專利名稱：臺試車輪中位和最大轉(zhuǎn)向角的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是汽車在車輪轉(zhuǎn)向角檢驗臺上，進行左右車輪中位和最大轉(zhuǎn)向內(nèi)、外角檢測的方法，屬于臺試汽車性能檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，汽車在車輪轉(zhuǎn)向角檢驗臺上，進行左右車輪最大轉(zhuǎn)向內(nèi)、外角檢測時，由于無法自動準(zhǔn)確確定車輪的中位，以轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向內(nèi)、外角檢測的較大誤差，重復(fù)性很差，甚至出現(xiàn)同一轉(zhuǎn)向，最大內(nèi)角小于最大外角的檢測結(jié)果。為克服上述檢測方法的不足，本發(fā)明通過準(zhǔn)確確定車輪中位，從而準(zhǔn)確檢測車輪的最大轉(zhuǎn)向角。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是汽車在車輪轉(zhuǎn)向角檢驗臺上，先向左(或向右)轉(zhuǎn)向使之達到最大轉(zhuǎn)向角，以該狀態(tài)作為角度測量零點，然后緩慢轉(zhuǎn)動方向盤使車輪從最大左轉(zhuǎn)向角度(或最大右轉(zhuǎn)向角度)逐步達到最大右轉(zhuǎn)向角度(或最大左轉(zhuǎn)向角度)，測量這一過程中各個同一時刻左右檢驗臺的轉(zhuǎn)向角度。在這一過程中，左輪從最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角開始，轉(zhuǎn)向內(nèi)角相對中位逐漸減小，直至為零中位后，左輪從中位成為轉(zhuǎn)向外角后再從零相對中位逐漸增大，直至左輪達到最大轉(zhuǎn)向外角。在這同一過程中，右輪從最大轉(zhuǎn)向外角開始，轉(zhuǎn)向外角相對中位逐漸減小，直至為零中位后，右輪從中位成為轉(zhuǎn)向內(nèi)角后再從零相對中位逐漸增大，直至右輪達到最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角。
本發(fā)明的原理是根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向梯形造成相對中位左右轉(zhuǎn)向?qū)ΨQ性的特點，以左輪最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角狀態(tài)作為角度檢測零點，然后轉(zhuǎn)動方向盤向右緩慢轉(zhuǎn)向，按轉(zhuǎn)向梯形造成的內(nèi)外車輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，通過測量同一時刻左右檢驗臺的轉(zhuǎn)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(dāng)車輪中位時，δ值達到最大值δm，等于左轉(zhuǎn)左輪最大內(nèi)角與右輪最大外角之差，當(dāng)車輪繼續(xù)右轉(zhuǎn)時，差值δ越來越小，當(dāng)右轉(zhuǎn)右車輪的轉(zhuǎn)向內(nèi)角等于左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角時，δ等于零；在整個轉(zhuǎn)向角度檢測過程中，相對中位有無數(shù)個相同δ的兩對稱點，代表轉(zhuǎn)向梯形和車輪相對中位左右轉(zhuǎn)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(yīng)的β和α檢測值，從而可計算得到中位點相應(yīng)的左輪角度β0和右輪角度α0，β0即為左輪最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角，α0即為右輪最大轉(zhuǎn)向外角，左輪最大檢測角度減去β0即為左輪最大轉(zhuǎn)向外角，右輪最大檢測角度減去α0即為右輪最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角；由于在左右轉(zhuǎn)向相對中位較大轉(zhuǎn)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，并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，可以采用插入法得到相同δ2值對應(yīng)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(zhuǎn)向內(nèi)外車輪轉(zhuǎn)角的理論關(guān)系式ctgθ-ctgγ＝K/L……(1)θ——外輪外轉(zhuǎn)角°γ——內(nèi)輪內(nèi)轉(zhuǎn)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對于所檢車輛，K/L是定值，設(shè)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(shè)β1為左輪相對中位的轉(zhuǎn)向角度，α1為右輪相對中位的轉(zhuǎn)向角度。設(shè)各同一時刻車輪內(nèi)角變化為2°，左右輪最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角均為40°，K/L＝0.4。先把轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)到左轉(zhuǎn)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(guān)系分析和確定由上表可知，在左轉(zhuǎn)最大轉(zhuǎn)向角度至右轉(zhuǎn)最大轉(zhuǎn)向角度的過程中，δ是由零逐漸增大，當(dāng)車輪處于中位時，δ達到了最大值，然后車輪繼續(xù)向右轉(zhuǎn)，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，由于在中位附近δ的變化速率較小，所以，只有當(dāng)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(zhuǎn)向角度的δ具有對稱性，雖然實際的汽車轉(zhuǎn)角特性并非完全等于(1)式的理論特性，但由汽車轉(zhuǎn)向梯形造成相對中位左右轉(zhuǎn)向的對稱性特點是不變的，本發(fā)明是通過轉(zhuǎn)向梯形對稱性來檢測和計算中位角度，當(dāng)對稱δ相等時，相對中位左右轉(zhuǎn)角的內(nèi)角或外角是相等的，而且，在相對中位較大左右轉(zhuǎn)向角時的δ角度變化速率較大，所以，可以在β和α為2°～10°范圍內(nèi)確定δ2值來尋找相對稱δ的相應(yīng)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(zhuǎn)向內(nèi)、外角度，大大提高檢測的準(zhǔn)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(zhuǎn)向內(nèi)角)。
β0＝β2+[β3+(δm-δ2)-β2]/2……(2)δ2——在2°～10°范圍內(nèi)確定的δ值β2——在2°～10°范圍內(nèi)δ2對應(yīng)的左輪檢測角度β3——在對稱δ2對應(yīng)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(zhuǎn)向外角)。
α0＝α2+[α3-(δm-δ2)-α2]/2……(3)α2——在2°～10°范圍內(nèi)δ2對應(yīng)的右輪檢測角度α3——在對稱δ2對應(yīng)的右輪檢測角度2.3、公式的推導(dǎo)和驗算為簡化起見，以算術(shù)的概念來推導(dǎo)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(nèi)角與檢測外角的角度差，β3+(δm-δ2)相當(dāng)于左輪以內(nèi)角的變化速率從零點至對稱δ2位置的角度，而α3-(δm-δ2)相當(dāng)于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(dǎo)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采用插入法得到相同δ2值對應(yīng)的檢測角度。當(dāng)檢測得到β0和α0后，所檢β的最大值減去β0則為左輪的最大轉(zhuǎn)向外角，所檢α的最大值減去α0則為右輪的最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角。
具體實施例方式
把車輛的前輪駛上車輪轉(zhuǎn)向角檢驗臺上后，可以拉手剎使后軸的位置固定不變，先轉(zhuǎn)動方向盤向左轉(zhuǎn)向使之達到最大轉(zhuǎn)向角并穩(wěn)定在該角度，以該位置作為檢測角度零點，然后持續(xù)緩慢向右轉(zhuǎn)動方向盤使車輪從最大左轉(zhuǎn)角逐漸達到最大右轉(zhuǎn)角，測量這一過程中各個同一時刻左右檢驗臺的轉(zhuǎn)向角度β和α，并得到相應(yīng)的δ值，在β為2°～10°范圍內(nèi)確定δ2值和相應(yīng)的β2、α2值，找到或采用插入法計算對稱δ2的相應(yīng)β3、α3值，根據(jù)(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、按上表采用插入法求δ2等于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(fā)明具有方法簡單、尋找中位準(zhǔn)確、檢測誤差小等優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.臺試車輪中位和最大轉(zhuǎn)向角的檢測方法，是汽車在車輪轉(zhuǎn)向角檢驗臺上，確定車輪中位并進行最大轉(zhuǎn)向角檢測，其特征在于根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向梯形造成相對中位左右轉(zhuǎn)向?qū)ΨQ性的特點，以左輪最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角狀態(tài)作為角度檢測零點，然后轉(zhuǎn)動方向盤向右緩慢轉(zhuǎn)向，按轉(zhuǎn)向梯形造成的內(nèi)外車輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，通過測量同一時刻左右檢驗臺的轉(zhuǎn)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(dāng)車輪中位時，δ值達到最大值δm，等于左轉(zhuǎn)左輪最大內(nèi)角與右輪最大外角之差，當(dāng)車輪繼續(xù)右轉(zhuǎn)時，差值δ越來越小，當(dāng)右轉(zhuǎn)右車輪的轉(zhuǎn)向內(nèi)角等于左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角時，δ等于零；在整個轉(zhuǎn)向角度檢測過程中，相對中位有無數(shù)個相同δ的兩對稱點，代表轉(zhuǎn)向梯形和車輪相對中位左右轉(zhuǎn)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(yīng)的β和α檢測值，從而可計算得到中位點相應(yīng)的左輪角度β0和右輪角度α0，β0即為左輪最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角，α0即為右輪最大轉(zhuǎn)向外角，左輪最大檢測角度減去β0即為左輪最大轉(zhuǎn)向外角，右輪最大檢測角度減去α0即為右輪最大轉(zhuǎn)向內(nèi)角；由于在左右轉(zhuǎn)向相對中位較大轉(zhuǎn)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，并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，可以采用插入法得到相同δ2值對應(yīng)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(zhuǎn)向角的檢測方法，是根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向梯形造成相對中位左右轉(zhuǎn)向?qū)ΨQ性的特點，在車輪從最大左轉(zhuǎn)向角度至最大右轉(zhuǎn)向角度的整個轉(zhuǎn)向過程中，通過測量左右車輪同一時刻的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)角差δ，可以得到兩個對稱δ相應(yīng)的左右車輪檢測角度和最大轉(zhuǎn)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(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者吳明 申請人:吳明