用于转向系统完整性测试的方法 |
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| 申请号 | CN201710588735.4 | 申请日 | 2017-07-18 | 公开(公告)号 | CN107685772B | 公开(公告)日 | 2019-07-16 |
| 申请人 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司; | 发明人 | I·A·巴迪鲁; J·T·祖泽尔斯基; S·R·科洛斯; | ||||
| 摘要 | 公开了用于转向系统完整性测试的方法和系统。在一个 实施例 中，一种方法包括 定位 车辆使得第二牵引轮在第一约束内；向第一牵引轮施加机械负载；接收对应于转向系统操作状况的数据；定位车辆使得第一牵引轮在第二约束内；向第二牵引轮施加机械负载；接收对应于转向系统操作状况的数据；定位车辆使得第一牵引轮和第二牵引轮在相应的第一摩擦表面和第二摩擦表面上；向第一牵引轮和第二牵引轮施加机械负载；接收对应于转向系统操作状况的数据；向处理器传输数据；以及经由处理器基于数据确定转向系统的 健康状态 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种核实车辆的转向系统的健康状况和功能性的方法，所述车辆转向系统包括第一牵引轮、第二牵引轮和至少一个传感器，所述方法包括： |
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| 说明书全文 | 用于转向系统完整性测试的方法技术领域[0001] 本公开总体上涉及一种车辆的转向系统，并且更具体地涉及用于监测车辆转向系统以确定转向系统的健康状况的方法和系统。 背景技术[0003] 在某些情况中，车辆的转向系统的部件可由于粗糙路面、部件磨损和撕裂或其它因素而在电气和机械方面变得有所牺牲或降级。随着现代车辆的操作变得更加自动化（即，能够在越来越少驾驶员干预的情况下提供驾驶控制），由于减少了车辆的人为操作，可能延迟或遗漏对诸如转向系统的车辆系统的可能降级状况的诊断。 [0004] 因此，可期望提供用于监测具体自主或附近车辆的转向系统的方法和系统，在该车辆中，驾驶员执行车辆的更少直接操作。另外，从结合附图和前述技术领域及背景技术取得的以下详细描述中将更清楚地明白本发明的其它理想特征和特性。 发明内容[0005] 根据本公开的实施例提供许多优点。例如，根据本公开的实施例可以实现车辆转向系统的独立检验以使用规则且可重复的测试程序来辅助队车辆转向系统中的可能状况的诊断。根据本公开的实施例因此可以提供可能的转向系统状况的更稳固诊断，提高客户满意度。 [0006] 一方面，公开了一种核实转向系统的健康状况和功能性的方法。该车辆转向系统包括第一牵引轮、第二牵引轮以及至少一个传感器，且该方法包括定位车辆使得第一牵引轮在第一轴承表面上且第二牵引轮在第一约束内的步骤；向第一牵引轮施加第一机械负载；从该至少一个传感器接收对应于第一转向系统状况的第一状况数据；定位车辆使得第一牵引轮在第二约束内且第二牵引轮在第二轴承表面上；向第二牵引轮施加第二机械负载；从该至少一个传感器接收对应于第二转向系统状况的第二状况数据；定位车辆使得第一牵引轮和第二牵引轮在相应的第一摩擦表面和第二摩擦表面上；向第一牵引轮和第二牵引轮施加第三机械负载；从该至少一个传感器接收对应于第三转向系统状况的第三状况数据；向处理器传输第一状况数据、第二状况数据和第三状况数据；以及经由处理器基于第一状况数据、第二状况数据和第三状况数据确定转向系统的健康状态。 [0007] 在某些实施例中，第一转向系统状况、第二转向系统状况和第三转向系统状况包括方向盘角、转向马达转矩和转向马达电流中的一个或多个。在某些实施例中，第一状况数据、第二状况数据和第三状况数据指示车辆的转向系统的当前操作状况。在某些实施例中，确定转向系统的健康状态包括确定转向系统的至少一个部件的功能性。 [0008] 在某些实施例中，该方法进一步包括处理第一状况数据以确定第一转向负载路径刚度的步骤。在某些实施例中，该方法进一步包括处理第二状况数据以确定第二转向负载路径刚度的步骤。在某些实施例中，该方法进一步包括处理第三状况数据以确定马达转矩波纹幅度、峰值转向角以及峰值马达转矩的步骤。 [0009] 在某些实施例中，确定转向系统的健康状态包括检查转向系统的至少一种服务状况。在某些实施例中，该至少一种服务状况包括过量刚度、转向系统的不对称性和粘滑。在某些实施例中，该方法进一步包括当检测到至少一种服务状况时生成诊断代码的步骤。在某些实施例中，其中第一约束包括第一对平行轨道，第二约束包括第二对平行轨道，且第一对轨道与第二对轨道横向地间隔开并且平行。 [0010] 另一方面，公开了一种用于核实车辆转向系统的健康状况和功能性的装置。该装置包括第一对平行轨道和第二对平行轨道，其中该第一对平行轨道与第二对平行轨道横向地间隔开并且平行，该第一对平行轨道限定第一车轮路径且第二对平行轨道限定第二车轮路径，第一车轮路径和第二车轮路径中的每一个在纵向方向上延伸；第一轴承表面与第一车轮路径对准并且中断第一对平行轨道使得第一对平行轨道不连续；第二轴承表面与第二车轮路径对准并且中断第二对平行轨道使得第二对平行轨道不连续，该第二轴承表面纵向和横向地偏离第一轴承表面；以及第一摩擦表面和第二摩擦表面，其中该第一摩擦表面与第一车轮路径对准并且与第一轴承表面纵向地间隔开，且第二摩擦表面与第二车轮路径对准并且与第二轴承表面纵向地间隔开，且第一摩擦表面和第二摩擦表面纵向地对准。 [0011] 在某些实施例中，该第一轴承表面限定第一测试区域且该第二轴承表面限定第二测试区域。在某些实施例中，第一摩擦表面和第二摩擦表面限定第三测试区域。在某些实施例中，该装置进一步包括控制器，其配置成当车辆位于第一测试区域中时生成信号以指示车辆向转向系统施加第一机械负载。在某些实施例中，该控制器配置成当车辆位于第二测试区域中时生成信号以指示车辆向转向系统施加第二机械负载。在某些实施例中，该控制器配置成当车辆位于第三测试区域中时生成信号以指示车辆向转向系统施加第三机械负载。 [0012] 在又一方面中，公开了一种自主车辆，其配置成自动地执行核实车辆的转向系统的健康状况和功能性的方法。该车辆转向系统包括第一牵引轮、第二牵引轮以及至少一个传感器，且该方法包括将车辆定位在第一测试区域内的步骤，其中该第一牵引轮受到约束；向该第二牵引轮施加第一机械负载；从该至少一个传感器接收对应于转向系统的第一特性的第一数据；将车辆定位在第二测试区域内，其中该第二牵引轮受到约束；向该第一牵引轮施加第二机械负载；从该至少一个传感器接收对应于转向系统的第二特性的第二数据；将车辆定位在第三测试区域内，其中第一牵引轮和第二牵引轮均是可转向的；向该第一牵引轮和第二牵引轮施加第三机械负载；从该至少一个传感器接收对应于转向系统的第三特性的第三数据；向处理器传输第一数据、第二数据和第三数据；以及经由处理器基于第一数据、第二数据和第三数据确定转向系统的健康状态。 [0013] 在某些实施例中，转向系统的特性包括方向盘角、转向马达转矩和转向马达电流。在某些实施例中，将车辆定位在第一测试区域内包括将第一牵引轮定位在第一对轨道之间，且将车辆定位在第二测试区域内包括将第二牵引轮定位在第二对轨道之间。 [0014] 根据结合附图取得的示例性实施例的以下详细描述，本公开的以上优点和其它优点和特征将显而易见。 附图说明[0015] 以下将结合附图描述本公开，其中相同的符号表示相同的元件。 [0016] 图1是根据实施例的包括自主控制车辆的通信系统的示意图。 [0017] 图2是根据实施例的用于车辆的自动驾驶系统（ADS）的示意框图。 [0018] 图3是根据实施例的用于实现车辆转向系统的独立检验的测试设备的示意图。 [0019] 图4是根据实施例的用于核实车辆转向功能的一组测试程序的流程图。 [0020] 图5是根据实施例的用于独立地检验车辆转向系统的一侧或车轮的测试程序和分析序列的流程图。 [0021] 图6是根据实施例的用于独立地检验车辆转向系统的两侧的测试程序和分析序列的流程图。 具体实施方式[0022] 本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解的是，所公开实施例仅仅是实例且其它实施例可呈现各种和替代性形式。图式不一定按比例绘制；某些特征可被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节并不解释为限制，而仅仅是代表性的。参考任何一个图式说明并描述的各个特征可结合一个或多个其它图式中说明的特征以产生未明确说明或描述的实施例。所说明的特征组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，特定应用或实施方案可期望与本公开的教导一致的特征的各个组合和修改。例如，虽然已参考自主或半自助车辆讨论了本公开的实施例，但是本文所讨论的实施例也可以结合非自主车辆使用。 [0023] 图1示意地说明包括用于机动车12的移动车辆通信和控制系统10的操作环境。用于车辆12的移动车辆通信和控制系统10通常包括一个或多个无线载波系统60、陆地通信网络62、计算机64、联网无线装置（诸如智能手机57）和远程存取中心78。 [0024] 图1中示意地说明的车辆12包括推进系统13，其在各种实施例中可以包括内燃机、诸如牵引马达的电机和/或燃料电池推进系统。车辆12在所说明的实施例中被描述为客车，但是应当明白的是，也可使用包括摩托车、卡车、运动型多用途车（SUV）、娱乐车辆（RV）、船舶、飞机等任何其它车辆。 [0025] 车辆12还包括变速器14，其配置成根据可选速比将来自推进系统13的动力传输至多个车轮15。根据各种实施例，变速器14可以包括阶梯传动比自动变速器、无级变速器或其它适当的变速器。车辆12另外包括车轮制动器17，其配置成向车轮15提供制动转矩。车轮制动器17在各种实施例中可以包括摩擦制动器、再生制动系统（诸如电机）和/或其它适当的制动系统。 [0026] 车辆12另外包括转向系统16。虽然被描绘为包括方向盘和转向柱用于说明性目的，但是在某些实施例中，转向系统16可以不包括方向盘。在各种实施例中，转向系统16进一步包括各种其它的基于转向柱或基于齿条的特征（图1中未描绘），诸如（但不限于）转向齿轮、转向柱与齿轮之间的中间连接轴、允许中间连接轴之间的期望铰接角的连接接头（柔性或刚性的）以及连杆。转向齿轮继而又可以包括齿条、输入轴和内部齿轮装置。 [0027] 在各种实施例中，转向系统16是电动转向系统（EPS），其包括联接至转向系统16的马达，并且向转向系统16的可旋转或平移构件提供转矩或力（称为辅助转矩）。马达可联接至转向柱的可旋转轴或转向齿轮的齿条。转向系统16继而又在转向期间基于从马达接收的辅助转矩以及经由方向盘从车辆12的驾驶员接收的任何转矩影响可转向前轮15。转向系统16进一步包括一个或多个传感器26，其感测转向系统16的可观察状况。在各种实施例中，转向系统16包括转矩传感器和位置传感器。转矩传感器通过例如车辆12的驾驶员经由方向盘感测施加至转向系统的旋转转矩，并且基于该旋转转矩生成转矩信号。位置传感器感测方向盘的旋转位置，并且基于该旋转位置生成位置信号。 [0028] 车辆12包括配置成与其它车辆（“V2V”）和/或基础设施（“V2I”）无线通信的无线通信系统28。在示例性实施例中，无线通信系统28配置成经由专用短程通信（DSRC）信道进行通信。DSRC信道是指具体针对汽车使用专门和对应的一组协议和标准而设计的单向或双向短程至中程无线通信通道。然而，附加或替代的无线通信标准（诸如IEEE802.11和蜂窝数据通信）也被认为在本公开的范围内。 [0029] 推进系统13、变速器14、转向系统16和车轮制动器17与至少一个控制器22通信或在至少一个控制器22的控制下。虽然为了说明性目的而被描绘为单个单元，但是控制器22另外可以包括统称为“控制器”的一个或多个其它控制器。控制器22可以包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元（CPU）。计算机可读存储装置或介质可以包括例如只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）和保活存储器（KAM）中的易失性和非易失性存储器。KAM是一种持久或非易失性存储器，其可以在CPU关闭时用于存储各种操作变量。计算机可读存储装置或介质可以使用诸如PROM（可编程只读存储器）、EPROM（电PROM）、EEPROM（电可擦除PROM）、闪速存储器或能够存储数据的任何其它电动、磁性、光学或组合存储器装置的许多已知存储器中的任何一种，该存储器装置中的某些存储器装置代表由控制器22用于控制车辆的可执行指令。 [0030] 控制器22包括用于自动控制车辆中的各种致动器的自动驾驶系统（ADS）24。在示例性实施例中，ADS24是所谓的四级或五级自动化系统。四级系统指示“高度自动化”，其指代自动驾驶系统在动态驾驶任务的所有方面的驾驶模式所特有的性能，即使人类驾驶员对干预请求没有做出适当响应。五级系统指示“全自动化”，其指代自动驾驶系统在可由人类驾驶员管理的所有道路和环境状况下在的动态驾驶任务的所有方面的全面性能。在示例性实施例中，ADS24配置成经由多个致动器30响应来自多个传感器26的输入而控制推进系统13、变速器14、转向系统16和车轮制动器17以分别控制车辆加速度、转向和制动，而无需人为干预，该多个传感器可以包括GPS、雷达、激光雷达、光学相机、热像仪、超声波传感器和/或其它传感器。 [0031] 图1说明可与车辆12的无线通信系统28通信的若干联网装置。可经由无线通信系统28与车辆12通信的一个联网装置是智能手机57。智能手机57可包括计算机处理能力、能够使用短程无线协议进行通信的收发器，和可视智能手机显示器59。计算机处理能力包括呈可编程装置的形式的微处理器，该可编程装置包括存储在内部存储器结构中并且施加呈接收二进制输入以创建二进制输出的一个或多个指令。在某些实施例中，智能手机57包括能够接收GPS卫星信号并且基于那些信号生成GPS坐标的GPS模块。在其它实施例中，智能手机57包括蜂窝通信功能性使得智能手机57通过无线载波系统60使用一个或多个蜂窝通信协议（如本文所讨论）实行语音和/或数据通信。可视智能手机显示器59还可以包括触摸屏图形用户界面。 [0032] 无线载波系统60优选地是蜂窝电话系统，其包括多个手机信号塔70（仅示出一个）、一个或多个移动交换中心（MSC）72以及将无线载波系统60与陆地通信网络62连接所需要的任何其它联网部件。每个手机信号塔70均包括发送和接收天线以及基站，其中来自不同手机信号塔的基站直接或经由诸如基站控制器的中间设备连接至MSC72。无线载波系统60可实施任何合适的通信技术，包括（例如）诸如AMPS的模拟技术或诸如CDMA（例如，CDMA2000）或GSM/GPRS的较新数字技术。其它手机信号塔/基站/MSC设置是可能的并且可结合无线载波系统60使用。例如，基站和手机信号塔可共同位于相同站点处或它们可远离彼此，每个基站可负责单个手机信号塔或单个基站可服务于各个手机信号塔，且各个基站可联接至单个MSC，这里仅列举几种可能设置。 [0033] 除使用无线载波系统60外，可使用呈卫星通信的形式的第二无线载波系统来提供与车辆12的单向或双向通信。这可使用一个或多个通信卫星66和上行链路传输站67来进行。单向通信可为（例如）卫星无线电服务，其中节目内容（新闻、音乐等）是由传输站67接收、封装上传并且接着发送至卫星66，从而向用户广播该节目。双向通信可包括（例如）使用卫星66以在车辆12与站67之间中继电话通信的卫星电话服务。除了或代替无线载波系统60，可利用卫星电话。 [0034] 陆地网络62可以是连接至一个或多个陆线电话的常规陆基电信网络并且将无线载波系统60连接至远程存取中心78。例如，陆地网络62可以包括诸如用于提供硬接线电话、分组交换数据通信和因特网基础设施的公共交换电话网（PSTN）。一段或多段陆地网络62可通过使用标准有线网络、光纤或其它光学网络、电缆网络、电力线、其它无线网络（诸如无线局域网（WLAN））或提供宽带无线存取（BWA）的网络或其任何组合来实施。另外，远程存取中心78不需要经由陆地网络62连接，反而可包括无线电话设备使得其可直接与无线网络（诸如无线载波系统60）通信。 [0035] 虽然在图1中示为单个装置，但是计算机64可以包括可经由诸如因特网的专用或公共网络存取的许多计算机。每个计算机64均可用于一个或多个目的。在示例性实施例中，计算机64可以被配置为可由车辆12经由无线通信系统28和无线载波60存取的网络服务器。其它计算机64可包括例如：服务中心计算机，其中可经由无线通信系统28从车辆上传诊断信息和其它车辆数据；或第三方数据仓库，将车辆数据或其它信息提供至该第三方数据仓库或从该第三方数据仓库提供车辆数据或其它信息，而无关于是否与车辆12、远程存取中心78、智能手机57或这些的某个组合进行通信。计算机64可维护可搜索数据库和数据库管理系统，其允许输入、删除和修改数据以及接收将数据定位在数据库内的请求。计算机64还可用于提供诸如DNS服务器或网络地址服务器的互联网连接性，该网络地址服务器使用DHCP或其它合适协议来将IP地址分配至车辆12。 [0036] 远程存取中心78设计成给车辆12的无线电子装置28提供许多不同的系统功能，诸如经由一个或多个联网数据库存储账号信息以及存储和管理车辆诊断信息。数据库可存储账号信息（诸如用户认证信息、车辆标识符、简档记录、行为方式以及其它相关用户信息）。还可以由诸如802.11x、GPRS等无线系统进行数据传输。远程存取中心78可利用自动顾问或现场顾问来经由无线通信系统28向车辆提供指令或其它信息。 [0037] 如图2中所示，ADS24包括用于确定车辆附近的检测到的特征或物体的存在、位置、分类和路径的多个不同的控制系统。ADS24配置成从各种传感器（诸如图1中所说明的传感器26）接收输入，并且合成和处理传感器输入以生成用作ADS24的其它控制算法的输入的参数。 [0038] ADS24包括用于确定车辆附近的检测到的特征的存在、位置和路径的传感器融合模块32。传感器融合模块32配置成从各种传感器（诸如图1所说明的传感器26）接收输入27。传感器融合模块32处理和合成来自各种传感器的输入并且生成传感器融合输出34。传感器融合输出34包括各种计算参数，其包括（但不限于）检测到的障碍物相对于车辆的位置、检测到的障碍物相对于车辆的预测路径以及行车道相对于车辆的位置和方位。 [0039] ADS24还包括用于确定当前驱动循环的车辆位置和路线的映射和定位模块36。映射和定位模块36也配置成从各种传感器（诸如图1所说明的传感器26）接收输入。映射和定位模块36处理和合成来自各种传感器的输入并且生成映射和定位输出38。映射和定位输出38包括各种计算的参数，其包括（但不限于）用于当前驱动循环的车辆路线以及相对于路线的当前车辆位置。 [0040] ADS24另外包括路径规划模块42，其用于确定要跟随的车辆路径以将车辆维持在期望的路线上，并同时遵守交通规则并且避开任何检测到的障碍物。路径规划模块42采用第一障碍物避开算法，其配置成避开车辆附近的任何检测到的障碍物；第一车道保持算法，其配置成将车辆维持在当前的交通车道中；以及第一路线保持算法，其配置成将车辆维持在期望路线上。路径规划模块42配置成接收传感器融合输出34以及映射和定位输出38。路径规划模块42处理和合成传感器融合输出34以及映射和定位输出38，并且生成路径规划输出44。路径规划输出44包括基于车辆路线的指令车辆路径、相对于路线的车辆位置、交通车道的位置和方位以及任何检测到的障碍物的存在和路径。 [0041] ADS24进一步包括用于向车辆致动器发出控制命令的车辆控制模块46。车辆控制模块采用第一路径算法来计算由给定的一组致动器设置产生的车辆路径。车辆控制模块46配置成接收路径规划输出44。车辆控制模块46处理路径规划输出44并且生成车辆控制输出48。车辆控制输出48包括用于实现来自车辆控制模块46的指令路径的一组致动器命令，其包括（但不限于）转向命令、换档命令、节气门命令和制动命令。 [0042] 车辆控制输出48被传达至致动器30。在示例性实施例中，致动器30包括转向控制、换档器控制、节气门控制和制动控制。转向控制可以例如控制如图1中所说明的转向系统16。换档器控制可以例如控制如图1中所说明的变速器14。节气门控制可以例如控制如图1中所说明的推进系统12。制动控制可以例如如图1中所说明的控制车轮制动器17。 [0043] 应当理解的是所公开的方法可结合任何数量的不同系统使用并且不具体限于这里所示的操作环境。系统10和其各个部件的架构、构造、设置和操作通常是已知的。此处未示出的其它系统也可采用所公开的方法。 [0044] 图3说明了根据实施例的用于独立地核实车辆转向系统16的健康状况和功能性以识别转向部件降级的测试设备100。当车辆12前进通过测试设备100时，执行一个或多个测试以评定车辆转向功能性和健康状况。首先将机械负载施加至一个牵引轮且接着施加至另一个牵引轮将每个牵引轮的转向部件放置在拉伸、压缩或转矩应力下，并且将可能的状况与一个或多个转向部件隔离以实现状况的更准确检测。为了起始测试过程，车辆12在如箭头101所指示的前进方向行驶，并且接近启动箱或区域104。当车辆12在方向101上行驶时，车轮15在一对交错轨道102A、102B中的一对轨道之间通过。车辆12的左侧或驾驶员侧的车轮15在轨道102A之间通过，且车辆12的右侧或乘客侧的车轮15在轨道102B之间通过。交错轨道对102A、102B使车辆12的每一侧的车轮15对准，使得车辆12以受控直线行驶通过测试设备100。如下文所讨论，交错轨道对102A、102B还在车辆进入每个测试区域时维持车辆12的对准。 [0045] 当车辆12进入启动箱或区域104时，车辆触发测试程序的起始。测试程序的起始可以是（例如且不限于）越过重量感测板或进入以其它方式配置成（即，通过视觉识别、可听识别、感测由车辆12发射的电信号等）感测车辆12的区域，或进入已知的坐标位置。随着车辆12接近或进入启动箱或区域104或替代地启动箱或区域104中的感测系统感测车辆12的接近或存在，车辆12的ADS24接收到起始测试序列的信号。信号从例如电连接至启动箱104的控制系统接收或由从车辆12的各种传感器26获得的位置或邻近信息来触发。 [0046] 在接收到触发测试序列的信号之后，车辆12朝区域106行进。车辆12可在如ADS24导引下在其自身的动力下向前行进，或可以通过将车轮15向前推动穿过轨道对102A、102B的楔形物或其它系统向前导引。区域106限定包括空气轴承107的第一测试区域。当车辆进入区域106时，左侧牵引轮15位于空气轴承107上方。空气轴承107可为任何类型的低摩擦表面，其允许左侧牵引轮15随着车轮15在测试期间左右转动或扭转而自由移动。区域106处通过接收指示区域106内的正确车辆定位（即，左侧牵引轮15位于空气轴承107上方，且右侧牵引轮15位于轨道102B之间）的信号发生测试起始。类似于上面讨论的用于指示车辆12在启动区域104处的信号，指示区域106处的测试的信号可以由ADS24从例如电连接至区域106的空气轴承107的控制系统接收，或可以由从车辆12的各种传感器26获得的位置或邻近信息来触发。 [0047] 如图3中所示，左侧牵引轮15位于空气轴承107上方，而右侧牵引轮15固定地受到轨道102B的侧向移动的约束。约束一个牵引轮15并同时允许另一个牵引轮15左右转动引导转向负载通过单一的已知机械路径（在此实例中，外球形接头、连杆、万向接头、紧固件、I轴、齿杆、转向节和任何其它机械部件，通过该机械部件施加机械负载以转动位于空气轴承上的牵引轮15）。约束一个牵引轮并同时允许另一个牵引轮完全左右扭转引导机械负载通过牵引轮的转向部件并且通过对诊断测试期间的转向状况进行三角测量来隔离可能状况的诊断，如下文更详细地讨论。 [0048] 在区域106处完成测试触发信号至车辆12或车辆移动系统，其引导车辆12在箭头101所指示的方向上行进至第二测试区域108。类似于区域106，区域108限定包括空气轴承 109的第二测试区域。当车辆12进入区域108时，右侧牵引轮15位于空气轴承109上方。类似于空气轴承107，空气轴承109可为任何类型的低摩擦表面，其允许右侧牵引轮15随着车轮 15在测试期间左右转动或扭转而自由移动。如图3中所示，右侧牵引轮15位于空气轴承109上方，而左侧牵引轮15固定地受到轨道102A的侧向移动的约束。区域108处通过接收指示区域108内的正确车辆定位（即，右侧牵引轮15位于空气轴承109上方，且左侧牵引轮15位于轨道102A之间）的信号发生测试起始。类似于上面讨论的用于指示车辆12在启动区域104处的信号，指示区域108处的测试的信号可以由ADS24从例如电连接至区域108的空气轴承109的控制系统接收，或可以由从车辆12的各种传感器26获得的位置或邻近信息来触发。 [0049] 在区域108处完成测试触发信号至车辆12或车辆移动系统，其引导车辆12在箭头101所指示的方向上行进至第三测试区域110。测试区域110限定包括两个受控摩擦表面 111A、111B的第三测试区域，以允许左侧牵引轮和右侧牵引轮15二者在机械负载下在全转向角范围内左右地完全牵引。当车辆12进入区域110时，左侧牵引轮15位于表面111A上方，且右侧牵引轮15位于表面111B上方。一旦车辆12的牵引轮15在相应的表面111A、111B上的适当位置中，区域110处通过接收到指示区域110内的正确车辆定位（即，左侧牵引轮15位于受控摩擦表面111A上且右侧牵引轮15位于受控摩擦表面111B上）的信号发生测试起始。类似于上面讨论的用于指示车辆12在启动区域104处、第一测试区域106处或第二测试区域 108处的信号，指示区域1110处的测试的信号可以由ADS24从例如电连接至区域110的受控摩擦表面111A、111B中的一个或多个的控制系统接收，或可以由从车辆12的各种传感器26获得的位置或邻近信息来触发。 [0050] 在区域110处完成测试触发信号至车辆12或车辆移动系统，其引导车辆12在箭头101所指示的方向上进一步行进以退出测试设备100。关于转向系统16的健康状况和功能性的数据（包括（但不限于）例如从各种传感器26获得的转向转矩和转向角）被传输至远程数据库（即，不在车辆12上的数据库）和/或车辆控制系统或控制器22用于处理和分析，如下面更详细地讨论。 [0051] 图4是说明上文关于图3中讨论的测试设备100讨论的转向系统16的健康状况和功能性评估过程的方法200的流程图。根据示例性实施例，方法200可结合车辆12（可以是自主车辆）和测试设备100来利用。根据本公开可明白，方法200内的操作顺序不限于如图4中所说明的顺序执行，反而可以根据需要和根据本公开按照一个或多个不同顺序来执行。 [0052] 如上文所讨论，测试区域106和108允许对左侧牵引轮和右侧牵引轮15中的每一个进行独立测试，而左侧牵引轮和右侧牵引轮15中的另一个被相应的一组轨道对102A、102B中的一对轨道对约束不进行横向或左侧或右侧转向移动。在202处，车辆12被导引在两对轨道102A、102B之间。多对轨道102A、102B中的每一对可具有八字形轨道配置使得多对轨道102A、102B中的每一对的端部横向地间隔开以加宽多对轨道102A、102B中的每一对之间的距离。传感器垫或其它指示器可以放置在多对轨道102A、102B中的每一对的端部处以在车辆12的车轮15在相应的一对轨道102A、102B之间通过时生成信号。在204处，车辆12向前行进（如图3中的箭头101所指示）并且停止在启动区104处。生成信号以起始测试序列。如上文所讨论，起始信号可以通过车辆12的重量信号、红外信号、可见或听觉检测或从车辆12的一个或多个传感器26获得的位置或邻近信息来生成。 [0053] 在206处，车辆12在图3中所示的箭头101的方向上向前朝测试区域106牵引并且进入该测试区域。接着，在208处，当车辆12正确地定位在测试区域106内时，指令车辆12的电动助力转向对左侧牵引轮15施加机械负载。车辆12的EPS以1.0Nm/sec的速率向左侧牵引轮15施加左转矩并且接着施加右转矩以达到+/-5Nm的峰值转矩水平。当左侧牵引轮位于空气轴承107上且右侧牵引轮15被约束在轨道102B之间时，发生车辆12在测试区域106内的正确定位。车辆12上的传感器26测量对应于至少一个当前转向系统操作状况的状况数据，诸如（例如）在对测试区域106处执行的测试期间位于空气轴承107上的车轮15的转向转矩和转向角。来自传感器26的数据被存储在车辆12上的控制器22中或经由车辆12的无线通信系统 28传输至远程数据库，诸如图1中所示的计算机64。 [0054] 接着，在210处，车辆在箭头101的方向上继续朝测试区域108行进。在212处，当车辆正确地定位在测试区域108内时，指令车辆12的电动助力转向对右侧牵引轮15施加机械负载。EPS以1.0Nm/sec的速率向右侧牵引轮15施加左转矩并且接着施加右转矩以达到+/-5Nm的峰值转矩水平。当右侧牵引轮15位于空气轴承109上且左侧牵引轮15被约束在轨道 102A之间时，发生车辆12在测试区域108内的正确定位。车辆12上的传感器26测量对应于至少一个当前转向系统操作状况的状况数据，诸如（例如）在对测试区域108处执行的测试期间位于空气轴承109上的已测试车轮15的转向转矩和转向角。来自传感器26的数据被存储在车辆12上的控制器22中或被传输至计算机64。 [0055] 在214处，车辆在箭头101的方向上继续朝测试区域110行进。接着，在216处，当车辆正确地定位在测试区域110内时，执行第三测试，其中指令车辆12的电动助力转向对左侧和右侧牵引轮15二者施加机械负载。EPS以1.0Nm/sec的速率施加左转矩并且接着施加右转矩以达到峰值马达转矩能力。当左侧和右侧牵引轮15位于相应的受控摩擦表面111A、111B上时，发生车辆12在测试区域108内的正确定位。车辆12上的传感器26测量对应于至少一个当前转向系统操作状况的状况数据，诸如（例如）转向马达转矩和转向马达电流。在获取第三测试数据之后，在218处，将来自第三测试的数据传递至计算机64。如果先前没有传递，那么来自在208和212处执行的测试的数据也被传递至计算机64。在218处，计算机64或车载控制器22使用在对转向系统执行的三个测试中的每一个测试期间从传感器26获得的数据执行车辆转向系统分析，以确定整个转向系统的健康状况和功能性状态以及转向系统的至少一个部件的功能性。在220处，通过分析传感器数据获得的转向系统诊断可以作为诊断信息存储在计算机64上，或被传输至远程存取中心78以供进一步分析。传感器数据的分析还包括检查转向系统的至少一种服务状况。如果诊断指示应当对车辆12进行维修，那么分析可以生成被传输至服务中心的诊断代码。如果车辆12是自主车辆，那么如果诊断指示应当对车辆12进行维修，那么指示车辆12行进至服务中心。 [0056] 图5是说明在上文参考图4讨论的总体测试程序200中的208和212处执行的转向系统16的健康状况和功能性评估过程的方法300的流程图。根据示例性实施例，方法300可结合车辆12和测试设备100来利用。根据本公开可明白，该方法内的操作顺序不限于如图5中所说明的顺序执行，反而可以根据需要和根据本公开按照一个或多个不同顺序来执行。 [0057] 如上文所讨论，在测试区域106、108中的每一个测试区域处执行方法300以隔离转向负载路径以更准确地诊断转向系统的每一侧的任何问题。如图5中所描绘，在302处，指令电动助力转向系统以1.0Nm/sec的速率施加左转矩并且接着施加右转矩以达到+/-5Nm的峰值转矩。接着，在304处，传感器（诸如传感器26）收集与转向系统的特性或当前操作状况有关的数据，例如但不限于对已测试车轮15施加转矩时的方向盘角度、转向马达转矩和转向马达电流。在306处使用在304处从传感器26获得的转向数据来计算转向负载路径刚度。在308处使用在304处确定的转向负载路径刚度来计算转向系统的运动滞后。 [0058] 根据在308处确定的运动滞后和由传感器26获得的关于方向盘角度、转向马达转矩和转向马达电流的数据，在310、312和314处对特性服务状况执行检查。虽然被说明为连续执行，但是在310、312和314处执行的检查可以任何顺序执行或可以同时执行。在310处，对车辆转向系统的已测试侧中的过多刚度执行检查。车辆转向系统中的过多刚度可以指示电动助力转向系统的马达、可能被卡住或冷冻的转向部件或低水平的动力转向液体的可能问题。在312处对车辆转向系统中的不对称性执行检查。车辆转向系统中的不对称性可以指示转向系统的连杆、外球形接头、转向节或其它连接部件的可能状况。最后，在314处，对车辆转向系统中的粘滑执行检查。粘滑是当两个物体相互滑动时可发生的自发的跳动。粘滑可被描述为表面在彼此粘附与由于静摩擦系数与动态摩擦系数之间的差而彼此滑动之间交替。粘滑在车辆转向系统中由于操作者或乘客可能感觉到的转动操纵期间的不期望跳动或移动是不希望的。一旦完成在310、312和314执行的检查，方法300行进至316，其中数据被存储在车辆12上和/或被传输至远程计算机64，且方法300完成。 [0059] 图6是说明在上文参考图4讨论的总体测试程序200中的210处执行的转向系统的健康状况和功能性评估过程的方法400的流程图。根据示例性实施例，方法400可结合车辆12和测试设备100来利用。根据本公开可明白，该方法内的操作顺序不限于如图6中所说明的顺序执行，反而可以根据需要和根据本公开按照一个或多个不同顺序来执行。 [0060] 如上文讨论，方法400在测试区域110处执行以测量车辆转向系统16的左侧和右侧二者的转向响应。参考图6，在402处，指令电动助力转向系统以1.0Nm/sec的速率施加左转矩且接着施加右转矩以达到+/-5Nm的峰值转矩。接着，在404处，传感器（诸如传感器26）收集与转向系统的特性或当前操作状况有关的数据，例如但不限于对左侧牵引轮和右侧牵引轮15二者施加转矩时的方向盘角度、转向马达转矩和转向马达电流。在406处使用在404处从传感器26获得的转向系统16的数据来计算转矩波纹幅度。转矩波动是许多电动马达设计中看到的效果，并且是指马达轴旋转时的输出转矩的周期性增加或降低。转矩波纹幅度是马达轴的一整圈的最大转矩与最小转矩的差。在408处进一步使用在404处从传感器26获得的转向系统16的数据来计算针对左转向和右转向二者实现的峰值转向角。在410处，计算所实现的峰值马达转矩。在412处对两个转向方向的马达输出中的曲率执行计算。虽然被说明为连续执行，但是在408、410和412处执行的计算可以任何顺序执行或可以同时执行。在执行408、410和412所概述的计算之后，方法400行进至414，其中数据被存储在车辆12上和/或被传输至远程计算机64，且方法400完成。 [0061] 虽然至少一个示例性实施例已在前文详述中加以提出，但是应当明白存在大量变动。还应当明白的是，示例性实施例或多个示例性实施例仅是实例并且不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。实情是，前文详述将给本领域技术人员提供用于实施示例性实施例或多个示例性实施例的指引。应当明白的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可对元件的功能和设置作出各种改变。 [0062] 本文所公开的程序、方法或算法可交付给处理装置、控制器或计算机（可包括任何现有的可编程电子控制装置或专用电子控制装置）/由其实施。类似地，该程序、方法或算法可存储为可由控制器或计算机执行的呈许多形式的数据和指令，该形式包括（但不限于）永久地存储在诸如ROM装置的不可写存储介质上的信息以及可变地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM装置以及其它磁性和光学介质的可写存储介质上的信息。该程序、方法或算法还可在软件可执行对象中实施。替代地，该程序、方法或算法可全部或部分使用合适的硬件部件（诸如专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、状态机、控制器或其它硬件部件或装置）或硬件、软件和固件部件的组合来实施。这样的示例性装置作为车辆计算系统的部分可以是车载的或可以是远程非车载的，并且与一个或多个车辆上的装置进行远程通信。 [0063] 虽然上文描述了示例性实施例，但是并不希望这些实施例描述所有可能形式。用在说明书中的词汇是描述性词汇，而不是限制性的词汇，且应当理解，可以进行各种变化而并不脱离本公开的精神和范围。如先前所述，各种实施例的特征可组合成形成可以不明确描述或说明的本发明的进一步实施例。虽然各种实施例就一个或多个所需特性而言可能已经描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术实施方案，但是本领域一般技术人员认识到，可牺牲一个或多个特征或特性以实现取决于具体应用和实施方案的期望整体系统属性。这些属性可包括（但不限于）成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场适销性、外观、包装、大小、服务能力、重量、可制造性、便于组装等。因而，就一个或多个特性而言，描述为期望性不及其它实施例或现有技术实施方案的实施例不在本公开的范围之外并且对于特定应用可为所期望的。 |
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