CN1141431A - 驾驶系统的检测装置 - Google Patents

Abstract

驾驶系统的检测装置能正确地检测驾驶反作用力作用方向上的负载，该负载是施加到驾驶系统上。连接到驾驶系统的齿条上的连接杆通过扭力杠杆，中继连杆和驱动连接器连接到驾驶转向角振动器上。驱动连接件的前连接件和平行于扭力杠杆的连杆以可摆动的方式提供，每个中继连杆的两端分别连接到扭力杠杆和位于平行于扭力杠杆的连杆上，扭力杠杆相对于在道路表面反作用力作用方向的连接件是可摆动的。传感器分别位于中继连杆的中间部分上，垂直振动器通过扭力杠杆连接到齿条上。

Description

驾驶系统的检测装置

本发明涉及驾驶系统的检测装置，特别是涉及具有用于把驾驶反作用力作用方向上的负载施加到驾驶系统上的加载装置，和用于把道路表面反作用力作用方向上的负载施加到驾驶系统上的加载装置的驾驶系统的检测装置。

机动车的驾驶系统要经受载荷特性的性能检测，和制造后和安装在机动车之前的类似的检测。检测装置的一个例子公开在日本专利申请JP-A-4-204236号公开文件上。

如图4所示，在驾驶系统的检测装置70中，在驾驶系统72内的(亦即，在安装前轮位置的驾驶系统72部份)齿条(rack)74通过夹紧件76，78从其两端夹紧，且负载是施加到齿条74上。同时，驾驶系统72(亦即，安装在前轮位置上的驾驶系统72部份)的小齿轮轴80由伺服电动机82驱动，当用扭矩传感器84检测当驱动力时，作用在伺服电动机82的轴上的扭矩反作用力是通过扭矩传感器84检测的。此外，作为在静止的驾驶状态对齿条74施加负载的装置的电压可控功率制动器86，88分别具有通过各自的滚珠螺母90，92安装到该固定到夹紧件76，78上的滚珠螺杆94，96。由此，成为实现施加对齿条74上的无级加载装置，以便很容易地和正确地置定任意的负载。

在驾驶系统的检测装置70中，齿条74的两个端部对分别通过加压件100，102对安装在夹紧件76，78上的传感器104，108加压，在此使用的传感器104，108是应变仪，以便能够检测低频力。

因此，当考虑到把道路表面反作用力作用方向上的负载输入驾驶系统72时，除了驾驶反作用力作用方向上的负载以外，由道路表面反作用力作用方向上的负载产生的沿驾驶反作用力作用方向上的作用力(以后将称之为惯性反作用力)都将作用传感器104，106上。应变仪本身的应变产生部份由于惯性反作用力和在此所产生的应力而振动(Vibrated)亦即传感器104，106的输出Ft等于驾驶系统反作用力作用方向上的实际的力(负载)F。和由惯性反作用作力引起的传感器104，106的轴向输出Fh的和，即Ft＝Fo＋Fh。

鉴此，它不可能正确地检测驾驶系统反作用作用方向的实际负载。

按照上述情况，本发明的目的在于提供一种驾驶系统的检测装置，它可以正确地检测施加到驾驶系统上的驾驶反作用力作用方向上的负载。

按照本发明，所提供的驾驶系统的检测装置具有一个第一加载装置，该装置用于对驾驶系统施加驾驶反作用力作用方向上的负载，和一个第二加载装置，用于对驾驶系统施加路表面反作用力作用方向上的负载，检测装置包括由一对平行的连杆部份组成的第一连杆机构，和包括由位于与第一连杆机构交叉的方向上的一对平行的连杆部份的第二连杆机构，第二连杆机构的成对的平行连杆部分的每一个部分在两个点上连接到第一连杆机构上，亦即，第一连杆机构之一部份可以相对于沿在路表面反作用力作用的方向上的另一部分位移，且第一连杆机构可以摆动，其中第二加载装置和驾驶系统的轮侧连接部份(Wheel-SideConnectingportion)连接到第一连杆机构之一部分上；第一加载装置通过连接机构连接到第一连杆机构的另一部分上，所说的连接机构使第一连杆机构的另一部分能够摆动，且第二连杆机构和第二连杆机构的另一部分的两个连接点的中心部份作为转动中心，这是由于第一加载装置的负载所致；且第一负载检测器装在第二连杆机构之一部分上，而第二负载检测器装在第二连杆机构的另一部分上。

按照本发明的驾驶系统的检测装置，当路表面反作用力作用方向上的负载从第二负载装置施加到第一连杆装置之一部分上时，第一连杆装置通过连接机构沿第二连杆机构的方向上平行地移动，而第一连杆装置之一部分相对于路表面反作用力作用方向上的另一部分摆动。

在这种情况下，分别装在第二连杆上机构的第一负载检测器和第二负载检测器承受惯性反作用力。

另一方面，当驾驶反作用力作用方向上的负载通过连接机构由第一加载装置施加到第一连杆机构的另一部分上时，第一连杆的另一部分随作为转动中心的第二连杆机构和第一连杆机构的另一部分的两个连接点的中心部份摆动，而第二连杆机构之一部分在受压方向上移动，第二连杆机构的另一个部分在推出方向上移动，同时，反作用力从第一连杆机构之一部分施加到驾驶系统的杆上。

因此，可以检测驾驶反作用力作用方向上的负载，由于这些负载具有不同的方向但具有相同的绝对值，检测是通过装在第二连杆机构上的第一负载传感器和第二负载传感器检测的。

另一方面，由于路表面反作用力作用方向上的负载，通过第一负载传感器和第二负载传感器竖直摆动产生的惯性反作用力由于负载具有相同的方向和相同的绝对值由第一传感器和第二传感器检测。为此，惯性反作用力由于取第一负载检测器和第二负载检测器的检测的差值抵销。

本发明的上述和其它目的，特征和优点从下面通过举例的方式结合在附图中所示的本发明的优选实施例的说明和所附的权利要求将为更加清楚。

本发明将参照附图进行说明，其中：

图1表示根据本发明的一个实施例的驾驶系统的检测装置的左半段部份的平面图；

图2表示根据本发明的一个实施例的驾驶系统的检测装置的左半段部份的后视图；

图3是按照本发明的驾驶系统的检测装置的透视图；

图4表示已有技术的驾驶系统的检测装置的示意性正视图。

参照图1到图3，说明给出的按照本发明的驾驶系统的检测装置的一个实施例。

应该注意，图中的箭头″FR″，″UP″和″L″分别表示检测的向前方向，向上方向和向左方向。

如图3所示，按照本实施的驾驶系统的检测装置10包括一个驾驶系统支承台14，被检测的驾驶系统12装在该台上。驾驶转向角(Steering-Aangle)振动器16连接到驾驶轴上，该轴连接到装在驾驶系统支承台14上的驾驶系统12的未示出的带小齿轮的轴上。驾驶转向角振动器16连接到利用个人计算机的操作指令部份18，和基于来自操作指令部份18的指令作用于驾驶系统的转向。

在检测装置10的底座部份10A有一个作为第一加载装置的驾驶转向角振动器22。连接到驾驶系统12的齿条20上的连接杆46通过第一连杆机构一侧形成的扭力杠杆28，作为第二连杆机构的中继连杆25，26，第一连杆机构另一侧形成的连接件23和作为连接机构的驱动连接件24连接到振动器22上。此外，驾驶转向角振动器22连接到操作指令部份18上，并基于来自操作指令部份18的指令，驾驶转向角振动器22把驾驶反作用力作用方向上的负载施加到驾驶系统12上。

如图1所示，驾驶转向角振动器22的液压缸22A连接到驱动连接件24的前连接件24A上，前连接件24A由于液压缸22A的驱动围绕固定的支承轴27在水平面内可以摆动。连杆23通过作为驱动连件24的一部份的平行连杆24B连接到驱动连接件24的前连接件24A上。连接件23可以如图1中虚线所指示的沿中继连杆25，26(亦即图1的左右方向)的方向平行地且与前连接件24A的摆动同步地位移，连接件23可围绕平行杆24B和连接件23的连接点P且在水平面内摆动。

如图2所示，驾驶系统12的齿条20通过滚珠连接器48连接到连接杆46上，而连接杆46通过滚珠连接器47连接到扭力杠杆28的后端部份上。轴向与振动方向一致的振动器轴32在扭力杠杆28的纵向上在扭力杠杆的中心部份与其联成一体。

如图3所示，振动器轴32的上端和下端通过滚珠连接器连接到从上连杆部份33和下连杆部份35形成的非对称的连杆机构上，所述的振动器轴32还与在水平面上的扭力杠杆28成摆动连接，振动轴32围绕它的轴及作为支承点的这些滚珠连接器是可转动的。

此外，上连杆部份33和下连杆部份35分别以枢轴地围绕支承点33A，35A摆动的方式连接到检测装置10的底座部份10A上。应该注意，连接杆46和齿条20之间的上连杆部份33和滚珠连接器48(见图2)的枢轴支承点33A位于一条双曲线上，下连杆部份35的枢轴支承点35A也位于一条双曲线上，且是相对于前面的双曲线是对称的，因此，以便使连接杆46的运动能尽可能的接近实际的机动车的运行。垂直地振动单元30的液压缸作为第二加载装置连接下连杆部份35上。

垂直地振动单元30连接到操作指令部份18上，并在操作指令部份18的指令基础上操作，由此使装在振动轴32上的扭力杠杆28能移动。

正如图1所示，扭力杠杆28，中继连杆25，26和连接件23从平面上看都具有矩形的形状。中继连杆25，26彼此平行的位于前、后方向上，每根中继连杆25，26的两个端部分别连接到扭力杠杆28和连接件23上。如图2所示，扭力杠杆28可以相对于连接件23在路表面反作用力作用的方向上摆动(亦即在图2的纸面的垂直方向)。

正如图1所示，作为第一负载检测器的传感器42位于前侧中继连杆25的中心部位，传感器2的输出是置定的，以便当传感器42受压时具有正值。作为第二负载检测器的传感器44位于后侧中继连杆26的中间部位，传感器44的输出是置定的，以便当传感器44受压时具有正值。

其间，尽管在图1和图2没有示出驾驶转向角振动器22和垂直地振动单元30也连接到驾驶系统12的右手侧，它们与连接到驾驶系统12的左手侧的方式相同。

接下去将说明本实施例的操作。

如图2所示，当道路表面的反作用力作用方向上的负载(例如，图2中箭头A所指示方向)通过垂直地振动单元30(见图3)施加到按照本实施例的驾驶系统的检测装置10上时，扭力杠杆28可相对于连接件23在道路表面反作用力作用方向上(例如，图2中的箭头A)摆动，如图2中虚线所指示。其结果是连接件23在沿中继连杆25，26的方向上(亦即图1中箭头B所示方向)平行移动，如图1中由虚线所指示的。

在这种情况下，如图2所示，分别装在中继连杆25，26的传感器42，44的轴向输出Fh施加到传感器42，44上，所说的轴向输出是由中继连杆25，26在沿着中继连杆25，26的方向上平行移动同步地产生的反作用力(惯性反作用力)引起的。输出Fh具有相同绝对值和相同的符号。应该注意，由于惯性反作用所致的传感器42，44的轴向输出Fh是传感器42，44的质量m和加速度α的乘积(Fh＝m×α)。

另一方面，驾驶反作用力作用方向的负载由驾驶转向角振动器22施加到检测装置10上时，驱动连接件24的前连接件24A围绕支承轴27在水平面上，且按图1中按双头箭头C的方向摆动，连接件23在水平面内按图1中双头箭头D所示方向，且以连接件23和连接到支承轴27的平行连杆24B连接点P作为转动中心摆动。为此，当连接件23在箭头D的方向的向前方向上摆动时，压缩力和拉伸力分别施加到中继连杆25和中继连杆26上。当连杆23在箭头D的方向的向后方向摆动时，拉伸力和压缩力分别施加到中继连杆25和中继连杆26上。亦即，当压缩力施加到传感器42上时，拉伸力施加到传感器44上，和当拉伸力施加到传感器42上时，压缩力施加到传感器44上。换言之，传感器42，44的输出F1，F2具有相同的绝对值，只是它们的符号彼此相反。

当传感器44的输出F2从传感器42的输出F1中减去时，传感器42，44的轴向输出Fh可以检测，这是由于惯性反作用力是抵销的，且驾驶反作用力作用方向只是实际的力(负载)Fo，该负载施加到驾驶系统12的齿条20的左手侧。

例如，传感器42的输出F1等于Fo/2＋Fh，传感器44的输出F2等于一Fo/2＋Fh，为此，当传感器44的拉伸力F2从传感器42的压缩力F1中减去时，所获得的被检测的输出Ft为Ft＝Fo，由此，驾驶反作用力作用方向的实际负载Fo可以正确地作为输出Ft检测，所说的实际负载施加到驾驶系统12的齿条20的左手端。

此外，按照本实施例的驾驶系统的检测装置中，如与已有技术的装置相比较，垂直方向的输入可以施加到驾驶系统上，和快速运动的负载(高频力)也可以施加到其上，因此，在检测装置内的负载接近当实际的机动车运转时的负载，且改进了实验精度。

其间，在上述实施例中，传感器42，44的输出是每个置定的，因此，当传感器42，44受压缩时具有正值。然而，传感器42，44的输出能每个置定，当传感器42，44受压缩时具有负值。当传感器42，44的输出具有相同符号的值时，驾驶反作用力作用方向的负载可以从传感器42，44的输出间的差值中正确地检测。此外，传感器42，44的输出可以置定，当传感器受压缩时具有不同符号的值(例如，一个传感器的输出是正的，而另一个是负的)，在这种情况下，能够正确地从传感器42，44的输出的和检测驾驶反作用力作用方向的负载Fo。

按这种方式，只要当相同的负载施加到传感器42，44上时，这些传感器将提供具有相同绝对值的输出检测值，驾驶反作用力作用方向的负载可以从传感器42，44间的输出的差或二传感器输出的和来检测。

如上所述，本发明的构成在于，在驾驶系统的检测装置中，具有用于把驾驶反作用力作用方向的负载施加到驾驶系统中的第一加载装置，和用于把道路表面反作用力作用方向的负载施加到驾驶系统的第二加载装置，测试装置包括：由一对平行的连杆部份组成的第一连杆机构，和包括一对配置在与第一连杆机构交叉方向上的平行的连杆部份的第二连杆机构，第二连杆机构的每对平行的连杆部份在两个点上连接到第一连杆机构上即第一连杆机构之一部分可以相对于道路表面反作用力作用方向上的另一个位移，且第一连杆机构可以摆动，其中，第二加载装置和驾驶系统的轮侧连接部份都连接到第一连杆机构之一部分上；第一加载装置通过连接机构连接到第一连杆机构的另一部分上，所说的连接机构使第一连杆机构的另一部分能摆动。且第二连杆机构和第一连杆机构的另一部分的两个连接点的中心部份作为转动中心，这是由于第一加载装置负载所致；第一负载检测器装在第二连杆机构之一部分上，第二负载检测器装在第二连杆机构的另一部分上，因此，本发明具有使它能够正确地检测施加到驾驶系统上驾驶反作用力作用方向的负载的良好效果。

尽管在此公开的本发明的实施例只是构成一种优选的实施方式，应该理解，还可以采用其它形式。

Claims (13)

1.一种驾驶系统检测装置，具有一个第一加载装置，用于把驾驶反作用力作用方向的负载施加到驾驶系统上，和一个第二加载装置，用于把道路表面反作用力作用方向的负载施加到驾驶系统上，所说的检测装置包括：

由一对平行的连杆部份组成的第一连杆机构；

第二连杆机构，包括位于与所说的第一连杆机构相交的一对平行的连杆部份，所说的第二连杆机构的每对平行连杆部份在两点上连接到所说的第一连杆机构上，亦即，所说的第一连杆机构之一部分可以相对于另一个部分在道路表面反作用力作用方向上可以位移，且所述第一连杆机构可以摆动；

其中，第二加载装置和驾驶系统的轮侧连接部份连接到所说第一连杆机构之一部分上；

第一加载装置通过连接机构连接到所说的第一连杆机构的另一部分上，以便使所说的第一连杆机构的另一部分能摆动，且所说的第二连杆机构和所说的第一连杆机构的另一部分的两个接点的中心部份作为转动中心，这是由于第一加载装置的负载所致；和

第一负载检测器装在所说的第二连杆机构之一部分上，第二负载检测器装在所说第二连杆机构另一部分上。

2.按照权利要求1所述的驾驶系统的检测装置，其中第一加载装置是驾驶转向角振动器。

3.按照权利要求1或2之一的驾驶系统的检测装置，其中第二加载装置是垂直振动器。

4.按照权利要求1-3任一个的驾驶系统的检测装置，所说的第一连杆机构之一部分是扭力杠杆，轴向与垂直方向一致的振动轴在扭力杠杆的纵向的基本在中心部份一体地连接到扭力杠杆上，第二加载装置通过振动轴连接到所说的第一连杆机构之一部分上。

5.按照权利要求4所述的驾驶系统的检测装置，其中振动轴的上下端经滚珠连接器连接到由上连杆部份和下连杆部份构成的非对称连杆机构上，同时，扭力杠杆在水平面上摆动，振动轴可围绕其轴转动，且以滚珠连接器作为支承点。

6.按照权利要求5所述的驾驶系统的检测装置，其中上连杆部份和下连杆部份，和驾驶系统的轮侧连接部份都位于双曲线上。

7.按照前述权利要求的任一个所述的驾驶系统的检测装置，其中驾驶系统的检测装置的轮侧连接部份是一个驾驶系统的齿条，并通过一个连接杆连接到所说的第一连件机构之一部分的后端部上。

8.按照前述权利要求的任一个所述的驾驶系统的检测装置，其中连接机构是一个包括前连接件和平行连杆的驱动连接件，前连接件由于驱动连接到前连接件的第一加载装置和平行连杆连接前连接件和所说的第一连杆机构的另一部分，可在水平面内围绕固定它的支承轴摆动。

9.按照前述权利要求的任一个所述的驾驶系统的检测装置，其中第一和第二负载检测器是传感器。

10.按照前述权利要求的任一个所述的驾驶系统的检测装置，其中第一和第二负载检测器分别被置定，由此当受压缩时具有一致的符号的检测输出。

11.按照权利要求10所述的驾驶系统的检测装置，其中所说的一致的符号是正的。

12.按照前述权利要求的任一个所述的驾驶系统的检测装置，其中驾驶反作用力作用方向的负载由第一和第二负载检测器各自输出的差检测。

13.按照权利要求1-8的任一个所述的驾驶系统的检测装置，其中第一负载检测器和第二负载检测器是分别置定的传感器，由此当受压缩时检测正的输出，且在驾驶反作用力作用方向上的力由各个传感器的输出的差检测。

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