用于补偿由于停车事件导致的车轮上的轮胎回转的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及具有动力辅助的车辆转向系统，更具体地讲，涉及减轻轮胎回转(tirewindup)对转向系统的影响。
【背景技术】
[0002]轮胎安装在车辆轮子上，不仅提供车辆和道路之间的牵引，还提供用于吸收振动的柔性缓冲垫。大部分轮胎是气动充气式结构，气动充气式结构包括由橡胶包围的帘线和钢丝的环形主体，并且通常填充有压缩空气，以形成可充气的缓冲垫。
[0003]由于轮胎的结构，轮胎可用作弹簧并在轮子转向时储存势能。这种弹簧效应由道路表面的摩擦导致，道路表面的摩擦抑制轮胎的与轮胎和道路的接地面相邻的部分的转向。当轮子转向时，轮胎的靠近轮子的部分与轮子一起转向，而轮胎的靠近轮胎与地面的接地面的部分会抑制转向运动。结果，轮胎的位于轮子和接地面之间的部分会弹性地变形。轮胎的弹性变形，或者更具体地讲，轮胎欲恢复到未变形的形状的趋势提供势能，该势能被称为轮胎回转。
[0004]当车辆不运动或运动缓慢时(例如，当车辆停车时)，轮胎回转会更明显。结果，当车辆停下来并且松开方向盘时，轮胎的回转会导致方向盘角突变(snap)为与最终位置不同的角度。在电动力辅助电动机使转向轮转向的自动停车事件的情况下，当完成自动停车事件并移除电动机的动力时，轮胎回转会使转向轮和/或方向盘突变为与最终期望的位置不同的角度，或者会将转向系统锁定在负载位置。
[0005]轮胎回转会由于轮胎和道路之间的摩擦的变化而变化，因此针对每种状况均提供恒定的过调量(overshoot)以给轮胎回转留出余地可能不会使方向盘停止在最终期望的位置或者从锁定就位的系统移除负载。
[0006]主动停车辅助系统能够执行自动停车事件，并且当系统完成停车事件时，可命令最终的车轮角或方向盘角。该系统可命令零度角，但是在车辆关闭之后，该系统会松懈并且轮胎回转会使车轮或方向盘运动偏离零度角。如果方向盘锁定在零度角位置，那么锁定机构会置于负载下。负载的方向盘锁定会导致当试图重新起动车辆时发生问题，或者会变得更难以解锁。另外，可期望使方向盘置于不同于零度角的特定角位置，并且如可期望的那样，将不会观察到从特定的最终角位置的任何运动。
【发明内容】
[0007]本公开的一方面涉及一种用于补偿由于停车事件导致的车轮上的轮胎回转的系统。在本公开的该方面，控制器被配置为监测电动机在停车事件期间提供动力转向时的电动机电流。然后，所述控制器能够使电动机电流与使轮胎在地面上转向所需的力相关。使轮胎在地面上转向所需的力与轮胎接地面和地面之间的摩擦相关。电动机电流越小，作用越容易，摩擦越小。电动机电流越大，力越大，摩擦越大。
[0008]传感器还用于向控制器提供与转向组件的运动相关的数据。转向组件可以是正在转向的轮子和轮胎、方向盘或转向齿轮箱组件。组件所行进的距离和行进该距离所需的电动机电流的组合提供对在该距离的行进期间发生的轮胎回转量的估计。考虑到轮胎的物理参数，可确定轮胎的回转，这样，可确定由于回转导致的轮胎回弹。然后，控制器将被配置为响应于转向组件运动数据和电动机电流而修改电动机的输出，以降低由于停车事件导致的轮胎回转的影响。
[0009]一个实施例将是:如果电动机电流高，那么轮胎回转将很可能导致系统中的回弹，使得轮子和轮胎的期望的停止位置(即，预定的期望的车轮角位置)将是不期望的。在这种情况下，控制器可向电动机提供电力来使轮子和轮胎进一步转向超过期望的停止位置，从而当将电力从电动机移除后，允许所述系统松懈并且轮子和轮胎将回弹至期望的停止位置。
[0010]在另一实施例中，在停车事件期间，轮子和轮胎的最终转向会需要很小的电动机电流甚至不需要电动机电流来完成。在这种情况下，轮胎会沿着另一方向回转，并且所述控制器可被配置为迅速切断电动机，以允许轮子和轮胎松懈，从而向前拉动该系统至期望的停止位置。
[0011 ] 在其他实施例中，相同的构思可应用于诸如方向盘的其他转向组件的期望的最终停止位置(即，期望的方向盘角位置)。在轮子和轮胎硬连接到方向盘使得它们彼此相关联地运动的转向系统中，由于回转导致的轮胎的回弹还将使方向盘运动。由轮胎回转导致的方向盘的运动可到达不是如所期望的新的位置。由轮胎回转导致的方向盘的运动还可在方向盘的锁定系统上施加负载。在这些实施例中，电动机可被控制为使轮子和轮胎转向超过最终位置或快速切断电动机，以允许系统松懈并通过回转使轮子和轮胎运动至最终期望的位置。
[0012]本公开的另一方面涉及一种用于补偿由于自动停车事件导致的轮胎回转的系统。在该方面，控制器能够接收方向盘角位置，并被配置为基于动力转向电动机电流和来自方向盘角位置的数据确定轮胎回转的量。然后，所述控制器被配置为控制动力转向电动机，以将方向盘置于过调角位置/负调角位置，从而随着轮胎回转被释放而允许方向盘旋转至期望的停车结束时的角位置。
[0013]所述控制器可使电动机电流与轮胎接地面和轮胎位于其上的道路或表面之间的摩擦相对应，并基于电动机电流和轮胎回转因子确定轮胎回转的量。
[0014]所述控制器可使电动机电流与摩擦相对应，并基于电动机电流和轮胎回转因子确定轮胎回转的量。
[0015]所述轮胎回转因子可以是可由制造商、经销商或驾驶员输入到控制器中的可调因子。
[0016]所述轮胎回转因子可以是基于从由材料成分、帘布层结构、胎面花纹、宽度、轮辋直径、高宽比、滚动半径、推荐的充气压力范围、额定载荷、接地面积及额定速度组成的组中获取的轮胎特性的可调因子。
[0017]所述控制器可控制动力转向电动机来使车轮转向，并使所述方向盘转向超过期望的停车结束时的方向盘角位置，以允许车轮回弹，使得方向盘旋转至期望的停车结束时的方向盘角位置。
[0018]对轮胎回转的补偿可允许方向盘锁定在期望的停车结束时的角位置，同时基本上没有扭矩施加在方向盘锁定机构上。
[0019]方向盘的期望的停车结束时的角位置可以是允许改善点火开关定位能力的角位置。
[0020]所述控制器可从由制动输入、轮速传感器数据、车速、档位、节气门位置、方向盘扭矩及纵向加速度组成的组确定轮胎回转。
[0021]下面将参照附图更详细地解释本公开的上述方面和其他方面。
【附图说明】
[0022]图1是车辆转向系统的示意图。
[0023]图2是路面上的轮子和轮胎的截面图。
[0024]图3是轮胎回转控制策略的示例的流程图。
【具体实施方式】
[0025]参照附图公开了示出的实施例。然而，应当理解的是，公开的实施例意在仅为可以以各种和替换的形式实施的示例。附图不一定按比例绘制，并且可夸大或者最小化一些特征，以显示特定组件的细节。公开的具体结构和功能性细节不被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员如何实践公开的构思的代表性基础。
[0026]图1示出了具有方向盘12的转向系统10，方向盘12通过转向齿轮箱16与转向轮和轮胎组件14(以下被简称为车轮14)可旋转地连接。转向齿轮箱16将方向盘12的旋转输入传递到车轮14，反之亦然。车轮14的枢转位置被示出为车轮角位置α，方向盘12的旋转位置被示出为方向盘角位置β。
[0027]车轮14大体上朝正前方的角位置被称为零位置，或者为使得α大约等于零度的位置。车轮前束/后束可能导致角枢轴与真正的零度的些微变化，但是零位置意图为允许车辆沿大体上朝正前方的方向行驶的车轮位置。然后，当车轮14沿着任意方向枢转偏离零位置时，枢转角α以与零位置偏离的角度(正值、负值或绝对值)给出。方向盘12居中的位置也可被称为零位置或清晰视界位置(clear view posit1n)。方向盘12的零位置是当转向角β大约等于零度时的位置。方向盘12可旋转多转而超过零位置，从而360度(或者360度的任何整数倍)的正值、负值或绝