[發明專利]測量小動態振幅下轉向柱的扭轉動力學特性的方法

有效

• 申請號: 200910161891.8
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN101644629A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: K·L·奧布利扎耶克;J·D·索波奇
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: G01M17/06
• 分類號: G01M17/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 彭 武;譚祐祥

技術領域

本發明涉及用于測試轉向柱的動態特性的方法。

背景技術

當車輛在道路上操作時，路面的凹凸不平會引起車輛輪胎的運動。這些運動隨后會經過車輛懸架傳遞給車輛內部。在有些情況下，這些運動會從道路傳遞給方向盤，從而是駕駛員可感受到的討厭的振動。

此外，位于車輛拐角處的轉動部件會有不規則性，例如輪胎、車輪和制動盤的不平衡、不圓和偏心。這些不規則性還會引起產生運動的車輛內部力，這些運動傳遞給車輛內部。在平路上，這些運動在乘客附近作為振動為最為顯著，對于這種情況，外部運動源不明顯。由轉動部件的不規則性引起的這些振動在隨后的拐彎轉動時重復出現；并且可稱之為周期性的。一種特定類型的周期振動包括方向盤的扭轉運動并且可稱之為″平路搖晃(smooth?road?shake)″。

發明內容

提供一種用于在低動態振幅下測量轉向柱的動態特性的方法，該柱或柱組件具有輸入端和輸出端。該低動態振幅代表著較平坦道路上車輛的操作或者是表征平路搖晃的狀況。該方法包括將轉向柱安裝到測試夾具中并且執行第一測試運行。該測試運行包括使轉向柱的輸入端受到第一組輸入激勵并且測量在輸出端處由第一組輸入激勵引起的第一組輸出狀況。這些輸出狀況包括輸出端的加速度、速度和位置中的至少一個。方向盤或轉向柱底座可以是輸出端。該方法然后可以確定第一組輸出狀況是否在預定或預選的輸出范圍之內。

而且，第一組輸入激勵可包括具有第一選定頻率范圍和/或第一選定轉矩的正弦激勵。可以使用開環計算從第一組輸出狀況確定第一選定轉矩，從而獲得第一目標加速度。

可以執行第二測試運行，包括使轉向柱的輸入端受到第二組輸入激勵，并且在轉向柱受到第二組輸入激勵時測量輸出端處的第二組輸出狀況。第二組輸出狀況也可以包括輸出端的加速度、速度和位置中的至少一個。可以使用另一開環計算確定用于第二組輸入激勵的第二選定轉矩，從而獲得不同于第一目標加速度的第二目標加速度。

對來自第一組輸入激勵和輸出狀況的數據進行解釋從而確定被測試的轉向柱的固有頻率，并且將該固有頻率與預定的固有頻率范圍進行比較。第一選定頻率范圍可以大約為1到30赫茲，第一和第二目標加速度可以從大約1到10弧度/秒²的范圍內選擇。

測試數據的另一用途包括從所述第一組輸出狀況和所述第一組輸入激勵確定第一方向盤輪緣增益(rim?gain)，并且確定第一方向盤輪緣增益是否低于最大可允許的水平。可以在不同于第一選定頻率范圍的第二選定頻率范圍確定方向盤輪緣增益，并且第二選定頻率范圍可以大約等于10到20赫茲。方向盤輪緣增益的最大可允許水平可以約等于1除以方向盤的極慣性矩。

該方法還可以包括在第一和/或第二測試運行期間使輸入端受到顫振激勵。另外，這些測試運行可以具有第一選定位移和頻率，并且可以通過將第一組輸出狀況擬合成單自由度方程式來確定固有頻率，該方程式包括彈簧常數、阻尼常數和極慣性矩中的至少一個。

本發明的上述特征和優點及其他特征和優點將通過對實施本發明的最佳模式及其它實施例的同時參照附圖的下列詳細描述變得明顯。

附圖說明

圖1是用于測量轉向柱組件的扭轉動力學特性的測試夾具的示意透視圖；[0022]圖2是在小動態振幅下測量轉向柱的扭轉動力學特性的方法的流程圖；和

圖3是輸出狀況作為輸入激勵的函數的示例圖表，在這種情況下，增益作為頻率的函數。

具體實施方式

參照這些附圖，其中，在這幾個附圖中，相同的附圖標記對應于相同或相似的部件，在附圖中示出了用于在低動態振幅下測試和測量轉向柱的動態特性的指示性、示例性過程，該低動態振幅可以是平路搖晃的特征。這個測試可用于協助進行正確的部件設計和選擇，從而使振動水平降低和降低駕駛員感知的振動。

圖1示出了可與本發明一起使用的測試夾具10的示意說明的透視圖。轉向柱組件12通過保持軸承14的托架16安裝或者以其他方式固定于測試夾具10。

轉向柱組件12包括由軸承14支撐的轉向軸18。通過使用與將轉向柱12附接到車輛(未示出)的相同托架16，測試夾具10可以模擬轉向柱組件12安裝在車輛中時的實際支撐結構、安裝點和運行條件。轉向柱組件12可包括附加的軸承14，從而在托架16的相對端處為轉向軸18提供附加支撐，并且許多實施例會包括兩個這種軸承。替換性地，可以用模擬托架(未示出)來支撐轉向軸18或轉向軸18和軸承14。