Способ контроля люфта в рулевом управлении транспортного средства и устройство для реализации способа

 

Изобретение относится к технической диагностике состояния рулевого управления транспортных средств по величине люфта. Способ контроля люфта в рулевом управлении транспортного средства заключается в том, что производят поворот руля на угол, больший люфта, формируют характеристику люфта как зависимость перемещения управляемого колеса от угла поворота руля, после чего люфт оценивают как суммарный угол поворота руля между указанными линейными зонами характеристики. Устройство для реализации способа содержит датчик (1) угла поворота руля, пороговое устройство (2), блок (3) вычисления люфта, на выходе которого установлен индикатор (4) люфта. Устройство снабжено датчиком (5) угла поворота колеса, согласующими усилителями (6,7), блоком регистров (8), блоком (9) указания направления поворота руля, а пороговое устройство (2) выполнено в виде компаратора (10), к входу которого подключен задатчик уровня (11), при этом согласующие усилители (6,7) установлены соответственно на выходах датчика (1) угла поворота руля и датчика (5) угла поворота колеса. Этим достигается увеличение точности контроля при одновременном увеличении достоверности. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технической диагностике состояния транспортных средств и предназначено для оценки состояния рулевого управления по величине суммарного люфта в цепи рулевого управления.

Известен способ контроля люфта, который описан в устройстве для контроля люфта в рулевом управлении транспортного средства /пат. RU N 2072725, кл. G 01 M 17/06, 1995/ /1/. Способ, реализуемый устройством /1/, заключается в последовательном повороте руля в одну и другую стороны под воздействием усилия, прилагаемого к ободу руля оператором, и в определении люфта в момент достижения заданного усилия.

Известное устройство /1/ для контроля люфта содержит датчик угловых перемещений руля, подключенный через усилитель, сумматор, накопитель и счетчик импульсов к цифровому индикатору, датчик микроперемещений колеса и датчик усилия, которые через управляемый задатчиком коэффициента усиления усилитель, пороговое устройство и цифроаналоговый преобразователь подключены к накопителю, счетчику импульсов и индикатору.

В устройстве /1/ и в реализуемом в нем способе такой контроль люфта требует высокой квалификации оператора, что ограничивает его применение. Кроме того, это устройство и реализуемый им способ не дают возможности достичь достаточной достоверности контроля и имеют пониженную точность.

За прототип выбран способ контроля люфта, который описан в системе контроля люфта в рулевом управлении транспортного средства /пат. RU N 2048032, кл. G 01 M 17/06, 11, 1995/ /2/. Этот способ заключается в последовательном повороте руля в одну и другую стороны и в оценке люфта по углу поворота руля после подачи сигнала о выборке люфта, который формируется датчиком усилия руля и корректирующим блоком в виде разрешающего сигнала.

За прототип устройства выбрана та же система /2/. Известная система содержит датчик угла поворота руля, блок вычисления люфта, на выходе которого установлен индикатор. В устройстве /2/ увеличения точности контроля за счет уменьшения случайных показаний люфта добиваются введением в систему средства подсчета среднего значения люфта которое содержит индикатор выбора люфта, счетчик числа измерений /при заданном числе поворота руля/ и дешифратор, который подает разрешающий сигнал на счетчик импульсов блока вычисления люфта в момент полной выборки люфта. В устройстве /2/ на входе средства среднего значения люфта установлено пороговое устройство, которое выполнено в виде порогового датчика усилия.

Однако в способе и в устройстве /2/ точность показаний люфта недостаточна из-за возможных ложных показаний, связанных с состоянием смазки, загрязненностью рулевого управления, степенью его износа и величинами моментов затяжки сопряженных соединений контролируемой цепи. Кроме того, в /2/ не предусмотрены средства, гарантирующие достоверность контроля.

Технический результат предложенного способа и устройства для его реализации состоит в увеличении точности контроля и в увеличении достоверности диагностики при одновременной возможности проверки правильности измерений путем автоматической фиксации граничных точек характеристики контролируемого люфта.

В предложенном способе контроля люфта в рулевом управлении транспортного средства, заключающемся в повороте руля последовательно в одну и другую стороны и в оценке люфта по углу поворота руля после подачи сигнала о выборке люфта, это достигается тем, что производят поворот руля на угол, больший люфта, формируют характеристику люфта как зависимость перемещения управляемого колеса от угла поворота руля, имеющую перед линейными зонами передаточного отношения рулевого управления нелинейные зоны деформации, начала которых фиксируют как углы поворота руля в одну и в другую стороны в моменты страгивания колес, а окончания зон деформации задают углами поворота руля и соответствующими им перемещениями управляемого колеса в одну и другую стороны, по которым формируют сигналы о выборке люфта в одну и другую стороны, после чего люфт оценивают как суммарный угол поворота руля между указанными линейными зонами характеристики.

В предложенном устройстве для реализации способа, содержащем датчик угла поворота руля, пороговое устройство, блок вычисления люфта, на выходе которого установлен индикатор люфта, это достигается тем, что устройство снабжено датчиком угла поворота колеса, согласующими усилителями, блоком регистров, блоком указания направления поворота руля, а пороговое устройство выполнено в виде компаратора, ко входу которого подключен задатчик уровня, при этом согласующие усилители установлены соответственно на выходах датчика угла поворота руля и датчика угла поворота колеса, первые выходы согласующих усилителей подключены к первому и второму входам блока регистров, второй выход согласующего усилителя датчика угла поворота руля подключен к третьему входу блока регистров, а второй выход согласующего усилителя датчика колеса подключен к четвертому входу блока регистров через компаратор порогового устройства, при этом блок указания направления поворота подключен ко входу задатчика уровня порогового устройства и установлен на выходе блока регистров, который и второй выход блока регистров подключены ко входам блока вычисления люфта.

Предложенный способ контроля люфта в рулевом управлении транспортного средства и устройство для его реализации поясняются фиг. 1, фиг. 2.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства.

На фиг. 2 приведена характеристика люфта как зависимость перемещения управляемого колеса от угла поворота руля.

Устройство для реализации предложенного способа содержит датчик угла поворота руля 1, пороговое устройство 2, блок вычисления люфта 3, на выходе которого установлен индикатор люфта 4.

Устройство снабжено датчиком угла поворота колеса 5, согласующими усилителями 6, 7, блоком регистров 8, блоком указания направления поворота руля 9, а пороговое устройство 2 выполнено в виде компаратора 10, ко входу которого подключен задатчик уровня 11, при этом согласующие усилители 6, 7 установлены соответственно на выходах датчика угла поворота руля 1 и датчика угла поворота колеса 5, первые выходы согласующих усилителей 6, 7 подключены к первому и второму входам блока регистров 8, второй вход согласующего усилителя 6 датчика угла поворота руля 1 подключен к третьему входу блока регистров 8, а второй выход согласующего усилителя 7 датчика угла поворота колеса 5 подключен к четвертому входу блока регистров 8 через компаратор 10 порогового устройства 2, при этом блок указания направления поворота руля 9 подключен ко входу задатчика уровня 11 порогового устройства 2 и установлен на выходе блока регистров 8, который и второй выход блока регистров 8 подключены ко входам блока вычисления люфта 3.

В предложенном способе контроля люфта в рулевом управлении транспортного средства, заключающемся в повороте руля последовательно в одну и другую стороны и в оценке люфта по углу поворота руля после подачи сигнала о выборке производят поворот руля на угол, больший люфта, формируют характеристику люфта /см. фиг. 2/ как зависимость перемещения управляемого колеса от угла поворота руля, имеющую перед линейными зонами передаточного отношения Б-В и Ж-З рулевого управления нелинейные зоны деформации А-Б и Е-Ж, начала которых А и Е фиксируют как углы поворота руля в одну и другую стороны в моменты страгивания колес, а окончания Б и Ж зон деформации задают углами поворота руля ₁ и ₂ и соответствующими им перемещениями управляемого колеса ₁ -Б и ₂ -Ж, по которым формируют сигналы о выборке люфта в одну и другую стороны, после чего люфт оценивают как суммарный угол поворота руля О - ₁ + О - ₂ между линейными зонами Б-В и Ж-З характеристики.

Способ заключается в повороте руля в одну и другую стороны последовательно на угол, заведомо больший люфта. Проводят регистрацию угла поворота руля и регистрацию соответствующего перемещения управляемого колеса и по этим значениям формируют характеристику люфта, имеющую линейную зону передаточного отношения и граничащую с ней и расположенную перед ней нелинейную зону упругой деформации, граничные точки начала и окончания которой фиксируют /см фиг. 2/, после чего оценивают люфт по углу поворота руля после выборки люфта.

Примеры 1 и 2. Способ был реализован на приборе К-4 98 для проверки рулевого управления грузовых и легковых автомобилей. Был произведен поворот руля последовательно в одну и другую стороны на угол, заведомо больший люфта, сформирована характеристика люфта как зависимость перемещения управляемого колеса от угла поворота руля, выделены зоны деформации, имеющиеся перед линейными зонами передаточного отношения рулевого управления. На характеристике были зафиксированы начало и окончание нелинейной зоны деформации соответственно, как угол поворота руля при страгивании колеса и как заданный угол поворота колеса, по которому сформировано перемещение управляемого колеса, соответствующее выборке люфта. После чего был определен люфт.

Установлено, что на автомобиле ВАЗ-2107 при перемещении управляемого колеса, равном 0,1 мм, был выбран суммарный люфт, равный 3^o, что соответствует суммарному углу поворота руля на характеристике люфта.

На автомобиле ГАЗ 3110 при перемещении управляемого колеса, равном 0,1 мм, произошла выборка люфта, равного 4^o.

Устройство для реализации способа работает следующим образом. При повороте руля в одну сторону от нейтрального положения в кинематической цепи рулевого управления выбирается люфт /см. участок О-А фиг. 2/. Отсутствие в рулевом управлении идеальных зазоров из-за наличия смазки, загрязнения, наличия контактов деталей по нерабочим поверхностям и моментов затяжки сопрягаемых соединений приводит к сдвигу управляемого колеса даже на участке О-А характеристики, чем и объясняется появление "мигающих" сигналов на выходах датчика угла поворота руля 1 и датчика угла поворота колеса 5 даже при малых поворотах руля, которые не оценивают люфта.

При дальнейшем повороте руля в ту же сторону крутизна наклона характеристики люфта увеличится, что связано с появлением зоны деформации и характеризуется страгиванием колеса и появлением сигналов на датчике угла поворота руля 1 и на датчике угла поворота колеса 5. После усиления и согласования на согласующих усилителях 6, 7 сигналы поступят на первый и второй входы блока регистров 8, что характеризует начало перемещения колеса, но также не дает оценки полного люфта. При угле поворота руля, соответствующем перемещению колеса, заданному пороговым значением, компаратор 10 срабатывает по сигналу задатчика уровня 11 и на третий и четвертый входы блока регистров 8 поступят сигналы, свидетельствующие о полной выборке люфта. В этом случае в блок вычисления люфта поступит информация, и на его выходе появится значение измеренного люфта, соответствующее повороту руля в одну сторону.

При повороте руля в противоположную сторону на блок указания поворота руля 9 с выхода блока регистров 8 поступит сигнал, по которому на задатчике уровня 11 будет сформирована соответствующая установка. Контроль люфта при этом проводится аналогично, а блок вычисления люфта выдает сигнал о суммарном люфте.

Повторение операции контроля позволит увеличить достоверность контроля и получить усредненное значение люфта.

Технико-экономический эффект предложенного способа и устройства для его реализации заключается в увеличении точности контроля в 2 раза по сравнению с известными при одновременном повышении достоверности контроля.

Формула изобретения

1. Способ контроля люфта в рулевом управлении транспортного средства, заключающийся в повороте руля последовательно в одну и другую стороны и в оценке люфта по углу поворота руля после подачи сигнала о выборке люфта, отличающийся тем, что производят поворот руля на угол, больший люфта, формируют характеристику люфта как зависимость перемещения управляемого колеса от угла поворота руля, имеющую перед линейными зонами передаточного отношения рулевого управления нелинейные зоны деформации, начала которых фиксируют как углы поворота руля в одну и другую стороны в моменты страгивания колес, а окончания зон деформации задают углами поворота руля и соответствующими им перемещениями управляемого колеса в одну и другую стороны, по которым формируют сигналы о выборке люфта в одну и другую стороны, после чего люфт оценивают как суммарный угол поворота руля между указанными линейными зонами характеристики.

2. Устройство для реализации способа по п.1, содержащее датчик угла поворота руля, пороговое устройство, блок вычисления люфта, на выходе которого установлен индикатор люфта, отличающееся тем, что устройство снабжено датчиком угла поворота колеса, согласующими усилителями, блоком регистров, блоком указания направления поворота руля, а пороговое устройство выполнено в виде компаратора, к входу которого подключен задатчик уровня, при этом согласующие усилители установлены соответственно на выходах датчика угла поворота руля и датчика угла поворота колеса, первые выходы согласующих усилителей подключены к первому и второму входам блока регистров, второй выход согласующего усилителя датчика угла поворота руля подключен к третьему входу блока регистров, а второй выход согласующего усилителя датчика угла поворота колеса - к четвертому входу блока регистров через компаратор порогового устройства, при этом блок указания направления поворота руля подключен к входу задатчика уровня порогового устройства и установлен на выходе блока регистров, который и второй выход блока регистров подключены к входам блока вычисления люфта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2