一种基于提升车辆方向盘幅角水平的检测方法

冯东明、郭东成、牛海东、梁泽黎

（广汽乘用车有限公司 511434）

0 引言

随着当今车辆发展，消费者在追求车辆新功能的同时，对车辆的操控性及安全性要求也不断提高。目前消费者反馈的问题点中，车辆在行驶过程中出现的跑偏问题仍普遍存在。车辆跑偏主要受车辆前束、外倾及方向盘幅角、轮胎的状态等方面的影响。

根据GB 7258-2017《机动车运行安全技术条件》[1]，其中有两条涉及汽车跑偏的强制规定。4.13 条规定：机动车直线行驶时，其前后轴中心的连线与行驶轨迹的中心线应一致。6.7 条规定：机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的道路上行驶不应跑偏，其方向盘不应有摆振、路感不灵或其他异常现象。

结合国内外汽车行业的检测方法，为了保证车辆四轮前束和外倾的状态，目前是主要通过检测线车轮定位工位通过激光器对前束及外倾进行测量，并根据测量参数将四轮前束和外倾调整至合格范围内。另外，汽车行驶过程中若出现方向盘幅角不良，也可能导致车辆出现跑偏的情况。

关于方向盘幅角的检测方法，现行业内主要在跑道路试检查时利用检查员经验进行目视检查，因受检查人员主观感受的影响，当车辆发生细微的角度变化时，检查员视觉无法进行识别导致存在检查不出的情况，因此车辆出荷时存在流出方向盘幅角不良的风险。本文就是针对方向盘幅角的检测方法进行量化，提出了一种提升车辆方向盘幅角水平的检测方法，即通过导入方向盘水平仪检测车辆直线行驶时方向盘幅角的度数，由过往的经验目视检查转变为使用设备保证，从而达到实现量化检查标准、提升车辆方向盘幅角水平的目的。

1 车辆检查工艺流程

图1 车辆下线检查工艺流程

目前主流的车辆检查工艺流程主要包括外观内饰的检查、机能检测线检查、淋雨密封检查及路试检查等。由于车辆在制造和装配过程中不可避免地存在一定的误差，因此进行路面检查前必须完成车轮定位对车辆轮胎前束及外倾的测量及调整。

具体方法是，利用精密的车轮定位检测设备，测量并将车轮前束及外倾的参数调整至合格范围内。所用检查及工艺流程如图1所示。

2 车轮定位的作用

机能检测线中车轮定位工位主要包括前轮主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束四个内容；后轮定位包括车轮外倾角和逐个后轮前束。车轮定位主要作用之一是使车辆保持稳定的直线行驶和转向轻便，并减少车辆在行驶中轮胎和转向机件的磨损。

由于以上检测及调整方法只限于车轮定位工位调整，其调整工况与日常车辆行驶状态存在一定的差异，因此无法确认车辆完成调整后在行驶过程中是否产生车辆方向盘幅角的不良问题。

3 方向盘幅角确认方法

图2 车辆存在方向盘幅角是车辆行驶的表现

方向盘幅角是指在平整路面上当车辆保持直行状态的情况下，方向盘中心轴线与车辆中心轴线的角度，也就是我们常说的方向盘正不正。

对于如何确认车辆行驶过程中方向盘不正的方法，可以选择在平整的路面上，手握方向盘并持续保持车辆直线行驶状态，此时目视方向盘是否有不正的情况；如果车辆方向盘出现不正时，将方向盘打正，则车辆不是保持直行而是向一侧跑偏。当车辆在平整路面上行驶过程中出现上述的现象时，基本可确认为车辆存在方向盘幅角不正的情况（图2）。

4 方向盘水平仪检测方法

车辆经过检测线车轮定位的检测及调整后，路试班在跑道直行路对车辆进行全数检查确认，通过目视操作，凭借检查员个人的检查经验确认方向盘是否有幅角不良。因为该方法仅靠检查员经验进行目视检查，且人肉眼无法分辨出细微角度的变化，同时受个人主观因素影响检出能力一致性存在明显缺陷，导致存在工序保证能力低，有不良流出风险。

对于路试检查时对方向盘幅角的确认，由于目视检查是通过人肉眼进行识别，通过实车确认发现，方向盘幅角角度与人眼识别度的关系如下图3和表1所示。

因为人眼识别范围有限，较小的幅角角度难以识别，为了提升工序保证能力，减低不良流出，需量化方向盘幅角的检查标准，通过利用仪器进行检测，读取行驶过程中的车辆方向盘幅角度数，从而实现检测车辆的方向盘幅角水平。

对于如何量化方向盘幅角的检查标准，可使用方向盘水平仪进行检查，方向盘水平仪如图4所示，其主要由两个聚氨酯材质卡轮、铝材主体支架以及刻度水泡组成，为了保证因各车型方向盘的造型及尺寸不一致的兼容性，主体支架内置弹簧可伸缩调整。另外，水平仪上的水泡则是用于检查车辆实行过程中方向盘是幅角角度，便于检查员读取实车方向盘幅角度数。

表1 幅角角度与可否以肉眼识别的关系方向盘

图4 方向盘水平仪

路试检查时检查员保持车辆直行的状态，通过目视安装在车辆方向盘上的水平仪水泡度数，确认车辆方向盘幅角的状态是否存在不正的情况：方向盘保持水平时，水泡在中心点，其位置为0；当方向盘发生倾斜时，气泡会朝高处移动，显示倾斜角度。为了提升方向盘幅角检测的准确性，应选择平整的路面作为检查路段，同时需保持车辆处于直行状态，可利用在检查路面上直行划线，避免因车辆未保持直行影响检测结果。

5 方向盘幅角检查的操作流程

检查员在跑道进行路试检查时将车辆停在直行路起点线上，将方向盘水平仪安装在车辆方向盘上，并确认方向盘水平仪已安装到位。完成安装方向盘水平仪后进行加速测试，手握方向盘并保证车辆直线行驶状态。

车辆直线行驶时检查员目视方向盘水平仪水泡刻度读数，确认是否在合格范围内：0±2°为合格（即左右角度偏差不得超过2°），超出范围则判定为不合格。

6 总结

本文利用方向盘水平作为检测方向盘幅角的仪器，通过在平整且已完成直行划线的路面上保持车辆直线行驶，读取已安装在方向盘上的方向盘水平仪上的水泡度数，检测车辆在行驶过程中的方向盘幅角水平。采用方向盘水平仪方便地实现了读取车辆方向盘幅角度数，量化检查标准，技术方案简单，方便推广。