臺試車輪中位和最大轉向角的檢測方法

2023-06-07 01:37:06 3

專利名稱：臺試車輪中位和最大轉向角的檢測方法
技術領域：
本發明是汽車在車輪轉向角檢驗臺上，進行左右車輪中位和最大轉向內、外角檢測的方法，屬於臺試汽車性能檢測技術領域。
背景技術：
目前，汽車在車輪轉向角檢驗臺上，進行左右車輪最大轉向內、外角檢測時，由於無法自動準確確定車輪的中位，以轉向輪隨機駛上檢驗臺作為車輪中位，車輪中位的角度誤差，造成了最大轉向內、外角檢測的較大誤差，重複性很差，甚至出現同一轉向，最大內角小於最大外角的檢測結果。為克服上述檢測方法的不足，本發明通過準確確定車輪中位，從而準確檢測車輪的最大轉向角。

發明內容
本發明是汽車在車輪轉向角檢驗臺上，先向左(或向右)轉向使之達到最大轉向角，以該狀態作為角度測量零點，然後緩慢轉動方向盤使車輪從最大左轉向角度(或最大右轉向角度)逐步達到最大右轉向角度(或最大左轉向角度)，測量這一過程中各個同一時刻左右檢驗臺的轉向角度。在這一過程中，左輪從最大轉向內角開始，轉向內角相對中位逐漸減小，直至為零中位後，左輪從中位成為轉向外角後再從零相對中位逐漸增大，直至左輪達到最大轉向外角。在這同一過程中，右輪從最大轉向外角開始，轉向外角相對中位逐漸減小，直至為零中位後，右輪從中位成為轉向內角後再從零相對中位逐漸增大，直至右輪達到最大轉向內角。
本發明的原理是根據汽車轉向梯形造成相對中位左右轉向對稱性的特點，以左輪最大轉向內角狀態作為角度檢測零點，然後轉動方向盤向右緩慢轉向，按轉向梯形造成的內外車輪轉角之間的關係，通過測量同一時刻左右檢驗臺的轉向角度，左輪角度檢測值β與右輪角度檢測值α的差值δ＝β-α是從零開始逐漸增大，當車輪中位時，δ值達到最大值δm，等於左轉左輪最大內角與右輪最大外角之差，當車輪繼續右轉時，差值δ越來越小，當右轉右車輪的轉向內角等於左轉左輪最大轉向內角時，δ等於零；在整個轉向角度檢測過程中，相對中位有無數個相同δ的兩對稱點，代表轉向梯形和車輪相對中位左右轉向的對稱位置，通過檢測β和α，可以確定對稱相同δ相對應的β和α檢測值，從而可計算得到中位點相應的左輪角度β0和右輪角度α0，β0即為左輪最大轉向內角，α0即為右輪最大轉向外角，左輪最大檢測角度減去β0即為左輪最大轉向外角，右輪最大檢測角度減去α0即為右輪最大轉向內角；由於在左右轉向相對中位較大轉向角度時，δ的變化速率較大，為提高判斷精度，可以取相對較小的兩個對稱δ2值來計算中位角度，並且可以分別對多個對稱δ2進行計算，得到多個β0和α0，取其平均值；如對稱的兩個δ2值略有差異時，可以採用插入法得到相同δ2值對應的檢測角度；在中位附近，δ的變化速率很小，如角度檢測精度很高，檢測的點足夠密，也可以按δ的最大值來確定中位的角度。
1、轉向內外車輪轉角的理論關係式ctgθ-ctgγ＝K/L……(1)θ——外輪外轉角°γ——內輪內轉角°K——兩主銷中心線延長線到地面交點之間的距離mmL——軸距mm對於所檢車輛，K/L是定值，設左輪檢測角度為β，右輪檢測角度為α，同一時刻檢測角度差δ＝β-α。設β1為左輪相對中位的轉向角度，α1為右輪相對中位的轉向角度。設各同一時刻車輪內角變化為2°，左右輪最大轉向內角均為40°，K/L＝0.4。先把轉向輪轉到左轉最大角度，以該角度位置為檢測零點，按(1)式列出下表


2、角度關係分析和確定由上表可知，在左轉最大轉向角度至右轉最大轉向角度的過程中，δ是由零逐漸增大，當車輪處於中位時，δ達到了最大值，然後車輪繼續向右轉，δ由最大值逐漸減小至零，δ最大值臨界點即為兩車輪的中位，由於在中位附近δ的變化速率較小，所以，只有當角度檢測精度很高，而且檢測點足夠密時，方可按δ最大值臨界點來確定車輪的中位。如果角度檢測精度不很高，取樣點偏離臨界點較大，仍會造成較大的檢測誤差。
由上表可知，在相對中位相同左右轉向角度的δ具有對稱性，雖然實際的汽車轉角特性並非完全等於(1)式的理論特性，但由汽車轉向梯形造成相對中位左右轉向的對稱性特點是不變的，本發明是通過轉向梯形對稱性來檢測和計算中位角度，當對稱δ相等時，相對中位左右轉角的內角或外角是相等的，而且，在相對中位較大左右轉向角時的δ角度變化速率較大，所以，可以在β和α為2°～10°範圍內確定δ2值來尋找相對稱δ的相應檢測角度，計算車輪中位時的檢測角度，從而可得左右輪的最大轉向內、外角度，大大提高檢測的準確性。
2.1、以左輪檢測角度來計算中位角度β0(即左輪最大轉向內角)。
β0＝β2+[β3+(δm-δ2)-β2]/2……(2)δ2——在2°～10°範圍內確定的δ值β2——在2°～10°範圍內δ2對應的左輪檢測角度β3——在對稱δ2對應的左輪檢測角度δm——所檢測的δ最大值2.2、以右輪檢測角度來計算中位角度α0(即右輪最大轉向外角)。
α0＝α2+[α3-(δm-δ2)-α2]/2……(3)α2——在2°～10°範圍內δ2對應的右輪檢測角度α3——在對稱δ2對應的右輪檢測角度2.3、公式的推導和驗算為簡化起見，以算術的概念來推導和驗算(2)式和(3)式。
(δm-δ2)＝(β0-α0)-(β2-α2)＝(β0-β2)-(α0-α2)即為從δ2至中位時，檢測內角與檢測外角的角度差，β3+(δm-δ2)相當於左輪以內角的變化速率從零點至對稱δ2位置的角度，而α3-(δm-δ2)相當於右輪以外角的變化速率從零點至對稱δ2位置的角度，所以，(2)式和(3)式的推導和驗算就很簡單和一目了然了。
2.4、如對稱的兩個δ2取樣略有差異時，可對偏大的δ2採用插入法得到相同δ2值對應的檢測角度。當檢測得到β0和α0後，所檢β的最大值減去β0則為左輪的最大轉向外角，所檢α的最大值減去α0則為右輪的最大轉向內角。
具體實施例方式
把車輛的前輪駛上車輪轉向角檢驗臺上後，可以拉手剎使後軸的位置固定不變，先轉動方向盤向左轉向使之達到最大轉向角並穩定在該角度，以該位置作為檢測角度零點，然後持續緩慢向右轉動方向盤使車輪從最大左轉角逐漸達到最大右轉角，測量這一過程中各個同一時刻左右檢驗臺的轉向角度β和α，並得到相應的δ值，在β為2°～10°範圍內確定δ2值和相應的β2、α2值，找到或採用插入法計算對稱δ2的相應β3、α3值，根據(2)式和(3)式可自動計算出β0和α0。
1、按上表中舉例δ2＝2.5，δm＝7.9，β2＝8°，α2＝5.5°，β3＝66.6°，α3＝64.1°按(2)式β0＝8+[66.6+(7.9-2.5)-8]/2＝40°按(3)式α0＝5.5+[64.1-(7.9-2.5)-5.5]/2＝32.1°2、按上表採用插入法求δ2等於2.8的相對角度β2＝10-[(10-8)/(3-2.5)]×(3-2.8)＝9.2α2＝7-[(7-5.5)/(3-2.5)]×(3-2.8)＝6.4β3＝65.1+[(66.6-65.1)/(3-2.5)]×(2.8-2.5)＝66α3＝62.1+[(64.1-62.1)/(3-2.5)]×(2.8-2.5)＝63.3β0＝9.2+[66+(7.9-2.8)-9.2]/2＝40.15α0＝6.4+[63.3-(7.9-2.8)-6.4]/2＝32.3本發明具有方法簡單、尋找中位準確、檢測誤差小等優點。
權利要求
1.臺試車輪中位和最大轉向角的檢測方法，是汽車在車輪轉向角檢驗臺上，確定車輪中位並進行最大轉向角檢測，其特徵在於根據汽車轉向梯形造成相對中位左右轉向對稱性的特點，以左輪最大轉向內角狀態作為角度檢測零點，然後轉動方向盤向右緩慢轉向，按轉向梯形造成的內外車輪轉角之間的關係，通過測量同一時刻左右檢驗臺的轉向角度，左輪角度檢測值β與右輪角度檢測值α的差值δ＝β-α是從零開始逐漸增大，當車輪中位時，δ值達到最大值δm，等於左轉左輪最大內角與右輪最大外角之差，當車輪繼續右轉時，差值δ越來越小，當右轉右車輪的轉向內角等於左轉左輪最大轉向內角時，δ等於零；在整個轉向角度檢測過程中，相對中位有無數個相同δ的兩對稱點，代表轉向梯形和車輪相對中位左右轉向的對稱位置，通過檢測β和α，可以確定對稱相同δ相對應的β和α檢測值，從而可計算得到中位點相應的左輪角度β0和右輪角度α0，β0即為左輪最大轉向內角，α0即為右輪最大轉向外角，左輪最大檢測角度減去β0即為左輪最大轉向外角，右輪最大檢測角度減去α0即為右輪最大轉向內角；由於在左右轉向相對中位較大轉向角度時，δ的變化速率較大，為提高判斷精度，可以取相對較小的兩個對稱δ2值來計算中位角度，並且可以分別對多個對稱δ2進行計算，得到多個β0和α0，取其平均值；如對稱的兩個δ2值略有差異時，可以採用插入法得到相同δ2值對應的檢測角度；在中位附近，δ的變化速率很小，如角度檢測精度很高，檢測的點足夠密，也可以按δ的最大值來確定中位的角度。
全文摘要
臺試車輪中位和最大轉向角的檢測方法，是根據汽車轉向梯形造成相對中位左右轉向對稱性的特點，在車輪從最大左轉向角度至最大右轉向角度的整個轉向過程中，通過測量左右車輪同一時刻的轉角和轉角差δ，可以得到兩個對稱δ相應的左右車輪檢測角度和最大轉角差，計算可得兩車輪中位時的左右車輪檢測角度β
文檔編號G01M17/06GK1724974SQ20051000711
公開日2006年1月25日 申請日期2005年1月20日 優先權日2005年1月20日
發明者吳明 申請人:吳明