車輛中的振動減輕系統和方法
2023-06-02 16:06:06
車輛中的振動減輕系統和方法
【專利摘要】本發明涉及車輛中的振動減輕系統和方法。提供用於減輕車輛中的振動的方法和裝置。該裝置可包括第一傳感器和第二傳感器，第一傳感器生成指示車輛的第一車輪的第一相位角的第一信號，第二傳感器生成指示車輛的第二車輪的第二相位角的第二信號。該裝置還可包括控制模塊，其在車輛正經歷振動時基於第一信號和第二信號輸出第三信號，以調節第一相位角和第二相位角中的至少一個。
【專利說明】車輛中的振動減輕系統和方法
【技術領域】
[0001]本公開概括地涉及振動減輕並且更具體地涉及車輛中的振動減輕系統和方法。
【背景技術】
[0002]通常，車輛能以各種不同的速度被操作。在某些駕駛條件下，車輛的輪胎和車輪組件中的不平衡會導致操作者在車輛的操作期間經歷振動。這些由操作者經歷的振動能導致操作者不滿，以及車輛上的一個或多個部件的保修更換。
[0003]因此，可取的是，減輕在車輛的操作期間的由操作者經歷的振動。另外，本發明的其它令人滿意的特徵和特點將從下面的具體描述和所附的權利要求並結合附圖以及前面的【技術領域】和【背景技術】而變得易於理解。
【發明內容】
[0004]提供了一種用於車輛的振動減輕系統的裝置。在一個實施例中，該裝置可包括第一傳感器和第二傳感器，第一傳感器生成指示車輛的第一車輪的第一相位角的第一信號，第二傳感器生成指示車輛的第二車輪的第二相位角的第二信號。該裝置還可包括控制模塊，其在車輛正經歷振動時基於第一信號和第二信號輸出第三信號，以調節第一相位角和第二相位角中的至少一個。
[0005]提供一種用於減輕車輛中的振動的方法。在一個實施例中，該方法可包括接收輸入，並基於該輸入，確定由車輛經歷的振動的量。該方法還可包括確定與第一車輪相關聯的第一車輪相位角和與第二車輪相關聯的第二車輪相位角。該方法可包括如果第一車輪相位角不同於第二車輪相位角並且車輛正經歷振動則輸出信號以調節第一車輪相位角或者第二車輪相位角。
[0006]本發明還提供了如下方案:
方案1.一種車輛的振動減輕系統，包括:
第一傳感器，其生成指示車輛的第一車輪的第一相位角的第一信號；
第二傳感器，其生成指示車輛的第二車輪的第二相位角的第二信號；以及控制模塊，其在車輛正經歷振動時基於第一信號和第二信號輸出第三信號，以調節第一相位角和第二相位角中的至少一個。
[0007]方案2.如方案I所述的系統,其中,控制模塊在第一相位角不同於第二相位角時調節第一相位角和第二相位角中的至少一個。
[0008]方案3.如方案2所述的系統，其中，控制模塊調節第一相位角和第二相位角中的至少一個以使第一相位角和第二相位角基本上相同。
[0009]方案4.如方案I所述的系統，還包括:
加速度計，其聯接到車輛並生成加速度計信號，
其中控制模塊基於加速度計信號確定車輛是否正經歷振動。
[0010]方案5.如方案I所述的系統，還包括: 聯接到第一車輪的第一轉子；以及 聯接到第二車輪的第二轉子，
其中第一傳感器監視第一轉子以生成第一信號並且第二傳感器監視第二轉子以生成
第二信號。
[0011]方案6.如方案5所述的系統，其中，第一轉子和第二轉子每一個都包括至少一個齒，並且第一傳感器和第二傳感器監視相應的第一轉子和第二轉子中的至少一個齒。
[0012]方案7.如方案5所述的系統，還包括:
聯接到第一轉子的第一制動鉗，其應用第一制動力以減慢第一轉子的旋轉；以及 聯接到第二轉子的第二制動鉗，其應用第二制動力以減慢第二轉子的旋轉。
[0013]方案8.如方案6所述的系統，其中，控制模塊通過輸出第三信號給第一制動鉗和第二制動鉗中的至少一個以應用第一制動力和第二制動力中的至少一個到第一轉子和第二轉子中的至少一個來調節第一相位角和第二相位角中的至少一個。
[0014]方案9.一種車輛,其包括:
第一車輪；
與第一車輪分開的第二車輪；
第一傳感器，其確定第一車輪的第一相位角；
第二傳感器，其確定第二車輪的第二相位角；以及
控制模塊，其基於第一相位角和第二相位角確定車輛是否正經歷振動並調節第一車輪的速度或第二車輪的速度。
[0015]方案10.如方案9所述的車輛，還包括:
聯接到車輛的加速度計，其給控制模塊提供加速度計數據，並且控制模塊基於該加速度計數據確定車輛所經歷的振動。
[0016]方案11.如方案10所述的車輛，其中，加速度計監視該車輛的在相對於該車輛的縱軸線的側向方向和豎直方向中的至少一個上的加速度。
[0017]方案12.如方案9所述的車輛，其中，如果第一相位角不同於第二相位角，那麼控制模塊在車輛正經歷振動時調節第一車輪的速度或第二車輪的速度。
[0018]方案13.如方案12所述的車輛，其中，控制模塊調節第一車輪的速度或第二車輪的速度直到第一相位角和第二相位角基本上相同。
[0019]方案14.如方案13所述的車輛，其中，控制模塊通過應用制動力到第一車輪和第二車輪中的相應一個來調節第一車輪的速度或第二車輪的速度。
[0020]方案15.—種減輕車輛中的振動的方法，包括:
接收輸入；
基於該輸入，確定車輛是否正經歷振動；
確定與第一車輪相關聯的第一車輪相位角；
確定與第二車輪相關聯的第二車輪相位角；以及
如果第一車輪相位角不同於第二車輪相位角並且車輛正經歷振動則輸出信號以調節第一車輪相位角或者第二車輪相位角。
[0021]方案16.如方案15所述的方法，其中，接收輸入還包括:
接收來自聯接到車輛的加速度計的輸入。[0022]方案17.如方案15所述的方法，其中，確定與第一車輪相關聯的第一車輪相位角還包括:
接收來自與車輛的第一車輪相關聯的第一傳感器的輸入。
[0023]方案18.如方案15所述的方法，其中，確定與第二車輪相關聯的第二車輪相位角還包括:
接收來自與車輛的第二車輪相關聯的第二傳感器的輸入。
[0024]方案19.如方案15所述的方法，其中，輸出信號以調節第一車輪相位角或第二車輪相位角還包括:
輸出信號以調節第一車輪的速度或第二車輪的速度。
[0025]方案20.如方案19所述的方法，其中，輸出信號以調節第一車輪的速度或第二車輪的速度還包括:
輸出信號到制動系統以應用制動力到第一車輪或第二車輪。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]此後將結合下面的附圖描述示例性實施例，其中相同的附圖標記表示相同的元件；並且附圖中:
圖1是說明包括根據各種實施例的振動減輕系統的車輛的功能框圖；
圖2是說明根據各種實施例的振動減輕系統的控制系統的數據流圖；以及 圖3是說明根據各種實施例的振動減輕系統的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面的具體描述本質上僅僅是示例性的，並非用於限定應用和使用。而且，並不意在受在前面的【技術領域】、【背景技術】、
【發明內容】
或者後面的【具體實施方式】中出現的任何明示或暗示的理論的約束。在本文中被使用時，術語模塊指的是任何硬體、軟體、固件、電子控制部件、處理邏輯、和/或處理器設備，單獨地或以任何組合，包括但不限於:專用集成電路(ASIC)、電子電路、執行一個或多個軟體或固件程序的處理器(共享的、專用的、或群組)和內存、組合邏輯電路；和/或提供所描述功能的其它合適的部件。
[0028]參照圖1，車輛10被示出為具有根據各種實施例的振動減輕系統。儘管本文中示出的附圖描述了帶有元件的某些布置的示例，但是在實際實施例中可以出現額外的中間元件、設備、特徵或部件。還應該理解，圖1僅是說明性的並且可能不是按比例繪製的。
[0029]車輛10可包括車輪14a、14b，它們每一個可分別裝配有輪胎16a、16b。每個車輪14a、14b可被聯接到制動系統22，制動系統可由控制t吳塊24控制。雖然制動系統22處於易於描述的目的被示出為僅與兩個車輪14a、14b相關聯(例如，前輪或後輪)，但是應該意識至IJ，本公開的制動系統22也可應用於車輛10的全部車輪(包括未示出的其它車輪)。另外，應該注意到，這裡圖示和描述的制動系統22僅是示例性的，因為能夠意識到，制動系統22可包括各種受控制動系統，包括但不限於帶有防鎖死制動器的制動系統、再生制動、液壓制動系統、機械制動系統。
[0030]制動系統22可至少包括轉子26a、26b、制動鉗28a、28b和傳感器30a、30b。轉子26a、26b可被聯接到車輪14、16，使得轉子26a、26b與車輪14、16 —起旋轉。轉子26a、26b可每一個都包括帽部32a、32b。帽部32a、32b可包括一個或多個齒34a、34b。相應的傳感器30a、30b可監視齒34a、34b並基於所監視的狀況生成傳感器信號。
[0031]制動鉗28a、28b可被聯接到相應的轉子26a、26b。制動鉗28a、28b能應用制動力以減慢轉子26a、26b的旋轉，由此減慢車輪14a、14b的旋轉。傳感器30a、30b可檢測並測量車輪14a、14b的旋轉速度。在一個示例中，傳感器30a、30b可監視齒34a、34b的旋轉並且能基於對齒34a、34b的監視生成可指示車輪14a、14b的速度和相位角的傳感器信號。例如,齒34a、34b中的一個或多個可被不同地間隔開,這可使傳感器30a、30b能確定車輪14a、14b的相位角。如本文將進一步討論的，一旦建立了車輪14a、14b的相位角，可相對於彼此和相對于振動監測車輪14a的相位角和車輪14b的相位角，使得可維持最優的性能曲線。
[0032]車輛10也可包括第一傳感器36和第二傳感器37。第一傳感器36可包括加速度計，其可響應于振動測量車輛10的加速度並且可基於此生成加速度計信號。第一傳感器36可被聯接到車輛10的任何合適部分，例如，但不限於，車輛10的客艙38，並且可響應于振動測量客艙38的側向和豎直加速度。在這個示例中，當客艙38經歷振動時，客艙38可沿著側向和/或豎直方向相對於車輛10的縱軸線移動或搖擺。客艙38的這種移動可由第一傳感器36監視，並且第一傳感器36可基於客艙的這個可監視狀況來生成傳感器信號。第二傳感器37可包括速度傳感器，其可測量車輛10的速度並可基於此生成速度信號。雖然被示出為不相連的部件，但是第二傳感器37可以是與車輛10相關聯的發動機控制模塊的一部分，或者車輛10的速度可根據其它測量因素來估計，例如車輪14a、14b的速度。
[0033]控制模塊24可基於從傳感器30a、30b、第一傳感器36和第二傳感器37接收的信號，以及基於本公開的減輕由車輛10經歷的振動的振動減輕系統和方法來控制制動系統22。在各種實施例中，控制模塊18可基於從傳感器30a、30b、第一傳感器36和第二傳感器
37接收的信號，以及基於本公開的振動減輕系統和方法來控制制動鉗28a、28b。
[0034]現在參照圖2，並繼續參照圖1，數據流圖說明了用于振動減輕系統(圖1)的振動減輕控制系統40的各種實施例，該振動減輕控制系統40可被嵌入控制模塊24中。根據本公開的振動減輕控制系統的各種實施例可包括任何數量的嵌入在控制模塊24的子模塊。如可意識到的，圖2中示出的子模塊可被組合和/或被進一步分割以類似地減輕由車輛10所經歷的振動。到該系統的輸入可從車輛10感測(圖1)，從其它控制模塊(未示出)接收，和/或由控制模塊24中的其它子模塊(未示出)確定/模擬。在各種實施例中，控制模塊24可包括振動控制模塊42和減輕控制模塊44。
[0035]振動控制模塊42可作為輸入接收來自第一傳感器36的加速度計數據46。基於加速度計數據46，振動控制模塊42可為減輕控制模塊44設置振動數據48。振動數據48可包括客艙38在車輛10的操作期間所經歷的由第一傳感器36所監視的振動量，側向的和豎直的。
[0036]減輕控制模塊44可作為輸入接收振動數據48和速度數據49。速度數據49可包括由第二傳感器37所監視的車輛10的速度。減輕控制模塊44還可作為輸入接收來自傳感器30a的車輪相位角A數據50和來自傳感器30b的車輪相位角B數據52，以及最後相位角數據53。車輪相位角A數據50可包括車輪14a的當前相位角，而車輪相位角B數據52可包括車輪14b的當前相位角。最後相位角數據53可包括車輪14a的最後測量的相位角和車輪14b的最後測量的相位角，這些可從數據存儲51被訪問。基于振動數據48，速度數據49，車輪相位角A數據50，車輪相位角B數據52和最後相位角數據53，減輕控制模塊44可輸出減輕控制信號54。減輕控制模塊44也可在數據存儲51中存儲車輪相位角A數據50和車輪相位角B數據52。
[0037]在這方面，減輕控制模塊44可減輕車輛10在車輛10的預定速度下所經歷的振動。在一個示例中，基於車輛10的速度，減輕控制模塊44可計算車輛10的振動的第一階頻率如下:
F =VS/7.2πR
其中，F是第一階頻率，Vs是車輛10的速度且r是車輪14a、14b的滾動半徑。發生在第一階頻率F處的振動可歸因於車輪14a的相位角和車輪14b的相位角之間的不同。當車輪14a的相位角和車輪14b的相位角相對於彼此處於最優角位置時，可減小由車輛10的操作者所經歷的振動。通過監視和維持車輪14a的相位角和車輪14b的相位角之間的關係，減輕控制模塊44可減少由操作者所經歷的振動。
[0038]在一個示例中，減輕控制信號54可包括用於相應的制動鉗28a、28b的控制信號54a,54b以應用制動力到相應的車輪14a、14b，從而車輪14a的相位角基本上等於車輪14b的相位角。換言之，基於減輕控制信號54，控制信號54a、54b被生成以控制相應的制動鉗28a、28b以應用制動力，使得車輪14a、14b的相位角基本上相同。當車輪14a、14b的相位角基本上相同時，由車輛10所經歷的振動在振幅方面可被減少約百分之25到約百分之45。
[0039]在各種實施例的其中一個中，控制信號54a可被生成以控制制動鉗28a改變車輪14a的相位角以基本上匹配車輪14b的相位角，或者控制信號54b可被生成以控制制動鉗28b改變車輪14b的相位角以基本上匹配車輪14a的相位角。作為另一替代方式，根據各種實施例，控制信號54a、54b可被輸出以控制制動鉗28a、28b基本上同時改變車輪14a、14b的相位角，使得車輪14a、14b的相位角基本上相同。而且，控制信號54a、54b可被輸出以控制制動鉗28a、28b改變車輪14a、14b的相位角到車輪14a、14b的最後已知的良好相位角。換句話說，基於最後相位角數據53，減輕控制模塊44可輸出控制信號54a、54b調節車輪14a、14b的相位角到最後測量的相位角，在該最後測量的相位角中車輛10不經歷振動。
[0040]現在參照圖3，並繼續參照圖1和2，流程圖示出了根據本公開的一種控制方法，其可由圖1的控制模塊24執行。如鑑於本公開所能意識到的，該方法中的操作的順序不限於如圖3所示的順序執行，而是可以一個或多個不同的適合的並根據本公開的順序執行。
[0041]在不同的實施例中，方法可被安排為基於預定的事件而運行，和/或可在車輛10的操作期間連續地運行。
[0042]方法可開始於100。在102，方法可接收來自第一傳感器36的加速度計數據46和來自第二傳感器37的速度數據47。任選地，在103，方法可確定速度數據47是否指示車輛10正以高於預定閾值速度行駛。如果車輛10正以高於預定閾值速度行駛，那麼在104，方法可基於加速度計數據46確定車輛10經歷的振動量。在106，方法可通過接收來自相應的傳感器30a、30b的車輪相位角A數據50和車輪相位角B數據52來確定相對於車輪14b的相位角的車輪14a的相位角。
[0043]在108，方法可確定由車輛10經歷的振動是否低於預定閾值。例如，方法可確定車輪相位角A數據50和車輪相位角B數據52是否不同於來自最後相位角數據53的最後監視的車輪相位角A數據50和車輪相位角B數據52。如果車輪相位角A數據50和車輪相位角B數據52低於最後測量的車輪相位角A數據50和車輪相位角B數據52，那麼方法可在110在數據存儲51中存儲車輪相位角A數據50和車輪相位角B數據52作為良好的並循環到102。
[0044]不然，如果測量的車輪相位角A數據50和車輪相位角B數據52高於最後測量的車輪相位角A數據50和車輪相位角B數據52，那麼方法在112可調節車輪14a、14b的相位角，使得相位角基本上相同，包括但不限於，應用制動力到相應的制動鉗28a、28b。通常，車輪14a、14b的相位角可通過改變車輪14a、14b中的至少一個的速度來被調節。
[0045]在114，方法可確定車輪14a的相位角和/或車輪14b的相位角是否已改變。如果車輪14a和/或車輪14b的相位角已改變，那麼方法可前進到102。不然，方法可前進到116。在116，方法可確定車輪14a和/或車輪14b的全部相位角是否都被嘗試過。如果不是每個相位角都被嘗試過，那麼方法可前進到112。如果每個相位角都被嘗試過，那麼方法可在118結束。任選地，方法可發出通知消息給車輛10上的車載計算機以對車輛10進行維修。
[0046]應該注意到，儘管振動減輕系統在這裡被描述為與制動系統22 —起使用以調節車輪14a、14b的相位角，但是各種其它系統和方法也可被採用以調節車輪14a、14b的相位角，包括但不限於，用於對相應的輪胎16a、16b進行充氣或放氣以調節相位角的系統和方法，以及用於調節聯接到車輪14a、14b的車橋的轉矩的系統和方法。
[0047]雖然已經在前面的具體描述中給出了至少一個示例性實施例，但應當意識到存在大量的變型。還應意識到，一個或多個示例性實施例僅為示例，並且決不是用來限制本公開的範圍、應用性、或構造。更確切地說，前面的具體描述將給本領域技術人員提供用於實施一個或多個示例性實施例的方便的路線圖。應該理解的是，可在元件的功能和布置方式方面進行各種改變，而不脫離在所附權利要求及其法律等同方式中公開的本公開的範圍。
【權利要求】
1.一種車輛的振動減輕系統，包括: 第一傳感器，其生成指示車輛的第一車輪的第一相位角的第一信號； 第二傳感器，其生成指示車輛的第二車輪的第二相位角的第二信號；以及控制模塊，其在車輛正經歷振動時基於第一信號和第二信號輸出第三信號，以調節第一相位角和第二相位角中的至少一個。
2.如權利要求1所述的系統，其中，控制模塊在第一相位角不同於第二相位角時調節第一相位角和第二相位角中的至少一個。
3.如權利要求2所述的系統，其中，控制模塊調節第一相位角和第二相位角中的至少一個以使第一相位角和第二相位角基本上相同。
4.如權利要求1所述的系統，還包括: 加速度計，其聯接到車輛並生成加速度計信號， 其中控制模塊基於加速度計信號確定車輛是否正經歷振動。
5.如權利要求1所述的系統，還包括: 聯接到第一車輪的第一轉子；以及 聯接到第二車輪的第二轉子， 其中第一傳感器監視第一轉子以生成第一信號並且第二傳感器監視第二轉子以生成第二信號。
6.如權利要求5所述的系統，其中，第一轉子和第二轉子每一個都包括至少一個齒，並且第一傳感器和第二傳感器監視相應的第一轉子和第二轉子中的至少一個齒。
7.如權利要求5所述的系統，還包括: 聯接到第一轉子的第一制動鉗，其應用第一制動力以減慢第一轉子的旋轉；以及 聯接到第二轉子的第二制動鉗，其應用第二制動力以減慢第二轉子的旋轉。
8.如權利要求6所述的系統，其中，控制模塊通過輸出第三信號給第一制動鉗和第二制動鉗中的至少一個以應用第一制動力和第二制動力中的至少一個到第一轉子和第二轉子中的至少一個來調節第一相位角和第二相位角中的至少一個。
9.一種車輛，其包括: 第一車輪； 與第一車輪分開的第二車輪； 第一傳感器，其確定第一車輪的第一相位角； 第二傳感器，其確定第二車輪的第二相位角；以及 控制模塊，其基於第一相位角和第二相位角確定車輛是否正經歷振動並調節第一車輪的速度或第二車輪的速度。
10.一種減輕車輛中的振動的方法，包括: 接收輸入； 基於該輸入，確定車輛是否正經歷振動； 確定與第一車輪相關聯的第一車輪相位角； 確定與第二車輪相關聯的第二車輪相位角；以及 如果第一車輪相位角不同於第二車輪相位角並且車輛正經歷振動則輸出信號以調節第一車輪相位角或者第二車輪相位角。
【文檔編號】B60T8/173GK103661332SQ201310427073
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2012年9月18日
【發明者】M.J.小祖雷克 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司