本发明涉及车辆领域，尤其涉及用于检测车辆的转向器的对中的检测装置和检测方法，以及包括该对中检测装置的车辆。
背景技术：
目前在汽车上广泛使用机械式转向系统。该转向系统包括齿轮齿条式转向机。齿轮齿条式转向机是将通过操纵方向盘而产生的操舵扭矩从方向盘经齿轮齿条机构传给操作车轮的装置。齿轮齿条机构将方向盘的旋转运动转换成直线方向的运动。这种齿轮齿条式转向装置，在使用一定时间后，由于受到越野路面的冲击，车辆的侧碰，转向机内部机械磨损等因素，会逐渐引起转向机的齿轮与齿条不在中位啮合。也就是说，方向盘在居中的位置的情况下，齿条不在居中的位置。从而导致四轮定位不准，车辆跑偏，左右极限转弯半径不对称，左右转向手力不对称等危害现象，最终影响行车安全，存在安全隐患。
在现有技术中，一般是将方向盘分别向左和向右打死，然后测量车轮在这两次打死后的转向角度，通过比较这两次测量的转向角度来判断转向机是否对中。也就是转向机的齿轮和齿条是否在中位齿合。然后，这样的做法存在没法主动且及时发现转向机没有对中的问题。
技术实现要素：
鉴于上述技术问题，本发明提供了一种用于检测车辆的转向器的对中的检测装置和检测方法，以及包括该对中检测装置的车辆，能够提高汽车行驶中的安全性。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于检测车辆的转向器的对中的检测装置，其中所述转向器与所述车辆的车轮耦接并且包括齿条与齿轮，所述检测装置包括：协调单元，所述协调单元被固定在所述转向器的齿条上；第一检测单元，所述第一检测单元位于所述转向器的齿轮上，所述第一检测单元被配置为与所述协调单元相配合，以测量指示所述车轮的转向角度的第一值；以及确定单元，与所述第一检测单元耦接，并且所述确定单元被配置为基于所述第一值以及指示所述车辆的方向盘的转向角度的第二值，来确定所述车辆的转向器是否对中。
在一种实现方式中，所述确定单元被配置为当所述第一值与所述第二值成预定比例时，判定所述转向器对中；并且当所述第一值与所述第二值不成预定比例时，判定所述转向器不对中。
在一种实现方式中，所述检测装置，还包括报警单元，所述报警单元与所述确定单元耦接，所述报警单元被配置为当所述确定单元判定所述转向器不对中时，向所述车辆的驾驶员发出指示所述转向器不对中的警报。
在一种实现方式中，所述检测装置，还包括第二检测单元，所述第二检测单元与所述车辆的方向盘和所述确定单元耦接，所述第二检测单元被配置为测量所述方向盘的转向角度。
在一种实现方式中，所述第一检测单元被配置为测量与所述齿条的位移值相应的电压值，并将该电压值转换为相应的车轮的转向角度。
在一种实现方式中，所述第一检测单元是霍尔传感器，并且所述协调单元是磁铁。
在一种实现方式中，所述确定单元被配置为当确定单元判定所述转向器不对中时，确定单元基于所述第一值与所述第二值的偏差来确定所述转向器的偏离程度。
根据本发明的另一个方面，提供了一种车辆，其包括：转向机，与所述车辆的车轮耦接并且包括齿条与齿轮；以及对中检测装置，所述对中检测装置与所述转向机耦接。所述对中检测装置包括：协调单元，所述协调单元被固定在所述转向器的齿条上；第一检测单元，所述第一检测单元位于所述转向器的齿轮上，所述第一检测单元被配置为与所述协调单元相配合，以测量指示所述车轮的转向角度的第一值；以及确定单元，与所述转向机和所述对中检测装置耦接，并且所述确定单元被配置为基于所述第一值以及指示所述车辆的方向盘的转向角度的第二值，来确定所述车辆的转向器是否对中。
根据本发明的又一个方面，提供了一种用于检测车辆的转向器的对中的检测方法，其包括：获取指示所述车辆的车轮的转向角度的第一值，所述转向器与所述车轮耦接；获取指示所述车辆的方向盘的转向角度的第二值；以及基于所述第一值与所述第二值，确定所述转向器是否对中。
在一种实现方式中，所述确定步骤包括：当所述第一值与所述第二值成预定比例时，判定所述转向器对中；当所述第一值与所述第二值不成预定比例时，判定所述转向器不对中。
在一种实现方式中，所述的检测方法还包括：当所述转向器被判定为不对中时，向所述车辆的驾驶员发出指示所述转向器不对中的警报。
在一种实现方式中，测量所述第一值包括：测量与所述转向器的齿条的位移相对应的电压值，以及将所述电压值转换为相应的车轮的转向角度，所述车轮与所述齿条相耦接。
在一种实现方式中，当判定所述转向器不对中时，基于所述第一值与所述第二值的偏差来确定所述转向器的偏离程度。从上面的描述可以看出，本发明的对中检测装置能够基于方面盘的转向角度和车轮的实际转向角度来确定车辆的转向机是否对中。而且，在没有对中的情况出现时，能够及时提醒驾驶员。本发明的技术方案属于主动安全，增加了车辆行驶过程中的安全性。
附图说明
本发明的其它特征、特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。
图1是根据本发明的实施例的转向系统立体图例。
图2是图1的剖视图。
图3是根据本发明的实施例的对中检测装置的框图。
图4是图2中示出的主要部件的左视图。
图5例示了齿条的位移与所测量的电压之间的关系。
图6是根据本发明的实施例的对中检测方法的流程图。
具体实施方式
下面，将结合附图详细地说明本发明的各个实施例。
图1是根据本发明的实施例的转向系统立体图例。图2是图1的剖视图。现参见图1和图2来说明根据本发明的实施例的转向系统。如图1所示，机械式转向系统1包括中间轴10、连接在中间轴10的一端的方向盘11、和连接在中间轴10的另一端的转向器12。当驾驶员转动方向盘11时，方向盘11的转动通过中间轴10传送给转向器12。转向系统1还包括左转向节14、与左转向节14连接的车辆的左轮(未示出)、右转向节16、和与右转向节16连接的车辆的右轮(未示出)。如图2所示，转向器12包括齿轮120和齿条124。方向盘11的转动通过中间轴10传送给齿轮120。齿条124与齿轮120齿合。齿轮120转动则会带动齿条124沿直线移动。齿条的直线移动通过左转向节14和右转向节16分别传送给车辆的左轮和右轮。
图3是根据本发明的实施例的对中检测装置的框图。如图3所示，对中检测装置3包括：协调单元32、与协调单元32耦接的第一测量单元34、和与第一测量单元34耦接的确定单元36。第一检测单元34与协调单元32相配合，以测量指示车轮的转向角度的第一值。
图4是图2中示出的转向系统的主要部件的左视图。如图4所示，转向系统1还包括位于齿条124上的协调器126，以及位于齿轮120上的检测器122。结合图3和图4，协调单元32例如被固定在齿条124上的协调器126上。第一检测单元34例如被固定在齿轮120上的检测器122上。第一检测单元34与协调单元32相配合，检测齿条124的移动。由于齿轮120与中间轴10连接，所以可以根据第一检测单元34所检测的齿条124的直线位移，来获得相应的车轮的转向角度。
对中检测装置3还可以包括第二检测单元38。第二检测单元与车辆的方向盘11和确定单元36相连接。第二检测单元38测量方向盘11的转向角度，并将该转向角度作为第二值传送给确定单元36。第二检测单元38例如是角度传感器。
在转向系统1中，确定单元36可以位于任何适合的位置。例如，位于转向器12的外部或转向器12的内部。确定单元36基于指示车轮的转向角度的第一值和指示车辆的方向盘的转向角度的第二值，来确定车辆的转向器12是否对中。这里，转向器12对中是指：当车辆正常直线行驶时，方向盘居中，转向器的齿轮位于齿条的中点，即转向器12的齿轮120与齿条124在中位齿合。
在一个具体实例中，第一检测单元34是霍尔传感器，协调单元32是磁铁。例如，磁铁通过特殊胶水固定在转向机12的齿条124的背部，以保证与齿条124无相对运动。霍尔传感器通过卡扣连接固定在转向机12的齿轮120的外壳上，以保证该传感器的位置不会移动。当转向器12对中，即齿轮120在齿条124上的中点齿合时，磁铁位于霍尔传感器的正下方。在另一个具体实例中，磁铁可以固定于齿条上，霍尔传感器可以固定于齿条的外壳上。当转向器12对中时，磁铁位于霍尔传感器正下方。当然，第一检测单元34和协调单元32的实现方式和位置不限于此。例如，第一检测单元34和协调单元32也可以实现为红外感应器和与红外感应器相应的协调器等。相应地，第一检测单元34和协调单元32可以根据它们的具体实现方式位于转向器12中任何适合的位置。
确定单元36可以根据指示车轮的转向角度的第一值与指示车辆的方向盘的转向角度的第二值是否成预定比例来判断转向器12是否对中。当第一值与第二值成比例时，确定单元36判定转向机12对中。当第一值与第二值不预定成比例时，确定单元36判定转向器12不对中。这里，成预定比例可以是相等，也可以是成预先确定的比例。例如，第一值与第二值相等，或者第一值与第二值的比例为预定的0.5。
对中检测装置3还可以包括报警单元39。报警单元39与确定单元36耦接。报警单元39可以位于车辆中任何适合的位置。当确定单元36判定转向器12不对中时，报警单元39向驾驶员发出警报。例如，向驾驶员发出蜂鸣声，或者在车辆的仪表盘总成上显示指示故障的警报。当然，该警报也可以以其他适合的方式呈现。
当转向器12没有对中时，确定单元36可以进一步根据指示车轮的转向角度的第一值与指示车辆的方向盘的转向角度的第二值的偏差来确定转向器12的偏离程度。例如，第一值与第二值的比例与预定比例的偏差越大，表示转向器12的与对中时的偏离程度越大。
关于获取指示车轮的转向角度的第一值，可以是第一检测单元34测量与齿条34的位移值相对应的电压值，并将该电压值转换为相应的车轮的转向角度，作为第一值。当然，也可以是第一测量单元34将测量的电压值直接传输给确定单元36，由确定单元36来将该电压值转换为相应的车轮的转向角度，作为第一值。
图5示出了第一测量单元34所测量的电压值与齿条34的位移的对应关系。例如，当车辆正常直线行驶，方向盘居中并且转向器12的齿轮120与齿条124正常对中时，此时转向齿轮位于齿条中点，齿条的位移为0。第一测量单元34所测量的输出电压为零位电压：2.5v。第一测量单元34将该电压值传输给确定单元36，确定单元36将该电压值转换为相应的指示车轮转向角度的第一值。同时，确定单元36从第二测量单元38读取指示方向盘的转向角度的第二值。如上所述，确定单元36能够基于该第一值和第二值来判断转向器12是否对中。
根据本发明，提供一种包括上述对中检测装置3的车辆。该车辆包括：转向机，与所述车辆的车轮耦接并且包括齿条与齿轮；以及对中检测装置，所述对中检测装置与所述转向机耦接。该对中检测装置包括：协调单元，所述协调单元被固定在所述转向器的齿条上；第一检测单元，所述第一检测单元位于所述转向器的齿轮上，所述第一检测单元被配置为与所述协调单元相配合，以测量指示所述车轮的转向角度的第一值；以及确定单元，与所述转向机和所述对中检测装置耦接，并且所述确定单元被配置为基于所述第一值以及指示所述车辆的方向盘的转向角度的第二值，来确定所述车辆的转向器是否对中。
现在参见图6，其示出了按照本发明一个实施例的对中检测方法的流程图。图6所示的方法可以由上述对中检测装置来实现。
如图1所示，在方框s600中，获取指示所述车辆的车轮的转向角度的第一值。这里，转向器包括齿轮和齿条并与车轮耦接。车轮与转向器的齿条耦接。测量指示所述车辆的车轮的转向角度的第一值可以包括：测量与转向器的齿条的位移相对应的电压值，以及将所述电压值转换为相应的车轮的转向角度。
在方框s604中，获取指示所述车辆的方向盘的转向角度的第二值。
在方框s608中，基于所述第一值与所述第二值，确定所述转向器是否对中。例如，当所述第一值与所述第二值成预定比例时，判定所述转向器对中；当所述第一值与所述第二值不成预定比例时，判定所述转向器不对中。
在方框s612中，当确定为转向器不对中时，向所述车辆的驾驶员发出指示所述转向器不对中的警报。
在方框s616中，当确定为转向器不对中时，可以进一步基于所述第一值与所述第二值的偏差来确定所述转向器的偏离程度。
本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。