用于補償由于停車事件導致的車輪上的輪胎回轉(zhuǎn)的系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及具有動力輔助的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，更具體地講，涉及減輕輪胎回轉(zhuǎn)(tirewindup)對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響。
【背景技術】
[0002]輪胎安裝在車輛輪子上，不僅提供車輛和道路之間的牽引，還提供用于吸收振動的柔性緩沖墊。大部分輪胎是氣動充氣式結(jié)構(gòu)，氣動充氣式結(jié)構(gòu)包括由橡膠包圍的簾線和鋼絲的環(huán)形主體，并且通常填充有壓縮空氣，以形成可充氣的緩沖墊。
[0003]由于輪胎的結(jié)構(gòu)，輪胎可用作彈簧并在輪子轉(zhuǎn)向時儲存勢能。這種彈簧效應由道路表面的摩擦導致，道路表面的摩擦抑制輪胎的與輪胎和道路的接地面相鄰的部分的轉(zhuǎn)向。當輪子轉(zhuǎn)向時，輪胎的靠近輪子的部分與輪子一起轉(zhuǎn)向，而輪胎的靠近輪胎與地面的接地面的部分會抑制轉(zhuǎn)向運動。結(jié)果，輪胎的位于輪子和接地面之間的部分會彈性地變形。輪胎的彈性變形，或者更具體地講，輪胎欲恢復到未變形的形狀的趨勢提供勢能，該勢能被稱為輪胎回轉(zhuǎn)。
[0004]當車輛不運動或運動緩慢時(例如，當車輛停車時)，輪胎回轉(zhuǎn)會更明顯。結(jié)果，當車輛停下來并且松開方向盤時，輪胎的回轉(zhuǎn)會導致方向盤角突變(snap)為與最終位置不同的角度。在電動力輔助電動機使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向的自動停車事件的情況下，當完成自動停車事件并移除電動機的動力時，輪胎回轉(zhuǎn)會使轉(zhuǎn)向輪和/或方向盤突變?yōu)榕c最終期望的位置不同的角度，或者會將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)鎖定在負載位置。
[0005]輪胎回轉(zhuǎn)會由于輪胎和道路之間的摩擦的變化而變化，因此針對每種狀況均提供恒定的過調(diào)量(overshoot)以給輪胎回轉(zhuǎn)留出余地可能不會使方向盤停止在最終期望的位置或者從鎖定就位的系統(tǒng)移除負載。
[0006]主動停車輔助系統(tǒng)能夠執(zhí)行自動停車事件，并且當系統(tǒng)完成停車事件時，可命令最終的車輪角或方向盤角。該系統(tǒng)可命令零度角，但是在車輛關閉之后，該系統(tǒng)會松懈并且輪胎回轉(zhuǎn)會使車輪或方向盤運動偏離零度角。如果方向盤鎖定在零度角位置，那么鎖定機構(gòu)會置于負載下。負載的方向盤鎖定會導致當試圖重新起動車輛時發(fā)生問題，或者會變得更難以解鎖。另外，可期望使方向盤置于不同于零度角的特定角位置，并且如可期望的那樣，將不會觀察到從特定的最終角位置的任何運動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開的一方面涉及一種用于補償由于停車事件導致的車輪上的輪胎回轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。在本公開的該方面，控制器被配置為監(jiān)測電動機在停車事件期間提供動力轉(zhuǎn)向時的電動機電流。然后，所述控制器能夠使電動機電流與使輪胎在地面上轉(zhuǎn)向所需的力相關。使輪胎在地面上轉(zhuǎn)向所需的力與輪胎接地面和地面之間的摩擦相關。電動機電流越小，作用越容易，摩擦越小。電動機電流越大，力越大，摩擦越大。
[0008]傳感器還用于向控制器提供與轉(zhuǎn)向組件的運動相關的數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)向組件可以是正在轉(zhuǎn)向的輪子和輪胎、方向盤或轉(zhuǎn)向齒輪箱組件。組件所行進的距離和行進該距離所需的電動機電流的組合提供對在該距離的行進期間發(fā)生的輪胎回轉(zhuǎn)量的估計。考慮到輪胎的物理參數(shù)，可確定輪胎的回轉(zhuǎn)，這樣，可確定由于回轉(zhuǎn)導致的輪胎回彈。然后，控制器將被配置為響應于轉(zhuǎn)向組件運動數(shù)據(jù)和電動機電流而修改電動機的輸出，以降低由于停車事件導致的輪胎回轉(zhuǎn)的影響。
[0009]一個實施例將是:如果電動機電流高，那么輪胎回轉(zhuǎn)將很可能導致系統(tǒng)中的回彈，使得輪子和輪胎的期望的停止位置(即，預定的期望的車輪角位置)將是不期望的。在這種情況下，控制器可向電動機提供電力來使輪子和輪胎進一步轉(zhuǎn)向超過期望的停止位置，從而當將電力從電動機移除后，允許所述系統(tǒng)松懈并且輪子和輪胎將回彈至期望的停止位置。
[0010]在另一實施例中，在停車事件期間，輪子和輪胎的最終轉(zhuǎn)向會需要很小的電動機電流甚至不需要電動機電流來完成。在這種情況下，輪胎會沿著另一方向回轉(zhuǎn)，并且所述控制器可被配置為迅速切斷電動機，以允許輪子和輪胎松懈，從而向前拉動該系統(tǒng)至期望的停止位置。
[0011 ] 在其他實施例中，相同的構(gòu)思可應用于諸如方向盤的其他轉(zhuǎn)向組件的期望的最終停止位置(即，期望的方向盤角位置)。在輪子和輪胎硬連接到方向盤使得它們彼此相關聯(lián)地運動的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，由于回轉(zhuǎn)導致的輪胎的回彈還將使方向盤運動。由輪胎回轉(zhuǎn)導致的方向盤的運動可到達不是如所期望的新的位置。由輪胎回轉(zhuǎn)導致的方向盤的運動還可在方向盤的鎖定系統(tǒng)上施加負載。在這些實施例中，電動機可被控制為使輪子和輪胎轉(zhuǎn)向超過最終位置或快速切斷電動機，以允許系統(tǒng)松懈并通過回轉(zhuǎn)使輪子和輪胎運動至最終期望的位置。
[0012]本公開的另一方面涉及一種用于補償由于自動停車事件導致的輪胎回轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。在該方面，控制器能夠接收方向盤角位置，并被配置為基于動力轉(zhuǎn)向電動機電流和來自方向盤角位置的數(shù)據(jù)確定輪胎回轉(zhuǎn)的量。然后，所述控制器被配置為控制動力轉(zhuǎn)向電動機，以將方向盤置于過調(diào)角位置/負調(diào)角位置，從而隨著輪胎回轉(zhuǎn)被釋放而允許方向盤旋轉(zhuǎn)至期望的停車結(jié)束時的角位置。
[0013]所述控制器可使電動機電流與輪胎接地面和輪胎位于其上的道路或表面之間的摩擦相對應，并基于電動機電流和輪胎回轉(zhuǎn)因子確定輪胎回轉(zhuǎn)的量。
[0014]所述控制器可使電動機電流與摩擦相對應，并基于電動機電流和輪胎回轉(zhuǎn)因子確定輪胎回轉(zhuǎn)的量。
[0015]所述輪胎回轉(zhuǎn)因子可以是可由制造商、經(jīng)銷商或駕駛員輸入到控制器中的可調(diào)因子。
[0016]所述輪胎回轉(zhuǎn)因子可以是基于從由材料成分、簾布層結(jié)構(gòu)、胎面花紋、寬度、輪輞直徑、高寬比、滾動半徑、推薦的充氣壓力范圍、額定載荷、接地面積及額定速度組成的組中獲取的輪胎特性的可調(diào)因子。
[0017]所述控制器可控制動力轉(zhuǎn)向電動機來使車輪轉(zhuǎn)向，并使所述方向盤轉(zhuǎn)向超過期望的停車結(jié)束時的方向盤角位置，以允許車輪回彈，使得方向盤旋轉(zhuǎn)至期望的停車結(jié)束時的方向盤角位置。
[0018]對輪胎回轉(zhuǎn)的補償可允許方向盤鎖定在期望的停車結(jié)束時的角位置，同時基本上沒有扭矩施加在方向盤鎖定機構(gòu)上。
[0019]方向盤的期望的停車結(jié)束時的角位置可以是允許改善點火開關定位能力的角位置。
[0020]所述控制器可從由制動輸入、輪速傳感器數(shù)據(jù)、車速、檔位、節(jié)氣門位置、方向盤扭矩及縱向加速度組成的組確定輪胎回轉(zhuǎn)。
[0021]下面將參照附圖更詳細地解釋本公開的上述方面和其他方面。
【附圖說明】
[0022]圖1是車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意圖。
[0023]圖2是路面上的輪子和輪胎的截面圖。
[0024]圖3是輪胎回轉(zhuǎn)控制策略的示例的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]參照附圖公開了示出的實施例。然而，應當理解的是，公開的實施例意在僅為可以以各種和替換的形式實施的示例。附圖不一定按比例繪制，并且可夸大或者最小化一些特征，以顯示特定組件的細節(jié)。公開的具體結(jié)構(gòu)和功能性細節(jié)不被解釋為限制，而僅僅作為用于教導本領域技術人員如何實踐公開的構(gòu)思的代表性基礎。
[0026]圖1示出了具有方向盤12的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10，方向盤12通過轉(zhuǎn)向齒輪箱16與轉(zhuǎn)向輪和輪胎組件14(以下被簡稱為車輪14)可旋轉(zhuǎn)地連接。轉(zhuǎn)向齒輪箱16將方向盤12的旋轉(zhuǎn)輸入傳遞到車輪14，反之亦然。車輪14的樞轉(zhuǎn)位置被示出為車輪角位置α，方向盤12的旋轉(zhuǎn)位置被示出為方向盤角位置β。
[0027]車輪14大體上朝正前方的角位置被稱為零位置，或者為使得α大約等于零度的位置。車輪前束/后束可能導致角樞軸與真正的零度的些微變化，但是零位置意圖為允許車輛沿大體上朝正前方的方向行駛的車輪位置。然后，當車輪14沿著任意方向樞轉(zhuǎn)偏離零位置時，樞轉(zhuǎn)角α以與零位置偏離的角度(正值、負值或絕對值)給出。方向盤12居中的位置也可被稱為零位置或清晰視界位置(clear view posit1n)。方向盤12的零位置是當轉(zhuǎn)向角β大約等于零度時的位置。方向盤12可旋轉(zhuǎn)多轉(zhuǎn)而超過零位置，從而360度(或者360度的任何整數(shù)倍)的正值、負值或絕