondern kann nur eine repräsentative Masse mit einem vorher festgelegten oder messbaren Polarmoment an Trägheit (PMI) sein, welche an dem oberen Ende der Lenksäulenanordnung 14 befestigt ist. Die Zwischenwelle 13 kann weggelassen werden, es sei denn, sie wird benötigt, um das System in einer In-Fahrzeug-Ausrichtung zu testen.
Wie in 1 dargestellt wird, beinhaltet das Testsystem 10 eine Basis 27, einen Gestellaktuator 32, einen Lenk-Eingangsaktuator 34, einen Gestellkraftsensor 36, einen Gestell-Beschleunigungsmesser 38, einen Gestellgehäuse-Beschleunigungsmesser 40, einen ersten Lenkrad-Beschleunigungsmesser 42, einen zweiten Lenkrad-Beschleunigungsmesser 44, einen Lenkwinkelsensor 46 und einen Motorgeschwindigkeitssensor 48. Der Gestellaktuator 32, der Lenkungs-Eingangsaktuator 34, der Gestellkraftsensor 36, der Gestell-Beschleunigungsmesser 38, der Gestellgehäuse-Beschleunigungsmesser 40, der erste Lenkrad-Beschleunigungsmesser 42, der zweite Lenkrad-Beschleunigungsmesser 44, der Lenkradwinkelsensor 46 und der Motorgeschwindigkeitssensor 48 sind jeweils vorzugsweise innerhalb der Basis 27 und/oder einem Gehäuse davon gelagert. Die Basis 27 weist vorzugsweise einen starren Teststand oder eine Auflageplatte auf. Das Fahrzeug-Lenksystem 11 ist vorzugsweise auf der Basis 27 und/oder einem Gehäuse davon befestigt. Das Testsystem 10 beinhaltet vorzugsweise ein Netzgerät 28. Beispielsweise weist das Netzgerät 28 vorzugsweise eine hydraulische Energieversorgung (HPS) auf, wenn HPS-Getriebe benutzt werden. Anhand eines weiteren Beispiels weist das Netzgerät 28 ein elektrisches Netzgerät (EPS) auf, wenn EPS-Getriebe benutzt werden.
Der Gestellaktuator 32 ist zwischen dem Steuerglied 50 und dem Gestell 16 gekoppelt. Der Gestellaktuator 32 veranlasst eine translatorische Bewegung des Gestells 16, basierend auf Instruktionen, welche von den Gestellaktuatoren 32 durch das Steuerglied 50 (und vorzugsweise durch einen Prozessor 54 davon) geliefert werden, für Testzwecke beim Implementieren von einem oder mehreren Schritten des Prozesses 90 der 2 (welche nachfolgend weiter unten beschrieben wird). Die Anzahl und/oder Platzierung der Gestellaktuatoren 32 kann in anderen Ausführungsformen variieren.
Der Lenkungs-Eingangsaktuator 34 ist zwischen dem Steuerglied 50 und der Lenkradmasse 12 gekoppelt. Der Lenkungs-Eingangs aktuator 34 weist auch vorzugsweise eine Torsionsfeder auf. Der Lenkungs-Eingangsaktuator 34 veranlasst über die Torsionsfeder desselben, eine Drehbewegung der Lenkradmasse 12 und der Lenksäulenanordnung 14, basierend auf Instruktionen, welche durch den Lenkungs-Eingangsaktuator 34 durch das Steuerglied 50 (und bevorzugt durch einen Prozessor 54 desselben) geliefert werden, für Testzwecke beim Implementieren eines oder mehrerer Schritte des Prozesses 90 der 2 (welche weiter unten beschrieben wird).
Der Gestellkraftsensor 36 ist zwischen dem Gestell 16 und dem Steuerglied 50 gekoppelt. Der Gestellkraftsensor 36 misst eine Kraft oder Last, welche an dem Gestellaktuator 32 gegenüber dem Gestell 16 angewendet wird, und liefert Werte, welche repräsentativ dafür sind, an das Steuerglied 50 zur Bearbeitung.
Der Gestell-Beschleunigungsmesser 38 ist zwischen dem Gestell 16 und dem Steuerglied 50 gekoppelt. Der Gestell-Beschleunigungsmesser 38 misst eine laterale Beschleunigung des Gestelles 16 und liefert Werte, welche dafür repräsentativ sind, an das Steuerglied 50 zur Bearbeitung.
Der Gestellgehäuse-Beschleunigungsmesser 40 ist zwischen dem Gestellgehäuse 17 und dem Steuerglied 50 gekoppelt. Der Gestellgehäuse-Beschleunigungsmesser 40 misst eine laterale Beschleunigung des Gestellgehäuses 17 und liefert Werte, welche dafür repräsentativ sind, an das Steuerglied 50 zur Verarbeitung.
Der erste Lenkrad-Beschleunigungsmesser 42 ist zwischen der Lenkradmasse 12 und dem Steuerglied 50 gekoppelt. Der erste Lenkrad-Beschleunigungsmesser 42 misst eine tangentiale Beschleunigung der Lenkradmasse 12, wie sie von dem ersten Teilbereich nahe dem äußeren Durchmesser der Lenkradmasse 12 gemessen wird, und liefert die Werte, welche dafür repräsentativ sind, an das Steuerglied 50 zur Bearbeitung.
Der zweite Lenkrad-Beschleunigungsmesser 44 ist auch zwischen der Lenkradmasse 12 und dem Steuerglied 50 gekoppelt. Der zweite Lenkrad-Beschleunigungsmesser 44 misst eine tangentiale Beschleunigung der Lenkradmasse 12, wie sie von dem zweiten Teilbereich nahe des äußeren Durchmessers der Lenkradmasse 12 gemessen wird, und liefert Werte, welche dafür repräsentativ sind, an das Steuerglied 50 zur Bearbeitung.
Die Positionen des ersten Lenkrad-Beschleunigungsmessers 42 und des zweiten Lenkrad-Beschleunigungsmessers 44 sind vorzugsweise 180 Grad voneinander getrennt. Der Abstand zwischen dem ersten Lenkrad-Beschleunigungsmesser 42 und dem zweiten Lenkrad-Beschleunigungsmesser 44 wird als Abstand 45 in 1 bezeichnet und wird hier auch als der Abstand ”D” bezeichnet.
Der Lenkwinkelsensor 46 ist zwischen dem Steuerglied 50 und entweder der Lenkradmasse 12 oder einem Säulenrohr bzw. einer Säulenwelle 49 der Lenksäulenanordnung 14 gekoppelt. Der Lenkwinkelsensor 46 misst einen Lenkwinkel der Lenkradmasse 12 und/oder der Lenksäulenanordnung 14 und liefert Werte, welche repräsentativ dafür sind, an das Steuerglied 50 zur Bearbeitung.
Der Motorgeschwindigkeitssensor 48 ist zwischen dem Steuerglied 50 und dem elektrischen Motor 19 gekoppelt. Der Motorgeschwindigkeitssensor 48 misst eine Drehgeschwindigkeit des elektrischen Motors 19, beispielsweise in einem elektronischen Leistungslenksystem, und liefert Werte, welche repräsentativ dafür sind, an das Steuerglied 50 zur Bearbeitung.
Das Steuerglied 50 ist an den Gestellaktuator 32 gekoppelt und steuert ihn und den Lenkungs-Eingangsaktuator 34, um das Fahrzeug-Lenksystem 11 und Komponenten und/oder Subsysteme davon zu testen. Das Steuerglied 50 ist auch an den Gestellkraftsensor 36, den Gestell-Beschleunigungsmesser 38, den Gestellgehäuse-Beschleunigungsmesser 40, den ersten Lenkrad-Beschleunigungsmesser 42, den zweiten Lenkrad-Beschleunigungsmesser 44, den Lenkwinkelsensor 46 und den Motorgeschwindigkeitssensor 48 gekoppelt und empfängt Daten davon. Das Steuerglied 50 ist auch vorzugsweise in operativer Kommunikation mit einer Maschinensteuereinheit 70 des Fahrzeugs entsprechend zu dem Fahrzeug-Lenksystem 11 über einen Kommunikationsbus 72 (beispielsweise einen CAN-Bus), um zusätzliche Daten zu empfangen (wie z. B. Fahrzeugparameter, welche unter anderem beinhalten können: Fahrzeuggeschwindigkeit, Maschinenumdrehungen pro Minute (RPM bzw. UpM) und Ähnliches). Das Steuerglied 50 bearbeitet die verschiedenen Typen von Daten und liefert Evaluationen und Analysen bezüglich des Testens des Fahrzeugslenksystems 11 und/oder Komponenten davon. Das Steuerglied 50 führt vorzugsweise diese Funktionen aus, während verschiedene Schritte des Prozesses 90 durchgeführt werden, welche in 2 dargestellt sind und welche weiter unten in Verbindung damit beschrieben werden.
Wie in 1 dargestellt wird, weist das Steuerglied 50 ein Computersystem 52 auf. Das Computersystem 52 beinhaltet: einen Prozessor 54, einen Speicher 56, eine Schnittstelle 58, eine Speichereinrichtung 60 und einen Bus 62. Der Prozessor 54 führt die Berechnung und Steuerfunktionen des Computersystems 52 und des Steuergliedes 50 aus und kann jede Art von Prozessor oder viele Prozessoren, einzeln integrierte Schaltungen, wie z. B. einen Mikroprozessor, oder irgendeine geeignete Anzahl von integrierten Schalteinrichtungen und/oder Schaltungsplatinen aufweisen, welche in Kooperation arbeiten, um die Funktionen einer Bearbeitungseinheit zu erfüllen. Während des Betriebes führt der Prozessor 54 ein oder mehrere Programme 63 aus, welche innerhalb des Speichers 56 enthalten sind, und demnach steuert er den allgemeinen Betrieb des Steuergliedes 50 und des Computersystems 52, indem er vorzugsweise die Schritte des Prozesses, welcher hier beschrieben wird, ausführt, wie z. B. den Prozess 90, welcher in 2 dargestellt ist und weiter unten in Verbindung damit beschrieben wird.
Der Speicher 56 kann jede Art von geeignetem Speicher sein. Dies würde die verschiedenen Arten von dynamischem Zugriffsspeicher (DRAM), wie z. B. SDRAM, die verschiedenen Arten von statischem RAM (SRAM) und die verschiedenen Arten von nichtflüchtigem Speicher (PROM, EPROM und Flash) beinhalten. Der Bus 62 dient dazu, Programme, Daten, den Status und andere Informationen oder Signale zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems 52 zu übertragen. In einer bevorzugten Ausführungsform speichert der Speicher 56 das oben aufgeführte Programm 63 zusammen mit einem oder mehreren gespeicherten Werten 64, welche für das Analysieren und Evaluieren des Fahrzeug-Lenksystems 11 und der Komponenten und Subsysteme davon, in Übereinstimmung mit den Schritten des Prozesses 90, benutzt werden, welche in 2 dargestellt sind und welche weiter unten in Verbindung damit beschrieben werden. In bestimmten Beispielen ist der Speicher 56 auf dem gleichen Computerchip wie der Prozessor 54 platziert und/oder zusammen platziert.
Die Schnittstelle 58 gestattet die Kommunikation zu dem Computersystem 52, beispielsweise von einem Systemtreiber und/oder einem anderen Computersystem, und kann implementiert werden, indem irgendein geeignetes Verfahren und Gerät benutzt werden. Sie kann eine oder mehrere Netzschnittstellen beinhalten, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren. Die Schnittstelle 58 kann auch eine oder mehrere Netzschnittstellen beinhalten, um mit Technikern zu kommunizieren, und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen, um sie an Speichergeräte anzuschließen, wie z. B. an die Speichereinrichtung 60.
Die Speichereinrichtung 60 kann jeder geeignete Typ von Speichergerät sein, einschließlich Direktzugriffs-Speichereinrichtungen, wie z. B. Festplattenlaufwerke, Flash-Systeme, Floppy-Disk-Laufwerke und optische Disk-Laufwerke. In einer beispielhaften Ausführungsform weist die Speichereinrichtung 60 auf: ein Programmprodukt, von welchem der Speicher 56 ein Programm 63 empfangen kann, welches eine oder mehrere Ausführungsformen eines oder mehrerer Prozesse der vorliegenden Veröffentlichung ausführt, wie z. B. den Prozess 90 der 2 oder der Teile davon. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das Programmprodukt direkt in dem Speicher 56 und/oder einer Disk bzw. CD (z. B. Disk 65) gespeichert werden und/oder es kann auf andere Weise auf diese zugegriffen werden, wie z. B. darauf nachstehend Bezug genommen wird.
Der Bus 62 kann jede geeignete physikalische oder logische Einrichtung für das Anschließen von Computersystemen und Komponenten sein. Dieses beinhaltet, ist jedoch nicht darauf beschränkt, direkte, festverdrahtete Verbindungen, Faseroptik, Infrarot- und drahtlose Bustechnologien. Während des Betriebes wird das Programm 63 in dem Speicher 56 gespeichert und durch den Prozessor 54 ausgeführt.
Es wird gewürdigt werden, dass, während diese beispielhafte Ausführungsform im Kontext eines voll funktionierenden Computersystems beschrieben wird, Fachleute erkennen werden, dass die Mechanismen der vorliegenden Veröffentlichung in der Lage sind, als Programmprodukt mit einem, oder mehreren Arten von nicht-transitorischen, vom Computer lesbaren, signaltragenden Medien verteilt werden können, welche benutzt werden, das Programm und die Instruktionen davon zu speichern und die Verteilung davon auszuführen, wie z. B. ein nicht-transitorisches, von einem Computer lesbares Medium, welches das Programm trägt und Computer-Instruktionen enthält, welche darin gespeichert sind, um einen Computer-Prozessor (wie z. B. den Prozessor 54) zu veranlassen, das Programm durchzuführen und auszuführen. Ein derartiges Programmprodukt kann eine Vielzahl von Formen annehmen, und dasjenige, das die vorliegende Veröffentlichung in gleicher Weise anwendet, ungeachtet des speziellen Typs von Computer-lesbaren signaltragenden Medien, welche benutzt werden, um die Verteilung auszuführen. Beispiele der signaltragenden Medien beinhalten: aufzeichenbare Medien, wie z. B. Floppy Disks, Festplatten, Speicherkarten und optische Disks, und Übertragungsmedien, wie z. B. digitale und analoge Kommunikations-Links bzw. -Verbindungen. Es wird in ähnlicher Weise gewürdigt werden, dass das Computersystem 52 sich auch in anderer Weise von der Ausführungsform unterscheiden kann, welche in 1 dargestellt wird, beispielsweise darin, dass das Computersystem 52 an ein oder mehrere entfernte Computersysteme und/oder andere Steuersysteme gekoppelt werden kann oder diese auf andere Weise nützen kann.
2 ist ein Ablaufdiagramm eines Prozesses 90 für das Evaluieren und Analysieren eines Fahrzeug-Lenksystems und von Komponenten und Untersystemen davon. Der Prozess 90 kann vorzugsweise in Verbindung mit dem Testsystem 10, dem Fahrzeug-Lenksystem 11 und den Komponenten und Untersystemen davon implementiert sein.
Wie in 2 dargestellt wird, beginnt der Prozess 90 mit dem Schritt des Befestigens eines Fahrzeug-Lenksystems an einem Testsystem (Schritt 100). Vorzugsweise entspricht das Fahrzeug-Lenksystem dem Fahrzeug-Lenksystem 11 der 1, und das Testsystem entspricht dem Testsystem 10 der 1. Das Fahrzeug-Lenksystem 11 ist vorzugsweise an der Basis 27 des Testsystems 10 der 1 befestigt, und die Basis 27 weist vorzugsweise einen starren Teststand oder eine Grundplatte auf. Vorzugsweise werden die Lenkradmasse 12, die Säulenanordnung 14 und das Gestell 16 der 1 jeweils an der Basis 27 der 1 über feste Träger oder mit einem Satz von Produktions- oder Experimentierrohren befestigt.
Das Gestell wird auf dem Testsystem manipuliert (Schritt 105). Während des Schritts 105 werden eine oder mehrere Spurstangen 22 oder das Gestell 16 der 1 vorzugsweise durch den Gestellaktuator 32 der 1 über Instruktionen angeregt, welche durch den Prozessor 54 von 1 geliefert werden, wenn das Fahrzeug-Lenksystem 11 der 1 auf der Basis 27 des Testsystems 10 der 1 befestigt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine sinusförmige Kraftanregung bei verschiedenen Amplituden benutzt, um die Spurstange anzuregen. Vorzugsweise wird ein Frequenz-Haltezeit-Eingabesignal benutzt, bei welchem die Frequenz der Anregung für eine vorher eingestellte Zeitperiode konstant gehalten wird (am meisten bevorzugt ungefähr sechzehn Sekunden), bevor zu der nächsten Frequenz übergegangen wird. Am meisten bevorzugt beginnt dieser Schritt bei einer Frequenz von fünf Hz und inkrementiert bzw. erhöht sich um einen Betrag von einem Hz bei jeder Periode, bis eine Zielfrequenz von dreißig Hz erreicht wird. In bestimmten anderen Ausführungsformen kann ein sich stetig erhöhendes Durchlaufen oder Modulieren der Frequenz von der Start-zu der Endfrequenz angewendet werden. In noch anderen Ausführungsformen kann ein willkürliches oder konstantes frequenz-überlagertes Schwingungssignal auf der Anregung obenauf überlagert werden, beispielsweise um zu helfen, eine beliebige statische Reibung aufzubrechen, welche in dem Lenksystem existieren kann, neben anderen möglichen Variationen. Jedoch sollte, wenn die Schwingungsüberlagerung eine konstante Frequenz besitzt, dies bei einer Frequenz sein, welche genügend außerhalb des Bandes von Interesse ist (d. h. außerhalb von 5–30 Hz in einer bevorzugten Ausführungsform), um die Testergebnisse nicht zu beeinträchtigen.
Zusätzlich wird die Lenksäule auf dem Testsystem manipuliert (Schritt 110). In einer Ausführungsform wird das Schwingungsüberlagern an der Lenksäulenanordnung 14 der 1 über eine Drehbewegung der Lenkradmasse 12 der 1 durch den Lenkungs-Eingabeaktuator 34 der 1 über Instruktionen angewendet, welche durch den Prozessor 54 der 1 geliefert werden, wenn das Fahrzeug-Lenksystem 11 der 1 auf der Basis 27 des Testsystems 10 der 1 befestigt ist. Alternativ kann die Schwingungsüberlagerung an der Säulenwelle 49 der Lenksäulenanordnung 14 der 1 durch den Lenkungs-Eingabeaktuator 34 der 1 über Instruktionen angelegt werden, welche durch den Prozessor 54 der 1 geliefert werden, wenn das Fahrzeug-Lenksystem 11 der 1 auf der Basis 27 des Testsystems 10 der 1 befestigt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Dreieck-Winkelversatzsignal verwendet. Das Dreieck-Winkelversatzsignal besitzt vorzugsweise eine Amplitude von +/–10 Grad und eine Periode von ungefähr 16 Sekunden. Das Dreieck-Winkelversatzsignal wird vorzugsweise durch eine Torsionsfeder des Lenkungs-Eingabeaktuators 34 der 1 angewendet, mit einer ausreichend geringen Drehkonstante, um die natürliche Rückantwort des Fahrzeug-Lenksystems 11 der 1 nicht zu behindern bzw. zu beeinträchtigen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Schwingungsüberlagerung des Schrittes 110 stattdessen auf einer Kraft basieren. In einer Ausführungsform, wenn die Schwingungsüberlagerung an dem Fahrzeug-Lenksystem 11 der 1 über das Gestell 16 und/oder die Spurstangen 22 der 1 angewendet wird, wie dies oben in Verbindung mit dem Schritt 105 beschrieben wird, dann kann es nicht notwendig sein, die Schwingungsüberlagerung an der Säulenwelle 49 oder der Lenkradmasse 12 der 1 im Schritt 110 anzuwenden.
Die Daten können mit oder ohne Leistung (hydraulisch oder elektrisch), welche an das Getriebe geliefert wird, erhalten werden. Die Daten werden während der Anwendung der Anregung und der Schwingungsüberlagerung der Schritte 105 und 110 erhalten (Schritt 115). Die Daten beinhalten vorzugsweise wenigstens fünf Kanäle von Daten; nämlich: (i) die Gestellkraft oder die Last, welche an dem Gestell angelegt ist (bezeichnet als Fr, und vorzugsweise in Newton von dem Gestellkraftsensor 36 der 1 gemessen); (ii) die Gestellbeschleunigung oder die laterale Beschleunigung des Gestells (bezeichnet als Ar, und vorzugsweise durch den Gestell-Beschleunigungsmesser 38 der 1 in m/s²) gemessen; (iii) der Gehäusebeschleunigung, oder der Beschleunigung des Getellgehäuses (bezeichnet als Ah, und vorzugsweise durch den Gestellgehäuse-Beschleunigungsmesser 40 der 1 in m/s² gemessen); (iv) eine erste Lenkradbeschleunigung oder die tangentiale Beschleunigung der Lenkradmasse, wie sie nahe deren äußerem Durchmesser bei einem ersten Winkel gemessen wird (bezeichnet als Asw1, und vorzugsweise durch den ersten Lenkrad-Beschleunigungsmesser 42 der 1 in m/s² gemessen); und (v) einer zweiten Lenkradbeschleunigung, oder der tangentialen Beschleunigung der Lenkradmasse, wie sie nahe ihrem äußeren Durchmesser bei einem zweiten Winkel gemessen wird, welcher ungefähr 180 Grad weg von dem ersten Winkel ist (bezeichnet als Asw2, und vorzugsweise durch den zweiten Lenkrad-Beschleunigungsmesser 44 der 1 in m/s² gemessen).
Zusätzlich kann in bestimmten Ausführungsformen, während des Schrittes 115, auch ein sechster Kanal gemessen werden, nämlich eine Motorgeschwindigkeit (bezeichnet als Vm, und vorzugsweise durch den Motorgeschwindigkeitssensor 48 der 1 in Grad/s gemessen). In einer bevorzugten Ausführungsform müssen diese sechs Kanäle nur gemessen werden, wenn jemand die Aktivität eines elektrischen Leistungslenk-(EPS-)Motors bzw. eines elektrischen Servolenkungsmotors untersuchen möchte.
All die Daten im Schritt 115 werden vorzugsweise bei einer Rate von wenigstens sechzig Abtastungen pro Sekunde pro Kanal erfasst. Am meisten bevorzugt werden die Daten im Schritt 115 bei schnelleren Raten erfasst, in einem Bereich von ungefähr 200 Abtastungen pro Sekunde pro Kanal, mit ungefähr 2048 Abtastungen pro Sekunde pro Kanal.
Die Daten vom Schritt 115 werden dann analysiert (kombinierter Schritt 120). Speziell während des kombinierten Schrittes 120 werden die Daten bevorzugt durch den Prozessor 54 der 1 bearbeitet, wie dies in Verbindung mit den Schritten 125–180 nachfolgend dargelegt wird. Alternativ können einige oder alle der Datenanalysen dieser Schritte durch einen oder mehrere getrennte Offline- und/oder Off-Site-Prozessoren bzw. Nicht-am-Netz- und/oder Außen-Prozessoren durchgeführt werden. Zusätzlich ist in bestimmten Ausführungsformen der Schritt 120 eine Kombination der Schritte 125–180 und/oder er kann getrennt und nach dem Schritt 115 durchgeführt werden.
Als Teil der Datenanalyse wird die Gleichstrom-(DC-)Komponente vorzugsweise von jedem der unterschiedlichen Kanäle von den Daten entfernt (Schritt 125). Dies wird durchgeführt, um irgendwelche Offset-Fehler in den Sensoren oder dem Testsystem selbst zu berücksichtigen.
Zusätzlich wird eine Lenkrad-Winkelbeschleunigung berechnet (Schritt 130). Die Lenkrad-Winkelbeschleunigung ist ein primäres metrisches Ausgangssignal der Testprozedur. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Lenkrad-Winkelbeschleunigung berechnet, indem die folgende Gleichung benutzt wird: AAsw = Asw1 + Asw2 / D in welcher Asw1 die erste Lenkradbeschleunigung ist, Asw2 die zweite Lenkradbeschleunigung ist und D der Abstand 45 der 1 ist, zwischen dem ersten und dem zweiten Lenkrad-Beschleunigungsmesser 42, 44 der 1. Bei dieser Gleichung wird angenommen, dass die Orientierung beider Beschleunigungsmesser im Uhrzeigersinn positiv ist.
Die Einheiten der Lenkrad-Winkelbeschleunigung sind vorzugsweise rad/s². Alternativ kann die Lenkrad-Winkelbeschleunigung mit einem Winkelbeschleunigungs-Transducer bzw. -Übertragungsglied oder über eine oder mehrere andere Verfahren, welche Fachleuten bekannt ist, gemessen werden.
Die Daten werden in konstante Frequenzdatenblöcke segmentiert bzw. unterteilt (Schritt 135). In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Frequenz-Haltezeit-Anregung benutzt, und die Haltezeitperioden fallen mit den Perioden der Torsionsschwingungsüberlagerung der Lenkradmasse zusammen. Entsprechend wird es bevorzugt, den Lenkrad-Winkelkanal als Referenz zu benutzen, um zu helfen, den gesamten Datensatz in konstante Frequenzblöcke zu unterteilen und jeden von diesen getrennt zu analysieren. Zusätzlich, da die Schwingungsüberlagerung gleiche Zeitbeträge (beispielsweise acht Sekunden pro Periode) sowohl im Uhrzeigersinn (CW) als auch im Gegenuhrzeigersinn (CCW) liefert, können die Daten weiter in konstante Frequenz- und Richtungsblöcke unterteilt werden. Alternativ können die Schwingungsüberlagerungsperioden durch Akquirieren bzw. Erfassen des Zeitablaufs oder einer oder mehrerer anderer Verfahren, welche Fachleuten bekannt sind, bestimmt werden. Wenn eine Durchlauf- oder lineare Frequenzmodulationsprozedur anstatt der Schwingungsüberlagerungsprozedur benutzt wird, dann wird der gesamte Datensatz vorzugsweise auf einmal analysiert, und eine Datenunterteilung ist nicht erforderlich. Ebenso wird in einer bevorzugten Ausführungsform jeder Datenblock einen Datenpunkt für jede Interessenmenge liefern.
Eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) wird an der Gestellkraft durchgeführt, um die Antriebsfrequenz zu erlangen (Schritt 140). In einer bevorzugten Ausführungsform wird die FFT durchgeführt, nachdem eine Frequenz des Datenblocks zuerst bestimmt ist. Die FFT wird an dem Gestell-Kraftkanal zum Teil durchgeführt, da dieser häufig erachtet wird, dass über ihn das sauberste und/oder genaueste Signal erfasst werden kann. Die Größen der FFT werden über den Frequenzbereich untersucht, welcher in der Erfassung (z. B. 5–30 Hz) benutzt wird, und ein Maximalwert davon wird vorzugsweise bestimmt. Dieser entspricht vorzugsweise der Antriebsfrequenz des Datenblocks. Alternativ kann in bestimmten Ausführungsformen eine FFT an einem Spannungs-Referenzkanal durchgeführt werden, wie z. B. einem Befehlssignal von dem Prozessor an dem Spurstangen-Kraftaktuator. Auch kann die Frequenz des Datenblocks basierend auf der Erfassungsprozedur vorherbestimmt werden und an die Analyseroutinen weitergeführt werden, entsprechend bestimmten Ausführungsformen.
Zusätzlich wird ein Bandpassfilter angewendet (Schritt 145). Das Bandpassfilter wird vorzugsweise an jedem der Kanäle angewendet. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Eckfrequenzen des Bandpassfilters auf 0,5 Hz unterhalb und 0,5 Hz oberhalb der Antriebsfrequenz, welche festgestellt wurde, im Schritt 149 eingestellt. Alle Kanäle werden vorzugsweise identisch gefiltert, um relative Störungen zwischen gefilterten und ungefilterten Kanälen zu vermeiden.
Zusätzliche Manipulationen werden auch vorzugsweise durchgeführt, um Filter-Start- und Beendigungsübergänge zu eliminieren (Schritt 150). In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Filterübergänge von der Analyse eliminiert, indem die ersten und letzten 0,5 Sekunden des gefilterten Signals entfernt werden. Dies wird vorzugsweise in einer identischen Weise über jeden der Kanäle hinweg durchgeführt.
Ein maximaler Winkelbeschleunigungszeitpunkt wird dann bestimmt (Schritt 155). In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schritt 155 eine Bestimmung bezüglich des Zeitpunkts auf, wenn die statische Reibung in dem Fahrzeug-Lenksystem im Wesentlichen unterbrochen wurde und/oder auf andere Weise verschwunden ist. Die Bestimmung des Schrittes 155 wird in dieser Ausführungsform vorzugsweise durch das Bestimmen der Spitzenaktivität des primären Ausgangssignals des Systems erreicht, nämlich der Lenkrad-Winkelbeschleunigung. Um diese Bestimmung zu erreichen, wird eine Untersuchung bezüglich einem gefilterten Lenkradwinkel-Beschleunigungszeitablauf durchgeführt, und der Zeitpunkt des Maximalwertes wird entsprechend identifiziert.
Zusätzlich wird ein zweites Fenster um den maximalen Winkelbeschleunigungszeitpunkt definiert (Schritt 160). In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Daten einer vollen Sekunde benutzt, um die Analyse fortzusetzen. Ein Fenster der Zeitdaten wird vorzugsweise von 0,5 Sekunden vor dem maximalen Zeitpunkt bis 0,4 Sekunden nach dem maximalen Zeitpunkt definiert. Wenn der maximale Zeitpunkt kleiner als 0,5 Sekunden vom Start aus oder dem Ende des Zeitablaufes ist, dann wird jeweils die erste oder letzte Sekunde bevorzugt in der Analyse benutzt. Das gleiche Zeitfenster wird vorzugsweise in jedem Kanal definiert.
Eine FFT wird dann an allen Kanälen durchgeführt (Schritt 165). In einer bevorzugten Ausführungsform wird die FFT an jedem der Kanäle ausgeführt, wobei nur die Daten benutzt werden, welche für die Eine-Sekunde-Blöcke definiert sind. Eine komplexe Menge entsprechend der Antriebsfrequenz für den Datenblock wird vorzugsweise bestimmt, indem die FFT bestimmt wird.
Die komplexen Mengenverhältnisse werden vorzugsweise wie folgt berechnet (Schritt 170): Verhältnis1 = AAsw/Fr; Verhältnis2 = AAsw/(Ar – Ah); Verhältnis3 = Fr/(Ar – Ah); Verhältnis4 = FR/Ar; und Verhältnis5 = Vm/(Ar – Ah)
Die Komplex-Menge-Verhältnisse werden dann vorzugsweise in die gewünschten Einheiten wie folgt gewandelt (Schritt 175): Getriebeempfindlichkeit = Verhältnis1 (rad/s²/N) Getriebeverhältnis = Verhältnis2·180/1000·pi (Grad/mm) Getriebesteifigkeit = Verhältnis3·–(2·pi·Freq)²/1000 (N/mm) Getriebeimpedanz = Verhältnis4·–(2·pi·Freq)²/1000 (N/mm) Motorverhältnis = Verhältnis5·–(2·pi·Freq)/(1000·i) (Grad/mm)
Mit Bezug auf 3 werden beispielhafte graphische Darstellungen der oben aufgeführten Komplex-Menge-Verhältnisse des Schrittes 175 des Prozesses 90 der 2 geliefert, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform. Wie in 3 gezeigt wird, beinhaltet eine erste graphische Darstellung 300 den Ausdruck 302 einer ersten Getriebe-Steifigkeitsgröße mit einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn des Lenkrades und einen zweiten Ausdruck 304 der zweiten Getriebe-Steifigkeitsgröße mit Drehung im Uhrzeigersinn des Lenkrads. In der ersten graphischen Darstellung 300 gibt die x-Achse die Frequenz (in Hz) wieder, und die y-Achse gibt die Größe in kN/mm wieder. Eine zweite graphische Darstellung 310 beinhaltet einen Ausdruck 312 einer ersten Getriebe-Steifigkeitsphase mit Drehung gegen den Uhrzeigersinn des Lenkrades und einen Ausdruck 314 einer zweiten Getriebe-Steifigkeitsphase mit Drehung im Uhrzeigersinn des Lenkrades. In der zweiten graphischen Darstellung 310 gibt die x-Achse die Frequenz (in Hz) wieder, und die y-Achse gibt die Phase (in Grad) wieder.
Auch wie in 3 dargestellt, beinhaltet eine dritte graphische Darstellung 320 einen Ausdruck 322 einer ersten Größe des Getriebeverhältnisses mit Drehung des Lenkrads gegen den Uhrzeigersinn und einen Ausdruck 324 einer zweiten Größe des Getriebeverhältnisses mit einer Drehung des Lenkrads im Uhrzeigersinn. In der dritten graphischen Darstellung 320 gibt die x-Achse die Frequenz (in Hz) wieder, und die y-Achse gibt die Größe in Grad/mm wieder. Eine vierte graphische Darstellung 330 beinhaltet einen Ausdruck 332 einer ersten Getriebeverhältnisphase mit einer Drehung des Lenkrades gegen den Uhrzeigersinn und einen Ausdruck 334 einer zweiten Getriebeverhältnisphase mit Drehung des Lenkrades im Uhrzeigersinn. In der vierten graphischen Darstellung 330 gibt die x-Achse die Frequenz (in Hz) wieder, und die y-Achse gibt die Phase (in Grad) wieder.
zusätzlich beinhaltet eine fünfte graphische Darstellung 340 den Ausdruck 342 einer ersten Getriebe-Empfindlichkeitsgröße mit Drehung des Lenkrads gegen den Uhrzeigersinn und eines Ausdrucks 344 einer zweiten Getriebe-Empfindlichkeitsgröße mit Drehung des Lenkrades im Uhrzeigersinn. In der fünften graphischen Darstellung 340 gibt die x-Achse die Frequenz (in Hz) wieder, und die y-Achse gibt die Größe in Grad/s²/N wieder. Eine sechste graphische Darstellung 350 beinhaltet einen ersten Ausdruck 352 der Getriebe-Empfindlichkeitsphase mit Drehung des Lenkrads gegen den Uhrzeigersinn und einen zweiten Ausdruck 354 der Getriebe-Empfindlichkeitsphase mit Drehung des Lenkrads im Uhrzeigersinn. In der sechsten graphischen Darstellung 350 gibt die x-Achse die Frequenz (in Hz) wieder, und die y-Achse gibt die Phase (in Grad) wieder.
Wie in 3 gezeigt wird, beinhaltet auch eine siebte graphische Darstellung 360 einen ersten Ausdruck 362 einer Getriebe-Impedanzgröße mit Drehung des Lenkrads gegen den Uhrzeigersinn und einen zweiten Ausdruck 364 der Getriebe-Impedanzgröße mit Drehung des Lenkrads im Uhrzeigersinn. In der siebten graphischen Darstellung 360 gibt die x-Achse die Frequenz (in Hz) wieder, und die y-Achse gibt die Größe in kN/mm wieder. Eine achte graphische Darstellung 370 beinhaltet einen ersten Ausdruck 372 der Getriebe-Impedanzphase mit Drehung des Lenkrads gegen den Uhrzeigersinn und einen zweiten Ausdruck 374 der Getriebe-Impedanzphase mit Drehung des Lenkrads im Uhrzeigersinn. In der achten graphischen Darstellung 370 gibt die x-Achse die Frequenz (in Hz) wieder, und die y-Achse gibt die Phase (in Grad) wieder.
zusätzlich, wie in 3 dargestellt, beinhaltet eine neunte graphische Darstellung 380 einen ersten Ausdruck 382 der Motor-Verhältnisgröße mit Drehung des Lenkrads gegen den Uhrzeigersinn und einen zweiten Ausdruck 384 der Motor-Verhältnisgröße mit Drehung des Lenkrads im Uhrzeigersinn. In der neunten graphischen Darstellung 380 gibt die x-Achse die Frequenz (in Hz) wieder, und die y-Achse gibt die Größe in Grad/mm wieder. Eine zehnte graphische Darstellung 390 beinhaltet einen ersten Ausdruck 392 einer Motor-Verhältnisphase mit Drehung des Lenkrades gegen den Uhrzeigersinn und einen zweiten Ausdruck 394 der Motor-Verhältnisphase mit Drehung des Lenkrades im Uhrzeigersinn. In der zehnten graphischen Darstellung 390 gibt die x-Achse die Frequenz (in Hz) wieder, und die y-Achse gibt die Phase (in Grad) wieder.
Zurückkehrend nun zu 2, werden dann das Fahrzeug-Lenksystem und/oder verschiedene Komponenten und/oder Untersysteme davon analysiert und evaluiert (Schritt 180). Speziell ausgedrückt, es werden Bestimmungen bezüglich dem guten Funktionszustand des Fahrzeug-Lenksystems und verschiedener Komponenten und/oder Untersystemen davon durchgeführt, wobei die Komplex-Mengenverhältnisse des Schrittes 175 benutzt werden. Speziell ausgedrückt, in einer bevorzugten Ausführungsform werden das Fahrzeug-Lenksystem (und/oder die Komponenten und/oder Untersysteme davon) eingeschätzt, akzeptabel zu sein, wenn jede der folgenden Bedingungen erfüllt wird, nämlich: (i) die Getriebeempfindlichkeit ist kleiner als ein erster vorher festgelegter Schwellwert; (ii) das Getriebeverhältnis ist kleiner als ein zweiter vorher festgelegter Schwellwert; (iii) die Getriebesteifigkeit ist größer als ein dritter vorher festgelegter Schwellwert; und (iv) die Getriebeimpedanz ist größer als ein vierter vorher festgelegter Schwellwert. Umgekehrt, wenn eine oder mehrere dieser Bedingungen nicht erfüllt werden, kann eine weitere Untersuchung und/oder eine heilende bzw. abhelfende Aktion bezüglich des Fahrzeugsystems und/oder einer oder mehrere Komponenten und/oder Untersysteme davon betrieben werden.
Es wird gewürdigt werden, dass die veröffentlichten Verfahren und Systeme variieren können gegenüber denen, welche in den Figuren dargestellt sind und hier beschrieben werden. Beispielsweise können, wie oben erwähnt, das Steuerglied 50, das Computersystem 52 und/oder Teilbereiche und/oder Komponenten davon der 1 insgesamt oder teilweise in einer oder in mehreren aus einer Anzahl von unterschiedlichen Fahrzeugeinheiten, Einrichtungen und/oder Systemen angeordnet sein. Zusätzlich wird gewürdigt werden, dass bestimmte Schritte des Prozesses 90 gegenüber jenen variieren können, welche in 2 dargestellt sind und/oder oben in Verbindung damit beschrieben werden. Es wird in ähnlicher Weise gewürdigt werden, dass bestimmte Schritte des Prozesses 90 gleichzeitig auftreten können oder in einer unterschiedlichen Reihenfolge gegenüber der, welche in 2 dargestellt und/oder oben in Verbindung damit beschrieben ist. Es wird auch gewürdigt werden, dass die graphischen Darstellungen 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380 und 390 sich von denen unterscheiden können, welche in 3 dargestellt sind und/oder oben in Verbindung damit beschrieben sind. Es wird in ähnlicher Weise gewürdigt werden, dass die veröffentlichten Verfahren und Systeme in Verbindung mit jeder Anzahl von unterschiedlichen Typen von Automobilen, Limousinen, Fahrzeugen für den Sportgebrauch, Lastwagen und/oder jeglicher Anzahl von anderen unterschiedlichen Typen von Fahrzeugen und für das Steuern jedes beliebigen oder mehrerer aus einer Anzahl von unterschiedlichen Typen von Fahrzeug-Lenksystemen implementiert und benutzt werden können.
Entsprechend werden Verfahren, Programmprodukte und Systeme für das Evaluieren und Analysieren von Fahrzeug-Lenksystemen und Komponenten und Untersystemen davon geliefert bzw. bereitgestellt. Die veröffentlichten Verfahren, Programmprodukte gestatten ein derartiges Evaluieren und Testen, welches in einer verbesserten Weise durchgeführt werden kann, bevor das Fahrzeug-Lenksystem in das Fahrzeug implementiert wird.
Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorausgegangenen detaillierten Beschreibung präsentiert wurde, sollte gewürdigt werden, dass eine große Anzahl von Variationen existiert. Es sollte auch gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhafte Ausführungsformen nur Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung in keiner Weise eingrenzen sollen. Vielmehr wird die vorausgegangene detaillierte Beschreibung Fachleuten eine bequeme Anleitung für das Implementieren der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen liefern. Es sollte davon ausgegangen werden, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und der Anordnung der Elemente durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den angehängten Ansprüchen und den rechtlichen Äquivalenten davon dargelegt wird.
WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN

1. Verfahren für das Evaluieren eines Lenksystems eines Fahrzeugs, wobei ein Testsystem benutzt wird, wobei das Lenksystem eine Lenksäule, ein Lenkgestell und ein Ritzel aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Manipulieren des Gestells auf dem Testsystem; Manipulieren der Lenksäule auf dem Testsystem; und Sammeln der Daten, während das Gestell und die Lenksäule manipuliert werden, für das Evaluieren des Lenksystems.
2. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei: das Lenksystem eine Lenkradmasse beinhaltet; das Testsystem einen Aktuator beinhaltet; und der Schritt des Manipulierens der Lenksäule den Schritt des Schwingungsüberlagerns der Lenkradmasse auf dem Testsystem aufweist.
3. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei der Schritt des Sammelns der Daten die folgenden Schritte aufweist: Messen einer Kraft, welche an dem Gestell angewendet wird, wenn das Gestell manipuliert wird.
4. Verfahren nach Ausführungsform 3, wobei: der Schritt des Sammelns von Daten ferner den Schritt des Hessens einer Beschleunigung des Gestelles aufweist, wenn das Gestell manipuliert wird.
5. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei: das Lenksystem eine Lenkradmasse beinhaltet; und der Schritt des Sammelns von Daten, den Schritt des Hessens einer Beschleunigung der Lenkung aufweist, wenn die Lenksäule manipuliert wird.
6. verfahren nach Ausführungsform 5, wobei der Schritt des Sammelns von Daten ferner den Schritt des Hessens eines Lenkwinkels aufweist, wenn die Lenksäule manipuliert wird.
7. Verfahren nach Ausführungsform 1, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Berechnen einer Empfindlichkeit des Lenksystems, wobei die Daten benutzt werden.
8. Verfahren nach Ausführungsform 1, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Berechnen einer Steifigkeit des Lenksystems, wobei die Daten benutzt werden.
9. Verfahren nach Ausführungsform 1, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Berechnen einer Impedanz des Lenksystems, wobei die Daten benutzt werden.
10. Verfahren nach Ausführungsform 1, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Berechnen eines Getriebeverhältnisses des Lenkungssystems, wobei die Daten benutzt werden.
11. Verfahren nach Ausführungsform 1, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Berechnen eines Motorverhältnisses des Lenkungssystems, wobei die Daten benutzt werden.
12. Programmprodukt für das Evaluieren eines Lenksystems eines Fahrzeugs, wobei ein Testsystem benutzt wird, wobei das Lenksystem eine Lenksäule, ein Lenkgestell und ein Ritzel aufweist, wobei das Programmprodukt aufweist: ein Programm, welches konfiguriert ist, um zu erleichtern: das Manipulieren des Gestells auf dem Testsystem; das Manipulieren der Lenksäule auf dem Testsystem; und das Sammeln von Daten, wenn das Gestell und die Lenksäule zur Evaluierung des Lenksystems manipuliert werden; und ein nicht-transitorisches, von einem Computer lesbares Medium, welches das Programm trägt und welches Computer-Instruktionen enthält, welche darauf gespeichert sind, um einen Computerprozessor zu veranlassen, das Programm auszuführen.
13. Programmprodukt nach Ausführungsform 12, wobei: das Programm ferner konfiguriert ist, um zu erleichtern: das Messen einer Kraft, welche an dem Gestell angelegt ist, wenn das Gestell manipuliert wird; und das Messen einer Beschleunigung des Gestells, wenn das Gestell manipuliert wird.
14. Programmprodukt nach Ausführungsform 12, wobei: das Lenksystem eine Lenkradmasse beinhaltet; und das Programm ferner konfiguriert ist, um zu erleichtern: das Messen einer Beschleunigung der Lenkradmasse, wenn die Lenksäule manipuliert wird; und das Messen eines Lenkwinkels, wenn die Lenksäule manipuliert wird.
15. Programmprodukt nach Ausführungsform 12, wobei das Programm ferner konfiguriert ist, um das Berechnen eines oder von mehreren aus Folgendem zu erleichtern, wobei die Daten benutzt werden: eine Steifigkeit des Lenksystems, eine Impedanz des Lenksystems, wobei die Daten benutzt werden, ein Getriebeverhältnis des Lenksystems, wobei die Daten benutzt werden, eine Empfindlichkeit des Lenksystems, wobei die Daten benutzt werden, und ein Motorverhältnis des Lenksystems.
16. System zur Evaluierung einer Lenkeinheit für ein Fahrzeug, wobei die Lenkeinheit eine Lenksäule, ein Lenkgestell und ein Ritzel aufweist, wobei das System aufweist: einen ersten Aktuator, welcher konfiguriert ist, um das Gestell auf dem Testsystem zu manipulieren; einen zweiten Aktuator, welcher konfiguriert ist, um die Lenksäule auf dem Testsystem zu manipulieren; und eine Sensoreinheit, welche konfiguriert ist, um Daten zu erhalten, wenn das Gestell und die Lenksäule für den Gebrauch bei der Evaluierung der Lenkeinheit manipuliert werden.
17. System nach Ausführungsform 15, wobei die Sensoreinheit aufweist: einen ersten Sensor, welcher konfiguriert ist, um eine Kraft zu messen, welche an dem Gestell angelegt ist, wenn das Gestell manipuliert wird; und einen zweiten Sensor, welcher konfiguriert ist, eine Beschleunigung des Gestelles zu messen, wenn das Gestell manipuliert wird.
18. System nach Ausführungsform 16, wobei die Lenkeinheit eine Lenkradmasse beinhaltet und der zweite Aktuator konfiguriert ist, um die Lenksäule durch Schwingungsüberlagerung der Lenkradmasse auf dem Testsystem zu manipulieren.
19. System nach Ausführungsform 16, wobei die Lenkeinheit eine Lenkradmasse beinhaltet, und die Sensoreinheit aufweist: einen ersten Sensor, welcher konfiguriert ist, um eine Beschleunigung der Lenkradmasse zu messen, wenn die Lenkradsäule manipuliert wird; und einen zweiten Sensor, welcher konfiguriert ist, um einen Lenkwinkel zu messen, wenn die Lenkradsäule manipuliert wird.
20. System nach Ausführungsform 16, welches ferner aufweist: einen Prozessor, welcher an die Sensoreinheit gekoppelt ist und welcher konfiguriert ist, um eines oder von mehreren aus Folgendem zu berechnen, wobei die Daten benutzt werden: eine Steifigkeit der Lenkeinheit, eine Impedanz der Lenkeinheit, wobei die Daten benutzt werden, ein Getriebeverhältnis der Lenkeinheit, wobei die Daten benutzt werden, eine Empfindlichkeit der Lenkeinheit, wobei die Daten benutzt werden, und ein Motorverhältnis der Lenkeinheit.

Claims

Verfahren für das Evaluieren eines Lenksystems eines Fahrzeugs, wobei ein Testsystem benutzt wird, wobei das Lenksystem eine Lenksäule, ein Lenkgestell und ein Ritzel aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Manipulieren des Gestells auf dem Testsystem; Manipulieren der Lenksäule auf dem Testsystem; und Sammeln der Daten, während das Gestell und die Lenksäule manipuliert werden, für das Evaluieren des Lenksystems.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das Lenksystem eine Lenkradmasse beinhaltet; das Testsystem einen Aktuator beinhaltet; und der Schritt des Manipulierens der Lenksäule den Schritt des Schwingungsüberlagerns der Lenkradmasse auf dem Testsystem aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Schritt des Sammelns der Daten die folgenden Schritte aufweist: Messen einer Kraft, welche an dem Gestell angewendet wird, wenn das Gestell manipuliert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei: der Schritt des Sammelns von Daten ferner den Schritt des Messens einer Beschleunigung des Gestelles aufweist, wenn das Gestell manipuliert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Lenksystem eine Lenkradmasse beinhaltet; und der Schritt des Sammelns von Daten, den Schritt des Messens einer Beschleunigung der Lenkung aufweist, wenn die Lenksäule manipuliert wird.
verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Sammelns von Daten ferner den Schritt des Messens eines Lenkwinkels aufweist, wenn die Lenksäule manipuliert wird.
System zur Evaluierung einer Lenkeinheit für ein Fahrzeug, wobei die Lenkeinheit eine Lenksäule, ein Lenkgestell und ein Ritzel aufweist, wobei das System aufweist: einen ersten Aktuator, welcher konfiguriert ist, um das Gestell auf dem Testsystem zu manipulieren; einen zweiten Aktuator, welcher konfiguriert ist, um die Lenksäule auf dem Testsystem zu manipulieren; und eine Sensoreinheit, welche konfiguriert ist, um Daten zu erhalten, wenn das Gestell und die Lenksäule für den Gebrauch bei der Evaluierung der Lenkeinheit manipuliert werden.
System nach Anspruch 7, wobei die Sensoreinheit aufweist: einen ersten Sensor, welcher konfiguriert ist, um eine Kraft zu messen, welche an dem Gestell angelegt ist, wenn das Gestell manipuliert wird; und einen zweiten Sensor, welcher konfiguriert ist, eine Beschleunigung des Gestelles zu messen, wenn das Gestell manipuliert wird.
System nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Lenkeinheit eine Lenkradmasse beinhaltet und der zweite Aktuator konfiguriert ist, um die Lenksäule durch Schwingungsüberlagerung der Lenkradmasse auf dem Testsystem zu manipulieren.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Lenkeinheit eine Lenkradmasse beinhaltet, und die Sensoreinheit aufweist: einen ersten Sensor, welcher konfiguriert ist, um eine Beschleunigung der Lenkradmasse zu messen, wenn die Lenkradsäule manipuliert wird; und einen zweiten Sensor, welcher konfiguriert ist, um einen Lenkwinkel zu messen, wenn die Lenkradsäule manipuliert wird.