用加速度计感测转向轴倾斜角和外倾角制造技术

用于测量并计算轮对准角度的方法和装置。在对准过程期间，测量头中重量轻且机械鲁棒的加速度计附着于车辆的轮。所述加速度计的输出可通过存储器查询或基于温度的反馈控制环来补偿温度或热滞后效应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开在此涉及轮对准系统，以及用于测量各种相关参数的方法和装置。更具体地，本公开涉及轮对准系统中轻量的、机械鲁棒的倾斜角(inclination)传感器的使用。
技术介绍
轮对准是调整车辆上的轮角度使得其通常垂直于地面并相互平行的过程。这种调整的目的是获得最大轮胎寿命，以及确保车辆在沿直且水平的道路行驶时直行。为了调整轮角度以获得适当的轮对准，必须首先测量实际轮角度，使得然后可以计算必需的调整。在轮对准方法中所利用的两个特定角度一般称作“外倾角(camber)”和“轮胎缘距(toe)”。外倾角，典型地以度为单位来测量，是轮从垂直面偏离的角度。因此，外倾角是当从车辆前面观看时所看到的轮的角度。如果轮顶部从汽车中心向外倾斜，则所述外倾角是正的；如果其朝汽车中心向内倾斜，那么所述外倾角是负的。轮胎缘距是两个轮胎前部距离和这些轮胎后部之间距离的差。它一般以英寸的分数来测量，并且通常设置为接近零，表示所述轮基本上相互平行。“内八字(toe-in)”表示轮胎前部比后部彼此更靠近；“外八字(toe-out)”是相反的情况。某些类型的轮对准过程涉及将光学仪器放置于车辆四轮的每一个上。所述仪器可以一起装配在夹到每个轮的“头”中。头可包括发送装置如LED发射器及接收装置如光传感器。在对准过程期间，每个头的接收装置“查看”来自两个相邻轮的两个头的发送光。在轮转动时，由所述发送装置在四个轮周围所形成的光“盒”可因此由四个接收装置感测到，并且各种角度的轮可因此而计算。然而，这样的过程涉及某些固有的测量不准确性并可因此导致对准错误。例如，如果头被不正确地夹到轮，则可导致不准确的测量。其它对准系统已利用非光学传感器以便测量对准角度，如摆、电解瓶和其它摆类型装置上的磁阻传感器。这些类型的传感器可能不易受到光学传感器可能遇到的摇摆和其它错误的影响。然而基于磁阻和摆的元件易于受到由机械震动所引起的破损和准确性问题的影响。另外的缺陷是这些类型的传感器可经常很大且难以操纵、而且相对昂贵。所需的是在测量头上利用较轻、较便宜的传感器的轮对准方法。进一步所需的是轮对准系统，其测量头具有改进的鲁棒性，能够承受增强的机械震动而没有破损或测量精度上的偏离。
技术实现思路
在此公开的方法和系统通过提供利用机械鲁棒且易于使用的倾斜传感器的轮对准系统和方法来帮助解决这些和其它问题。由在此公开的方法和系统所利用的基于热的传感器比常规倾斜传感器更便宜、且更轻，使得其更易于操纵。一方面，用于测量轮对准角度的方法包括将包括加速度计的测量头附着于轮，并用所述加速度计相对于重力测量轮角度。另一方面，用于测量轮对准角度的方法包括将包括加速度计的测量头附着于轮，可操作地将热传感器连接到所述加速度计，用所述加速度计测量未补偿的轮角度，并用热传感器测量加速度计所受到的温度。该方法还包括根据未补偿的轮角度和已测温度来计算补偿的轮角度。另一方面，用于轮对准系统的测量头包括加速度计，配置为相对于重力来测量未补偿轮角度；热传感器，配置为测量所述加速度计所受到的温度；以及补偿器，可操作地耦合到所述加速度计和所述热传感器并且配置为根据未补偿的轮角度和已测温度来计算补偿的轮角度。另一方面，轮对准系统包括测量头，包括配置为相对于重力来计算轮角度的加速度计；及计算装置，可操作地耦合到所述测量头并配置为接收所述轮角度并基于所述轮角度来计算轮对准参数。本公开的另外的方面和优点将从以下详细描述中对本领域技术人员容易变得明显，其中简单地通过对期望用于执行本公开的最好模式的说明而示出并描述仅示范性的实施例。如将要了解到的，本公开能够有其它及不同实施例，并且其几个细节在各个明显方面能够修改，而全部不背离本公开。相应地，附图和描述应看做本质上是说明性的而非限制性的。附图说明附图示出几个实施例并与描述一起用于解释本公开的原理。图1示出由示范性轮对准系统所测量的外倾角。图2示出由示范性轮对准系统所测量的轮胎缘距。图3示出由示范性轮对准系统所测量的转向轴倾斜角。图4示出示范性轮对准设置和各种角度的测量。图5示出用于在轮对准系统中使用的示范性基于热的测量头。图6是示出补偿器电路的示意图。图7示出用于在轮对准系统中使用的计算装置。图8示出示范性轮对准过程。具体实施例方式本公开现在参考其中示出几个实施例的附图更充分地描述。本领域技术人员将认识到方法、设备、系统、数据结构及计算机可读介质实现在此描述的特征、功能或使用模式。例如，设备实施例可以执行方法实施例的对应步骤或行为。图1示出由示范性轮对准系统所测量的外倾角。外倾角是当从车辆前面观看时的轮100的角度，通常以度为单位测量。如果轮100的顶部从车辆中心向外倾斜，则外倾角是正的，如角度102所示。如果轮100的顶部朝车辆中心向内倾斜，则外倾角是负的，如角度104所示。图2示出由示范性轮对准系统所测量的轮胎缘距。两个相邻轮胎200和202的轮胎缘距是轮胎200和202前部之间距离204与轮胎200和202后部之间距离206的差。轮胎缘距典型地以英寸的分数为单位来测量，并且零英寸的测量值将指示轮胎200和202基本上相互平行。图3示出由示范性轮对准系统所测量的转向轴倾斜角(SAI)。SAI角300典型地以度为单位，并代表当从车辆前面观看时的转向枢轴线。当加到外倾角时，SAI使得车辆在其轮302从笔直向前的位置转开时轻微提升。图4示出示范性轮对准设置和各种角度的测量。在所述示范性设置中，车辆具有排列用于对准测试的四个轮400、402、404、406。测量头408、410可附着于每个轮。例如，测量头408附着于轮400，而测量头410附着于轮406。轮402和404也可使测量头(未示出)附着其上。轮400到406可转动通过距离412，同时测量头408、410进行对各种对准角度的重力依赖测量，如以下进一步详细描述的。例如，由测量头408所测量的角度可包括轮胎缘距414、SAI 416及外倾角418。轮胎缘距414相对于附着于轮402的测量头而测量，而SAI 416和外倾角418相对于重力而测量。在一个实施例中，测量头408、410是基于对流或热的加速度计。一个合适的热加速度计是微机电系统(MEMS)加速度计，其从MEMSIC，Inc ofNorth Andover，MA可购得。如本领域技术人员将理解的，本公开的实施例可包括各种MEMS加速度计，如常规固体检验质量(solid proof mass)加速度计。各种常规微机械加工或MEMS装置可被使用以便测量轮对准参数或位置(例如轮胎缘距、外倾角和SAI)。图5示出用于在轮对准系统中使用的示范性基于热的测量头。测量头500包括热传感器502和热加速度计504，如上述可购得热加速度计。当然，在另一实施例中，测量头500可包括另一类型的MEMS加速度计(例如固体检验质量)和相应的逻辑功能。热加速度计504可包括具有集成的混合信号处理的双轴、线性运动传感器。所述热加速度计504可以测量可变和常数加速度。常数加速度的特殊情况是重力。当所述热加速度计504静止时(即不存在横向或垂直加速度)，作用于加速度计的唯一力是重力。(垂直的)重力和加速度计感测轴之间的角度是倾斜角。在一个实施例中，为了从热加速度计504的水平方向测量倾斜角，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量轮对准角度的方法，该方法包括：将包括加速度计的测量头附着于轮；以及用所述加速度计相对于重力来测量轮角度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克F布赖恩，
申请(专利权)人：斯耐普昂公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]