CN110569521A - 使用转向数据进行转向齿条腐蚀检测 - Google Patents
使用转向数据进行转向齿条腐蚀检测 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110569521A CN110569521A CN201910481011.9A CN201910481011A CN110569521A CN 110569521 A CN110569521 A CN 110569521A CN 201910481011 A CN201910481011 A CN 201910481011A CN 110569521 A CN110569521 A CN 110569521A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- steering
- force
- difference
- corrosion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 129
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 128
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 95
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 37
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 8
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 31
- 238000013501 data transformation Methods 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 21
- 230000008859 change Effects 0.000 description 20
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 13
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 13
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 8
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000000418 atomic force spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010223 real-time analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
- G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
- G07C5/0841—Registering performance data
- G07C5/085—Registering performance data using electronic data carriers
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
- G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
- G07C5/0841—Registering performance data
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D3/00—Steering gears
- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/006—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light of metals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/04—Corrosion probes
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
- G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
- G07C5/0816—Indicating performance data, e.g. occurrence of a malfunction
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
提供了使用转向数据进行转向齿条腐蚀检测。用于基于转向齿条相比于针对非腐蚀的转向齿条所收集的参考数据的性能来检测车辆的转向齿条中的腐蚀的系统和方法。可以基于性能数据相对于转向微动或数据变换的分析来检测腐蚀。性能数据可以包括转向齿条相对于空档位的位移、或被施加到转向系统的组件的力。
Description
技术领域
本公开涉及车辆诊断领域，并且特别地涉及与车辆转向系统有关的诊断。
背景技术
电动车辆可以使用包括齿条和齿轮系统（rack-and-pinion system）的转向机构来控制车辆车轮的旋转方向。在正常操作状况下，车辆的转向齿条可能暴露于水、污垢、碎屑、盐或已知与腐蚀有关的其他道路状况。转向齿条腐蚀可能导致转向机构的次优性能，包括在运动期间需要更大量的力来定位车轮。经历过充分腐蚀的转向齿条可能需要维修、修理或更换以用于车辆的持续最优操作。
转向齿条取决于多个因素而可能以不同的速率腐蚀，所述因素包括局部暴露于腐蚀状况。附加地，由于与齿轮传动部（pinion gear）的更一致的相互作用，转向齿条的某些部分可能以较慢的速率腐蚀。具有自动或半自动功能的车辆还可以有利地受益于自诊断功能来确定转向齿条的腐蚀水平。
发明内容
本公开的一个方面涉及一种腐蚀检测系统，其可操作以检测车辆的转向齿条的腐蚀，该系统包括：多个传感器、处理器和数据存储装置。该系统还可以包括：腐蚀-水平指示器，其可操作以提供转向齿条的腐蚀状况的指示。该多个传感器可以包括位移传感器和力传感器，它们可操作以测量转向齿条的状态。数据存储装置可以包括当由处理器执行时使处理器实行下述步骤的指令：从传感器获取数据、基于所获取的数据计算附加数据、基于该数据计算腐蚀概率、以及基于计算的腐蚀概率来激活腐蚀-水平指示器。
本公开的另一方面涉及一种车辆的转向齿条中的腐蚀检测的方法，该方法包括下述步骤：获取数据、基于所获取的数据计算附加数据、基于该数据计算腐蚀概率、以及基于计算的腐蚀概率来指示腐蚀水平。腐蚀概率计算可以基于转向齿条的位移或施加到转向齿条的力中的微动（joggle）特性。腐蚀概率计算可以基于经受带宽限制或变换的数据的比较，该变换诸如快速傅里叶变换（FFT）。
本公开的另外的方面涉及一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，该指令当由处理器执行时使得处理器：从外部传感器获取数据、基于所获取的数据计算附加数据、计算腐蚀概率、以及以与所计算的腐蚀概率相对应的方式激活腐蚀指示器。
下面将参考附图更详细地解释本公开的上述方面和其他方面。
附图说明
图1示出了可操作以检测转向齿条的腐蚀的腐蚀检测系统。
图2是适用于检测转向齿条中的腐蚀的处理器的信号流的图解图示。
图3是微动检测模块的信号流的图解图示。
图4是位移-微动比较的视觉图示。
图5是频带限制分析模块的信号流的图解图示。
图6是FFT-微动比较的视觉图示。
图7是描述了检测转向齿条中的腐蚀的方法的流程图。
具体实施方式
参考附图公开了图示的实施例。然而，要理解的是，所公开的实施例仅意图是可以以各种和替换形式体现的示例。附图不一定是按比例的，并且一些特征可能被夸大或最小化以示出特定组件的细节。所公开的具体结构和功能细节不要被解释为限制性的，而是作为用于教导本领域技术人员如何实践所公开的概念的代表性基础。
图1图示了腐蚀检测系统100的组件的图解示图。腐蚀检测系统100监测具有齿条传动部102的转向齿条101的状况，该齿条传动部102可操作以与齿轮传动部103对接。齿轮传动部103联接到扭转杆（torsion bar）105并且可操作以响应于转向柱107（steeringcolumn）在沿着转向柱107的长度的扭转方向上取向的转动方向108上的移动，而在齿条-运动方向106上在转向齿条101内创建运动。引起转向柱107沿着转动方向108的运动的扭转力响应于由车辆驾驶员在旋转方向110上施加到方向盘109的扭转力。这种相互作用允许驾驶员使用方向盘109来使车辆的车轮111的方向转向。每个车轮111可以经由拉杆（tie rod）113和转动销（swivel pin）114联接到转向齿条101。
在相关联的车辆的正常操作期间，转向齿条101可能暴露于腐蚀性元素和环境。当转向齿条101的部分变得腐蚀时，对于齿条传动部102沿着齿条-运动方向106移位转向齿条101所必要的相关联的力与非腐蚀的状况相比增加。转向齿条101的广泛腐蚀可能引起次优性能或可能在指定参数内操作失败。因此监测转向齿条101的腐蚀状况以便优化车辆操作是合期望的。
在所描绘的实施例中，一对车轮111联接到单个转向齿条101，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以具有其他布置。在所描绘的实施例中，齿条传动部102包括转向齿条101的一部分，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以具有齿条传动部102的不同配置。
腐蚀检测系统100包括：多个传感器，其可操作以提供在做出关于转向齿条101的腐蚀状况的确定中有用的数据。力传感器115可操作以测量施加到车辆的转向组件的力，诸如沿着转向柱107上的转动方向108的扭矩的力。尽管在所描绘的实施例中，扭矩的力被测量为施加到扭转杆105，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以测量在方向盘109、转向柱107或齿轮传动部103处施加的用以移位齿轮传动部103相对于转向齿条101的相对方位的力。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，力传感器115可以可操作以测量施加到车辆的转向组件的线性力。在不偏离本文中所公开的教导的情况下，力传感器115还可以有利地与车辆的其他系统相关联。在所描绘的实施例中，力传感器115设置在转向齿条101上，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他布置，诸如扭转杆105、转向柱107、方向盘109、或可操作以监测扭转杆105的施加力的任何其他位置。在一些实施例中，力传感器115可以包括电动-扭矩传感器、扭转杆扭矩传感器、差分力传感器或在不偏离本文中所公开的教导的情况下本领域普通技术人员已知的任何其他替换的等同物。
在一些实施例中，腐蚀检测系统100可以进一步包括电力转向特征，诸如转向电动机116。转向电动机116可以可操作以将附加的力施加到转向齿条101，使得转向齿条101的方位和运动被最优地控制。在所描绘的实施例中，转向电动机116可以包括电转向电动机。在一些实施例中，转向电动机116可以包括液压转向电动机、气动转向电动机、转向电动机的上述配置的组合、或在不偏离本文中的教导的情况下本领域普通技术人员已知的任何其他替换的等同物。
腐蚀检测系统100还包括：位移传感器117，其可操作以测量齿轮传动部103相对于齿条传动部102的范围内的转向齿条101的空档位（neutral position）的位移。在所描绘的实施例中，齿轮传动部103的位移可以通过相对于空档位的转向角位移的方式来测量，以度数或另一旋转位移单位来测量。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，齿轮传动部103相对于空档位的位移可以通过转向齿条从空档位的线性位移的方式来测量，以毫米或某个其他线性位移单位来测量。预期从空档位的更大位移在正常操作状况下需要更大的力，并因此位移必须与力传感器115测量的力相关联，以便估计腐蚀水平。附加地，因为转向齿条101的不同部分可能以不同的速率腐蚀，所以位移测量可以有利地揭示仅转向齿条101的某些部分正遭受腐蚀。例如，因为齿轮传动部103与较大的位移相比更频繁地经受较小的位移，所以齿轮传动部103可能对齿条传动部102具有“抛光”效果，其中与齿条传动部102的部分的重复相互作用防止腐蚀或腐蚀性元素在空档位附近累积。相反，因为齿轮传动部103可能不会那么频繁地在齿条传动部102的端点附近移位，所以在正常操作期间，可以在齿条传动部102的端点附近预期更大的腐蚀和腐蚀性元素的累积。在所描绘的实施例中，位移传感器117设置得紧密地接近齿轮传动部103，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他布置，例如沿着转向齿条101、靠近齿条传动部102、沿着转向柱107、在方向盘109内、联接到转向电动机116、在车辆内的另一个点处、或可操作以测量齿轮传动部103相对于齿条传动部102的位移的任何其他位置。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，位移传感器117还可以有利地与车辆的其他系统相关联。转向齿条101相对于空档位的位移，或者转向柱107或方向盘109的旋转位移，可以被称为“转向角”，其描述车辆转向系统的至少一个组件相对于空档位的位移。
在正常操作期间，车辆的移动速度也可能对成功使车轮111转向所需的力具有影响。移动速度指代在运动期间车辆的定向速度，并且可以描述在相对于车辆车身的纵向或横向方向上取向的方向上的速度。作为举例而非限制，如果车辆正以非常高的速度移动，则可能需要更多能量来在运动期间改变车轮111的方位。一般而言，非常高的速度可能需要更大的力来克服横向加速度，并且非常低的速度可能需要更大的力来克服车轮111与道路表面之间的摩擦。速度传感器119可以可操作以测量车辆的移动速度。在所描绘的实施例中，速度传感器119位于车轮111之一的结构内，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他布置，诸如沿着车轴、接近不与腐蚀-检测系统相关联的车轴或车轮、位于车辆内的别处、位于车辆外部、或在可操作以监测车辆移动速度的任何其他位置中。在一些实施例中，速度传感器119可以使用全球定位系统（GPS）跟踪来确定车辆的移动速度。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，速度传感器119还可以有利地与车辆的其他系统相关联。
力传感器115、位移传感器117和速度传感器119中的每一个可以与处理器121进行数据通信，该处理器121可操作以相对于由传感器提供的测量数据来实行分析功能。在所描绘的实施例中，处理器121可以包括车辆的电子控制单元（ECU），但是其他实施例可以包括：被配置成与车辆的诊断端口对接的诊断软件保护器（dongle）、诸如智能电话或平板计算机之类的便携式处理设备、基于云的处理设备、网络计算机、个人计算机、膝上型计算机、或在不偏离本文中所公开的教导的情况下普通技术人员认可的任何其他等同设备。在所描绘的实施例中，处理器121设置得接近转向齿条101，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他布置。
处理器121还可以与数据存储装置123进行数据通信，该数据存储装置123可以包括供处理器121执行的指令。数据存储装置123还可以充当用于处理器121或与车辆的其他系统相关联的其他处理器的数据存储库。数据存储装置123可以被体现为非暂时性计算机可读介质或机器可读存储介质，以用于承载或具有存储在其上的计算机可执行指令或数据结构。这样的非暂时性计算机可读介质或机器可读存储介质可以是以硬件或物理形式体现的任何可用介质，其可以由通用或专用处理器访问。作为举例而非限制，这样的非暂时性计算机可读介质或机器可读存储介质可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、光盘存储装置、磁盘存储装置、线性磁数据存储装置、磁存储设备、闪速存储器、或可以被用来以计算机可执行指令或数据结构的形式承载或存储期望的程序代码构件的任何其他介质。上述的组合也应该被包括在非暂时性计算机可读介质或机器可读存储介质的范围内。在所描绘的实施例中，处理器121与数据存储装置123进行有线通信，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括无线配置。
处理器121还可以与腐蚀-水平指示器125进行数据通信，该腐蚀-水平指示器125可操作以向用户、技术人员或驾驶员提供转向齿条101中估计的腐蚀水平的指示。在所描绘的实施例中，腐蚀-水平指示器125可以包括警告灯、车辆内的显示器、与车辆分离的显示器、听觉警报器、触觉警报器、或者在不偏离本文中所公开的教导的情况下普通技术人员已知的适合于将车辆的状况传达给用户、技术人员或驾驶员的任何其他指示器。在所描绘的实施例中，处理器121与腐蚀-水平指示器125进行无线通信，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括有线配置。
在一些实施例中，腐蚀检测系统100可以有利地利用现有传感器来获取描述车辆状况的力数据、位移数据和速度数据。
图2是腐蚀检测系统中的处理器200的信号流的图解图示，该腐蚀检测系统可操作以检测车辆的转向齿条的腐蚀。处理器200可以包括处理器121（参见图1），或者在其他实施例中在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他替换的布置。处理器200包括输入阵列201、处理集群203和输出阵列205。
输入阵列201可以由力-数据源215、位移-数据源217、速度-数据源219和转向-改变源221组成。力-数据源215可以提供描述被施加到车辆的转向组件的力数据的源。该力-数据源215可以包括：力传感器，诸如力传感器115（参见图1），但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他配置。在所描绘的实施例中，力-数据源215可以提供描述被施加到车辆的扭转杆的扭转力的力数据，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括描述到车辆的转向系统的其他组件的所施加力的数据。在这样的其他实施例中，处理集群203可以被配置成适应原始的力数据的源。
位移-数据源217可以提供位移数据的源，所述位移数据描述转向齿条101（参见图1）相对于空档位的相对位移。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，位移数据可以描述转向柱107或方向盘109（参见图1）相对于空档位的旋转位移。转向齿条101的位移将与转向系统的其他组件的线性或旋转位移直接相关。位移-数据源217可以包括：接近转向齿条放置的传感器，诸如位移传感器117（参见图1），但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他配置。在所描绘的实施例中，位移-源数据可以提供描述转向齿条从空档位的位移的位移数据。在不偏离本文中所公开的教导的情况下，一些实施例可以包括描述转向柱、方向盘、车轮或车辆转向系统的其他元件的位移的数据的源。在这样的其他实施例中，处理集群203可以被配置成适应原始的位移数据的源。
速度-数据源219可以提供描述车辆的移动速度的速度数据的源。速度-数据源219可以包括：传感器，诸如速度传感器119（参见图1），但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他配置。
转向-改变源221可以提供描述位移数据相对于时间的改变的转向-改变数据的源。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，转向-改变数据可以描述转向齿条101、转向柱107或方向盘109的位移中的改变率。在一些实施例中，转向-改变数据可以描述车辆的转向角的改变率。在这样的实施例中，将预期转向角中的不同改变率将导致针对非腐蚀的转向齿条的不同预期行为。在这样的实施例中，转向-改变数据可以描述相对于转向角的改变率的位移数据中的改变。在所描绘的实施例中，转向-改变源221可以包括可操作以跟踪和分析位移数据中的改变的处理模块，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他配置。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，转向-改变源221可以是处理集群203内、或者设置在处理器系统200外部的分析模块。
输入阵列201将数据提供给处理集群203以供分析。处理集群203可以包括多个处理模块，这些处理模块在实行分析以确定转向齿条的腐蚀概率中有用。在所描绘的实施例中，处理模块可以包括微动模块223和频带限制模块225。其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以仅具有微动模块223或频带限制模块225中的一个。其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括除了所描述的那些之外的附加处理模块。处理模块可以包括软件、固件、专门化电路、可编程电路、与处理系统200进行数据通信的外部处理器、与处理系统200进行数据通信的基于云的处理器、两个或更多个上述实施例的组合、或在不偏离本文中所公开的教导的情况下本领域普通技术人员已知的任何其他替换的等同实现方式。
每个处理模块实行分析，该分析有助于在状况检查模块227处的腐蚀概率指派。状况检查模块鉴于较早的处理模块的结果来实行概率分析，并且作为响应向输出阵列205提供对应的输出信号。输出阵列205可以包括：指示器灯、提供状态状况的显示器、听觉告警或在不偏离本文中所公开的教导的情况下本领域普通技术人员已知的能够向用户传达转向齿条的状态状况的任何其他输出。
图3提供了微动模块223（参见图2）的信号流的图解图示。微动模块223基于转向系统的所测量的微动来做出腐蚀概率的评估。如本文中使用的，“微动”指代转向系统组件中的非线性或不规则行为。微动源可以包括但不限于：由车辆驾驶在其上的表面中的不规则性（例如，坑洼、凸起等）引起的外力；由来自与道路的接触的摩擦力引起的车辆中的振动；驾驶员的车辆转向中的不规则性；或与车辆、驾驶员或道路表面有关的其他状况。在非腐蚀的转向齿条中，由于转向齿条与转向系统的其他组件之间的低摩擦，预期会有一定程度的微动。随着转向齿条中的腐蚀增加，类似地预期摩擦力以与转向齿条上的腐蚀的位置和严重性相对应的方式增加。
可以在转向齿条的位移中表现出微动。在所描绘的实施例中，位移-微动检测模块310可以可操作以分析来自位移-数据源217和速度-数据源219（参见图2）的传入位移数据，并且响应于由位移数据描述的行为来计算位移-微动数据。在一些实施例中，位移-微动检测模块310还可以从附加的输入接收数据，该附加的输入诸如转向-改变源221（参见图2）。位移-微动数据可以描述在位移数据中经历的微动，并且可以用来确定转向齿条中的腐蚀概率。在正常操作状况下，在不同的速度处预期不同的位移-微动值，并因此鉴于车辆的当前移动速度来实行分析。在一些实施例中，可以将位移-微动数据与参考位移-微动数据进行比较，以确定位移中的平均改变、位移-微动的导数、位移-微动的平均导数、上述的某种组合、或者涉及说明所获取的数据与参考数据之间的差异的任何其他分析。参考数据可以包括数据集，但是其他实施例可以包括单个数据或说明位移的数据的其他组合。
可以在被施加到转向齿条的力中表现出微动。在所描绘的实施例中，力-微动检测模块320可以可操作以分析来自力-数据源215的传入力数据，并且响应于由力数据描述的行为来计算转向齿条中的腐蚀概率。
在所描绘的实施例中，被施加到转向齿条的力可以在车辆的扭转杆处测量，但是其他实施例可以包括被施加到方向盘、转向柱、转向齿条或转向系统的其他组件的力或扭矩的测量。因为被施加到转向系统的力与转向齿条的位移相关，所以力施加中的改变可能经历微动不规则性，其原因与引起位移微动的那些原因非常相似。因此，力-微动检测模块320可以可操作以分析由力-数据源215提供的力数据。
在一些实施例中，可以将力数据与参考力-微动数据进行比较以确定力-微动、预期的力-微动值的导数、预期的力-微动值的平均导数、上述的某种组合、或涉及说明所获取的数据与参考数据之间的差异的任何其他分析。参考数据可以包括数据集，但是其他实施例可以包括单个数据或说明位移的数据的其他组合。在非腐蚀的转向系统中，可以针对不同程度的转向齿条位移来表达预期的力值。在腐蚀的转向系统中，由于腐蚀，调整位移所需的摩擦可能增加，并因此测量的力将相应地增加以克服附加的摩擦。力-微动检测模块320可以基于所施加的力的总量值或基于力随时间的改变来计算力数据的微动。例如，在一些实施例中，可以基于力数据中表达的力-微动的量值来估计腐蚀水平，该量值大于一个或多个阈值。在其他实施例中，可以基于力数据中的改变小于预期值来估计腐蚀水平。其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他分析因素来计算力数据的微动。
在所描绘的实施例中，位移-微动检测模块310和力-微动检测模块320的结果被提供给腐蚀-估计模块330。腐蚀-估计模块330可以可操作以基于所接收到的微动数据来计算转向齿条的腐蚀概率。在一些实施例中，腐蚀-估计模块330可以可操作以维持转向齿条腐蚀的概率值，并且基于由位移-微动模块310和力-微动模块320提供的微动数据中的更新来更新该概率。腐蚀-估计模块330可以可操作以提供描述转向齿条腐蚀概率的输出信号。在一些实施例中，腐蚀-估计模块330的输出可以是用于指示器的控制信号，该指示器被配置成向用户提供转向齿条腐蚀水平的指示，诸如腐蚀-水平指示器125（参见图1）。一些实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以仅包括位移-微动检测模块310或力-微动检测模块320中的一个。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，腐蚀-估计模块330的功能可以由位移-微动检测模块310或力-微动检测模块320中的一个或多个来实行。一些实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他微动-检测模块。
图4描绘了对于微动模块223（参见图3）的微动分析有用的微动数据的视觉图示。该数据包括表示在时域t上进行微动分析所需的数据的曲线。在所描绘的实施例中，t可以以操作的秒为单位来测量，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他单位。图4a中表示的所描绘的数据包括：图示了速度数据的速度曲线401、图示了位移数据的位移曲线403、以及图示了力数据的力曲线405。在所描绘的实施例中，所表示的数据与从非腐蚀的转向齿条获得的数据相对应，并且可以被用作参考数据以用于数据的后续测量。在正常操作下，预期腐蚀的转向齿条将产生更平滑的曲线，所述曲线在针对位移曲线403和力曲线405的数据中具有更小或更不频繁的改变。
图4b描绘了数据曲线410，数据曲线410表示在转动期间具有非腐蚀的转向齿条的系统的行为。在所描绘的实施例中，数据曲线410可以表示车辆的转向齿条相对于时间t的位移d。在所描绘的实施例中，t是以秒为单位来测量的，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括任何时间单位。在所描绘的实施例中，数据曲线410可以以毫米计来测量，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他位移单位。在一些实施例中，类似的数据曲线可以表示被施加到车辆的转向组件的扭矩（N-m）。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，类似的曲线可以表示车辆的转向组件的力。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，类似的曲线可以表示车辆的转向组件的转向角。在所描绘的实施例中，力表示在车辆的转动操作期间施加到转向齿条的力，并因此数据曲线410以空档位开始，在转动的最尖点期间上升到施加的位移的最大值，并且在转动完成时返回到空档位。
相反，除了使用可能包括一定程度的腐蚀的转向齿条之外，图4c描绘了表示在类似的转动操作期间转向齿条的位移的数据曲线420。数据曲线420不如数据曲线410平滑，包括多个偏离425和427。每个偏离425对应于与预期曲线的小偏差。尽管每个偏离425可以不包括相同的偏差，但是因为偏离425在发生和量值方面具有一定程度的规则性，所以偏离425对应于转向齿条的腐蚀程度的概率增加。相反，偏离427具有与任何偏离425大幅不同的量值，并且是具有这样的特性的仅有偏离。由此，偏离427对应于转向齿条的腐蚀的概率可能更低，并且偏离427对应于其他因素的概率更高。可以实行更复杂的分析形式。例如，偏离429存在于时间线上的单个点中，即使在时间线上的多个点处实现其相应的位移。相反，每个偏离425对应于位移值，该位移值不仅在所描绘的时间线内出现两次，而且还在位移逼近数据曲线420的每个点处经历偏离。以这种方式，特定位移处的偏离的一致性可以被用作腐蚀概率的度量。这些比较可以通过对数据进行微动分析而以数学的形式来利用，该微动分析诸如由微动模块223（参见图3）实行的微动分析。
在正常操作状况下，在针对非腐蚀的转向齿条的位移数据和力数据中的每一个中预期某个量的微动。预期的微动可以具有可预测的形式。在一些实施例中，预期的微动可以通过快速傅里叶变换（FFT）表示为信号分量的组合。指示信号分量的组合基本上不包括预期的信号分量的FFT数据可以是转向齿条腐蚀的迹象。腐蚀的指示可以包括一个或多个非预期的信号分量，或者一个或多个具有非预期量值的预期信号分量。图5描绘了频带限制模块225（参见图2）内的信号流的图解图示。在所描绘的实施例中，频带限制模块225可以可操作以实行在估计转向齿条的腐蚀中有用的FFT分析。在一些实施例中，预期的微动可以由频带限制的时域信号表示。
频带限制模块225可以包括：位移-频带限制模块510，其从力-数据源215、位移-数据源217和转向-改变源221（参见图2）接收数据。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，位移-频带限制模块510可以从转向-改变源221（参见图2）接收数据。位移-频带限制模块510可以对与所接收到的速度数据相关的所接收到的位移数据实行变换，诸如快速傅里叶变换。所得变换数据可以提供位移数据相对于频域中的分量的布置。然后可以将所得的经变换位移数据与预期的位移变换进行比较，并且可以利用差异来计算转向齿条中的腐蚀概率。在一些实施例中，可以利用由转向-改变数据描述的改变率来增强比较的准确性，因为预期不同信号特性与车辆转向角中的不同改变率有关。作为举例而非限制，预期转向改变信号的频率可以随着转向角中的改变率增加而增加。因为在正常操作状况下，预期转向齿条的位移随着车辆的移动速度而改变，所以位移-频带限制模块510也可以利用速度数据。预期的位移变换可以包括一个频带或多个频带内的信号分量的组合，该信号分量的组合预期与转向齿条当以特定速度移动时的位移相对应。在确定转向齿条腐蚀的概率中，可以考虑在预期的一个频带或多个频带之外的信号分量、或者在预期的一个频带或多个频带内的具有与预期的量值显著不同的量值的信号分量。
频带限制模块225可以包括：力-频带限制模块520，其从力-数据源215接收数据。力-频带限制模块520可以对所接收到的力数据实行变换，诸如快速傅里叶变换。所得变换数据可以提供力数据相对于频域中的分量的布置。然后可以将所得的经变换的力数据与预期的力变换进行比较，并且可以利用差异来计算转向齿条中的腐蚀概率。在一些实施例中，可以利用由力数据描述的改变率来增强比较的准确性，因为预期不同信号特性与车辆的转向角中的不同改变率有关。作为举例而非限制，预期力-数据信号的频率可以随着转向角中的改变率增加而增加。预期的力变换可以包括频带内的信号分量的组合，该信号分量的组合预期与转向齿条的微动相对应。在确定转向齿条腐蚀的概率中，可以考虑在预期频带之外的信号分量、或者在预期的频带内的具有与预期的量值显著不同的量值的信号分量。
在一些实施例中，频带限制模块225可以包括位移-频带限制模块510和力-频带限制模块520，它们利用时域频带限制操作而不是FFT频带限制操作。这样的实施例可以有利地降低由每个位移-频带限制模块510和扭矩-频带限制模块520实行的分析的计算复杂度，这可以进一步降低实现方式的成本并且增加计算的速度。在这样的实施例中，位移-频带限制模块510可以通过将参考信号与来自位移-数据源217或转向-改变数据源221的位移数据的滤波版本进行比较来确定预期信号之外噪声的存在。在这样的实施例中，位移-频带限制模块510应用滤波器，该滤波器从所接收到的数据中去除预期的位移数据或转向-改变数据值来生成位移-元素数据。剩余信号可以包括与转向齿条的状况相对应的噪声数据。由转向-改变数据描述的改变率可以附加地被利用以增强估计的准确性。作为举例而非限制，转向齿条位移中的更快改变率可以与转向-改变数据的更高频率相对应。类似地，在这样的实施例中，力-频带限制模块510可以通过将参考信号与来自力-数据源215的力-数据或来自转向-改变数据源221的转向-改变数据的滤波版本进行比较来确定预期信号之外噪声的存在。在这样的实施例中，力-频带限制模块520应用滤波器，该滤波器从所接收到的数据中去除预期的力数据或转向-改变数据值来分别生成力-元素数据或转向-元素数据。剩余信号可以包括与转向齿条的状况相对应的噪声数据。由转向-改变数据描述的改变率可以附加地被利用以增强估计的准确性。作为举例而非限制，转向齿条位移中的更快改变率可以与力-数据的更高频率相对应。
在频带限制模块225内利用时域分析的实施例中，诸如在实验室设定中，可以在车辆内实现该系统之前使用FFT分析来获取用以确定与非腐蚀的转向齿条相对应的预期数据的初始分析。
频带限制模块225可以进一步包括：腐蚀-估计模块530，其可操作以从位移-频带限制模块510和力-频带限制模块520接收变换比较数据，并且基于所接收到的变换比较数据来计算转向齿条腐蚀的概率。
在一些实施例中，腐蚀-估计模块530可以可操作以维持转向齿条腐蚀的概率值，并且基于由位移-频带限制模块510和力-频带限制模块520提供的变换比较数据中的更新来更新概率。腐蚀-估计模块530可以可操作以提供描述转向齿条腐蚀概率的输出信号。在一些实施例中，腐蚀-估计模块530的输出可以是用于指示器的控制信号，该指示器被配置成向用户提供转向齿条腐蚀水平的指示，诸如腐蚀-水平指示器125（参见图1）。一些实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以仅包括位移-频带限制模块510或力-频带限制模块520中的一个。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，腐蚀-估计模块530的功能可以由位移-频带限制模块510或力-频带限制模块520中的一个或多个来实行。一些实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他微动-检测模块。
图6提供了可以由位移-频带限制模块510实行的变换比较的视觉图示。图6a表示非腐蚀的转向齿条的位移变换，其表示一组预期的变换数据。图6b表示与经历过一定程度腐蚀的转向齿条相对应的测量的位移变换。每个变换为x轴上的频率f的信号分量提供量值M。预期带宽bwe可以包括：预期存在于针对非腐蚀的转向齿条的微动数据中的信号分量的组合。在图6a中，信号分量数据601表示针对非腐蚀的转向齿条的预期信号分量。在图6b中，信号分量数据603表示可能不一定与转向齿条腐蚀相对应的信号分量，因为所述信号分量落在bwe内并且可以包括与预期信号分量数据601类似的量值。在图6b中，信号分量605落在预期带宽bwe之外，并因此更有可能指示转向齿条腐蚀。一些实施例可以利用这种面向带宽的比较方法。一些实施例可以利用变换数据差异。作为举例而非限制，如果预期变换数据与测量变换数据之间的差异是显著的，则可以指派增加的腐蚀概率。数据中的显著差异可以包括在预期带宽bwe之外的信号分量，或者在预期信号分量数据与bwe内的测量的分量数据之间的大幅差异，诸如如果特定分量具有在阈值之上的量值差异。预期的信号分量数据可以取决于车辆的速度或车辆的规格，诸如质量或材料构成。
图7描绘了根据本文中的教导的一个实施例的用于检测车辆的转向齿条腐蚀的方法的流程图。该方法在步骤700处以相关数据的获取开始。在所描绘的实施例中，获取的数据可以包括描述转向齿条相对于空档转向方位的方位的位移数据、描述车辆的移动速度的速度数据、或描述被施加到车辆的转向控制部的力的力数据。力数据可以包括被施加到转向齿条、扭转杆、转向柱、方向盘或经受扭转力的转向系统的任何其他组件中的一个或多个的力的测量。其他实施例可以包括本领域普通技术人员认可为在该检测中有用的其他数据。在所描绘的实施例中，数据可以直接从设置在车辆上的传感器来获取，但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他数据源。
前进到步骤702，可以分析位移数据以计算描述位移数据如何相对于时间而改变的转向-改变数据。在一些实施例中，可以在步骤700中获取转向-改变数据来作为所获取的数据的一部分，并且在这样的实施例中，可以省略步骤702。在一些实施例中，在不偏离本文中所公开的教导的情况下，可以在步骤702处计算可以被用于后续分析的附加数据。
在已经获取和计算了数据之后，该方法可以前进到步骤704处的微动-分析或步骤706处的FFT-分析中的至少一个。步骤704可以由处理元件实行，该处理元件诸如微动模块223（参见图2），但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他处理元件。步骤704包括子步骤708处的位移-微动数据分析或子步骤710处的力-微动分析中的至少一个。一些实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以仅包括子步骤708或子步骤710中的一个。在不偏离本文中所公开的教导的情况下，子步骤708和子步骤710可以同时地或以任何顺序连续地完成。在一些实施例中，步骤704可以包括其他子步骤，所述子步骤包括除了子步骤708或子步骤710中的一个或多个之外的分析或者附加于子步骤708或子步骤710中的一个或多个的分析。
步骤706可以由处理元件实行，该处理元件诸如频带限制模块225（参见图2），但是其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括其他处理元件。步骤706包括：子步骤712处的位移-FFT数据分析或子步骤714处的力-FFT分析中的至少一个。一些实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以仅包括子步骤712或子步骤714中的一个。在不偏离本文中所公开的教导的情况下，子步骤712和子步骤714可以同时地或以任何顺序连续地完成。在一些实施例中，步骤706可以包括其他子步骤，所述子步骤包括除了子步骤712或子步骤714中的一个或多个之外的分析或者附加于子步骤712或子步骤714中的一个或多个的分析。
在不偏离本文中所公开的教导的情况下，步骤704和706可以同时地或以任何顺序连续地实行。一些实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以仅包括步骤704或步骤706中的一个。一些实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括附加于步骤704或706中的一个或多个的其他分析步骤。
在完成从步骤704或706中的一个或多个所选择的分析后，该方法前进到步骤716，在步骤716中基于数据分析步骤的结果而利用分析结果来指派转向齿条中的腐蚀概率。在一些实施例中，该概率可以存储在存储器中以供在实时分析系统或受益于数据存储的其他系统中使用。在一些这样的实施例中，可以利用存储的概率数据指派当前概率，诸如滚动平均值或其他加权概率方案。
一旦已经指派了概率，该方法就前进到步骤718，在步骤718中提供转向齿条中的腐蚀的指示。该指示可以采取视觉指示器的形式，该视觉指示器诸如警告灯、显示的消息、或提供给车辆用户或技术人员的其他视觉显示。该指示可以采取被提供给车辆用户或技术人员的听觉或触觉信号的形式。在一些实施例中，如果可能有很少或没有腐蚀，则指示可能是视觉、听觉或触觉响应的缺失。在这样的系统中，腐蚀水平的指示可以表现为警告指示，而不是通用指示。在一些实施例中，车辆用户或技术人员可以可访问（accessible）一个或多个指示，并且可以以不同的模式或机制来访问不同的指示。例如，可以在车辆内的头部单元的视觉显示内可访问转向齿条的一般腐蚀水平的指示，而当该方法确定腐蚀的高可能性时，可以在车辆仪表板中显示告警，建议用户将车辆送到服务站进行维修。其他实施例在不偏离本文中所公开的教导的情况下可以包括转向齿条腐蚀水平的指示的其他组合。
在一些实施例中，步骤718的完成可以结束该方法。在其他实施例中，可以迭代地实行该方法，在步骤718完成之后返回到步骤700。在这样的迭代实施例中，该方法可以有利地提供转向齿条腐蚀的实时监测。在一些实施例中，可以响应于特定状况来实行该方法，诸如在行驶阈值英里数后、在某个数量的车辆激活之后、在预先确定的时间长度之后。特定状况可以基于车辆的规格来确定，并且可以在不偏离本文中所公开的教导的情况下在不同的车辆之间变化。
虽然上面描述了示例性实施例，但并不意图这些实施例描述所公开的装置和方法的全部可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不偏离所要求保护的本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。可以组合各种实现实施例的特征以形成所公开的概念的另外的实施例。
Claims (20)
1.一种可操作以检测车辆的转向齿条的腐蚀的腐蚀检测系统，所述系统包括：
位移传感器，其可操作以生成描述所述转向齿条相对于空档位的位移的位移数据；
力传感器，其可操作以生成描述被施加到转向齿条的力的力数据；
腐蚀-水平指示器，其可操作以提供所述转向齿条的腐蚀状况的指示；
与所述位移传感器和所述力传感器进行数据通信的处理器；以及
数据存储装置，其包括可由所述处理器操作的指令，所述指令当被执行时使所述处理器实行下述步骤
从所述位移传感器获取位移数据，
从所述力传感器获取力数据，
计算描述位移数据相对于时间的改变的转向-改变数据；
响应于所述力数据和所述转向-改变数据的值来计算所述转向齿条上的腐蚀概率；以及
当所述腐蚀概率大于阈值量值时，激活所述腐蚀-水平指示器来指示高-腐蚀状态。
2.根据权利要求1所述的腐蚀检测系统，其中所述数据存储装置进一步包括当由所述处理器执行时使所述处理器实行下述步骤的指令：
计算力-元素数据，其描述在使用频带限制滤波器滤波之后的力数据的信号元素；
将所计算的力-元素数据的信号与预期的力-频带进行比较，所述预期的力频带定义与非腐蚀的转向齿条相对应的力-元素数据的预期信号特性；以及
当所计算的力-元素数据与所述预期的力-元素数据之间的差异具有大于阈值的量值时，指派腐蚀概率。
3.根据权利要求2所述的腐蚀检测系统，所述力-元素数据包括描述所述力-数据的傅里叶变换的力-变换数据，并且在频域中应用所述频带限制滤波器。
4.根据权利要求1所述的腐蚀检测系统，其中所述数据存储装置进一步包括当由所述处理器执行时使所述处理器实行下述步骤的指令：
计算转向-元素数据，其描述在使用频带限制滤波器滤波之后的转向-改变数据的信号元素；
将所计算的转向-元素数据的信号与预期的转向-频带进行比较，所述预期的转向频带定义与非腐蚀的转向齿条相对应的转向-元素数据的预期信号特性；以及
当所计算的转向-元素数据与所述预期的转向-改变数据之间的差异具有大于阈值的量值时，指派腐蚀概率。
5.根据权利要求4所述的腐蚀检测系统，其中所述数据存储装置进一步包括当由所述处理器执行时使所述处理器实行下述步骤的指令：
计算力-元素数据，其描述在使用频带限制滤波器滤波之后的力数据的信号元素；
将所计算的力-元素数据的信号与预期的力-频带进行比较，所述预期的力-频带定义与非腐蚀的转向齿条相对应的力-元素数据的预期信号特性；以及
当所计算的力-元素数据与所述预期的力-元素数据之间的差异具有大于阈值的量值时，指派腐蚀概率。
6.根据权利要求1所述的腐蚀检测系统，进一步包括：速度传感器，其与所述处理器进行数据通信，并且可操作以生成描述所述车辆的移动速度的速度数据，
其中所述数据存储装置进一步包括当由所述处理器执行时使所述处理器实行下述步骤的指令：
从所述速度传感器获取描述所述车辆的有效移动速度的速度数据；
计算在所计算的转向-改变数据与以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的转向-改变数据的预期值之间的差异；以及
当所述差异大于阈值时，指派腐蚀概率。
7.根据权利要求1所述的腐蚀检测系统，进一步包括：速度传感器，其与所述处理器进行数据通信，并且可操作以生成描述所述车辆的移动速度的速度数据，
其中所述数据存储装置进一步包括当由所述处理器执行时使所述处理器实行下述步骤的指令：
从所述速度传感器获取描述所述车辆的有效移动速度的速度数据；
计算在所获取的力数据与以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的力数据的预期值之间的差异；以及
当所述差异大于阈值时，指派腐蚀概率。
8.根据权利要求1所述的腐蚀检测系统，其中所述数据存储装置包括另外的指令，所述指令当由所述处理器执行时使所述处理器实行下述步骤：
从速度传感器获取描述所述车辆的有效移动速度的速度数据；
计算下述各项中的至少一项
在所计算的转向-改变数据与以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的转向-改变数据的预期值之间的第一差异，或者
在所获取的力数据与以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的力数据的预期值之间的第二差异；
计算下述各项中的至少一项
力-元素数据，其描述经受第一频带限制滤波器的力数据的滤波形式，或者
转向-元素数据，其描述经受第二频带限制滤波器的转向-改变数据的滤波形式；
计算下述各项中的至少一项
第三差异数据，其描述在所述力-元素数据与预期的力数据之间的差异，所述预期的力数据与非腐蚀的转向齿条的行为相对应，或者
第四差异数据，其描述在所述转向-元素数据与预期的转向-改变数据之间的差异，所述预期的转向-改变数据与非腐蚀的转向齿条的行为相对应；以及
基于下述各项之一来指派腐蚀概率：如果所述第一差异大于第一阈值，则基于所述第一差异来指派；如果所述第二差异大于第二阈值，则基于所述第二差异来指派；如果所述第三差异数据具有大于第三阈值的特性，则基于所述第三差异来指派；或者如果所述第四差异数据具有大于第四阈值的特性，则基于所述第四差异数据来指派。
9.根据权利要求1所述的腐蚀检测系统，其中所述数据存储装置包括另外的指令，所述指令当由所述处理器执行时使所述处理器实行下述步骤：
从速度传感器获取描述所述车辆的有效移动速度的速度数据；
计算在所计算的转向-改变数据与以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的转向-改变数据的预期值之间的第一差异；
计算在所获取的力数据与以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的力数据的预期值之间的第二差异；
计算力-元素数据，其描述经受第一频带限制滤波器的力数据的滤波形式；
计算转向-元素数据，其描述经受第二频带限制滤波器的转向-改变数据的滤波形式；
计算第三差异数据，其描述在所述力-元素数据与预期的力数据之间的差异，所述预期的力数据与非腐蚀的转向齿条的行为相对应；
计算第四差异数据，其描述在所述转向-元素数据与预期的转向-改变数据之间的差异，所述预期的转向-改变数据与非腐蚀的转向齿条的行为相对应；以及
基于下述各项来指派腐蚀概率：如果所述第一差异大于第一阈值，则基于所述第一差异来指派；如果所述第二差异大于第二阈值，则基于所述第二差异来指派；如果所述第三差异数据具有大于第三阈值的特性，则基于所述第三差异来指派；或者如果所述第四差异数据具有大于第四阈值的特性，则基于所述第四差异数据来指派。
10.一种检测车辆的转向齿条中的腐蚀的方法，其包括：
获取力数据，其描述被施加到所述车辆的转向组件的力；
获取位移数据，其描述所述转向齿条相对于空档位的位移；
计算转向-改变数据，其描述位移数据相对于时间的改变；
基于所述力数据和针对由所述位移数据描述的所述转向齿条的位移的所述转向-改变数据的值来计算所述转向齿条的腐蚀概率；以及
指示与所计算的腐蚀概率相对应的所述转向齿条中的腐蚀水平，其中当所计算的概率大于阈值时指示腐蚀。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述计算腐蚀概率进一步包括：
获取描述所述车辆的有效移动速度的速度数据；
计算在以所述有效移动速度的运动期间的所计算的转向-改变数据与在以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的转向-改变数据的预期值之间的差异；以及
如果所述差异大于阈值，则基于所计算的差异来指派腐蚀概率。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述计算腐蚀概率进一步包括：
获取描述所述车辆的有效移动速度的速度数据；
计算在以所述有效移动速度的运动期间所获取的力数据与在以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的力数据的预期值之间的差异；以及
当所述差异大于阈值时，基于所计算的差异来指派腐蚀概率。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述计算腐蚀概率进一步包括：
计算在以所述有效移动速度的运动期间的所计算的转向-改变数据与在以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的转向-改变数据的预期值之间的第二差异；以及
当所述第二差异大于第二阈值时，基于所述第二差异来调整所指派的腐蚀概率。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述计算腐蚀概率进一步包括：
计算力-元素数据，其描述在使用频带限制滤波器滤波之后的力数据的信号元素；
将所计算的力-元素数据与预期的力-频带进行比较，所述力-频带定义与非腐蚀的转向齿条的行为相对应的力-元素数据的预期特性；以及
当在所计算的力-元素数据与所述预期的力-频带之间的差异包括具有大于阈值的量值的特性时，指派腐蚀概率。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述计算腐蚀概率进一步包括：
计算转向-元素数据，其描述在使用第一频带限制滤波器滤波之后的转向-改变数据的信号元素；
将所计算的转向-元素数据与预期的转向-频带进行比较，所述转向-频带定义与非腐蚀的转向齿条的行为相对应的转向-元素数据的预期特性；以及
当在所计算的转向-元素数据与所述预期的转向-频带之间的差异包括具有大于阈值的量值的特性时，指派腐蚀概率。
16.根据权利要求15所述的腐蚀检测系统，其中所述转向-元素数据包括描述所述转向-改变数据的傅里叶变换的转向-变换数据，并且在频域中应用所述频带限制滤波器。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述计算腐蚀概率进一步包括：
计算力-元素数据，其描述在使用第二频带限制滤波器滤波之后的力数据的信号元素；
将所计算的力-元素数据与预期的力-频带进行比较，所述力-频带定义与非腐蚀的转向齿条的行为相对应的力-元素数据的预期特性；以及
当在所计算的力-元素数据与所述预期的力-频带之间的差异包括具有大于阈值的量值的特性时，指派腐蚀概率。
18.根据权利要求10所述的方法，其中所述计算腐蚀概率进一步包括：
获取描述所述车辆的有效移动速度的速度数据；
计算下述各项中的至少一项
在所计算的转向-改变数据与以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的转向-改变数据的预期值之间的第一差异，或者
在所获取的力数据与以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的力数据的预期值之间的第二差异；
计算下述各项中的至少一项
力-元素数据，其描述经受第一频带限制滤波器的力数据的滤波形式，或者
转向-元素数据，其描述经受第二频带限制滤波器的转向-改变数据的滤波形式；
计算下述各项中的至少一项
第三差异数据，其描述在所述力-元素数据与预期的力数据之间的差异，所述预期的力数据与非腐蚀的转向齿条的行为相对应，或者
第四差异数据，其描述在所述转向-元素数据与预期的转向-改变数据之间的差异，所述预期的转向-改变数据与非腐蚀的转向齿条的行为相对应；以及
基于下述各项之一来指派腐蚀概率：如果所述第一差异大于第一阈值，则基于所述第一差异来指派；如果所述第二差异大于第二阈值，则基于所述第二差异来指派；如果所述第三差异数据具有大于第三阈值的特性，则基于所述第三差异来指派；或者如果所述第四差异数据具有大于第四阈值的特性，则基于所述第四差异数据来指派。
19.一种非暂时性计算机可读介质，其包括指令，所述指令当由处理器执行时使所述处理器对车辆的转向齿条实行腐蚀检测，所述腐蚀检测包括下述步骤：
从力传感器获取力数据，所述力数据描述被施加到所述车辆的扭转杆的力；
从位移传感器获取位移数据，所述位移数据描述所述转向齿条相对于空档位的位移；
计算转向-改变数据，其描述转向齿条位移数据相对于时间的改变；
响应于所述力数据和所述转向-改变数据的值来计算所述转向齿条上的腐蚀概率；以及
激活指示器以指示与所计算的腐蚀概率相对应的所述转向齿条中的腐蚀水平，其中当所计算的概率大于阈值时，指示腐蚀。
20.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述计算步骤进一步包括：
从速度传感器获取描述所述车辆的有效移动速度的速度数据；
计算下述各项中的至少一项
在所获取的转向-改变数据与以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的转向-改变数据的预期值之间的第一差异，或者
在所获取的力数据与以所述有效移动速度的运动期间的与非腐蚀的转向齿条相对应的力数据的预期值之间的第二差异；
计算下述各项中的至少一项
力-元素数据，其描述经受第一频带限制滤波器的力数据的滤波形式，或者
转向-元素数据，其描述经受第二频带限制滤波器的转向-改变数据的滤波形式；
计算下述各项中的至少一项
第三差异数据，其描述在所述力-元素数据与预期的力数据之间的差异，所述预期的力数据与非腐蚀的转向齿条的行为相对应，或者
第四差异数据，其描述在所述转向-元素数据与预期的转向-改变数据之间的差异，所述预期的转向-改变数据与非腐蚀的转向齿条的行为相对应；以及
基于下述各项之一来指派腐蚀概率：如果所述第一差异大于第一阈值，则基于所述第一差异来指派；如果所述第二差异大于第二阈值，则基于所述第二差异来指派；如果所述第三差异数据具有大于第三阈值的特性，则基于所述第三差异来指派；或者如果所述第四差异数据具有大于第四阈值的特性，则基于所述第四差异数据来指派。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201862680957P | 2018-06-05 | 2018-06-05 | |
| US62/680957 | 2018-06-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110569521A true CN110569521A (zh) | 2019-12-13 |
Family
ID=68576550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910481011.9A Pending CN110569521A (zh) | 2018-06-05 | 2019-06-04 | 使用转向数据进行转向齿条腐蚀检测 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11062538B2 (zh) |
| CN (1) | CN110569521A (zh) |
| DE (1) | DE102019208083A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111551483B (zh) * | 2020-05-20 | 2023-03-17 | 河北维立方科技有限公司 | 监测金属腐蚀的装置和金属腐蚀的监测方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101863283A (zh) * | 2009-04-20 | 2010-10-20 | 福特全球技术公司 | 电动转向中解耦转向齿条力干扰的系统和方法 |
| CN104149850A (zh) * | 2013-05-14 | 2014-11-19 | 福特全球技术公司 | 提高车辆方向稳定性的方法及相关的转向系统和配备该系统的车辆 |
| CN107031707A (zh) * | 2015-12-04 | 2017-08-11 | 现代自动车株式会社 | 用于控制电机驱动动力转向系统的装置以及方法 |
| CN107207038A (zh) * | 2015-02-27 | 2017-09-26 | 日立汽车系统株式会社 | 动力转向装置及其控制装置 |
| CN206648764U (zh) * | 2017-03-06 | 2017-11-17 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种汽车转向器齿条力测量装置 |
| WO2018093587A1 (en) * | 2016-11-03 | 2018-05-24 | Robert Bosch Automotive Steering Llc | Detection of high friction, in an electrical power steering gear, due to rust |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7663502B2 (en) | 1992-05-05 | 2010-02-16 | Intelligent Technologies International, Inc. | Asset system control arrangement and method |
| JP4670161B2 (ja) | 2000-07-13 | 2011-04-13 | マツダ株式会社 | 自動車の電動パワーステアリング装置 |
| US6684706B2 (en) | 2000-11-29 | 2004-02-03 | Cooper Cameron Corporation | Ultrasonic testing system |
| DE102006054805B4 (de) | 2006-11-21 | 2009-11-26 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Schätzen einer Reibkennzahl |
| US7887077B2 (en) | 2007-02-23 | 2011-02-15 | Jean-Michel Thiers | Motorcycle steering |
| US20120103097A1 (en) | 2010-10-29 | 2012-05-03 | Borja Lopez Jauregui | Flexible EMAT Arrays for Monitoring Corrosion and Defect Propagation in Metal Components and Structures |
| JP5970322B2 (ja) | 2012-10-01 | 2016-08-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車両の運動制御装置 |
| DE102014206468A1 (de) | 2014-04-03 | 2015-10-08 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Lenksystems |
| JP6375545B2 (ja) * | 2014-09-24 | 2018-08-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワーステアリング装置およびパワーステアリング装置の制御回路 |
| US10119894B2 (en) | 2016-02-25 | 2018-11-06 | Zf Friedrichshafen Ag | System and method for detecting overloading, wear and/or failure of a ball joint |
| DE102016123900B4 (de) * | 2016-12-09 | 2018-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum Erfassen von Korrosion an einer Zahnstange des Lenksystems, Lenksystem |
-
2019
- 2019-05-30 US US16/426,561 patent/US11062538B2/en active Active
- 2019-06-04 DE DE102019208083.9A patent/DE102019208083A1/de active Pending
- 2019-06-04 CN CN201910481011.9A patent/CN110569521A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101863283A (zh) * | 2009-04-20 | 2010-10-20 | 福特全球技术公司 | 电动转向中解耦转向齿条力干扰的系统和方法 |
| CN104149850A (zh) * | 2013-05-14 | 2014-11-19 | 福特全球技术公司 | 提高车辆方向稳定性的方法及相关的转向系统和配备该系统的车辆 |
| CN107207038A (zh) * | 2015-02-27 | 2017-09-26 | 日立汽车系统株式会社 | 动力转向装置及其控制装置 |
| CN107031707A (zh) * | 2015-12-04 | 2017-08-11 | 现代自动车株式会社 | 用于控制电机驱动动力转向系统的装置以及方法 |
| WO2018093587A1 (en) * | 2016-11-03 | 2018-05-24 | Robert Bosch Automotive Steering Llc | Detection of high friction, in an electrical power steering gear, due to rust |
| CN206648764U (zh) * | 2017-03-06 | 2017-11-17 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种汽车转向器齿条力测量装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190371086A1 (en) | 2019-12-05 |
| US11062538B2 (en) | 2021-07-13 |
| DE102019208083A1 (de) | 2019-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11423711B2 (en) | Force-based corrosion detection for vehicle steering rack | |
| CN107458466B (zh) | 用于确定在车辆的方向盘处的驾驶员手力矩的方法和装置 | |
| EP2957440B1 (en) | Tire temperature predictive system and method | |
| JP5411284B2 (ja) | 実際の軌道を進行している車両の横方向のずれを、推定された仮想道路に基づいて決定し、横方向のずれに基づき運転者の横方向制御能力を決定するための方法、システム及びコンピュータプログラム製品 | |
| JP6446056B2 (ja) | パワーステアリング信号の遷移を検出するフィルタリング方法 | |
| CN112590463B (zh) | 轮胎磨损测定装置及利用其的轮胎磨损测定方法 | |
| US10222249B2 (en) | Liquid level sensing and diagnostic determination | |
| JP6206258B2 (ja) | 軌跡推定装置、軌跡推定方法およびプログラム | |
| RU2679299C2 (ru) | Система и способ для обнаружения опасного вождения и компьютер транспортного средства | |
| JP6703951B2 (ja) | パワーステアリングを管理する方法 | |
| JP5955465B2 (ja) | 車両のステアリングコラムの操舵角を求める自動車、システム及び方法 | |
| JP6615173B2 (ja) | パワーステアリング機構内でタイロッドに作用する力をリアルタイムで算出する方法 | |
| US10293852B2 (en) | Understeer and oversteer detector for a motor vehicle | |
| JP2018527582A (ja) | 機能的安全性を有するステアリング角度センサ | |
| JP2009274639A (ja) | タイヤ空気圧低下検出装置及び方法、並びにタイヤの空気圧低下検出プログラム | |
| US11650134B2 (en) | Determining tread depth using data from a tire-mounted sensor | |
| US20190025160A1 (en) | Determination of damper health state using indirect measurements | |
| JP2020125913A (ja) | 計測装置、計測システム及び計測方法 | |
| CN110569521A (zh) | 使用转向数据进行转向齿条腐蚀检测 | |
| DE102016209831A1 (de) | System und Verfahren zur verbesserten Warnung vor Glätte | |
| CN110525513B (zh) | 一种线控转向系统的故障监测方法和故障监测系统 | |
| JP2021070341A (ja) | 摩耗量推定システムおよび演算モデル生成システム | |
| JP7028223B2 (ja) | 自己位置推定装置 | |
| JP2021060332A (ja) | 速度計測装置、地上走行体 | |
| CN113870459B (zh) | 用于确定车辆的至少一个车行道接触参数的方法和设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |