[0001] 本发明涉及方向盘模态技术领域，特别涉及一种方向盘模态管控方法及装置。

[0002] 整车NVH(噪声、震动和声震粗糙度)是衡量汽车制造质量的一个综合性问题；其中，低频振动是乘用车NVH性能主观评价的重要指标，方向盘的振动可以直接通过驾驶员的手指的触摸来评价，容易被消费者所感知。

[0003] 方向盘模态是方向盘的固有频率和振动模式，是方向盘系统的固有属性，方向盘系统模态由方向盘、管柱、CCB(管梁总成)及车身安装点位置的刚度决定；在对方向盘模态进行管控时，常为实车整车测试，方向盘安装在实车上，仅能实现对安装在整车上的方向盘模态的把控；方向盘的抖动主要是方向盘模态与车身其他部件模态引起共振导致，整车测试中发生方向盘抖动时，难以快速找出引起方向盘抖动的部件位置。

[0038] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0039] 需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

[0040] 另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

[0041] 方向盘的振动可以直接通过驾驶员手指的触摸来感知和评价，容易被消费者所感知，常需要对方向盘的振动进行把控。方向盘模态是方向盘的固有频率和振动模式，是方向盘系统的固有属性，方向盘系统模态由方向盘、管柱、CCB(管梁总成)及车身安装点位置的刚度决定。方向盘的振动主要时方向盘模态与车身其他部件的模态引起共振导致，在对方向盘的模态进行管控时，常为实车整车测试，方向盘安装在实车上，仅能实现对安装在整车上的方向盘模态的把控；当整车测试中发生方向盘振动时，难以快速的找出引起方向盘抖动的位置。

[0042] 本发明提出一种方向盘模态管控方法。

[0043] 在本发明一实施例中，该方向盘模态管控方法，包括以下步骤；

[0044] 步骤S1：选取第一工装100，并将第一工装100固定安装在工作台上，然后将方向盘固定约束在第一工装100上；

[0045] 步骤S2：在方向盘的第一方向上固定安装第一加速度传感器，然后沿第一方向锤击方向盘，并记录第一加速度传感器显示出的第一传递函数；

[0046] 步骤S3：将第一传递函数的波峰值作为在第一方向上的方向盘模态；

[0047] 步骤S4：将方向盘从第一工装100上取下；

[0048] 步骤S5：选取第二工装200，并将第二工装200固定安装在工作台上，然后将管柱固定在第二工装200上；

[0049] 步骤S6：在管柱的第一方向上布置第二加速度传感器，然后沿第一方向锤击管柱，并记录第二加速度传感器显示的第二传递函数；

[0050] 步骤S7：将第二传递函数的波峰值作为在第一方向上的管柱模态；

[0051] 步骤S8：将方向盘固定安装在管柱上，然后在方向盘的第一方向上布置第三加速度传感器，最后沿第一方向锤击方向盘，记录第三加速度传感器显示出的第三传递函数；

[0052] 步骤S9：将第三传递函数的波峰作为在第一方向上的管柱与方向盘共同约束模态。

[0053] 在本发明的实施例中通过第一工装100对单独的方向盘进行固定约束，然后通过锤击的方法测得第一方向上的方向盘模态，当第一方向上的方向盘模态符合预定的管控目标值时，可以排除整车实验中在第一方向上由方向盘模态引出的方向盘振动，实现了对方向盘模态的管控；借助于第二工装200对单独的管柱进行固定约束，然后通过锤击的方法测得第一方向上的管柱的模态，当第一方向上的管柱模态符合预定的管控目标值时，可以排除整车实验中在第一方向上由管柱模态引出的方向盘振动，实现了对管柱模态的管控；最后将方向盘安装在管柱上，并通过锤击的方法测得第一方向上的方向盘与管柱共同约束模态，当第一方向上的方向盘与管柱共同约束模态符合预定的方向盘与管柱共同约束后的模态管控目标时，可以排除整车实验中在第一方向上由方向盘与管柱共同约束后的模态引起的方向盘振动，能够快速的排除引起方向盘振动的位置，整体上改善了难以快速找出引起方向盘抖动的部件的位置的问题。

[0054] 测试中，将实车的长度方向设为X方向，实车的宽度方向设为Y方向，实车的高度方向设为Z方向；

[0055] 将第一方向依次设置为X、Y和Z方向，重复步骤S2‑S3，分别测得在X、Y和Z方向上的方向盘模态；

[0056] 重复步骤S6‑S7，分别测得在X、Y和Z方向上的管柱模态；

[0057] 重复步骤S8‑S9，分别测得在X、Y和Z方向上的管柱与方向盘共同约束模态。

[0058] 通过将第一方向依次设置为X、Y和Z方向，能够分别测得测得在X、Y和Z方向上的方向盘模态，从而分别对方向盘在X、Y和Z方向上的模态进行管控；通过分别测得在X、Y和Z方向上的管柱模态，能够分别对管柱在X、Y和Z方向上的模态进行管控；通过分别测得在X、Y和Z方向上的管柱与方向盘共同约束模态，实现了对X、Y和Z方向上的管柱与方向盘共同约束模态的管控。

[0059] 在步骤S1中，需要对第一工装100的模态进行把控，以减少第一工装100对测量的造成干扰，具体步骤包括：

[0060] 步骤S11：选取第一工装100，并将选取到的第一工装100固定安装在工作台上，然后将第四加速度传感器固定安装在第一工装100的第一方向上；

[0061] 步骤S12：通过锤击的方法沿第一方向敲击第一工装100，记录下第四加速度传感器的传递函数；

[0062] 步骤S13：将第四加速度传感器的传递函数的最大值作为在第一方向上的第一工装100模态；

[0063] 步骤S14：将第一方向上的方向盘的模态的管控的目标值设置为X1‑X2(X1和X2均为一个确定大小的频率，且X2大于X1)，当第一工装100的模态大于X2的五倍时，则第一方向上的第一工装100的模态满足管控要求；

[0064] 将第一方向依次设置为X、Y和Z方向，当X、Y和Z方向上的第一工装100的模态均满足管控要求时，即第一工装100用于固定约束方向盘时，能够任意的对X、Y和Z方向上的方向盘模态进行测试；当X、Y和Z方向上的第一工装模态任意一条不满足管控要求时，则重复步骤S11‑S14，重新选取第一工装100。

[0065] 具体的，当第一方向上的方向盘模态管控范围为60Hz‑100Hz时，符合要求第一工装100的第一方向上的模态需大于500Hz。

[0066] 在步骤S5中，需要对第二工装200的模态进行把控，以减少第二工装200对测量的造成干扰，具体步骤包括：

[0067] 步骤S51：选取第二工装200，并将选取到的第二工装200固定安装在工作台上，然后将第五加速度传感器固定安装在第二工装200的第一方向上；

[0068] 步骤S52：通过锤击的方法沿第一方向敲击第二工装200，记录下第五加速度传感器的传递函数；

[0069] 步骤S53：将第五加速度传感器的传递函数的最大值作为在第一方向上的第二工装200模态；

[0070] 步骤S54：将第一方向上的方向盘的模态的管控的目标值设置为X3‑X4(X3和X4均为一个确定大小的频率，且X4大于X3)，当第二工装200模态大于X4的五倍时，则第一方向上的第二工装200模态满足管控要求；

[0071] 具体的，将第一方向依次设置为X、Y和Z方向，当X、Y和Z方向上的第二工装200模态均满足管控要求，即第二工装200用于固定管柱时，能够任意的对X、Y和Z方向上的管柱模态进行测试；当X、Y和Z方向上的第二工装200模态任意一条不满足管控要求时，重复步骤S11‑S14，重新选取第二工装200。

[0072] 具体的，当第一方向上的管柱模态管控范围为40Hz‑60Hz时，符合要求的第一工装100的模态管控范围需大于300Hz。

[0073] 请参阅图1和图2，本发明还提出一种方向盘模态管控装置，包括第一工装100和第二工装200，第一工装100用于固定约束方向盘，第二工装200用于固定约束管柱。在本发明的实施例中通过第一工装100对方向盘进行固定，通过第二工装200对管柱进行固定，能够分别同时实现对方向盘和管柱进行固定约束，整体上方便于同时测试方向盘模态和管柱模态，能够提高测试的效率。

[0074] 请参阅图1和图3，第一工装100包括固定座1和固定螺栓2，固定座1用于固定在工作台上，固定座1上贯穿设有第一固定孔11，固定螺栓2的螺帽位于固定座1的底侧，固定螺栓2的螺纹段穿过第一固定孔11并用于与方向盘螺纹连接。先将固定螺栓2的螺帽置于固定座1的下侧，并使得固定螺栓2的螺纹段穿过第一固定孔11，然后将固定座1固定在工作台上，能够将固定螺栓2的螺帽抵在工作台上，实现了对固定螺栓2的固定；在将方向盘螺纹连接在固定螺栓2的螺纹段上后，能够实现对方向盘的固定约束。

[0075] 具体的，工作台可以为金属台面或金属地板，第一固定孔11内侧可以开设与固定螺栓2螺纹适配的内螺纹，在将固定螺栓2的螺纹段穿入到第一固定孔11内后，可以加强固定螺栓2与固定座1之间的连接的稳定性，实现对固定螺栓2的加固。在测量第一工装100时，可以将第四加速度传感器安装在固定螺栓2的螺纹段上。

[0076] 请参阅图1和图3，固定座1上开设有第二固定孔12，第二固定孔12用于连接工作台上的安装螺栓。在将固定座1安装在工作台上时，使得工作台上的安装螺栓的螺纹段穿过第二固定孔12，然后将螺母旋紧在安装螺栓上，螺母能够将固定座1抵在工作台上，实现了对固定座1的固定。

[0077] 第二固定孔12设有四个，四个第二固定孔12布设于第一固定孔11的周围，四个固定孔方便于从四周对固定座1进行固定，提高了对固定座1固定的牢固性。

[0078] 第二固定孔12为腰型孔，相邻的两个第二固定孔12的长度方向相垂直，相对的两个第二固定孔12的延长线相重合，第二固定孔12贯穿固定座1的周侧设置。在固定座1的尺寸不变的情况的，能够使得更多分布类型的安装螺栓穿过第二固定孔12，提高了对固定座1的固定的便捷性。

[0079] 请参阅图2和图4，第二工装200包括用于固定在工作台上的立柱3，立柱3设有四个，四个立柱3分别布设在矩形的四角，且四个立柱3两两相对，相对的两个立柱3上相互靠近的一侧均升降安装有滑块4，四个滑块4分别对应管柱的安装支架上的四个安装孔，滑块4的周侧上开设有多个用于对齐安装孔的配合孔41，配合孔41的内壁上开设有螺纹。

[0080] 常见的管柱的安装支架上设有四个用于将管柱固定在整车上的安装孔。通过将螺栓穿过安装孔并旋入到配合孔41内，能够将安装支架固定在四个立柱3上，从而实现了对管柱的固定，能够复现管柱在整车中的固定方式。不同尺寸的方向盘的大小存在差异，通过控制滑块4升降，能够改变管柱与工作台之间的距离，从而方便于将不同尺寸的方向盘安装在管柱上。

[0081] 请参阅图1、图4和图5，立柱3上开设有第一腰孔31，滑块4上开设有锁止孔42，锁止孔42内设有锁止螺栓5，锁止螺栓5穿过第一腰孔31并螺纹连接有锁止螺母51。旋松锁止螺栓5时，能够方便滑动滑块4；旋紧锁止螺栓5后，实现了对滑块4的滑动的锁止，从而实现了对滑块4的升降的控制。进一步的，第一腰孔31在立柱3上设有两个，且两个第一腰孔31相平行。

[0082] 锁止孔42为第二腰孔，第一腰孔31与第二腰孔相垂直。沿锁止孔42的长度方向滑动滑块4，能够调节滑块4在水平方向上的位置，从而调节相邻两个滑块4之间的位置，方便于将配合孔41对齐管柱的安装支架上的安装孔。进一步，锁止孔42在滑块上设有两个，两个锁止孔42相平行。

[0083] 请参阅图1、图4和图5，第二工装200还包括固定板6和底板7，底板7与立柱3可拆卸固定相连，固定板6上设有用于连接工作台上的安装螺栓的第三固定孔61，固定板6靠近工作台的一侧与底板7相抵。在将安装螺栓穿过第三固定孔61后，将螺母套在安装螺栓上并旋紧，固定板6能够紧固的将底板7固定在工作台上，实现了底板7在工作台上的紧固固定。

[0084] 第三固定孔61可以为腰型孔，旋松安装螺栓上的螺母后，能够方便于对固定板6进行调节，使得固定板6压在底板7的上侧。

[0085] 请参阅图1、图4和图5，立柱3包括矩形段和梯形段，矩形段和梯形段一体铸成，且矩形段位于体型段的上侧，第一腰孔31位于矩形段上。

[0086] 底板7上开设有多个定位孔71，立柱3的下侧开设有多个连接孔32，连接孔32与定位孔71一一对应设置，底板7的底侧开设有放置槽72，定位孔71与放置槽72相连通；定位孔71内设置有连接螺栓8，连接螺栓8的螺帽位于放置槽72内，减少了连接螺栓8的螺帽与工作台的接触；连接孔32内开设有与连接螺栓8螺纹适配的内螺纹，在将连接螺栓8旋入到连接孔32内后，可以实现立柱3与底板7的牢固连接。

[0087] 以上所述仅为本发明的示例性的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。