专利名称：台试车轮中位和最大转向角的检测方法
技术领域：
本发明是汽车在车轮转向角检验台上，进行左右车轮中位和最大转向内、外角检测的方法，属于台试汽车性能检测技术领域。
背景技术：
目前，汽车在车轮转向角检验台上，进行左右车轮最大转向内、外角检测时，由于无法自动准确确定车轮的中位，以转向轮随机驶上检验台作为车轮中位，车轮中位的角度误差，造成了最大转向内、外角检测的较大误差，重复性很差，甚至出现同一转向，最大内角小于最大外角的检测结果。为克服上述检测方法的不足，本发明通过准确确定车轮中位，从而准确检测车轮的最大转向角。
发明内容
本发明是汽车在车轮转向角检验台上，先向左(或向右)转向使之达到最大转向角，以该状态作为角度测量零点，然后缓慢转动方向盘使车轮从最大左转向角度(或最大右转向角度)逐步达到最大右转向角度(或最大左转向角度)，测量这一过程中各个同一时刻左右检验台的转向角度。在这一过程中，左轮从最大转向内角开始，转向内角相对中位逐渐减小，直至为零中位后，左轮从中位成为转向外角后再从零相对中位逐渐增大，直至左轮达到最大转向外角。在这同一过程中，右轮从最大转向外角开始，转向外角相对中位逐渐减小，直至为零中位后，右轮从中位成为转向内角后再从零相对中位逐渐增大，直至右轮达到最大转向内角。
本发明的原理是根据汽车转向梯形造成相对中位左右转向对称性的特点，以左轮最大转向内角状态作为角度检测零点，然后转动方向盘向右缓慢转向，按转向梯形造成的内外车轮转角之间的关系，通过测量同一时刻左右检验台的转向角度，左轮角度检测值β与右轮角度检测值α的差值δ＝β-α是从零开始逐渐增大，当车轮中位时，δ值达到最大值δm，等于左转左轮最大内角与右轮最大外角之差，当车轮继续右转时，差值δ越来越小，当右转右车轮的转向内角等于左转左轮最大转向内角时，δ等于零；在整个转向角度检测过程中，相对中位有无数个相同δ的两对称点，代表转向梯形和车轮相对中位左右转向的对称位置，通过检测β和α，可以确定对称相同δ相对应的β和α检测值，从而可计算得到中位点相应的左轮角度β0和右轮角度α0，β0即为左轮最大转向内角，α0即为右轮最大转向外角，左轮最大检测角度减去β0即为左轮最大转向外角，右轮最大检测角度减去α0即为右轮最大转向内角；由于在左右转向相对中位较大转向角度时，δ的变化速率较大，为提高判断精度，可以取相对较小的两个对称δ2值来计算中位角度，并且可以分别对多个对称δ2进行计算，得到多个β0和α0，取其平均值；如对称的两个δ2值略有差异时，可以采用插入法得到相同δ2值对应的检测角度；在中位附近，δ的变化速率很小，如角度检测精度很高，检测的点足够密，也可以按δ的最大值来确定中位的角度。
1、转向内外车轮转角的理论关系式ctgθ-ctgγ＝K/L……(1)θ——外轮外转角°γ——内轮内转角°K——两主销中心线延长线到地面交点之间的距离mmL——轴距mm对于所检车辆，K/L是定值，设左轮检测角度为β，右轮检测角度为α，同一时刻检测角度差δ＝β-α。设β1为左轮相对中位的转向角度，α1为右轮相对中位的转向角度。设各同一时刻车轮内角变化为2°，左右轮最大转向内角均为40°，K/L＝0.4。先把转向轮转到左转最大角度，以该角度位置为检测零点，按(1)式列出下表
2、角度关系分析和确定由上表可知，在左转最大转向角度至右转最大转向角度的过程中，δ是由零逐渐增大，当车轮处于中位时，δ达到了最大值，然后车轮继续向右转，δ由最大值逐渐减小至零，δ最大值临界点即为两车轮的中位，由于在中位附近δ的变化速率较小，所以，只有当角度检测精度很高，而且检测点足够密时，方可按δ最大值临界点来确定车轮的中位。如果角度检测精度不很高，取样点偏离临界点较大，仍会造成较大的检测误差。
由上表可知，在相对中位相同左右转向角度的δ具有对称性，虽然实际的汽车转角特性并非完全等于(1)式的理论特性，但由汽车转向梯形造成相对中位左右转向的对称性特点是不变的，本发明是通过转向梯形对称性来检测和计算中位角度，当对称δ相等时，相对中位左右转角的内角或外角是相等的，而且，在相对中位较大左右转向角时的δ角度变化速率较大，所以，可以在β和α为2°～10°范围内确定δ2值来寻找相对称δ的相应检测角度，计算车轮中位时的检测角度，从而可得左右轮的最大转向内、外角度，大大提高检测的准确性。
2.1、以左轮检测角度来计算中位角度β0(即左轮最大转向内角)。
β0＝β2+[β3+(δm-δ2)-β2]/2……(2)δ2——在2°～10°范围内确定的δ值β2——在2°～10°范围内δ2对应的左轮检测角度β3——在对称δ2对应的左轮检测角度δm——所检测的δ最大值2.2、以右轮检测角度来计算中位角度α0(即右轮最大转向外角)。
α0＝α2+[α3-(δm-δ2)-α2]/2……(3)α2——在2°～10°范围内δ2对应的右轮检测角度α3——在对称δ2对应的右轮检测角度2.3、公式的推导和验算为简化起见，以算术的概念来推导和验算(2)式和(3)式。
(δm-δ2)＝(β0-α0)-(β2-α2)＝(β0-β2)-(α0-α2)即为从δ2至中位时，检测内角与检测外角的角度差，β3+(δm-δ2)相当于左轮以内角的变化速率从零点至对称δ2位置的角度，而α3-(δm-δ2)相当于右轮以外角的变化速率从零点至对称δ2位置的角度，所以，(2)式和(3)式的推导和验算就很简单和一目了然了。
2.4、如对称的两个δ2取样略有差异时，可对偏大的δ2采用插入法得到相同δ2值对应的检测角度。当检测得到β0和α0后，所检β的最大值减去β0则为左轮的最大转向外角，所检α的最大值减去α0则为右轮的最大转向内角。
具体实施例方式
把车辆的前轮驶上车轮转向角检验台上后，可以拉手刹使后轴的位置固定不变，先转动方向盘向左转向使之达到最大转向角并稳定在该角度，以该位置作为检测角度零点，然后持续缓慢向右转动方向盘使车轮从最大左转角逐渐达到最大右转角，测量这一过程中各个同一时刻左右检验台的转向角度β和α，并得到相应的δ值，在β为2°～10°范围内确定δ2值和相应的β2、α2值，找到或采用插入法计算对称δ2的相应β3、α3值，根据(2)式和(3)式可自动计算出β0和α0。
1、按上表中举例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、按上表采用插入法求δ2等于2.8的相对角度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本发明具有方法简单、寻找中位准确、检测误差小等优点。
权利要求
1.台试车轮中位和最大转向角的检测方法，是汽车在车轮转向角检验台上，确定车轮中位并进行最大转向角检测，其特征在于根据汽车转向梯形造成相对中位左右转向对称性的特点，以左轮最大转向内角状态作为角度检测零点，然后转动方向盘向右缓慢转向，按转向梯形造成的内外车轮转角之间的关系，通过测量同一时刻左右检验台的转向角度，左轮角度检测值β与右轮角度检测值α的差值δ＝β-α是从零开始逐渐增大，当车轮中位时，δ值达到最大值δm，等于左转左轮最大内角与右轮最大外角之差，当车轮继续右转时，差值δ越来越小，当右转右车轮的转向内角等于左转左轮最大转向内角时，δ等于零；在整个转向角度检测过程中，相对中位有无数个相同δ的两对称点，代表转向梯形和车轮相对中位左右转向的对称位置，通过检测β和α，可以确定对称相同δ相对应的β和α检测值，从而可计算得到中位点相应的左轮角度β0和右轮角度α0，β0即为左轮最大转向内角，α0即为右轮最大转向外角，左轮最大检测角度减去β0即为左轮最大转向外角，右轮最大检测角度减去α0即为右轮最大转向内角；由于在左右转向相对中位较大转向角度时，δ的变化速率较大，为提高判断精度，可以取相对较小的两个对称δ2值来计算中位角度，并且可以分别对多个对称δ2进行计算，得到多个β0和α0，取其平均值；如对称的两个δ2值略有差异时，可以采用插入法得到相同δ2值对应的检测角度；在中位附近，δ的变化速率很小，如角度检测精度很高，检测的点足够密，也可以按δ的最大值来确定中位的角度。
全文摘要
台试车轮中位和最大转向角的检测方法，是根据汽车转向梯形造成相对中位左右转向对称性的特点，在车轮从最大左转向角度至最大右转向角度的整个转向过程中，通过测量左右车轮同一时刻的转角和转角差δ，可以得到两个对称δ相应的左右车轮检测角度和最大转角差，计算可得两车轮中位时的左右车轮检测角度β
文档编号G01M17/06GK1724974SQ20051000711
公开日2006年1月25日 申请日期2005年1月20日 优先权日2005年1月20日
发明者吴明 申请人:吴明