车辆中的振动减轻系统和方法
【专利摘要】本发明涉及车辆中的振动减轻系统和方法。提供用于减轻车辆中的振动的方法和装置。该装置可包括第一传感器和第二传感器，第一传感器生成指示车辆的第一车轮的第一相位角的第一信号，第二传感器生成指示车辆的第二车轮的第二相位角的第二信号。该装置还可包括控制模块，其在车辆正经历振动时基于第一信号和第二信号输出第三信号，以调节第一相位角和第二相位角中的至少一个。
【专利说明】车辆中的振动减轻系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开概括地涉及振动减轻并且更具体地涉及车辆中的振动减轻系统和方法。
【背景技术】
[0002]通常，车辆能以各种不同的速度被操作。在某些驾驶条件下，车辆的轮胎和车轮组件中的不平衡会导致操作者在车辆的操作期间经历振动。这些由操作者经历的振动能导致操作者不满，以及车辆上的一个或多个部件的保修更换。
[0003]因此，可取的是，减轻在车辆的操作期间的由操作者经历的振动。另外，本发明的其它令人满意的特征和特点将从下面的具体描述和所附的权利要求并结合附图以及前面的【技术领域】和【背景技术】而变得易于理解。
【发明内容】
[0004]提供了一种用于车辆的振动减轻系统的装置。在一个实施例中，该装置可包括第一传感器和第二传感器，第一传感器生成指示车辆的第一车轮的第一相位角的第一信号，第二传感器生成指示车辆的第二车轮的第二相位角的第二信号。该装置还可包括控制模块，其在车辆正经历振动时基于第一信号和第二信号输出第三信号，以调节第一相位角和第二相位角中的至少一个。
[0005]提供一种用于减轻车辆中的振动的方法。在一个实施例中，该方法可包括接收输入，并基于该输入，确定由车辆经历的振动的量。该方法还可包括确定与第一车轮相关联的第一车轮相位角和与第二车轮相关联的第二车轮相位角。该方法可包括如果第一车轮相位角不同于第二车轮相位角并且车辆正经历振动则输出信号以调节第一车轮相位角或者第二车轮相位角。
[0006]本发明还提供了如下方案:
方案1.一种车辆的振动减轻系统，包括:
第一传感器，其生成指示车辆的第一车轮的第一相位角的第一信号；
第二传感器，其生成指示车辆的第二车轮的第二相位角的第二信号；以及控制模块，其在车辆正经历振动时基于第一信号和第二信号输出第三信号，以调节第一相位角和第二相位角中的至少一个。
[0007]方案2.如方案I所述的系统,其中,控制模块在第一相位角不同于第二相位角时调节第一相位角和第二相位角中的至少一个。
[0008]方案3.如方案2所述的系统，其中，控制模块调节第一相位角和第二相位角中的至少一个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所述的系统，还包括:
加速度计，其联接到车辆并生成加速度计信号，
其中控制模块基于加速度计信号确定车辆是否正经历振动。
[0010]方案5.如方案I所述的系统，还包括: 联接到第一车轮的第一转子；以及 联接到第二车轮的第二转子，
其中第一传感器监视第一转子以生成第一信号并且第二传感器监视第二转子以生成
第二信号。
[0011]方案6.如方案5所述的系统，其中，第一转子和第二转子每一个都包括至少一个齿，并且第一传感器和第二传感器监视相应的第一转子和第二转子中的至少一个齿。
[0012]方案7.如方案5所述的系统，还包括:
联接到第一转子的第一制动钳，其应用第一制动力以减慢第一转子的旋转；以及 联接到第二转子的第二制动钳，其应用第二制动力以减慢第二转子的旋转。
[0013]方案8.如方案6所述的系统，其中，控制模块通过输出第三信号给第一制动钳和第二制动钳中的至少一个以应用第一制动力和第二制动力中的至少一个到第一转子和第二转子中的至少一个来调节第一相位角和第二相位角中的至少一个。
[0014]方案9.一种车辆,其包括:
第一车轮；
与第一车轮分开的第二车轮；
第一传感器，其确定第一车轮的第一相位角；
第二传感器，其确定第二车轮的第二相位角；以及
控制模块，其基于第一相位角和第二相位角确定车辆是否正经历振动并调节第一车轮的速度或第二车轮的速度。
[0015]方案10.如方案9所述的车辆，还包括:
联接到车辆的加速度计，其给控制模块提供加速度计数据，并且控制模块基于该加速度计数据确定车辆所经历的振动。
[0016]方案11.如方案10所述的车辆，其中，加速度计监视该车辆的在相对于该车辆的纵轴线的侧向方向和竖直方向中的至少一个上的加速度。
[0017]方案12.如方案9所述的车辆，其中，如果第一相位角不同于第二相位角，那么控制模块在车辆正经历振动时调节第一车轮的速度或第二车轮的速度。
[0018]方案13.如方案12所述的车辆，其中，控制模块调节第一车轮的速度或第二车轮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所述的车辆，其中，控制模块通过应用制动力到第一车轮和第二车轮中的相应一个来调节第一车轮的速度或第二车轮的速度。
[0020]方案15.—种减轻车辆中的振动的方法，包括:
接收输入；
基于该输入，确定车辆是否正经历振动；
确定与第一车轮相关联的第一车轮相位角；
确定与第二车轮相关联的第二车轮相位角；以及
如果第一车轮相位角不同于第二车轮相位角并且车辆正经历振动则输出信号以调节第一车轮相位角或者第二车轮相位角。
[0021]方案16.如方案15所述的方法，其中，接收输入还包括:
接收来自联接到车辆的加速度计的输入。[0022]方案17.如方案15所述的方法，其中，确定与第一车轮相关联的第一车轮相位角还包括:
接收来自与车辆的第一车轮相关联的第一传感器的输入。
[0023]方案18.如方案15所述的方法，其中，确定与第二车轮相关联的第二车轮相位角还包括:
接收来自与车辆的第二车轮相关联的第二传感器的输入。
[0024]方案19.如方案15所述的方法，其中，输出信号以调节第一车轮相位角或第二车轮相位角还包括:
输出信号以调节第一车轮的速度或第二车轮的速度。
[0025]方案20.如方案19所述的方法，其中，输出信号以调节第一车轮的速度或第二车轮的速度还包括:
输出信号到制动系统以应用制动力到第一车轮或第二车轮。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]此后将结合下面的附图描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件；并且附图中:
图1是说明包括根据各种实施例的振动减轻系统的车辆的功能框图；
图2是说明根据各种实施例的振动减轻系统的控制系统的数据流图；以及 图3是说明根据各种实施例的振动减轻系统的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面的具体描述本质上仅仅是示例性的，并非用于限定应用和使用。而且，并不意在受在前面的【技术领域】、【背景技术】、
【发明内容】
或者后面的【具体实施方式】中出现的任何明示或暗示的理论的约束。在本文中被使用时，术语模块指的是任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑、和/或处理器设备，单独地或以任何组合，包括但不限于:专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或群组)和内存、组合逻辑电路；和/或提供所描述功能的其它合适的部件。
[0028]参照图1，车辆10被示出为具有根据各种实施例的振动减轻系统。尽管本文中示出的附图描述了带有元件的某些布置的示例，但是在实际实施例中可以出现额外的中间元件、设备、特征或部件。还应该理解，图1仅是说明性的并且可能不是按比例绘制的。
[0029]车辆10可包括车轮14a、14b，它们每一个可分别装配有轮胎16a、16b。每个车轮14a、14b可被联接到制动系统22，制动系统可由控制t吴块24控制。虽然制动系统22处于易于描述的目的被示出为仅与两个车轮14a、14b相关联(例如，前轮或后轮)，但是应该意识至IJ，本公开的制动系统22也可应用于车辆10的全部车轮(包括未示出的其它车轮)。另外，应该注意到，这里图示和描述的制动系统22仅是示例性的，因为能够意识到，制动系统22可包括各种受控制动系统，包括但不限于带有防锁死制动器的制动系统、再生制动、液压制动系统、机械制动系统。
[0030]制动系统22可至少包括转子26a、26b、制动钳28a、28b和传感器30a、30b。转子26a、26b可被联接到车轮14、16，使得转子26a、26b与车轮14、16 —起旋转。转子26a、26b可每一个都包括帽部32a、32b。帽部32a、32b可包括一个或多个齿34a、34b。相应的传感器30a、30b可监视齿34a、34b并基于所监视的状况生成传感器信号。
[0031]制动钳28a、28b可被联接到相应的转子26a、26b。制动钳28a、28b能应用制动力以减慢转子26a、26b的旋转，由此减慢车轮14a、14b的旋转。传感器30a、30b可检测并测量车轮14a、14b的旋转速度。在一个示例中，传感器30a、30b可监视齿34a、34b的旋转并且能基于对齿34a、34b的监视生成可指示车轮14a、14b的速度和相位角的传感器信号。例如,齿34a、34b中的一个或多个可被不同地间隔开,这可使传感器30a、30b能确定车轮14a、14b的相位角。如本文将进一步讨论的，一旦建立了车轮14a、14b的相位角，可相对于彼此和相对于振动监测车轮14a的相位角和车轮14b的相位角，使得可维持最优的性能曲线。
[0032]车辆10也可包括第一传感器36和第二传感器37。第一传感器36可包括加速度计，其可响应于振动测量车辆10的加速度并且可基于此生成加速度计信号。第一传感器36可被联接到车辆10的任何合适部分，例如，但不限于，车辆10的客舱38，并且可响应于振动测量客舱38的侧向和竖直加速度。在这个示例中，当客舱38经历振动时，客舱38可沿着侧向和/或竖直方向相对于车辆10的纵轴线移动或摇摆。客舱38的这种移动可由第一传感器36监视，并且第一传感器36可基于客舱的这个可监视状况来生成传感器信号。第二传感器37可包括速度传感器，其可测量车辆10的速度并可基于此生成速度信号。虽然被示出为不相连的部件，但是第二传感器37可以是与车辆10相关联的发动机控制模块的一部分，或者车辆10的速度可根据其它测量因素来估计，例如车轮14a、14b的速度。
[0033]控制模块24可基于从传感器30a、30b、第一传感器36和第二传感器37接收的信号，以及基于本公开的减轻由车辆10经历的振动的振动减轻系统和方法来控制制动系统22。在各种实施例中，控制模块18可基于从传感器30a、30b、第一传感器36和第二传感器
37接收的信号，以及基于本公开的振动减轻系统和方法来控制制动钳28a、28b。
[0034]现在参照图2，并继续参照图1，数据流图说明了用于振动减轻系统(图1)的振动减轻控制系统40的各种实施例，该振动减轻控制系统40可被嵌入控制模块24中。根据本公开的振动减轻控制系统的各种实施例可包括任何数量的嵌入在控制模块24的子模块。如可意识到的，图2中示出的子模块可被组合和/或被进一步分割以类似地减轻由车辆10所经历的振动。到该系统的输入可从车辆10感测(图1)，从其它控制模块(未示出)接收，和/或由控制模块24中的其它子模块(未示出)确定/模拟。在各种实施例中，控制模块24可包括振动控制模块42和减轻控制模块44。
[0035]振动控制模块42可作为输入接收来自第一传感器36的加速度计数据46。基于加速度计数据46，振动控制模块42可为减轻控制模块44设置振动数据48。振动数据48可包括客舱38在车辆10的操作期间所经历的由第一传感器36所监视的振动量，侧向的和竖直的。
[0036]减轻控制模块44可作为输入接收振动数据48和速度数据49。速度数据49可包括由第二传感器37所监视的车辆10的速度。减轻控制模块44还可作为输入接收来自传感器30a的车轮相位角A数据50和来自传感器30b的车轮相位角B数据52，以及最后相位角数据53。车轮相位角A数据50可包括车轮14a的当前相位角，而车轮相位角B数据52可包括车轮14b的当前相位角。最后相位角数据53可包括车轮14a的最后测量的相位角和车轮14b的最后测量的相位角，这些可从数据存储51被访问。基于振动数据48，速度数据49，车轮相位角A数据50，车轮相位角B数据52和最后相位角数据53，减轻控制模块44可输出减轻控制信号54。减轻控制模块44也可在数据存储51中存储车轮相位角A数据50和车轮相位角B数据52。
[0037]在这方面，减轻控制模块44可减轻车辆10在车辆10的预定速度下所经历的振动。在一个示例中，基于车辆10的速度，减轻控制模块44可计算车辆10的振动的第一阶频率如下:
F =VS/7.2πR
其中，F是第一阶频率，Vs是车辆10的速度且r是车轮14a、14b的滚动半径。发生在第一阶频率F处的振动可归因于车轮14a的相位角和车轮14b的相位角之间的不同。当车轮14a的相位角和车轮14b的相位角相对于彼此处于最优角位置时，可减小由车辆10的操作者所经历的振动。通过监视和维持车轮14a的相位角和车轮14b的相位角之间的关系，减轻控制模块44可减少由操作者所经历的振动。
[0038]在一个示例中，减轻控制信号54可包括用于相应的制动钳28a、28b的控制信号54a,54b以应用制动力到相应的车轮14a、14b，从而车轮14a的相位角基本上等于车轮14b的相位角。换言之，基于减轻控制信号54，控制信号54a、54b被生成以控制相应的制动钳28a、28b以应用制动力，使得车轮14a、14b的相位角基本上相同。当车轮14a、14b的相位角基本上相同时，由车辆10所经历的振动在振幅方面可被减少约百分之25到约百分之45。
[0039]在各种实施例的其中一个中，控制信号54a可被生成以控制制动钳28a改变车轮14a的相位角以基本上匹配车轮14b的相位角，或者控制信号54b可被生成以控制制动钳28b改变车轮14b的相位角以基本上匹配车轮14a的相位角。作为另一替代方式，根据各种实施例，控制信号54a、54b可被输出以控制制动钳28a、28b基本上同时改变车轮14a、14b的相位角，使得车轮14a、14b的相位角基本上相同。而且，控制信号54a、54b可被输出以控制制动钳28a、28b改变车轮14a、14b的相位角到车轮14a、14b的最后已知的良好相位角。换句话说，基于最后相位角数据53，减轻控制模块44可输出控制信号54a、54b调节车轮14a、14b的相位角到最后测量的相位角，在该最后测量的相位角中车辆10不经历振动。
[0040]现在参照图3，并继续参照图1和2，流程图示出了根据本公开的一种控制方法，其可由图1的控制模块24执行。如鉴于本公开所能意识到的，该方法中的操作的顺序不限于如图3所示的顺序执行，而是可以一个或多个不同的适合的并根据本公开的顺序执行。
[0041]在不同的实施例中，方法可被安排为基于预定的事件而运行，和/或可在车辆10的操作期间连续地运行。
[0042]方法可开始于100。在102，方法可接收来自第一传感器36的加速度计数据46和来自第二传感器37的速度数据47。任选地，在103，方法可确定速度数据47是否指示车辆10正以高于预定阈值速度行驶。如果车辆10正以高于预定阈值速度行驶，那么在104，方法可基于加速度计数据46确定车辆10经历的振动量。在106，方法可通过接收来自相应的传感器30a、30b的车轮相位角A数据50和车轮相位角B数据52来确定相对于车轮14b的相位角的车轮14a的相位角。
[0043]在108，方法可确定由车辆10经历的振动是否低于预定阈值。例如，方法可确定车轮相位角A数据50和车轮相位角B数据52是否不同于来自最后相位角数据53的最后监视的车轮相位角A数据50和车轮相位角B数据52。如果车轮相位角A数据50和车轮相位角B数据52低于最后测量的车轮相位角A数据50和车轮相位角B数据52，那么方法可在110在数据存储51中存储车轮相位角A数据50和车轮相位角B数据52作为良好的并循环到102。
[0044]不然，如果测量的车轮相位角A数据50和车轮相位角B数据52高于最后测量的车轮相位角A数据50和车轮相位角B数据52，那么方法在112可调节车轮14a、14b的相位角，使得相位角基本上相同，包括但不限于，应用制动力到相应的制动钳28a、28b。通常，车轮14a、14b的相位角可通过改变车轮14a、14b中的至少一个的速度来被调节。
[0045]在114，方法可确定车轮14a的相位角和/或车轮14b的相位角是否已改变。如果车轮14a和/或车轮14b的相位角已改变，那么方法可前进到102。不然，方法可前进到116。在116，方法可确定车轮14a和/或车轮14b的全部相位角是否都被尝试过。如果不是每个相位角都被尝试过，那么方法可前进到112。如果每个相位角都被尝试过，那么方法可在118结束。任选地，方法可发出通知消息给车辆10上的车载计算机以对车辆10进行维修。
[0046]应该注意到，尽管振动减轻系统在这里被描述为与制动系统22 —起使用以调节车轮14a、14b的相位角，但是各种其它系统和方法也可被采用以调节车轮14a、14b的相位角，包括但不限于，用于对相应的轮胎16a、16b进行充气或放气以调节相位角的系统和方法，以及用于调节联接到车轮14a、14b的车桥的转矩的系统和方法。
[0047]虽然已经在前面的具体描述中给出了至少一个示例性实施例，但应当意识到存在大量的变型。还应意识到，一个或多个示例性实施例仅为示例，并且决不是用来限制本公开的范围、应用性、或构造。更确切地说，前面的具体描述将给本领域技术人员提供用于实施一个或多个示例性实施例的方便的路线图。应该理解的是，可在元件的功能和布置方式方面进行各种改变，而不脱离在所附权利要求及其法律等同方式中公开的本公开的范围。
【权利要求】
1.一种车辆的振动减轻系统，包括: 第一传感器，其生成指示车辆的第一车轮的第一相位角的第一信号； 第二传感器，其生成指示车辆的第二车轮的第二相位角的第二信号；以及控制模块，其在车辆正经历振动时基于第一信号和第二信号输出第三信号，以调节第一相位角和第二相位角中的至少一个。
2.如权利要求1所述的系统，其中，控制模块在第一相位角不同于第二相位角时调节第一相位角和第二相位角中的至少一个。
3.如权利要求2所述的系统，其中，控制模块调节第一相位角和第二相位角中的至少一个以使第一相位角和第二相位角基本上相同。
4.如权利要求1所述的系统，还包括: 加速度计，其联接到车辆并生成加速度计信号， 其中控制模块基于加速度计信号确定车辆是否正经历振动。
5.如权利要求1所述的系统，还包括: 联接到第一车轮的第一转子；以及 联接到第二车轮的第二转子， 其中第一传感器监视第一转子以生成第一信号并且第二传感器监视第二转子以生成第二信号。
6.如权利要求5所述的系统，其中，第一转子和第二转子每一个都包括至少一个齿，并且第一传感器和第二传感器监视相应的第一转子和第二转子中的至少一个齿。
7.如权利要求5所述的系统，还包括: 联接到第一转子的第一制动钳，其应用第一制动力以减慢第一转子的旋转；以及 联接到第二转子的第二制动钳，其应用第二制动力以减慢第二转子的旋转。
8.如权利要求6所述的系统，其中，控制模块通过输出第三信号给第一制动钳和第二制动钳中的至少一个以应用第一制动力和第二制动力中的至少一个到第一转子和第二转子中的至少一个来调节第一相位角和第二相位角中的至少一个。
9.一种车辆，其包括: 第一车轮； 与第一车轮分开的第二车轮； 第一传感器，其确定第一车轮的第一相位角； 第二传感器，其确定第二车轮的第二相位角；以及 控制模块，其基于第一相位角和第二相位角确定车辆是否正经历振动并调节第一车轮的速度或第二车轮的速度。
10.一种减轻车辆中的振动的方法，包括: 接收输入； 基于该输入，确定车辆是否正经历振动； 确定与第一车轮相关联的第一车轮相位角； 确定与第二车轮相关联的第二车轮相位角；以及 如果第一车轮相位角不同于第二车轮相位角并且车辆正经历振动则输出信号以调节第一车轮相位角或者第二车轮相位角。
【文档编号】B60T8/173GK103661332SQ201310427073
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2012年9月18日
【发明者】M.J.小祖雷克 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司