用于确定转向性能的系统和方法

用于确定转向性能的系统和方法
【专利摘要】本发明提供用于确定转向性能的方法和装置。所述方法包含将至少一个负载源耦合至所述转向系统，以及将所述转向系统的一部分耦合至角度输入源。所述方法还包含由处理器输出一个或多个控制信号至所述至少一个负载源以向所述转向系统施加负载以及由所述处理器输出一个或多个控制信号至所述角度输入源以向所述转向系统施加输入。所述方法包含基于由所述至少一个负载源施加至所述转向系统的所述负载和由所述角度输入源施加的所述输入接收指示所述转向系统的性能的扭矩数据。
【专利说明】
用于确定转向性能的系统和方法
技术领域
[0001] 本公开内容通常设及转向系统，并且更特定来说设及用于确定与转向系统相关联 的转向齿轮的性能的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 许多运载工具包含转向系统W使得操作人员能够调遣所述运载工具或使所述运 载工具转向。在一个实例中，所述转向系统包含禪合至手轮的转向齿轮。所述转向齿轮将来 自所述手轮的操作人员输入传输到一个或多个负重轮。在一些情况下，转向齿轮可将来自 所述一个或多个负重轮的振动传输到操作人员。此类振动可能是操作人员所不期望的。
[0003] 因此，期望提供用于确定转向性能W减少不期望振动的系统和方法。此外，结合随 附图式W及前述技术领域和【背景技术】，根据随后【具体实施方式】和所附权利要求，本发明的 其它所期望特征和特性将变得显而易见。

【发明内容】

[0004] 在一个实施例中，提供一种用于确定转向系统的性能的方法。所述方法包含将至 少一个负载源禪合至所述转向系统W及将所述转向系统的一部分禪合至角度输入源。所述 方法还包含由处理器输出一个或多个控制信号至所述至少一个负载源W向所述转向系统 施加负载W及由所述处理器输出一个或多个控制信号至所述角度输入源W向所述转向系 统施加输入。所述方法包含基于由所述至少一个负载源施加至所述转向系统的所述负载和 由所述角度输入源施加的所述输入接收指示所述转向系统的性能的扭矩数据。
[0005] 在一个实施例中，提供一种用于确定转向系统的性能的系统。所述系统包含测试 结构，其禪合至所述转向系统。所述系统包含至少一个负载源，其禪合至所述转向系统W向 所述转向系统施加负载。所述系统还包含角度输入源，其禪合至所述转向系统W向所述转 向系统施加输入。所述系统还包含诊断模块，其输出一个或多个控制信号至所述至少一个 负载源和所述角度输入源，并基于所述输出接收指示所述转向系统的所述性能的扭矩数 据。
[0006] 本发明还包括如下方案。
[0007] 1. -种用于确定转向系统的性能的方法，包括： 将至少一个负载源禪合至所述转向系统. 将所述转向系统的一部分禪合至角度输入源； 由处理器输出一个或多个控制信号至所述至少一个负载源W向所述转向系统施加负 载； 由所述处理器将一个或多个控制信号输出至所述角度输入源W向所述转向系统施加 输入；W及 基于由所述至少一个负载源施加至所述转向系统的所述负载和由所述角度输入源施 加的所述输入来接收指示所述转向系统的性能的扭矩数据。
[000引2.根据方案1所述的方法，其还包括： 从用户输入设备接收输入;W及 基于所述输入将所述一个或多个控制信号输出至所述至少一个负载源和所述角度输 入源。
[0009] 3.根据方案1所述的方法，其还包括： 将指示所述转向系统的所述性能的所述扭矩数据输出至显示器。
[0010] 4.根据方案1所述的方法，其中将所述一个或多个控制信号输出至所述至少一个 负载源还包括： 由所述处理器将一个或多个控制信号输出至所述至少一个负载源W生成处于第一频 率的第一负载;W及 由所述处理器将一个或多个控制信号输出至所述至少一个负载源W生成处于第二频 率的第二负载。
[OOW 5.根据方案1所述的方法，其还包括： 基于所述扭矩数据确定所述转向系统的调制，所述转向系统的所述调制指示所述转向 系统的所述性能。
[0012] 6.根据方案1所述的方法，其中接收指示所述转向系统的性能的所述扭矩数据包 括： 将扭矩传感器禪合至所述转向系统的第二部分;W及 从所述扭矩传感器接收所述扭矩数据。
[0013] 7.根据方案1所述的方法，其中将所述至少一个负载源禪合至所述转向系统包 括： 将所述转向系统的第一拉杆禪合至第一负载源；W及 将所述转向系统的第二拉杆禪合至第二负载源。
[0014] 8. -种用于确定转向系统的性能的系统，包括： 测试结构，其禪合至所述转向系统； 至少一个负载源，其禪合至所述转向系统W向所述转向系统施加负载； 角度输入源，其禪合至所述转向系统W向所述转向系统施加输入;W及 诊断模块，其将一个或多个控制信号输出至所述至少一个负载源和所述角度输入源， 并基于所述输出来接收指示所述转向系统的所述性能的扭矩数据。
[0015] 9.根据方案8所述的系统，其中所述转向系统包含各自禪合至所述转向系统的第 一拉杆和第二拉杆，并且所述至少一个负载源包括第一负载源和第二负载源，其中所述第 一负载源禪合至所述第一拉杆并且所述第二负载源禪合至所述第二拉杆。
[0016] 10.根据方案9所述的系统，其中所述诊断模块将所述一个或多个控制信号输出 至所述第一负载源和所述第二负载源中的每一者，并且所述第一负载源和所述第二负载源 各自响应于所述一个或多个控制信号而生成处于第一频率的第一负载和处于第二频率的 第二负载。
[0017] 11.根据方案10所述的系统，其中所述第一负载不同于所述第二负载，并且所述 第一频率不同于所述第二频率。
[0018] 12.根据方案10所述的系统，其中所述第一负载大于所述第二负载，并且所述第 二频率大于所述第一频率。
[0019] 13.根据方案8所述的系统，还包括： 至少一个传感器，其禪合至所述转向系统， 其中所述至少一个传感器生成指示所述转向系统的所述性能的所述扭矩数据。
[0020] 14.根据方案8所述的系统，还包括： 用户输入源， 其中所述诊断模炔基于所述用户输入而输出所述一个或多个控制信号。
[0021] 15.根据方案8所述的系统，还包括： 显示器， 其中所述诊断模块输出指示所述转向系统的所述性能的所述扭矩数据W供显示在所 述显示器上。
[0022] 16. -种用于确定转向系统的性能的系统，包括： 测试结构，其用W支撑所述转向系统，所述转向系统包含至少第一拉杆、第二拉杆和转 向齿轮，所述转向齿轮禪合至所述第一拉杆和所述第二拉杆； 第一负载源，其禪合至所述第一拉杆； 第二负载源，其禪合至所述第二拉杆； 角度输入源，其相邻于所述转向齿轮禪合W提供输入至所述转向齿轮;W及 诊断模块，其输出一个或多个控制信号至所述第一负载源、所述第二负载源和所述角 度输入源，并基于所述输出接收指示所述转向系统的所述性能的扭矩数据。
[0023] 17.根据方案16所述的系统，其中所述诊断模块输出所述一个或多个控制信号至 所述第一负载源和所述第二负载源中的每一者，并且所述第一负载源和所述第二负载源各 自响应于所述一个或多个控制信号生成处于第一频率的第一负载和处于第二频率的第二 负载。
[0024] 18.根据方案17所述的系统，其中所述第一负载不同于所述第二负载，并且所述 第一频率不同于所述第二频率。
[002引19.根据方案16所述的系统，还包括： 扭矩传感器，其相邻于所述转向齿轮禪合， 其中所述扭矩传感器生成指示所述转向系统的所述性能的所述扭矩数据。
[0026] 20.根据方案16所述的系统，还包括： 显示器， 其中所述诊断模块输出指示所述转向系统的所述性能的所述扭矩数据W供显示在所 述显示器上。
【附图说明】
[0027] 在下文中将结合W下图式描述示例性实施例，其中相似编号表示相似元件，并且 其中： 图1是根据各种实施例用于确定转向齿轮的转向性能的系统的示意性图解； 图2是根据各种实施例用于确定转向齿轮的转向性能的系统的示意性图解； 图3是根据各种实施例用于确定转向齿轮的转向性能的系统的示意性图解； 图4是根据各种实施例用于确定转向齿轮的转向性能的系统的示意性图解； 图5是根据各种实施例示出图1-4的系统的控制系统的数据流程图； 图6是根据各种实施例由图5的控制系统生成的示例性图表； 图7是根据各种实施例由图5的控制系统生成的示例性图表;W及 图8是根据各种实施例示出图1-4的系统的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028] W下【具体实施方式】实质上仅为示例性，并且并不打算限制应用和用途。此外，并不 打算受到前述技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或W下【具体实施方式】中提出的任一所表达或 所暗示理论的约束。如本文中所使用，术语模块是指任何硬件、软件、固件、电子控制组件、 处理逻辑和/或处理器设备(个别或W任一组合），包含(但不限于）：专用集成电路(ASIC)、 电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑 电路和/或提供所述功能的其它合适组件。
[0029] 本公开内容的实施例在本文中可根据功能和/或逻辑块组件W及各种处理步骤来 描述。应了解，此类块组件可由被配置成实施指定功能的任何数目个硬件、软件和/或固件 组件实现。例如，本公开内容的实施例可采用各种集成电路组件，例如，存储器元件、数字信 号处理元件、逻辑元件、查找表或类似物，其可在一个或多个微处理器或者其它控制设备的 控制下执行多种功能。另外，所属领域的技术人员将了解，本公开内容的实施例可结合任何 数目个转向系统实践，并且本文中所述的运载工具系统仅是本公开内容的一个实例实施 例。
[0030] 为简洁起见，本文中可能不详细描述与信号处理、数据传输、传讯、控制和所述系 统及所述系统的个别操作组件）的其它功能方面有关的常规技术。此外，本文中包含的 各种图中所示的连接线打算表示各种元件之间的实例功能关系和/或物理禪合。应注意，许 多替代或额外功能关系或物理连接可存在于本公开内容的实施例中。
[0031] 参考图1，显示用于确定转向系统性能的系统10的一个实例。根据各种实施例，系 统10包含测试结构12、至少一个负载源14、角度输入源16、至少一个传感器18和诊断模块 20。如本文中将进一步论述，系统10实现对禪合至测试结构12的转向系统22的性能的确定。 虽然本文中所示的图绘示具有元件的某些布置的实例，但额外介入元件、设备、特征或组件 可存在于实际实施例中。还应理解，图1仅为示例性并且可能未按比例绘制。
[0032] 测试结构12支撑转向系统22并且可支撑至少一个负载源14、角度输入源16、至少 一个传感器18和诊断模块20中的一者或多者。在一个实例中，转向系统22是供与运载工具 一起使用的转向系统。所述运载工具可W是汽车、飞机、航天器、船只、运动型多用途车或任 何其它类型的运载工具。出于示例性目的，将在与汽车一起使用的转向系统22的背景下论 述本公开内容。如可了解，本公开内容的系统和方法并不限于汽车，因为用于确定转向系统 性能的所述方法和系统可借助接受输入W供调遣运载工具的多种转向系统或转向齿轮实 施。因此，本文中示出并描述的转向系统22仅为示例性。在图1的实例中，转向系统22是基于 齿条和小齿轮的电动助力转向系统。应注意，转向系统22仅为示例性，并且转向系统22无需 包括电动助力转向系统。相反，转向系统22可包括基于液压的转向系统。
[0033] 由于用于汽车的转向系统22可通常已知，因此将不在本文中更详细地论述转向系 统22。然而，简言之，在此实例中，转向系统22包含转向齿轮28、转向辅助单元29、第一拉杆 30和第二拉杆32。转向齿轮28禪合至第一拉杆30和第二拉杆32。转向齿轮28从角度输入源 16接收旋转输入，并通过合适的传动装置，将所述旋转输入转换成到皮带传动齿条电动助 力系统31的平移输入，并且转向辅助单元29如通常已知基于所述旋转输入帮助皮带传动齿 条电动助力系统31移动第一拉杆30和第二拉杆32。应注意，虽然系统10包含第一拉杆30和 第二拉杆32,但可在不使用第一拉杆30和第二拉杆32的情况下确定转向系统22的性能，并 且因此，第一拉杆30和第二拉杆32为任选的。
[0034] 在转向系统22的实例中，测试结构12包含禪合至底板36的第一夹具34。底板36通 常禪合至第一夹具34并禪合至工作空间的地板W紧固第一夹具34抵抗移动。应注意，本文 中示出的夹具的数目仅为示例性，因为测试结构12可采用任何数目个夹具来确定转向系统 22的性能，包含多个夹具。
[0035] 第一夹具34支撑至少转向齿轮28,并包含一个或多个联轴器42。一个或多个联轴 器42禪合至或禪合在转向齿轮28周围，W使转向齿轮28W与转向齿轮28将在运载工具中禪 合相同的方式相对于测试结构12固定。换句话说，转向系统22W与转向系统22禪合W供在 运载工具中使用相同的方式禪合至测试结构12。因此，一个或多个联轴器42通常禪合至或 禪合在转向齿轮28周围，W使第一拉杆30和第二拉杆32可相对于转向齿轮28移动。在一个 实例中，一个或多个联轴器42是将转向系统22的转向齿轮28刚性禪合至第一夹具34的固定 或静止联轴器，然而，一个或多个联轴器42可包括稍微晓性或弹性联轴器W将转向齿轮28 禪合至第一夹具34。
[0036] 至少一个负载源14响应于来自诊断模块20的一个或多个控制信号向拉杆30, 32 中的至少一者施加负载。在一个实例中，至少一个负载源14包括第一负载源70和第二负载 源72。第一负载源70可响应于来自诊断模块20的一个或多个控制信号向第一拉杆30施加负 载。第二负载源72可响应于所述一个或多个控制信号向第二拉杆32施加负载。虽然第一负 载源70和第二负载源72在本文中未示出为禪合至测试结构12的夹具(例如第一夹具34)，但 将理解，如果需要，第一负载源70和第二负载源72中的一者或多者可禪合至测试结构12的 一个或多个夹具。此外，虽然第一负载源70和第二负载源72在本文中描述并示出为向第一 拉杆30和第二拉杆32中的相应者施加负载，但如果需要，第一负载源70和第二负载源72可 直接向转向齿轮28的可移动链施加负载。
[0037] 在一个实例中，第一负载源70和第二负载源72可包括负载单元，其可W特定频率 向第一拉杆30和第二拉杆32施加负载。在一个实例中，第一负载源70和第二负载源72各自 向第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者施加处于第一频率的第一负载，并向第一拉杆30和 第二拉杆32中的相应者施加处于第二频率的第二负载。通常，所述第一负载不同于所述第 二负载，并且所述第一频率不同于所述第二频率。在一个实例中，所述第一负载大于所述第 二负载，并且所述第一频率小于所述第二频率。例如，所述第一负载为约1750牛顿(N)，其为 处于所述第一频率的所述第一负载的最大值，并且所述第二负载为约250牛顿(N)，其为处 于所述第二频率的所述第二负载的最大值。所述第一频率为约0.1赫兹化Z)，并且所述第二 频率为约15赫兹化Z)。因此，第一负载源70和第二负载源72各自能够向第一拉杆30和第二 拉杆32中的相应者施加低频负载和高频负载。
[0038] 角度输入源16响应于来自诊断模块20的一个或多个控制信号向转向系统22施加 扭矩。在一个实例中，角度输入源16禪合至转向齿轮28W提供所述扭矩或表示手轮角度输 入的扭转输入至转向齿轮28。另一选择为，角度输入源16可禪合至与转向系统22相关联的 手轮、转向轴或中间轴，并且可直接向所述手轮、转向轴或中间轴中的一者施加所述手轮角 度输入。在一个实例中，角度输入源16是旋转致动器，其W约0.1赫兹化Z)的频率相对于输 入轴74的纵向轴线在约-30度和约30度之间旋转转向齿轮28的输入轴74。在一个实例中，角 度输入源16向转向系统22施加扭矩，所述扭矩依据由第一负载源70施加的第一负载改变， W使所述第一负载的最大值W角度输入源16的最大角度施加至转向系统22。所述第一负载 通常在与由角度输入源16生成的运动相反的方向上施加。换句话说，角度输入源16针对由 第一负载源70施加的第一负载在最大负载(例如+1750 N、-1750 N)下使输入轴74旋转至最 大角度(例如约-30度、约30度）。应注意，到输入轴74的此输入仅为示例性，因为任何输入可 施加至输入轴74W模拟所述运载工具在所述运载工具的操作期间的转向。
[0039] 至少一个传感器18禪合至转向系统22。在一个实例中，至少一个传感器18包括第 一力传感器76、第二力传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86。第一力传感器76、第二力 传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86各自经由促进数据、命令、动力等的传送的合适通 信架构或布置与诊断模块20通信。在一个实例中，第一力传感器76包括第一力换能器。第一 力传感器76测量并观察作用于第一拉杆30上的力，并且基于此生成传感器信号。第二力传 感器82包括第二力换能器。第二力传感器82测量并观察作用于第二拉杆32上的力，并且基 于此生成传感器信号。旋转传感器84包括旋转编码器。旋转传感器84测量并观察输入轴74 的旋转，并且基于此生成传感器信号。应注意，将旋转编码器用于旋转传感器84仅为示例 性。在此方面，旋转传感器82可包括用于测量并观察输入轴74的旋转的任何合适设备，包含 (但不限于)模拟电位器。
[0040] 扭矩传感器86禪合至输入轴74。扭矩传感器86包括扭矩传感器或扭矩换能器。扭 矩传感器86测量并观察作用于输入轴74上的扭矩，并且基于此生成传感器信号。应注意，虽 然扭矩传感器86在本文中示出为与测量并观察输入轴74上的扭矩相关联，但另一选择为， 例如，扭矩传感器86可测量并观察转向系统22的转向轴或中间轴上的扭矩，并且基于此生 成传感器信号。应注意，将禪合至输入轴74的扭矩传感器或扭矩换能器用作扭矩传感器86 仅为示例性。在此方面，扭矩传感器86可包括用于测量并观察转向系统22的输入轴74上的 扭矩的任何合适设备，包含(但不限于)与转向系统22相关联的内部扭矩传感器。因此，使用 外部安装式扭矩传感器仅为示例性。
[0041] 在各种实施例中，参考图1，诊断模块20基于来自输入设备78的输入数据输出一个 或多个控制信号至系统10的第一负载源70、第二负载源72和角度输入源16。诊断模块20响 应于所述控制信号从第一力传感器76、第二力传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86接 收传感器信号。诊断模块20评估所述传感器信号W确定转向系统22的性能。诊断模块20生 成指示转向系统22的性能的数据。所述数据包含显示数据W供经由显示器80显示转向系统 22的性能。诊断模块20还将指示转向系统22的性能的数据存储在数据存储装置中。在一个 实例中，诊断模块20禪合至显示器80或与显示器80通信。
[0042] 显示器80为测试的操作人员显示数据，并且可显示与转向系统22相关联的性能数 据。显示器80可构建为禪合至测试结构12的平板显示器，但可还包括与诊断模块20通信的 手持式设备或便携式电子设备。显示器80包括用于显示信息的任何合适技术，包含(但不限 于)液晶显示器化CD)、有机发光二极管(OLED)、等离子体或阴极射线管(CRT)。如果需要，显 示器80可还包含输入设备78。显示器80和输入设备78经由促进数据、命令、动力等的传送的 合适通信架构或布置与诊断模块20通信。
[0043] 在各种实施例中，诊断模块20基于从操作人员接收的用户输入生成控制信号。输 入设备78可由系统10的操作人员操纵W生成用户输入。在各种实施例中，所述用户输入可 包含用W开始或停止转向系统22的测试的命令，如本文中将论述。输入设备78可构建为键 盘(未分开显示）、麦克风（未分开显示）、与显示器80相关联或作为显示器80的一部分的触 摸屏层或者用W从用户接收数据和/或命令的其它合适设备。当然，还可利用多个输入设备 78。应注意，输入设备78、显示器80和诊断模块20可按各种方式构建，并且可包括手持式或 固定运算系统，其可经由促进数据、命令、动力等的传送的合适架构或布置与第一负载源 70、第二负载源72、角度输入源16、第一力传感器76、第二力传感器82、旋转传感器84和扭矩 传感器86通信。
[0044] 现参考图2,显示用于确定转向性能的系统400。由于系统400可类似于关于图1论 述的系统10,因此在本文中将仅详细论述系统10和系统400之间的差别，其中使用相同参考 编号来表示相同或实质上类似组件。根据各种实施例，参考图2,系统400包含测试结构12、 至少一个负载源14、角度输入源16、至少一个传感器18和诊断模块20。如本文中将进一步论 述，系统400实现对禪合至测试结构12的转向系统402的性能的确定。虽然本文中所示的图 绘示具有元件的某些布置的实例，但额外介入元件、设备、特征或组件可存在于实际实施例 中。还应理解，图2仅为示例性并且可能未按比例绘制。
[0045] 测试结构12支撑转向系统402并且可支撑至少一个负载源14、角度输入源16、至少 一个传感器18和诊断模块20中的一者或多者。在一个实例中，转向系统402是供与运载工具 一起使用的转向系统。所述运载工具可W是汽车、飞机、航天器、船只、运动型多用途车或任 何其它类型的运载工具。出于示例性目的，将在与汽车一起使用的转向系统402的背景下论 述本公开内容。在图2的实例中，转向系统402是基于柱的电动助力转向系统。
[0046] 由于用于汽车的转向系统402可通常已知，因此将不在本文中更详细地论述转向 系统402。然而，简言之，在此实例中，转向系统402包含转向柱401、转向辅助单元406、中间 轴408、手动转向齿条和小齿轮组合件410、第一拉杆30和第二拉杆32。转向柱401从角度输 入源16接收旋转输入，并在转向辅助单元406提供帮助的情况下将所述旋转输入传送到用 于中间轴408的输入中。中间轴408禪合至手动转向齿轮410并将来自转向柱401的旋转输入 传送至手动转向齿轮410。手动转向齿轮410如通常已知通过合适的传动装置将所述旋转输 入转换成到第一拉杆30和第二拉杆32的平移输入。应注意，虽然系统400包含第一拉杆30和 第二拉杆32,但可在不使用第一拉杆30和第二拉杆32的情况下确定转向系统402的性能，并 且因此，第一拉杆30和第二拉杆32为任选的。
[0047] 在转向系统402的实例中，测试结构12包含禪合至底板36的第一夹具34。第一夹具 34支撑至少手动转向齿轮410,并包含一个或多个联轴器42。一个或多个联轴器42禪合至或 禪合在手动转向齿轮410周围，W使转向系统402 W与转向系统402将禪合至运载工具相同 的方式相对于测试结构12固定。
[0048] 至少一个负载源14响应于来自诊断模块20的一个或多个控制信号经由第一负载 源70和第二负载源72中的相应者向拉杆30, 32中的至少一者施加负载。第一负载源70可响 应于来自诊断模块20的所述一个或多个控制信号向第一拉杆30施加负载。第二负载源72可 响应于所述一个或多个控制信号向第二拉杆32施加负载。在一个实例中，第一负载源70和 第二负载源72各自向第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者施加处于第一频率的第一负载， 并向第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者施加处于第二频率的第二负载。通常，所述第一 负载不同于所述第二负载，并且所述第一频率不同于所述第二频率。在一个实例中，所述第 一负载大于所述第二负载，并且所述第一频率小于所述第二频率。例如，所述第一负载为约 1750牛顿(N)，其为处于所述第一频率的所述第一负载的最大值，并且所述第二负载为约 250牛顿(N)，其为处于所述第二频率的所述第二负载的最大值。所述第一频率为约0.1赫兹 化Z)，并且所述第二频率为约15赫兹化Z)。因此，第一负载源70和第二负载源72各自能够向 第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者施加低频负载和高频负载。
[0049] 角度输入源16响应于来自诊断模块20的一个或多个控制信号向转向柱401施加扭 矩。在一个实例中，角度输入源16禪合至转向柱401W提供所述扭矩或表示手轮角度输入的 扭转输入至转向柱401。另一选择为，角度输入源16可禪合至与转向系统402相关联的手轮 或转向轴，并且可直接向所述手轮或转向轴中的一者施加所述手轮角度输入。在一个实例 中，角度输入源16是旋转致动器，其W约0.1赫兹化Z)的频率相对于输入轴412的纵向轴线 在约-30度和约30度之间旋转转向柱401的输入轴412。在一个实例中，角度输入源16向转向 系统402施加扭矩，所述扭矩依据由第一负载源70施加的第一负载改变，W使所述第一负载 的最大值W角度输入源16的最大角度施加至转向系统402。所述第一负载通常在与由角度 输入源16生成的运动相反的方向上施加。换句话说，角度输入源16针对由第一负载源70施 加的第一负载在最大负载(例如+1750 N、-1750 N)下使输入轴412旋转至最大角度(例如 约-30度、约30度）。应注意，到输入轴412的此输入仅为示例性，因为任何输入可施加至输入 轴412W模拟所述运载工具在所述运载工具的操作期间的转向。
[0050] 至少一个传感器18禪合至转向系统402。在一个实例中，至少一个传感器18包括第 一力传感器76、第二力传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86。第一力传感器76、第二力 传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86各自经由促进数据、命令、动力等的传送的合适通 信架构或布置与诊断模块20通信。在一个实例中，第一力传感器76包括第一力换能器。第一 力传感器76测量并观察作用于第一拉杆30上的力，并且基于此生成传感器信号。第二力传 感器82包括第二力换能器。第二力传感器82测量并观察作用于第二拉杆32上的力，并且基 于此生成传感器信号。旋转传感器84包括旋转编码器。旋转传感器84测量并观察输入轴412 的旋转，并且基于此生成传感器信号。应注意，将旋转编码器用于旋转传感器84仅为示例 性。在此方面，旋转传感器82可包括用于测量并观察输入轴412的旋转的任何合适设备，包 含(但不限于)模拟电位器。
[0051 ]扭矩传感器86禪合至输入轴412。扭矩传感器86包括扭矩传感器或扭矩换能器。扭 矩传感器86测量并观察作用于输入轴412上的扭矩，并且基于此生成传感器信号。应注意， 虽然扭矩传感器86在本文中示出为与测量并观察输入轴412上的扭矩相关联，但另一选择 为，例如，扭矩传感器86可测量并观察转向系统402的转向轴或中间轴上的扭矩，并且基于 此生成传感器信号。应注意，将禪合至输入轴412的扭矩传感器或扭矩换能器用作扭矩传感 器86仅为示例性。在此方面，扭矩传感器86可包括用于测量并观察转向系统604的输入轴 412上的扭矩的任何合适设备，包含(但不限于）与转向系统402相关联的内部扭矩传感器， 例如与转向辅助单元406相关联的内部扭矩传感器。因此，使用外部安装式扭矩传感器仅为 示例性。
[0052] 在各种实施例中，参考图2,诊断模块20基于来自输入设备78的输入数据输出一个 或多个控制信号至系统400的第一负载源70、第二负载源72和角度输入源16。诊断模块20响 应于所述控制信号从第一力传感器76、第二力传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86接 收传感器信号。诊断模块20评估所述传感器信号W确定转向系统402的性能。诊断模块20生 成指示转向系统402的性能的数据。所述数据包含显示数据W供经由显示器80显示转向系 统402的性能。诊断模块20还将指示转向系统402的性能的数据存储在数据存储装置中。如 关于图1所论述，诊断模块20禪合至显示器80和输入设备78或经由促进数据、命令、动力等 的传送的合适通信架构或布置与显示器80和输入设备78通信。
[0053] 现参考图3,显示用于确定转向性能的系统500。由于系统500可类似于关于图1论 述的系统10,因此在本文中将仅详细论述系统10和系统500之间的差别，其中使用相同参考 编号来表示相同或实质上类似组件。根据各种实施例，参考图3,系统500包含测试结构12、 至少一个负载源14、角度输入源16、至少一个传感器18和诊断模块20。如本文中将进一步论 述，系统500实现对禪合至测试结构12的转向系统502的性能的确定。虽然本文中所示的图 绘示具有元件的某些布置的实例，但额外介入元件、设备、特征或组件可存在于实际实施例 中。还应理解，图3仅为示例性并且可能未按比例绘制。
[0054] 测试结构12支撑转向系统502并且可支撑至少一个负载源14、角度输入源16、至少 一个传感器18和诊断模块20中的一者或多者。在一个实例中，转向系统502是供与运载工具 一起使用的转向系统。所述运载工具可W是汽车、飞机、航天器、船只、运动型多用途车或任 何其它类型的运载工具。出于示例性目的，将在与汽车一起使用的转向系统502的背景下论 述本公开内容。在图3的实例中，转向系统502是基于中屯、回位的电动助力转向系统。
[0055] 由于用于汽车的转向系统502可通常已知，因此将不在本文中更详细地论述转向 系统502。然而，简言之，在此实例中，转向系统502包含转向辅助单元506、第一拉杆30和第 二拉杆32。转向辅助单元506从角度输入源16接收旋转输入，并如通常已知通过合适的传动 装置，将所述旋转输入转换成用于第一拉杆30和第二拉杆32的平移输入。应注意，虽然系统 500包含第一拉杆30和第二拉杆32,但可在不使用第一拉杆30和第二拉杆32的情况下确定 转向系统502的性能，并且因此，第一拉杆30和第二拉杆32为任选的。
[0056] 在转向系统502的实例中，测试结构12包含禪合至底板36的第一夹具34。第一夹具 34支撑至少转向齿轮506,并包含一个或多个联轴器42。一个或多个联轴器42禪合至或禪合 在转向辅助单元506周围，W使转向系统502W与转向系统502将禪合至运载工具相同的方 式相对于测试结构12固定。
[0057] 至少一个负载源14响应于来自诊断模块20的一个或多个控制信号经由第一负载 源70和第二负载源72中的相应者向拉杆30, 32中的至少一者施加负载。第一负载源70可响 应于来自诊断模块20的所述一个或多个控制信号向第一拉杆30施加负载。第二负载源72可 响应于所述一个或多个控制信号向第二拉杆32施加负载。在一个实例中，第一负载源70和 第二负载源72各自向第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者施加处于第一频率的第一负载， 并向第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者施加处于第二频率的第二负载。通常，所述第一 负载不同于所述第二负载，并且所述第一频率不同于所述第二频率。在一个实例中，所述第 一负载大于所述第二负载，并且所述第一频率小于所述第二频率。例如，所述第一负载为约 1750牛顿(N)，其为处于所述第一频率的所述第一负载的最大值，并且所述第二负载为约 250牛顿(N)，其为处于所述第二频率的所述第二负载的最大值。所述第一频率为约0.1赫兹 化Z)，并且所述第二频率为约15赫兹化Z)。因此，第一负载源70和第二负载源72各自能够向 第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者施加低频负载和高频负载。
[0058] 角度输入源16响应于来自诊断模块20的一个或多个控制信号向转向辅助单元506 施加扭矩。在一个实例中，角度输入源16禪合至转向辅助单元506W提供所述扭矩或表示手 轮角度输入的扭转输入至转向辅助单元506。另一选择为，角度输入源16可禪合至与转向系 统502相关联的手轮或转向轴，并且可直接向所述手轮或转向轴中的一者施加所述手轮角 度输入。在一个实例中，角度输入源16是旋转致动器，其W约0.1赫兹化Z)的频率相对于输 入轴508的纵向轴线在约-30度和约30度之间旋转转向辅助单元506的输入轴508。在一个实 例中，角度输入源16向转向系统502施加扭矩，其依据由第一负载源70施加的第一负载改 变，W使所述第一负载的最大值W角度输入源16的最大角度施加至转向系统502。所述第一 负载通常在与由角度输入源16生成的运动相反的方向上施加。换句话说，角度输入源16针 对由第一负载源70施加的第一负载在最大负载(例如+1750 N、-1750 N)下使输入轴508旋 转至最大角度(例如约-30度、约30度）。应注意，到输入轴508的此输入仅为示例性，因为任 何输入可施加至输入轴508W模拟所述运载工具在所述运载工具的操作期间的转向。
[0059] 至少一个传感器18禪合至转向系统502。在一个实例中，至少一个传感器18包括第 一力传感器76、第二力传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86。第一力传感器76、第二力 传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86各自经由促进数据、命令、动力等的传送的合适通 信架构或布置与诊断模块20通信。在一个实例中，第一力传感器76包括第一力换能器。第一 力传感器76测量并观察作用于第一拉杆30上的力，并且基于此生成传感器信号。第二力传 感器82包括第二力换能器。第二力传感器82测量并观察作用于第二拉杆32上的力，并且基 于此生成传感器信号。旋转传感器84包括旋转编码器。旋转传感器84测量并观察输入轴508 的旋转，并且基于此生成传感器信号。应注意，将旋转编码器用于旋转传感器84仅为示例 性。在此方面，旋转传感器82可包括用于测量并观察输入轴508的旋转的任何合适设备，包 含(但不限于)模拟电位器。
[0060] 扭矩传感器86禪合至输入轴508。扭矩传感器86包括扭矩传感器或扭矩换能器。扭 矩传感器86测量并观察作用于输入轴508上的扭矩，并且基于此生成传感器信号。应注意， 虽然扭矩传感器86在本文中示出为与测量并观察输入轴508上的扭矩相关联，但另一选择 为，例如，扭矩传感器86可测量并观察转向系统502的转向轴或中间轴上的扭矩，并且基于 此生成传感器信号。应注意，将禪合至输入轴508的扭矩传感器或扭矩换能器用作扭矩传感 器86仅为示例性。在此方面，扭矩传感器86可包括用于测量并观察转向系统502的输入轴 508上的扭矩的任何合适设备，包含(但不限于）与转向系统502相关联的内部扭矩传感器， 例如与转向辅助单元506相关联的内部扭矩传感器。因此，使用外部安装式扭矩传感器仅为 示例性。
[0061] 在各种实施例中，参考图3,诊断模块20基于来自输入设备78的输入数据输出一个 或多个控制信号至系统500的第一负载源70、第二负载源72和角度输入源16。诊断模块20响 应于所述控制信号从第一力传感器76、第二力传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86接 收传感器信号。诊断模块20评估所述传感器信号W确定转向系统502的性能。诊断模块20生 成指示转向系统502的性能的数据。所述数据包含显示数据W供经由显示器80显示转向系 统502的性能。诊断模块20还将指示转向系统502的性能的数据存储在数据存储装置中。如 关于图1所论述，诊断模块20禪合至显示器80和输入设备78或经由促进数据、命令、动力等 的传送的合适通信架构或布置与显示器80和输入设备78通信。
[0062] 现参考图4,显示用于确定转向性能的系统600。由于系统600可类似于关于图1论 述的系统10,因此在本文中将仅详细论述系统10和系统600之间的差别，其中使用相同参考 编号来表示相同或实质上类似组件。参考图4,根据各种实施例，系统600包含测试结构602、 至少一个负载源14、角度输入源16、至少一个传感器18和诊断模块20。如本文中将进一步论 述，系统600实现对禪合至测试结构602的转向系统604的性能的确定。虽然本文中所示的图 绘示具有元件的某些布置的实例，但额外介入元件、设备、特征或组件可存在于实际实施例 中。还应理解，图4仅为示例性并且可能未按比例绘制。
[0063] 测试结构602支撑转向系统604并且可支撑至少一个负载源14、角度输入源16、至 少一个传感器18和诊断模块20中的一者或多者。在一个实例中，转向系统604是供与运载工 具一起使用的转向系统。所述运载工具可W是汽车、飞机、航天器、船只、运动型多用途车或 任何其它类型的运载工具。出于示例性目的，将在与汽车一起使用的转向系统604的背景下 论述本公开内容。在图4的实例中，转向系统604是再循环球或整体式转向系统。如所属领域 的技术人员所已知，转向系统604可W是基于液压的系统或电动助力系统。
[0064] 由于用于汽车的转向系统604可通常已知，因此将不在本文中更详细地论述转向 系统604。然而，简言之，在此实例中，转向系统604包含转向辅助单元606、连杆臂608、中继 杆610、空转臂612、第一拉杆30和第二拉杆32。转向辅助单元606从角度输入源16接收旋转 输入，并通过合适的传动装置，将所述旋转输入转换成用于连杆臂608的输入。如通常已知， 连杆臂608通过中继杆610将所述输入传送到第一拉杆30和第二拉杆32。应注意，虽然系统 600包含第一拉杆30和第二拉杆32,但可在不使用第一拉杆30和第二拉杆32的情况下确定 转向系统604的性能，并且因此，第一拉杆30和第二拉杆32为任选的。
[0065] 在转向系统604的实例中，测试结构602包含禪合至底板36的第一夹具614和禪合 至第一夹具614的第二夹具615。应注意，如果需要，第二夹具615可禪合至底板36。第一夹具 614支撑至少转向辅助单元606,并且第二夹具615包含一个或多个联轴器616。一个或多个 联轴器616禪合至空转臂612和转向辅助单元606, W使转向系统604W与转向系统604将禪 合至运载工具相同的方式相对于测试结构602固定。在一个实例中，转向辅助单元606实质 上刚性禪合至第二夹具615,并且空转臂612禪合至第二夹具615从而相对于第二夹具615具 有一个旋转自由度。
[0066] 至少一个负载源14响应于来自诊断模块20的一个或多个控制信号经由第一负载 源70和第二负载源72中的相应者向拉杆30, 32中的至少一者施加负载。第一负载源70可响 应于来自诊断模块20的所述一个或多个控制信号向第一拉杆30施加负载。第二负载源72可 响应于所述一个或多个控制信号向第二拉杆32施加负载。在一个实例中，第一负载源70和 第二负载源72各自向第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者施加处于第一频率的第一负载， 并向第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者施加处于第二频率的第二负载。通常，所述第一 负载不同于所述第二负载，并且所述第一频率不同于所述第二频率。在一个实例中，所述第 一负载大于所述第二负载，并且所述第一频率小于所述第二频率。例如，所述第一负载为约 1750牛顿(N)，其为处于所述第一频率的所述第一负载的最大值，并且所述第二负载为约 250牛顿(N)，其为处于所述第二频率的所述第二负载的最大值。所述第一频率为约0.1赫兹 化Z)，并且所述第二频率为约15赫兹化Z)。因此，第一负载源70和第二负载源72各自能够向 第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者施加低频负载和高频负载。
[0067] 角度输入源16响应于来自诊断模块20的一个或多个控制信号向转向辅助单元606 施加扭矩。在一个实例中，角度输入源16禪合至转向辅助单元606W提供所述扭矩或表示手 轮角度输入的扭转输入至转向辅助单元606。另一选择为，角度输入源16可禪合至与转向系 统604相关联的手轮或转向轴，并且可直接向所述手轮或转向轴中的一者施加所述手轮角 度输入。在一个实例中，角度输入源16是旋转致动器，其W约0.1赫兹化Z)的频率相对于输 入轴618的纵向轴线在约-30度和约30度之间旋转转向辅助单元606的输入轴618。在一个实 例中，角度输入源16向转向系统604施加扭矩，所述扭矩依据由第一负载源70施加的第一负 载改变，W使所述第一负载的最大值W角度输入源16的最大角度施加至转向系统604。所述 第一负载通常在与由角度输入源16生成的运动相反的方向上施加。换句话说，角度输入源 16针对由第一负载源70施加的第一负载在最大负载(例如+1750 N、-1750 N)下使输入轴 618旋转至最大角度(例如约-30度、约30度）。应注意，到输入轴618的此输入仅为示例性，因 为任何输入可施加至输入轴618W模拟所述运载工具在所述运载工具的操作期间的转向。
[0068] 至少一个传感器18禪合至转向系统604。在一个实例中，至少一个传感器18包括第 一力传感器76、第二力传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86。第一力传感器76、第二力 传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86各自经由促进数据、命令、动力等的传送的合适通 信架构或布置与诊断模块20通信。在一个实例中，第一力传感器76包括第一力换能器。第一 力传感器76测量并观察作用于第一拉杆30上的力，并且基于此生成传感器信号。第二力传 感器82包括第二力换能器。第二力传感器82测量并观察作用于第二拉杆32上的力，并且基 于此生成传感器信号。旋转传感器84包括旋转编码器。旋转传感器84测量并观察输入轴618 的旋转，并且基于此生成传感器信号。应注意，将旋转编码器用于旋转传感器84仅为示例 性。在此方面，旋转传感器82可包括用于测量并观察输入轴618的旋转的任何合适设备，包 含(但不限于)模拟电位器。
[0069] 扭矩传感器86禪合至输入轴618。扭矩传感器86包括扭矩传感器或扭矩换能器。扭 矩传感器86测量并观察作用于输入轴618上的扭矩，并且基于此生成传感器信号。应注意， 虽然扭矩传感器86在本文中示出为与测量并观察输入轴618上的扭矩相关联，但另一选择 为，例如，扭矩传感器86可测量并观察转向系统604的转向轴或中间轴上的扭矩，并且基于 此生成传感器信号。应注意，将禪合至输入轴618的扭矩传感器或扭矩换能器用作扭矩传感 器86仅为示例性。在此方面，扭矩传感器86可包括用于测量并观察转向系统604的输入轴 618上的扭矩的任何合适设备，包含(但不限于）与转向系统604相关联的内部扭矩传感器， 例如与转向辅助单元606相关联的内部扭矩传感器。因此，使用外部安装式扭矩传感器仅为 示例性。
[0070] 在各种实施例中，参考图4,诊断模块20基于来自输入设备78的输入数据输出一个 或多个控制信号至系统600的第一负载源70、第二负载源72和角度输入源16。诊断模块20响 应于所述控制信号从第一力传感器76、第二力传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86接 收传感器信号。诊断模块20评估所述传感器信号W确定转向系统604的性能。诊断模块20生 成指示转向系统604的性能的数据。所述数据包含显示数据W供经由显示器80显示转向系 统604的性能。诊断模块20还将指示转向系统604的性能的数据存储在数据存储装置中。如 关于图1所论述，诊断模块20禪合至显示器80和输入设备78或经由促进数据、命令、动力等 的传送的合适通信架构或布置与显示器80和输入设备78通信。
[0071] 应注意，借助图1-4论述的转向系统22，402，502，604仅为示例性，并且本文中 所述的确定转向系统性能的系统和方法可应用于任何适用转向系统，并且因此，本文中示 出的测试结构12, 602仅为示例性。例如，本公开内容的各种教示可应用于确定液压动力转 向系统化PS)、双小齿轮转向系统、齿条同屯、转向系统、小齿轮电动助力转向系统等的性能。
[0072] 现参考图5并继续参考图1-4,数据流程图示出诊断模块20的各种实施例。根据本 公开内容的诊断模块20的各种实施例可包含嵌入诊断模块20内的任何数目个子模块。如可 了解，图5中所示的子模块可组合和/或进一步划分W类似地控制第一负载源70、第二负载 源72和角度输入源16,并输出性能数据。到系统的输入可从至少一个传感器18(图1-4)接 收，从测试结构12, 602的输入设备78中的一者或多者接收，从其它控制模块(未显示)接 收，和/或由诊断模块20内的其它子模块(未显示)确定/建模。在各种实施例中，诊断模块20 包含测试控制模块102、评估模块104和用户界面化I)控制模块106。
[0073] UI控制模块106生成用户界面数据108,其可由显示器80用于在合适用户界面上显 示图表200(图6)，其可包含关于转向系统22, 402，502, 604的性能的数据。在一个实例 中，UI控制模块106基于从评估模块104接收作为输入的性能数据110和测试性能数据112生 成用户界面数据108。如下文将更详细地论述，性能数据110包括基于传感器数据138如由评 估模块104生成W供显示在图表200上指示转向系统22, 402, 502, 604的性能的经滤波数 据。如本文中将进一步论述，测试性能数据112包括从评估模块104接收的经滤波数据，其提 供测试正正常操作的指示。在一个实例中，测试性能数据112包括负载性能数据114和角度 性能数据116。负载性能数据114包括关于由第一负载源70和第二负载源72施加的负载的经 滤波数据，并且角度性能数据116包括关于由角度输入源16施加至输入轴74, 412, 508， 618的角度输入的经滤波数据。
[0074] 例如，参考图6和图7,示出由UI控制模块106输出W供显示在显示器80上的示例性 图表200,其中图表200包括性能数据110和测试性能数据112的图形表示。应注意，虽然图表 200示出为显示在显示器80上，但图表200可W是由显示器80显示的图形用户界面的一部 分。在各种实施例中，所述图形表示包括性能数据110和测试性能数据112随时间而变的图 形202。图形202的y轴204表示振幅，并且X轴206表示时间，单位为秒(S)。性能数据110由线 208指示，测试性能数据112由线210和线212指示。在此方面，测试性能数据112包括负载性 能数据114(其由线210指示)和角度性能数据116(其由线212指示）。在一个实例中，线210指 示在施用具有1.0赫兹化Z)的转角频率的低通滤波之后的所测量负载数据132,并且线212 指示在施用100的增益之后的所测量角度输入数据136。线210和线212提供转向系统22的测 试正正确操作的视觉指示器。由线208指示的性能数据110提供关于转向系统22, 402， 502，604对来自第一负载源70、第二负载源72和角度输入源16的负载的响应的视觉指示 器。在一个实例中，线208示出在施用具有13赫兹化Z)和17赫兹化Z)的转角频率的带通滤波 和1000的增益之后的扭矩数据140。应注意，图表200仅为示例性，因为可采用任何合适图形 或文本表示来传达性能数据110和测试性能数据112中的一者或多者。此外，施用至所测量 负载数据132、所测量角度输入数据136和扭矩数据140的滤波和增益仅为示例性。
[0075] UI控制模块106还可基于调制数据118生成用户界面数据108。如下文将进一步论 述，调制数据118包括转向系统22, 402，502, 604对于由第一负载源70、第二负载源72和 角度输入源16所施加的负载的响应的调制，第二负载源72和角度输入源16并且还指示转向 系统22, 402, 502, 604的性能。调制数据118可输出为分开图表或用户界面W供显示在显 示器80上，或者可包含在图表200上（图3和图4)。例如，UI控制模块106可基于调制数据118 生成"通过(PASS)"或"失败(FAIL)"用户界面W供显示在显示器80上。
[0076] UI控制模块106基于到输入设备78的操作人员的输入(图1)接收用户输入数据120 作为输入。在一个实例中，用户输入数据120包括用于转向系统22, 402, 502, 604的测试 的操作的命令122。例如，用户输入数据120可包括用于用W确定转向系统22, 402，502， 604的性能的测试例程的开始命令或停止命令。然而，应注意，用户输入数据120可还包括用 于第一负载源70、第二负载源72和角度输入源16的操作的一个或多个参数。UI控制模块106 为测试控制模块102解释并提供命令122。
[0077] 测试控制模块102接收命令122作为输入。基于命令122,测试控制模块102查询数 据存储装置124。数据存储装置124基于命令122存储指示将由第一负载源70和第二负载源 72施加的负载和将由角度输入源16施加的角度输入的一个或多个表(例如，查找表）。所述 一个或多个表包括校准表，其基于实验数据获得，并且在一个实例中，可包括用于至少一个 负载源14的至少一个表和用于角度输入源16的一个表。在各种实施例中，所述表可W是由 一个或多个指数定义的插值表。由所述表中的至少一者提供的目标负载测试值126指示将 由第一负载源70和第二负载源72施加至第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者的目标负载。 由所述表中的至少一者提供的目标角度测试值128指示将由角度输入源16施加至输入轴 74, 412, 508, 618的目标角度输入。
[0078] 基于目标负载测试值126,测试控制模块102输出负载控制数据130。在此方面，基 于目标负载测试值126,测试控制模块102输出负载控制数据130至至少一个负载源14,并且 在此实例中，输出负载控制数据130至第一负载源70和第二负载源72中的每一者。负载控制 数据130包括用于第一负载源70和第二负载源72的一个或多个控制信号。通常，负载控制数 据130包括到第一负载源70和第二负载源72的一个或多个控制信号W施加处于第一频率的 第一负载和处于第二频率的第二负载。在一个实例中，所述第一负载为约1750牛顿(N)，其 表示处于第一频率的第一负载的最大值，并且所述第二负载为约250牛顿(N)，其表示处于 第二频率的第二负载的最大值。所述第一频率为约0.1赫兹化Z)，并且所述第二频率为约15 赫兹化Z)。所述第一频率和所述第二频率的波形可W是在相应频率处具有主频率内容的任 何形状。例如，Ξ角形或正弦波形状是所属领域的技术人员已知选项中的方便选项。在一个 实例中，为处于第一频率的第一负载选择Ξ角形波形，并且为处于第二频率的第二负载选 择正弦波。
[0079] 基于目标角度测试值128,测试控制模块102输出角度控制数据134。在此方面，基 于目标角度测试值128,测试控制模块102输出角度控制数据134至角度输入源16。角度控制 数据134包括用于角度输入源16的一个或多个控制信号。通常，角度控制数据134包括用于 角度输入源16的一个或多个控制信号W便W约0.1赫兹化Z)的频率相对于输入轴74，412， 508, 618的纵向轴线在约-30度和约30度之间旋转输入轴74, 412，508, 618。在一个实例 中，角度控制数据134依据所述第一负载改变，W使所述第一负载的最大值处于最大角度。 所述第一负载通常在与由角度输入源16生成的运动相反的方向上施加。换句话说，角度控 制数据134可输出用于角度输入源16的一个或多个控制信号，W使角度输入源16针对由第 一负载源70施加的第一负载在最大负载（例如+1750 N、-1750 N)下使输入轴74，412， 508, 618旋转至最大角度(例如约-30度、约30度）。
[0080] 评估模块104接收所测量负载数据132作为输入。所测量负载数据132包括来自第 一力传感器76和第二力传感器82的传感器信号。因此，所测量负载数据132包括关于由第一 负载源70和第二负载源72输出至第一拉杆30和第二拉杆32中的相应者的第一负载、第一频 率、第二负载和第二频率的传感器数据。换句话说，所测量负载数据132包括关于如由第一 力传感器76和第二力传感器82测量并观察的由第一负载源70和第二负载源72针对第一频 率和第二频率施加至第一拉杆30和第二拉杆32的负载(第一负载和第二负载）的传感器数 据。
[0081] 基于所测量负载数据132,评估模块104确定负载性能数据114。在各种实施例中， 评估模块104向所测量负载数据132施用约1.0赫兹化Z)的低通滤波W生成负载性能数据 114。评估模块104为UI控制模块106设置负载性能数据114并将负载性能数据114存储在结 果数据存储装置142中。
[0082] 评估模块104还接收所测量角度输入数据136作为输入。所测量角度输入数据136 包括来自旋转传感器84的传感器信号。因此，所测量角度输入数据136包括关于由角度输入 源16输出至输入轴74, 412, 508, 618的角度输入的传感器数据。换句话说，所测量角度输 入数据136包括关于由角度输入源16施加至输入轴74, 412, 508, 618的手轮角度输入的 传感器数据。
[0083] 基于所测量角度输入数据136,评估模块104确定角度性能数据116。评估模块104 为UI控制模块106设置角度性能数据116并将角度性能数据116存储在结果数据存储装置 142 中。
[0084] 评估模块104接收扭矩数据140作为输入。扭矩数据140包括来自扭矩传感器86的 传感器信号。基于扭矩数据140,评估模块104确定性能数据110和调制数据118。在各种实施 例中，评估模块104向扭矩数据140施用带通滤波W获得性能数据110。通常，所述带通滤波 设置为在约13赫兹化Z)和约17赫兹化Z)之间对扭矩数据140进行滤波W获得性能数据110。 评估模块104为UI控制模块106设置性能数据110并将性能数据110存储在结果数据存储装 置142中。
[0085] 在各种实施例中，评估模块104基于性能数据110确定调制数据118。在此方面，已 知性能数据110,评估模块104计算与性能数据110相关联的带通载波的包络。通常，所述带 通载波具有周期性波形。在一个实例中，使用W下方程式计算所述载波的包络： CWsnv = 1h(BF(C'W)) ? (1) 其中，CWenv是带通载波的包络;BP(CW)是来自性能数据110的带通载波;Η表示施用至 带通载波BP(CW)的希耳伯特变换;并且竖线指示希耳伯特变换Η的绝对值。所述带通滤波的 转角频率接近于第二负载的第二频率。所述带通滤波的转角频率是用户可选择的，并且在 一个实例中，设置成中屯、在第二负载的第二频率处约4hz的带宽。此外，滤波的优选阶数设 置成6,运也是由3阶己特沃斯滤波的正向和反向施用产生。运些操作、其结果、滤波实施方 案和阶数的替代选择可行并且为所属领域的技术人员所众所周知。
[0086] 另一选择为，评估模块104基于向性能数据110的经整流带通载波施用低通滤波确 定调制数据118。在各种实施例中，使用W下方程式计算经低通滤波的经整流带通载波： -
(2) 其中CWlpf是经整流经带通滤波载波的经低通滤波信号;F表示具有5赫兹化Z)的转角 频率的6阶(3阶己特沃斯滤波的正向和反向施用）低通滤波;并且BP(CW)是如先前使用用于 前述描述的方程式（1)中的包络检测的希尔伯特方法所述的来自性能数据110的带通载波。 应注意，运些操作、其结果、滤波实施方案和阶数的替代选择可行并且为所属领域的技术人 员所众所周知。
[0087] 基于在（1)中由性能数据110计算的带通载波的包络或在(2)中由性能数据110计 算的经低通滤波的经整流带通载波，评估模块104确定所产生周期性波形的调制的百分比。 在一个实例中，使用W下方程式计算调制的百分比：
其中调制指数(Modulation Index)是调制数据118;Emax是在（1)中计算的载波的包络 的最大值或峰值或者在(2)中计算的经低通滤波的载波的最大值或峰值;并且Emin是在（1) 中计算的载波的包络的最小值或者在(2)中计算的经低通滤波的载波的最小值。
[0088] 基于调制的百分比，评估模块104为UI控制模块106将调制数据118设置为通过或 失败并为结果数据存储装置142存储调制数据118。通常，如果调制的百分比为约20%或更 小，则评估模块104将调制数据118设置为通过。如果调制的百分比大于约20%，则评估模块 104将调制数据118设置为失败。如果调制数据118指示通过，则转向系统22，402，502， 604具有可接受性能。如果调制数据118指示失败，则转向系统22, 402，502, 604的性能为 不可接受的。参考图6,转向系统22, 402，502, 604具有可接受性能，并参考图7,转向系统 22, 402, 502, 604具有不可接受的性能。应注意，将调制数据118设置为通过或失败仅为 示例性，因为评估模块104可为UI控制模块106将调制的百分比设置为调制数据118W生成 用户界面数据108,并且还可为结果数据存储装置142存储调制的百分比。应注意，转向系统 22, 402, 502, 604的性能的其它分类可行，并且可例如包括仅依赖于沿连续范围的振幅 调制的程度的量度。
[0089] 结果数据存储装置142存储从评估模块104接收的性能数据110、负载性能数据 114、角度性能数据116和调制数据118。结果数据存储装置142可W是经由系统10的重复使 用存储信息的任何非易失性存储器类型。进一步，虽然结果数据存储装置142示出为与系统 10的诊断模块20相关联，但应注意，结果数据存储装置142可远离系统10定位并通过合适的 有线或无线界面存取，如所属领域的技术人员所已知。
[0090] 现参考图8并继续参考图1-5,流程图示出根据本公开内容可由图1-4的诊断模块 20实施的控制方法。如根据本公开内容可了解，所述方法内的操作次序并不限于如图8中示 出的顺序执行，而是如果可适用并根据本公开内容可按一个或多个变化的次序实施。
[0091] 在各种实施例中，所述方法可经调度W基于预先确定的事件运行，和/或可基于来 自用户输入数据120的命令122运行。
[0092] 参考图8,显示用于确定转向系统22, 402, 502, 604的性能的方法300。所述方法 开始于302。在303,所述方法确定是否已接收到用W开始测试例程的命令122。如果已接收 到命令122,则所述方法进行到304。否则，所述方法继续监视用W开始测试例程的命令122。
[0093] 在304,所述方法从数据存储装置124检索目标负载测试值126并输出控制信号至 至少一个负载源14,并且在此实例中，输出所述控制信号至第一负载源70和第二负载源72 中的每一者，W分别向第一拉杆30和第二拉杆32施加处于第一频率的第一负载和处于第二 频率的第二负载。在306,所述方法从数据存储装置124检索目标角度测试值128并输出所述 控制信号至角度输入源16W移动或旋转输入轴74, 412, 508, 618。在308,所述方法从第 一力传感器76、第二力传感器82、旋转传感器84和扭矩传感器86接收传感器数据138。换句 话说，在308，所述方法接收来自第一力传感器76和第二力传感器82的所测量负载数据132， 来自旋转传感器84的所测量角度输入数据136和来自扭矩传感器86的扭矩数据140。
[0094] 在310,所述方法确定性能数据110、负载性能数据114、角度性能数据116和调制数 据118。在312,所述方法输出性能数据110、负载性能数据114、角度性能数据116和调制数据 118作为图表200W供显示在显示器80上并将性能数据110、负载性能数据114、角度性能数 据116和调制数据118存储在结果数据存储装置142中。所述方法在314结束。
[00M]虽然在前述【具体实施方式】中已呈现至少一个示例性实施例，但应了解，存在大量 变型。还应了解，所述示例性实施例或若干示例性实施例仅为实例，并且并不打算W任何方 式限制本公开内容的范围、适用性或配置。相反，前述【具体实施方式】将为所属领域的技术人 员提供用于实施所述示例性实施例或若干示例性实施例的方便路线图。应理解，可在不背 离如在所附权利要求书及其合法等效内容中所阐述的本公开内容的范围的情况下，在元件 的功能和布置上作出各种改变。
【主权项】
1. 一种用于确定转向系统的性能的方法，包括： 将至少一个负载源耦合至所述转向系统； 将所述转向系统的一部分耦合至角度输入源； 由处理器输出一个或多个控制信号至所述至少一个负载源以向所述转向系统施加负 载； 由所述处理器将一个或多个控制信号输出至所述角度输入源以向所述转向系统施加 输入；以及 基于由所述至少一个负载源施加至所述转向系统的所述负载和由所述角度输入源施 加的所述输入来接收指示所述转向系统的性能的扭矩数据。2. 根据权利要求1所述的方法，其还包括： 从用户输入设备接收输入；以及 基于所述输入将所述一个或多个控制信号输出至所述至少一个负载源和所述角度输 入源。3. 根据权利要求1所述的方法，其还包括： 将指示所述转向系统的所述性能的所述扭矩数据输出至显示器。4. 根据权利要求1所述的方法，其中将所述一个或多个控制信号输出至所述至少一个 负载源还包括： 由所述处理器将一个或多个控制信号输出至所述至少一个负载源以生成处于第一频 率的第一负载;以及 由所述处理器将一个或多个控制信号输出至所述至少一个负载源以生成处于第二频 率的第二负载。5. 根据权利要求1所述的方法，其还包括： 基于所述扭矩数据确定所述转向系统的调制，所述转向系统的所述调制指示所述转向 系统的所述性能。6. 根据权利要求1所述的方法，其中接收指示所述转向系统的性能的所述扭矩数据包 括： 将扭矩传感器耦合至所述转向系统的第二部分；以及 从所述扭矩传感器接收所述扭矩数据。7. 根据权利要求1所述的方法，其中将所述至少一个负载源耦合至所述转向系统包 括： 将所述转向系统的第一拉杆耦合至第一负载源；以及 将所述转向系统的第二拉杆耦合至第二负载源。8. -种用于确定转向系统的性能的系统，包括： 测试结构，其耦合至所述转向系统； 至少一个负载源，其耦合至所述转向系统以向所述转向系统施加负载； 角度输入源，其耦合至所述转向系统以向所述转向系统施加输入；以及 诊断模块，其将一个或多个控制信号输出至所述至少一个负载源和所述角度输入源， 并基于所述输出来接收指示所述转向系统的所述性能的扭矩数据。9. 根据权利要求8所述的系统，其中所述转向系统包含各自耦合至所述转向系统的第 一拉杆和第二拉杆，并且所述至少一个负载源包括第一负载源和第二负载源，其中所述第 一负载源耦合至所述第一拉杆并且所述第二负载源耦合至所述第二拉杆。10. -种用于确定转向系统的性能的系统，包括： 测试结构，其用以支撑所述转向系统，所述转向系统包含至少第一拉杆、第二拉杆和转 向齿轮，所述转向齿轮耦合至所述第一拉杆和所述第二拉杆； 第一负载源，其耦合至所述第一拉杆； 第二负载源，其耦合至所述第二拉杆； 角度输入源，其相邻于所述转向齿轮耦合以提供输入至所述转向齿轮；以及 诊断模块，其输出一个或多个控制信号至所述第一负载源、所述第二负载源和所述角 度输入源，并基于所述输出接收指示所述转向系统的所述性能的扭矩数据。
【文档编号】G01M13/02GK106066246SQ201610250323
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月20日 公开号201610250323.5, CN 106066246 A, CN 106066246A, CN 201610250323, CN-A-106066246, CN106066246 A, CN106066246A, CN201610250323, CN201610250323.5
【发明人】K.L.奥布利扎耶克, J.D.索波奇, I.Y.华
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司