CN108327785B - 自适应转向扭矩控制 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及自适应转向扭矩控制。公开了用于分析和/或校准自适应转向系统的方法和系统。一种方法可包括：响应于控制信号而使用齿轮和内部电动马达使被构造为接合转向轴的毂旋转预定范围的毂转角。可根据毂转角来确定使毂旋转所需的扭矩，并且确定所述扭矩是否在预先限定的扭矩窗内。所述方法可用于分析自适应方向盘总成中的整体摩擦。在一个实施例中，可以在方向盘总成被完全装配并且内部电动马达被遮盖且无法接近的情况下执行所述方法。可通过基于内部电动马达汲取的电流所计算的扭矩来确定所述扭矩。

Description

自适应转向扭矩控制
技术领域
本公开涉及例如使用内部系统部件进行自适应转向扭矩控制。
背景技术
许多当前车辆具有包含在其内的动力转向系统。通常，通过协助或补充转动方向盘所需的转向力，动力转向协助车辆驾驶员使车辆转向。动力转向系统可使用液压或电动致动器(马达)向转向机构施加力，以允许驾驶员在以中等速度驾驶时用较少的力转动车轮，并显著地减小在低速时转动车轮所需的力。系统在方向盘与使车轮转向的联动装置之间可具有直接的机械连接，使得车辆即使在动力转向系统故障时也可转向。虽然动力转向系统减小驾驶员转动方向盘所需的力，特别是在低速时，但系统通常具有固定的转向传动比(steering gear ratio)。这可以在低速时提供转向快速性和操控性以及在高速时提供舒适的车辆响应之间产生折衷。
发明内容
在至少一个实施例中，提供一种测量自适应转向系统的旋转所需扭矩的方法。所述方法可包括：响应于控制信号而使用齿轮和内部电动马达使被构造为接合转向轴的毂旋转预定范围的毂转角；根据毂转角来确定使毂旋转所需的扭矩；并且确定所述扭矩是否在预先限定的扭矩窗内。
在一个实施例中，预先限定的扭矩窗是基于自适应转向系统中的目标整体摩擦的。确定所述扭矩可包括基于内部电动马达汲取的电流而计算所述扭矩。所述方法可包括：在所述旋转步骤之前将内部电动马达经由电连接件连接到自适应转向系统外部的电源，以向内部电动马达提供电力。控制信号可经由电连接件发送。在一个实施例中，所述旋转步骤、测量步骤和确定步骤是在装配线上的下线(EOL)工位处执行的。自适应转向系统可在所述旋转步骤、测量步骤和确定步骤期间被完全装配和封装。
在一个实施例中，所述旋转步骤、测量步骤和确定步骤执行两次，第一次在装配线上的装配工位处执行，第二次在装配线上的下线(EOL)工位处执行。所述旋转步骤可包括使毂沿第一方向旋转至少一整圈。在使毂沿第一方向旋转之后，所述旋转步骤可进一步包括：使毂沿相反的第二方向旋转至少一整圈。如果所述扭矩不在预先限定的扭矩窗内，则可产生警报或通知。在一个实施例中，预先限定的扭矩窗从50N·mm至140N·mm。
在至少一个实施例中，提供一种自适应转向系统。所述系统可包括：被构造为使毂旋转的内部电动马达和齿轮，该毂被构造为接合转向轴；以及一个或更多个控制器，被配置为：向内部电动马达发送信号以使毂旋转预定范围的毂转角，根据毂转角来确定使毂旋转所需的扭矩，并确定所述扭矩是否在预先限定的扭矩窗内。
在一个实施例中，齿轮是蜗轮。所述系统可包括外部的非车辆电源，该电源可连接到内部电动马达并且所述电源被配置为对内部电动马达供电以使毂旋转。一个或更多个控制器可被配置为：向内部电动马达发送信号以使毂沿第一方向旋转至少一整圈。在使毂沿第一方向旋转之后，一个或更多个控制器可被配置为：向内部电动马达发送信号以使毂沿相反的第二方向旋转至少一整圈。在一个实施例中，一个或更多个控制器被配置为：在内部电动马达被方向盘盖封装的情况下，向内部电动马达发送信号以使毂旋转预定角度，测量使毂旋转所需的扭矩，并确定所述扭矩是否在预先限定的扭矩窗内。
在至少一个实施例中，提供一种自适应转向控制系统。所述控制系统可包括一个或更多个控制器，被配置为：向自适应转向系统内部电动马达发送信号以使转向轴毂旋转预定范围的毂转角；根据毂转角来确定使毂旋转所需的扭矩；并且确定所述扭矩是否在预先限定的扭矩窗内。
在一个实施例中，一个或更多个控制器被配置为：向内部电动马达发送信号以使毂沿第一方向旋转至少一整圈，随后使毂沿相反的第二方向旋转至少一整圈。
附图说明
图1是根据实施例的自适应转向系统的示意图；
图2是根据实施例的自适应转向系统的方向盘总成的分解示意图；
图3是根据实施例的与外部旋转传动件接合的自适应转向系统的方向盘总成的侧面透视图；
图4是根据实施例的自适应转向系统的装配和封装的方向盘总成的后透视图；
图5是根据实施例的用于分析自适应转向系统的旋转所需扭矩的方法的示例性流程图；
图6是毂沿逆时针方向和顺时针方向旋转一整圈的旋转所需扭矩的实验数据的示例。
具体实施方式
根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，并且本发明可以以各种形式和替代形式来实现。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不被解释为具有限制性，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用本发明的代表性基础。
如在背景技术中所描述的，动力转向系统可减小驾驶员转动方向盘所需的力。然而，动力转向系统的固定转向传动比可能需要在低速性能与高速性能之间进行折衷。为解决该折衷，申请人已开发出自适应转向系统(还称为主动转向系统)。诸如AFS(主动前轮转向)的主动转向系统能够结合转向助力使用，以随着速度、方向盘转角和/或其它参数改变转向传动比。这种系统可以是机电式的。这种系统中的内部摩擦对于其性能可能是重要因素。通常，主动/自适应转向系统包括电动马达、处理器/控制器和齿轮单元。所述系统可基于(例如)驾驶员输入和/或车速来调节转向系统的转向传动比。自适应转向能够增加或减少驾驶员在方向盘处输入的旋转。在低速时，所述系统可在转动方向盘时增大前车轮的转角，从而使驾驶员需要较少的转向进行操控。在高速时，所述系统可优化转向响应，使车辆对每个转向输入反应得更加平顺。自适应转向系统的一个示例在共同拥有的第8,515,622号美国专利中描述，该专利公开的内容通过引用全部包含于此。
参照图1，提供自适应转向系统1的实施例的示意图，在该示意图中能够实施根据本公开的方法。然而，系统1仅为自适应转向系统的示例并且本公开的系统和方法可通过任何自适应转向系统实现。本领域普通技术人员将理解的是，可以对系统1进行添加、减少或修改。
如图所示，自适应转向系统1可包括可操作地连接到能够由驾驶员5致动的方向盘10的方向盘柱的齿轮或齿轮系统20(也称为差速器或者AFS齿轮)。齿轮系统可包括蜗杆轴和蜗轮(统称蜗杆传动)，然而，可使用诸如谐波传动的其它适合的齿轮系统。能够经由电动马达25(例如，空心轴马达)来设置由齿轮系统20产生的叠加转角或马达转角，电动马达25将左车轮11和右车轮12的车轮转向角设置为由自适应转向系统1产生的车轮转向角δrad。车轮转向角δrad可表示为δrad＝δdrv-δmotor，其中δmotor是叠加马达转角，δdrv是驾驶员选择的转向角。
因此，齿轮系统20能够将叠加转角或马达转角δmotor加到驾驶员选择的转向角δdrv上或者从驾驶员选择的转向角δdrv减去叠加转角或马达转角δmotor。马达转角δmotor与驾驶员选择的转向角δdrv的总和作用在转向齿轮上，这产生车轮转向。δdrv表示由驾驶员指定的转向角，δmotor表示马达转角，该马达转角是由电动马达25产生的并经由齿轮系统20而叠加在驾驶员转向角δdrv上。如图1所示，还可设置液压或电动的助力系统(PAS)50，以协助AFS马达25使车轮转向。
SOC块30可基于诸如δdrv、δmotor,meas、δmotor,setpoint1的输入来检测偏移转角并通过产生马达转角δmotor,setpoint2(其基于诸如方向盘转速和车轮转向角的输入)来减小偏移转角，其中偏移转角减小的速率可选地基于(例如)车速。在此使用的偏移转角可等于需求的马达转角(在图1中被指定为δmotor)减去测量的马达转角(在图1中被指定为δmotor,meas)。马达转角的设置值(在图1中被指定为δmotor,setpoint2)可等于需求的马达转角(在图1中被指定为δmotor)减去由SOC块30确定的修正转角。
在本教导的某些实施例中，如果不存在同步化请求，则马达转角的设置值(在图1中被指定为δmotor,setpoint2)等于需求的马达转角(在图1中被指定为δmotor)。如果存在同步化请求，则马达转角的设置值(在图1中被指定为δmotor,setpoint2)可等于需求的马达转角(在图1中被指定为δmotor)减去乘以函数F(W_SteWhl)的偏移转角，其中W_SteWhl是方向盘转速，并且因此函数F尤其取决于方向盘转速。F(W_SteWhl)可以是发送偏移应被减小的百分比的查找表。因此，产生的修正偏移yk可等于乘以函数F(W_SteWhl)的值的偏移转角。因此，如果不存在同步化请求，则设置值等于需求的马达转角，而如果存在同步化请求，则取决于方向盘转速和/或车轮转向角的因子被包括在偏移补偿中。
参照图2，示出了方向盘总成51的分解视图。总成51可用于诸如系统1的自适应转向系统中。总成可包括方向盘70，方向盘70可被顺时针或逆时针旋转以使车辆的车轮转向。总成还可包括毂52，毂52可结合到转向柱/轴(未示出)。毂52的旋转可在转向轴上施加扭矩并且所述两个部件可一起旋转。如上所述，自适应转向系统可基于一个或更多个因子(例如，车速)而将驾驶员选择的转向角加上或减去转向角。
毂52可结合到齿轮54，齿轮54可以是蜗轮。电动马达56可被构造为接合齿轮54以转动/旋转齿轮54和毂52。在一个实施例中，蜗杆轴58可结合到电动马达56并且可由电动马达56旋转。蜗杆轴58可与蜗轮54接合以形成蜗杆传动。在操作中，电动马达56可使蜗杆轴58旋转，蜗杆轴58可进而接合并使蜗轮54旋转。可结合到蜗轮54的毂52可将扭矩施加到转向轴。
除了毂52、齿轮54、电动马达56和蜗杆轴58以外，所述总成还可包括多个其它部件。壳体60可至少部分地包围总成51的部件(诸如毂52和蜗杆轴58)。可包括锁止盘62以及诸如螺线管的锁止装置64。当马达56未被供电时，锁止螺线管可使来自方向盘(例如，由驾驶员施加)的扭矩经过所述系统直接到达毂52。如果马达未被供电并且所述系统未锁止，转动方向盘仅可使马达转动，不可使毂转动。因此，锁止盘62和锁止装置64可通过使AFS系统失效(neutralize)而有效地允许机械连接。
总成51可包括可称为电子控制单元(ECU)的控制器66。虽然示出了单个控制器66，但可存在多个控制器并且由在此描述的控制器66执行的功能可分布在多个控制器中。如果存在多个控制器，它们可相互通信和/或与车辆CAN通信。除了其它功能以外，控制器66可控制电动马达56(例如，转速和/或扭矩)并且从电动马达56发送和接收数据。控制器66可包括与电动马达56相关联的传感器或与其通信。例如，控制器66可与测量被提供到电动马达56或电动马达56汲取的电流的电流传感器通信。控制器66还可与方向盘总成相关的额外的传感器(诸如方向盘转角传感器(例如，如下所述位于时钟弹簧模块中))通信。控制器66可被配置为与车辆控制器局域网(CAN)或车辆中的其它网络进行通信，并且从它们发送/接收数据或信号。控制器66可具有用于接纳导线、线缆或其它电连接件的一个或更多个连接端口。
时钟弹簧模块68可被包括在所述总成中。如本领域普通技术人员已知的，时钟弹簧模块可以是允许转动方向盘的同时保持电连接到类似安全气囊、喇叭和安装到方向盘的其它电动控制件等部件的总成。所述模块可包含(例如)螺旋缠绕的扁平带。时钟弹簧模块68可向控制器66传输电力和/或发送/接收信息/数据。时钟弹簧模块68可具有用于传输电力和/或信息(例如，CAN连接)的一个或更多个连接或端口。
为了高效、有效和/或稳健地运行，确保方向盘总成和自适应转向系统中部件的摩擦/部件之间的摩擦在一定区间(window)之内可能是非常重要的。例如，如果摩擦过低，则系统反应可能比期望的快，如果摩擦过高，则系统反应可能比期望的慢或延迟。两种情况均可降低转向性能。所述系统中的摩擦可由使毂52旋转(例如，在未结合/未固定到转向轴时)所需的扭矩的量表示。因此，在将方向盘总成从生产线下线之前，测试所述系统中的摩擦以确定摩擦是否在期望区间之内可能是非常重要的。
参照图3，一种用于测试所述系统的摩擦的方法可使用外部设备来测量使毂旋转所需的扭矩。图3中示出的方向盘总成100可与图2中示出的总成51类似。来自总成51的一些内部部件隐藏在部分装配的总成100内，然而，除了方向盘70以外，还能看到电动马达56、壳体60和时钟弹簧模块68。
在本实施例中，外部旋转传动件(external rotational driver)102可结合到电动马达56。不同的外部马达(未示出)，诸如另一电动马达，可用于驱动外部旋转传动件102以远程地使电动马达56转动，从而使毂转动(例如，在未结合/固定到转向轴时)。外部扭矩传感器可连接或结合到外部马达和/或外部旋转传动件102，用于测量使毂转动所需的扭矩。该扭矩可根据电动马达电流而直接测量或计算。在此使用的“外部”部件是那些在将装配的方向盘总成安装在车辆中时将不属于装配的方向盘总成的一部分的部件。因此，外部电动马达和外部旋转传动件是仅在装配过程的特定阶段期间才连接或结合到方向盘总成100的部件。
可根据毂转角来测量所述扭矩。可分析扭矩值的曲线以确定扭矩值是否停留在预定扭矩窗(torque window)之内。所述比较可基于平均扭矩值、最小/最大扭矩值或由扭矩曲线获得的其它值。
可以在转向系统/车辆的装配过程的特定阶段期间执行上述外部扭矩分析过程。具体地讲，所述过程仅可在转向系统的内部电动马达暴露和能够接近以使得转向系统的内部电动马达能够连接到外部马达和外部旋转传动件时执行。因此，所述分析可能被限制在装配线上相对较早的装配工位进行，而所述分析在下线工位(方向盘总成被完成和封装时)可能无法进行。除了对何时能够执行所述过程的限制之外，该外部分析方法还具有诸如增加设备和关联成本(额外的电动马达、传感器、传动件)和增加周期时间(例如，将外部部件(马达、传感器等)附连/连接到方向盘总成的时间)的缺点。
参照图4和图5，公开了用于在方向盘总成封装/装配的情况下评估自适应转向系统的扭矩/摩擦的系统和方法。图4示出了方向盘总成100，其中，盖或壳体104附连到方向盘以隐藏并封装电动马达56以及所述总成的其它内部部件。因此，如上所述，在装配/封装状态下，无法接近电动马达56或者将其接合或结合到外部旋转传动件102。电连接件106和108可例如经由时钟弹簧模块68中的端口110和112结合到所述总成。这些连接件中的每个均可向所述总成传输电力(例如，向ECU和电动马达传输电力)和/或向ECU和所述总成中的任意传感器传输电信号/从ECU和所述总成中的任意传感器接收电信号，诸如控制信号或数据(例如，传感器数据)。端口110和112中的至少一个可被配置为利用车辆CAN来接收命令并与其交换数据。
已发现总成51的内部电动马达56可用于在不使用外部马达或旋转传动件的情况下执行摩擦/扭矩分析。这可在方向盘总成被完全装配时和/或在内部电动马达被遮盖或无法接近时允许对自适应转向系统进行测试。这可使扭矩/摩擦测试的时机和位置具有较大灵活性，同时还减少用于执行测试的设备、成本和/或时间。例如，在方向盘总成被完全装配时，可在下线(EOL，end ofline)(即，生产线下线)装配工位处测试所述系统。这可以在全部或大多数相关部件被安装和进行了一部分测试过程的情况下允许对摩擦/扭矩进行最终检查。此外，该过程可允许向先前的处理告知新数据。例如，可以基于提供EOL摩擦的图片的新数据来对先前的处理(其可能影响所述系统的内部摩擦)进行调节和改进。
参照图5，示出了扭矩/摩擦测试方法200的流程图的示例。该方法仅为示例，并且应该理解的是，该过程中的每个步骤可能不是必要的，可以以与所示出的不同的顺序来执行所述步骤或者同步地执行所述步骤，或者可包括额外的步骤。在步骤202中，方向盘总成可连接到电源和信息源。电源可以是外部电源，该外部电源可以是(例如)车辆装配线的一部分。在其它实施例中，如果方向盘总成连接到车辆电源(诸如车辆电池)，则车辆电源可向方向盘总成提供电力。除了向方向盘总成提供电力以外，还可以与方向盘总成建立电子通信。可以经由一条或更多条线缆或导线(诸如图4示出的那些)提供电力和通信两者。线缆/导线可捆扎在一起并具有一个或更多个电连接件或插头。至少一个电连接件/插头可被配置为将控制/命令信号发送到方向盘总成并与方向盘总成交换数据。在一个实施例中，电连接件/插头可使用车辆CAN端口，并且可模拟或取代到车辆CAN的连接。
在步骤204中，可将电压施加到方向盘总成以对其中的电子部件(诸如电动马达、ECU(和/或其它控制器)、任意传感器或其它部件)供电。在至少一个实施例中，电压可以是预调节的电压。施加预调节的电压可被限定为提供所述系统运行所设计的电压。在一个实施例中，所述系统被设计为在车辆中以由车辆电系统提供的电压运行。因此，当在外部对所述系统供电时，可以以与在车辆中接收的电压(例如，约13V)相当的电压提供电力。如果施加了较高/较低的电压，则可能存在性能下降，这可使系统脱离正常工况和/或影响测试的结果。
在步骤206中，可将信号或命令发送到内部电动马达，以使自适应转向系统的毂旋转一定角度。毂转角可与结合到毂的蜗轮的转角相同，并且这两个角度在此能够互换地使用。可经由车辆CAN通信网关发送信号或命令。在一个实施例中，可以从诸如车辆装配线中的计算机或控制器的外部源发送信号。如上所述，可经由插入到时钟弹簧模块中的端口内的连接件发送信号。可通过方向盘总成中的ECU接收信号，该信号进而控制电动马达来执行毂的旋转。该旋转可通过致动电动马达而使蜗杆传动旋转来执行，蜗杆传动随后使结合到毂的蜗轮转动。在一个实施例中，可以在轴没有插入或结合到毂的情况下使毂旋转。这可以允许仅测试自适应转向系统中的摩擦。
电动马达可使毂旋转一定角度，该一定角度可以以度为单位来测量。信号还可包括发生毂旋转所经过的时间或转速。转速(例如，每单位时间的转角)可以是恒定的，然而这不是必需的。在一个实施例中，可指令电动马达将毂旋转至少一整圈。例如，电动马达可将毂顺时针(CW)或逆时针(CCW)旋转一整圈(360度)。在另一实施例中，电动马达可使毂沿每个方向旋转至少一整圈。例如，电动马达可将毂顺时针(CW)旋转一整圈(360度)，随后将毂逆时针(CCW)旋转一整圈(例如，返回到初始位置)，反之亦然。在一些实施例中，可将毂沿一个方向或两个方向旋转少于一整圈，而在另外的实施例中，可将毂沿一个方向或两个方向旋转多于一整圈(例如，2圈、3圈或更多圈)。在一个实施例中，可通过电动马达将毂沿一个方向或两个方向旋转至少10度，例如，至少30度、45度、60度、90度、135度、180度或270度。如果毂沿第一方向旋转并且随后沿相反的第二方向旋转(例如，先CW旋转随后CCW旋转，反之亦然)，则可将毂沿着每个方向旋转相同的角度。然而，在某些实施例中，每个方向的角度可不同。在一个示例中，可通过信号命令马达将毂以恒定转速顺时针和逆时针旋转两整圈。旋转启动和旋转停止时可包括短暂停。
在步骤208中，测量步骤206中电动马达使毂旋转所需的电流。电流可根据时间来测量并可被绘制为毂转角的函数。因此，这些数据点可用于产生电动马达在毂转角范围所汲取电流的曲线或曲线图。电流可由一个或更多个电流传感器来测量。所述传感器可与电动马达和/或ECU集成在一起，或者它们可以是与电动马达和ECU通信的单独的传感器。
在步骤210中，可以确定在步骤206中所施加以使毂旋转的扭矩，该扭矩可称为旋转所需扭矩(torque-to-rotate)。在电动马达中，产生的扭矩可与流经马达的电流成比例。因此，如果在电动马达正在使毂旋转时测量电动马达汲取的电流，则可确定或计算旋转期间的扭矩。可在每个电流数据点处计算扭矩，以在毂转角范围产生多个扭矩数据点。因此，预定毂转角上的扭矩可用于产生扭矩相对于毂转角的曲线或曲线图。可在方向盘总成ECU(或其它车辆控制器)中或在外部执行扭矩的计算。例如，装配线上或连接到装配线的控制器或计算机可执行所述计算，该控制器或计算机可以与向电动马达发送信号以使毂旋转的控制器/计算机相同(但不是必需的)。然而，扭矩计算还可由一个或多个离线(off-site)计算机来执行。如果由车辆控制器(例如，ECU)产生扭矩数据，则可在产生数据之后将其发送到外部控制器/计算机以用于分析。外部计算机可以是装配线的一部分，但其也可以是离线的。
在步骤212中，可以分析在步骤210中计算/确定的扭矩值，以确定它们是否表示可以接受的系统摩擦。如上所述，方向盘总成中的摩擦的量可以由使毂旋转所需的扭矩的量表示，或与使毂旋转所需的扭矩的量成比例。对于自适应转向系统的操作、性能和/或长寿性而言，一定范围的摩擦/扭矩可被视为是能够接受的。因此，扭矩窗可被认定为表示将在规格内考虑的用于转向系统的最小扭矩值和最大扭矩值。
电动马达的扭矩可随着毂在预先限定的毂转角范围上旋转而上下振荡。因此，可以以多种方式来确定所计算扭矩与扭矩窗的比较。在一个实施例中，旋转所需扭矩可在毂转角范围上求平均值，以给出单个代表性扭矩值。随后可将该平均(average/mean)扭矩与扭矩窗进行比较，以查看该平均扭矩是否在扭矩窗的最小扭矩值与最大扭矩值之间。在另一实施例中，最小扭矩值和最大扭矩值可以从毂旋转中识别，并且这些值可以与扭矩窗进行比较，以查看它们是否落在扭矩窗最小值/最大值之内。如果将多个扭矩值与扭矩窗进行比较，则可以以多种方式确定方向盘总成满足或者无法满足规格。例如，规格可能要求所有扭矩值均在扭矩窗之内或者至少一定数量/百分比的扭矩值在扭矩窗之内。
扭矩窗的最小扭矩值和最大扭矩值可根据所涉及的具体自适应转向系统而改变。可通过实验确定或计算所述扭矩窗的最小/最大值。在一个实施例中，扭矩窗的最小值可以是至少50N·mm，例如，至少60N·mm或至少70N·mm。在另一实施例中，扭矩窗的最大值可以不大于150N·mm，例如，不大于140N·mm、130N·mm或120N·mm。因此，扭矩窗可包括具有上面列出的下限/最小值和上限/最大值的任意组合的范围。例如，扭矩窗可以为从50至150N·mm、从50至140N·mm、从60至140N·mm、从60至130N·mm、从70至130N·mm、从70至120N·mm或其它范围。
参照图6，示出了根据公开的使用方向盘总成的内部电动马达的方法进行扭矩/摩擦测试的示例性旋转所需扭矩的数据。如图所示，内部电动马达使毂沿逆时针(CCW，顶部曲线)方向和顺时针(CW，底部曲线)方向旋转360度(-30度至330度)的一整圈。平均扭矩线被绘制为穿过曲线以示出平均扭矩值，并指示出每个旋转方向下的最小扭矩值和最大扭矩值。如图所示且如上所述，使毂旋转所需的扭矩在整个毂旋转中上下振荡。如图所示，对于相同的毂转角，沿两个旋转方向的扭矩值可不相同。
公开了测试和分析自适应转向系统总成的系统和方法。所述系统和方法可用于通过测量或计算使毂和转向系统中相关联的齿轮旋转所需的扭矩的量来分析转向系统中的摩擦。可使用方向盘总成中的内部电动马达来执行摩擦分析，而同一电动马达在完全装配的车辆中操作自适应转向系统。这可以允许在方向盘总成被完全完成和封装的情况下(例如，在不具有外部旋转传动单元的情况下)执行所述分析。在方向盘总成被封装的情况下执行所述测试可进而允许稍后在装配/生产过程中(诸如，在下线(EOL)工位处)执行所述分析。相反地，其它分析方法(诸如那些使用外部旋转传动件的方法)可能必须在方向盘总成敞开且能够接近的情况下执行。这可能需要在生产过程中较早地进行测试。
虽然所述系统和方法是参照装配过程而公开和描述的，但是本领域普通技术人员将理解的是，所公开的系统和方法可以是能够适用于其它情况或应用的。例如，所述系统和方法可用于设计和管理新系统或对现有的系统进行修改。在装配过程之前或期间，在设置或校准系统的部件时也可使用所述系统和方法。可在装配的多个阶段(例如，在初始装配之后并且随后再次在装配过程结束(例如，EOL)或接近结束时)测试或分析系统的摩擦。这可确保摩擦水平一致，和/或识别出部件在装配过程期间是否已移位、错位或改变而使得系统摩擦已被影响。
虽然上文描述了代表性实施例，但这些实施例并不意在描述本发明所有可能的形式。更确切地，说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，可将各种实现的实施例的特征进行组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (20)

1.一种测量自适应转向系统的旋转所需扭矩的方法，包括：
响应于控制信号而使用齿轮和内部电动马达使被构造为接合转向轴的毂旋转预定范围的毂转角；
测量马达电流以确定使毂旋转相应的毂转角所需的扭矩；以及
确定所述扭矩是否在预先限定的扭矩窗内。
2.如权利要求1所述的方法，其中，预先限定的扭矩窗是基于自适应转向系统中的目标整体摩擦的。
3.如权利要求1所述的方法，其中，测量所述扭矩包括基于内部电动马达汲取的电流而计算所述扭矩。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：在旋转的步骤之前将内部电动马达经由电连接件连接到自适应转向系统外部的电源，以向内部电动马达提供电力。
5.如权利要求4所述的方法，其中，控制信号是经由所述电连接件发送的。
6.如权利要求1所述的方法，其中，旋转的步骤、测量的步骤和确定的步骤是在装配线上的下线工位处执行的。
7.如权利要求6所述的方法，其中，自适应转向系统在旋转的步骤、测量的步骤和确定的步骤期间被完全装配和封装。
8.如权利要求1所述的方法，其中，旋转的步骤、测量的步骤和确定的步骤执行两次，第一次在装配线上的装配工位处执行，第二次在装配线上的下线工位处执行。
9.如权利要求1所述的方法，其中，旋转的步骤包括使毂沿第一方向旋转至少一整圈。
10.如权利要求9所述的方法，其中，在沿第一方向使毂旋转之后，旋转的步骤还包括使毂沿相反的第二方向旋转至少一整圈。
11.如权利要求1所述的方法，还包括：如果所述扭矩不在预先限定的扭矩窗内，则产生警报或通知。
12.如权利要求1所述的方法，其中，预先限定的扭矩窗从50N·mm至140N·mm。
13.一种自适应转向系统，包括：
内部电动马达和齿轮，被构造为使毂旋转，所述毂被构造为接合转向轴；和
一个或更多个控制器，被配置为：向内部电动马达发送信号以使毂旋转预定范围的毂转角，测量马达电流以确定使毂旋转相应的毂转角所需的扭矩，并确定所述扭矩是否在预先限定的扭矩窗内。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述齿轮是蜗轮。
15.如权利要求13所述的系统，还包括连接到内部电动马达外部的非车辆电源，并且所述非车辆电源被配置为对内部电动马达供电以使毂旋转。
16.如权利要求13所述的系统，其中，所述一个或更多个控制器被配置为：向内部电动马达发送信号以使毂沿第一方向旋转至少一整圈。
17.如权利要求16所述的系统，其中，在使毂沿第一方向旋转之后，所述一个或更多个控制器被配置为：向内部电动马达发送信号以使毂沿相反的第二方向旋转至少一整圈。
18.如权利要求13所述的系统，其中，所述一个或更多个控制器被配置为：在内部电动马达被方向盘盖封装的情况下，向内部电动马达发送信号以使毂旋转预定角度，测量使毂旋转所需的扭矩，并确定所述扭矩是否在预先限定的扭矩窗内。
19.一种自适应转向控制系统，包括：
一个或更多个控制器，被配置为：
向自适应转向系统内部电动马达发送信号以使转向轴毂旋转预定范围的毂转角；
测量马达电流以确定使毂旋转相应的毂转角所需的扭矩；和
确定所述扭矩是否在预先限定的扭矩窗内。
20.如权利要求19所述的系统，其中，所述一个或更多个控制器被配置为：向内部电动马达发送信号以使毂沿第一方向旋转至少一整圈，随后使毂沿相反的第二方向旋转至少一整圈。
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