用于确定转向齿条咔嗒声的测试方法技术

本发明专利技术涉及用于确定转向齿条咔嗒声的测试方法。具体地，提供 了一种用于确定齿条和小齿轮转向组件的转向齿条的咔嗒声倾向的 方法，该方法包括：同时地记录声音并测量齿条的加速度以及右和左 侧横拉杆端载荷；从声音记录中识别齿条咔嗒声事件；在被识别的齿 条咔嗒声事件期间确定被测的齿条加速度和横拉杆端载荷的公共特 征；产生齿条咔嗒声的指标水平；将预定力分布施加到测试的齿条和 小齿轮转向组件上；测量在所述测试的齿条和小齿轮转向组件上的测 试加速度；使用测试时间常数在测试频率范围内计算测试RMS水平； 从计算出的测试RMS水平来确定齿条咔嗒声的指标值；以及，将所 述齿条咔嗒声指标值与所述齿条咔嗒声指标水平进行比较。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及有时在车辆转向系统的转向齿条中发生的讨厌的呼嗒声，更具体地涉及用于能够从实验室测试中确定车辆内 关于齿条咕嗒声倾向(或特性)的测试方法。
技术介绍
在用于车辆的常规齿条和小齿轮转向系统中，经常在齿条 和小齿轮系统中产生磨损，这导致了部件之间间隙的增加。典型地， 磨损发生在齿条和小齿轮的接触面处，以及将齿条预加载到小齿轮上 的系统中。之后，由磨损导致的间隙导致了可被车辆乘客听到的，在 转向齿条内部的咔嗒声，特别是当乘客在凹凸不平的路上驾驶时。实 际上该磨损可能会发生在车辆早期使用中，而这需要大量的花费来更 换转向齿条或转向柱，并且可能降低车主对于车辆整体的满意度。取 决于设计或初始设定，有时一些齿条和柱甚至在全新时就发出咔嗒 声。因为转向齿条的咔嗒声是可被车辆乘客听到的可听事件， 所以当在凹凸不平的路上驾驶车辆时该呼嗒声事件可以被双声道地 记录并且以高精度回放。但是一般在这种记录中存在过多的外部噪音 以致不能单独基于这些记录进行客观的分析。结果是，在随机的道路 测试事件中主观地确定典型的转向齿条咔嗒声的性能等级，并且其很 难具有可重复性。此外，因为这是基于车辆等级的测试而完成的，因此在测试过程中车辆内的其他部件可能产生噪音，这使得正确地确定 独立于其他噪音的转向系统的噪音水平更加困难。
技术实现思路
—个实施例提出了用于确定在车辆中使用的齿条和小齿 轮转向组件的转向齿条的咔嗒声倾向的方法，该方法包括的步骤有 同时地记录声音并测量齿条的加速度、右侧横拉杆端载荷以及左侧横 拉杆端载荷；从声音记录中识别齿条咔嗒声事件；在被识别的齿条咔嗒声事件期间确定齿条加速度和横拉杆端载荷的公共特征；以及，基于齿条。卡嗒声事件期间齿条加速度的被测特征来产生齿条咕嗒声的 指标水平。 —个实施例提出了用于确定在车辆中使用的齿条和小齿 轮转向组件的转向齿条的。卡嗒声倾向的方法，该方法包括的步骤有 将预定力分布施加到齿条和小齿轮转向组件上；测量由于施加的所迷 预定力分布而导致的所述齿条和小齿轮转向组件上的测试加速度；使 用预定测试时间常数在预定测试频率范围内计算测试均方根(RMS ) 水平；从计算的测试RMS水平来确定齿条叶嗒声指标(rattle index ) 值；以及，将所述齿条吵嗒声指标值与预定容许齿条。卡嗒声指标水平 进行比较。实施例的一个优点是以客观方式而不是主观方式产生可 以确定与齿条呼嗒声有关的转向系统性能的实验室测试量度。这个量 度允许在实验室测试中确定关于转向系统内部咔嗒声的最大容许噪 音水平，并且允许测试转向系统以确定他们是否满足容许噪音水平。 此外，通过检测转向系统自身的而不是车辆运转时的水平，显著地降 低了数据量，特别是可能以别的方式来自于车辆的其他部件的外部噪 音数据的量。并且，作为部件水平的客观实验室测试，咔嗒声测试可 以产生可重复的数据，这使得可以准确地对需要被测试的齿条和小齿 轮转向系统的许多不同的设计进行测试。此外，可在车辆制造商的工 厂或者在供应商的工厂内进行测试，均产生 一致的结果。之后，在构建完整的车辆以用于测试之前，在实验室中的 部件水平测试可允许将转向系统设计成无p卡嗒声。并且，这样也使得能够基于咔嗒声倾向区分不同供应商的转向系统，从而使得咔嗒声倾 向成为选择供应商的 一个因数。这样的早期工程信息可以降低必须更 换车辆内转向系统部件的可能性，从而降低成本。并且，也可以在不 同路面类型上进行车辆测试以确认转向系统已经#皮设计成无咔嗒声。附图说明图1是车辆转向组件和测量设备的一部分的示意图。 图2是示出了获得齿条咔嗒声指标的过程的流程图。 图3是更具体地示出了图2过程的一部分的流程图。7图4是示出了测试转向组件的齿条呼嗒声的过程的流程图。具体实施例方式参考图l，示出了一般由20表示的车辆。车辆20包括转 向组件22,该转向组件22包括转向齿条罩24。齿轮箱26容纳转向 轴28。转向轴28可以具有常规小齿轮(未示出)，该常规小齿轮配合 齿条30上的常规齿条传动(未示出)，该齿条30在转向齿条罩24内 前后伸缩滑动。可以使用调节塞36来偏置小齿轮和齿条传动使其彼 此接触从而限制二者间的^嗒声。齿条30在第一端接合右侧横拉杆 32并且在相对的一端4妄合左侧横拉杆34。右侧和左侧横拉杆32、 34 以常规方式接合其他转向组件的部件(未示出)从而使车轮(未示出) 转向。根据需要，上面讨论的部件可以基本上是常规的，并且不在此 进一步讨论。同样，取决于要被收集的数据以及要运行的测试，该转加速度表40可以被安装在齿轮箱26上邻近调节塞36， 并且与数据采集和分析处理器42通信。可选择地，加速度表40可以 被安装在柱外罩(未示出)上靠近减速齿轮(未示出)处，或者被安 装在转向组件22上的其他所需位置。处理器42也可以与被安装在右 侧横拉杆32上的右横拉杆力传感器44,以及被安装在左侧横拉杆34 上的左横拉杆力传感器46通信。并且，音频传感器48 (例如麦克风 等)可以与处理器42通信。图2是示出了用于获得齿条啼嗒声指标的过程的流程图， 将参考与图1有关的硬件对此进行讨论。当车辆行驶时，声音、齿条 加速度以及横拉杆端栽荷被同时记录，块102。可以使用音频传感器 48记录声音，使用加速度表40记录齿条加速度，并且使用右和左横 拉杆力传感器44、 46记录横拉杆端栽荷。之后，从声音记录中确定齿条咔嗒声事件，块104。这可 以包括具有与齿条咔嗒声的声音类似的那些声音的大范围监听区段， 从而识别那些车辆乘客可能不接受的具体的齿条吵嗒声事件。针对被 识别的齿条。卡嗒声事件检查齿条加速度和橫拉杆端载荷，块106。这 可以包括针对被识别的齿条呻嗒声事件在频域和幅值域内^r查加速8度和横拉杆端载荷。针对各种被识别的齿条。卡嗒声事件来确定齿条加 速度和横拉杆端栽荷的公共特征，108。这些特征可以包括，例如， 上升时间、事件持续时间、频谱和时间结构，且具有被限定成增加测 量的信噪比、排斥高度普遍不相关的量并且具体集中在咕嗒声事件上的量度。例如，在大约20毫秒的时间间隔内大约6-12千牛顿的力输 入可以诱发出转向齿条。卡嗒声。从。卡嗒声事件的这些公共特征中，产 生基于齿条加速度的齿条咔嗒声事件的咔嗒声指标，块110。现在可 以使用该。卡嗒声指标，而无需任何为了将来转向组件22的测试而进 一步需要记录声音。测试现在也是基于客观而不是主观标准，且是可 重复的并且是准确的。图3更具体地示出了图2过程的一部分。更具体地，可以 通过使用图3的过程来实现图2中的块110。来自加速度表40的读数 经过低通滤波器并被重采样(re-sample),块202。例如在进行数据测 量之后，加速度表数据可以通过2500赫兹(Hz)的低通滤波器，并 且之后被重采样到5000 Hz以作为初步抗混叠4晉施(preliminary anti-aliasing precaution )。使用 一时间常数在预定频率范围内计算通频 带的均方根(RMS)水平，其中所述时间常数已经被相关到被测加速 度表和声音记录，块204。这趋向于产生特別捕获了咔嗒声事件并最 小化不相关量(即增大味嗒声指标的信噪比)的数据。计算容许咔嗒 声指标水平，块206。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定在车辆中使用的齿条和小齿轮转向组件的转向齿条的咔嗒声倾向的方法，该方法包括的步骤有：　（ａ）同时地记录声音并测量齿条的加速度、右侧横拉杆端载荷以及左侧横拉杆端载荷；　（ｂ）从声音记录中识别齿条咔嗒声事件；　（ｃ）确定在被识别的齿条咔嗒声事件期间被测的齿条加速度和横拉杆端载荷的公共特征；以及　（ｄ）基于所述齿条咔嗒声事件期间所述齿条加速度的被测特征来产生齿条咔嗒声指标水平。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C·J·小勒蒙，J·M·罗佩斯，D·C·波默维尔，S·R·克勒斯，R·S·布赖恩斯，M·J·塔努斯，D·S·马拉德，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US