DD159108A5 - Einrichtung zur pruefung der servolenkung von kraftfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Ueberpruefen von Kraftfahrzeug-Servolenkungssystemen, insbesondere in Service-Stationen. Die Erfindung ermoeglicht eine schnelle diagnostische Pruefung im Fahrzeug selbst. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die einzelnen Messdaten durch eine Reihe von Messfuehlern erfasst und nach Umformung ihrer Messignale, diese in elektronische Einheiten verarbeitet werden, wobei Logikeinheiten der elektronischen Einheiten dazu beitragen, dass mehrere Messbetriebsarten verwirklicht werden koennen und die zu den einzelnen Betriebsarten gehoerenden Pruefungen in einer bestimmten Eingangssignal-Wertkombination durchgefuehrt werden.

Description

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Einrichtung zur Prüfung der Servolenkung von Kraftfahr-, zeugen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Prüfung der hydraulischen lenkung von Kraftfahrzeugen, mit deren Hilfe die in der Servolenkung entstehenden Hydraulikdrücke (Pumpenförderung), das Lecköl, die hydraulische Lenkbegrenzung, das Spiel des Lenkgestänges, das hydraulische Spiel, das mechanische Spiel des Lenkgetriebes, und das auf die Lenkspindel wirkende Drehmoment schnell und zuverlässig bestimmt werden können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Einer der wichtigsten Baugruppen in Bezug auf die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit von Kraftfahrzeugen ist die Lenkung. Ihre Parameter und die Prüfung derselben werden durch verschiedene HOrmen und Vorschriften bestimmt.

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Die vorstehend aufgeführten Parameter müssen bei periodischen, -technischen Überprüfungen stündig kontrolliert und bei darauffolgenden 'Einstellarbeiten gemessen werden.

Zur getrennten Messung der einzelnen Parameter einer Lenkung, insbesondere zur Messung der am Lenkrad durch, den Kraftfahrer aufzubringenden Kraft sind bereits mehrere Einrichtungen vorgeschlagen worden. .

Bei der in der DE-PS Ur. 1 573 957 beschriebenen Einrichtung wird an das Lenkrad des Kraftfahrzeuges ein Meßlenkrad angebracht, das -dann Vom Kraftfahrer verdreht wird. In einem Teil des Meßlenkrades ist eine Kraftmeßeinheit vorgesehen. Der gemessene Kraftwert wird durch ein Schreibwerk der Einrichtung registriert, Die'Bedienung der Einrichtung erfordert Erfahrungen auf dem Gebiet des Messens und ist zur schnellen Durchführung von 'Diagnostikprüfungen in Kraftfahrzeugservicestationen nicht geeignet. Die Bedienung ist unter Serviceverhältnissen zu umständlich und aufwendig . ' '

Gemäß der Lenkprüfeinrichtung nach DE-PS Nr. 2 501 521 wird auf die Lenkspindel des Kraftfahrzeuges anstelle des eigenen Lenkrades ein Meßlenkrad montiert. In diesem Meßlenkrad sind elektronische/elektrische Meßelemente angeordnet, wobei eine elektrische Einheit die -Meßwerte anzeigt. Die Meßgenauigkeit dieser Einrichtung ist zufriedenstellend und die Anzeige zuverlässig. Ihr Nachteil besteht jedoch darin, daß das Lenkrad des Kraftfahrzeuges demontiert werden muß. Das an.die Stelle des Lenkrades montierte Meßlenkrad gelangt bereits nicht mehr in die Originalstellung des eigentlichen Lenkrades und seine zum Fahrer bezogene Stellung ist ebenfalls eine andere.

Die Messung der durch den Kraftfahrer aufzubringenden Kraft bzw. die Messung des Drehmomentes ist in erster Linie zur

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Untersuchung der Lenkeigenschaften des Fahrzeuges erforderlich, was natürlich während der Fahrt des Fahrzeuges vorgenommen wird.

Zur Kontrolle der Lenkung des Kraftfahrzeuges müssen gleichzeitig mehrere Parameter gemessen werden, wobei die Prüfung auch bei Stillstand de"s Fahrzeuges erfolgt oder an der aus dem Fahrzeug ausgebauten Lenkung vorgenommen v/erden muß.

Die in der HU-PS 163 420 beschriebene Meßeinrichtung eignet sich zur Prüfung von ausgebauten hydraulischen Servolenkungen und registriert das durch die Lenkwelle abgegebene Ausgangsmoment in Abhängigkeit- von dem auf das Lenkrad einwirkenden Drehmoment in einem Diagramm. Beim Ablesen der Meßergebnisse können subjektive Fehler entstehen, während die einzelnen Vergleichs- und Rechenprozesse von der, Bedienperson vorgenommen werden müssen. Die Messungen bzw» .Prüfungen beziehen sich im allgemeinen nur auf Servolenkungen selbst. Für eine komplexe Kontrolle bzw. Prüfung des gesamten Kraftfahrzeug-Lenksystems ist diese^JJinrichtung nicht geeignet. . - .

Ziel der Erfindung:

Durch die Erfindung wird eine für Diagnostikuntersuchüngen geeignete, schnell und leicht bedienbare, Meßfachkenntnisse nicht erfordernde Kontroll- und Prüfeinrichtung vorgeschlagen, die über die Kontrolle der Servolenkung und der Lenkkonstruktion eines Kraftfahrzeuges hinausgehend, sich auch zur Fehlerermittlung eignet und vorteilhaft in Servicestationen einsetsbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung: . ' Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung • - 4 -

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zu schaffen, mit der bei entsprechender Umschaltung alle zu messenden Parameter in einer einzigen Meßeinheit gemessen werden können, bei vergleichenden Messungen nach Pesthalten des Referenzwertes eine automatische Anzeige des zulässigen Relativwertes erfolgt und die Meßwerte in digitaler Form angezeigt werden, wobei ein schnelles und einfaches Anschließen der Meßgeber ohne wesentliche Zerlegung der funktionellen Einheiten der im Kraftfahrzeug eingebauten Servolenkung gev/ährleistet sein muß.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sämtliche zur Anwendung gelangenden Meßfühler elektrische bzw* auf elektrischem Wege zu verarbeitende Meßsignale abgeben, die nach entsprechender Umformung in elektronische Logikeinheiten verarbeitet werden, wobei die Logikeinheiten dazu beitragen, daß die Einrichtung mehrere Meßbetriebsarten verwirklichen kann und die zu den einzelnen Betriebsarten gehörenden Prüfungen in einer bestimmten Eingangssignal-Wertkombination durchgeführt werden. Demzufolge können die Prüfungen innerhalb einer kurzen Zeit und frei den subjektiven Fehlern der Bedienungsperson mit diagnostischem Charakter durchgeführt werden.- Besonders schnell und leicht können die Prüfeinheiten befestigt werden, die die Winkelverdrehung der Lenkspindel und das auf_des Lenkrad ausgeübte Drehmoment wahrnehmen. '

Das Wesen der B_rfindung besteht darin, daß die Druckmeßfühlereinheit an eine Signalkonditioniereinheit angeschlossen ist, deren Ausgang durch ein Tiefpaßfilter einerseits unmittelbar an einen Eingang eines Drucksignal-Differenzverstärkers -und andererseits über einen, mittels eines Null-Schalters-betätigten Abtast-Haltestromkreis an den anderen Eingang/des erwähnten Drucksignal-Differenzverstärkers angeschlossen ist» Der Ausgang des Drucksignal-Diffe~· renzverstärkers ist zweckdienlicherweise über einen Schal-

ter an den ersten Eingang eines !Comparators und Impulsgebers angeschlossen, dessen zweiter Eingang über einen Meßgrenzen-Wählschalter mit einen Vergleichspegeleinsteller verbunden ,ist. Der erste Ausgang des Komparators und Impulsgebers ist an den ersten Eingang einer ODER-Schaltung und der zweite Ausgang an den zweiten Eingang des Null-Stromkreises (Äbgleichstromkreises) angeschlossen, an dessen ersten Eingang ein Null-Schalter angeschlossen ist. Der zweite Eingang der ODER-Schaltung ist mit einen zur kontinuierlichen Anzeige dienenden logischen Pegelschalter verbunden, während an den Ausgang der ODER-Schaltung eine Einheit angeschlossen ist, die den Verdrehungswinkelwert speichert. An' den Dateneingang dieser Speichereinheit ist der Ausgang eines Vor- und Rückwärtszählers angeschlossen, an dessen Eingang der Ausgang eines richtungsempfindlichen Verdrehwinkelgebers und an dessen Steuereingang der Ausgang des Null-Stromkreises angeschlossen ist. Der Ausgang der den Lenkspindel-Winkelverdrehungswert speichernden Einheit ist mit einer Lenkspindel-Winkelverdrehungsanzeige verbunden, während an den Ausgang des Tiefpaßfilters über einen Analog-Digital-Wandler^ eine Druckanzeige mit digitaler Ablesung angeschaltet ist.

Bei der erfihdungsgemäßen Einrichtung besitzt der zwischen dem Drucksignal-Differenzverstärkers und dem Komparator-Impulsgeber angeordnete Schalter einen- zweiten Eingang, an den der dritte Ausgang der an den Lenkspindel-Momentmeßgeber angeschlossenen Drehmomentpegel-Meßfühler- und Verar- beitungseinheit angeschlossen ist. Der zweite Ausgang dieser Vorbereitungseinheit ist über ein Zeitverzögerungsglied mit längerer Verzögerung, der erste Ausgang über ein Zeitverzögerungsglied mit kürzerer Verzögerung an die Eingänge eines Zeit- und Momentpegel-Y/ählschalters angeschlossen, dessen Ausgang mit den Steuereingang des .vorgenannten Ana-' log-Digitalwandlers verbunden ist. An den vierten Ausgang der Drehmomentpegel-Meßfühler und Verarbeitungseinheit ist

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eine digitale Drehmomentanzeige angeschlossen. Der zwischen dem Komparator--Impulsgeber und dem Drucksignal-Differenzverstärker angeordnete Schalter hat vorzugsweise noch einen dritten Eingang, an den ein Signalgeber angeschlossen ist, der die auftretende Bewegung abtastet. Bei einer zweckdienlichen Ausführung der erfindungsgemaßen Einrichtung ist der Lenkspindel-Drehmoment-Meßgeber ein am Kranz des Lenkrades zu befestigender Kraftmesser, dessen am Lenkradkranz tangential zu befestigender Kraftmeßdorn von einer beweglichen, als,Handgriff ausgebildetes Gehäuse umgeben ist. Im Gehäuse sind zwei Anschlagflächen vorgesehen, auf denen sich zwei, die Kraftmeßfeder an beiden Seiten abschließende Federteller in der Ruhestellung des Kraftmessers abstützen, während auf dem Kraftmeßdorn analog hierzu ebenfalls entsprechende Anschlagflächen vorgesehen sind. Am Kraftmeßdorn und am Kraftmeßgehäuse sind jeweils ein Element des Elementenpaares eines elektrischen Bewegungsfühler befestigt«,

Der verwendete Drehwinkelsignalgeber besitzt einen feststehenden Teil und einen, im feststehenden Teil gelagerten,-verdrehbaren Teil.

Der feststehende Teil ist in einer, in Lenkspindelebene liegenden Nabe angeordnet, die auf einer Trägerwelle des verdrehbaren Teiles gelagert bzw. abgestützt ist. An der ITabe ist zur Fixierung derselben ein gelenkiger, senkrecht zur Lenkspindelebene starrer Abstützarm angebracht, der ein zur Befestigung in der Fahrkabine dienendes Befestigungselement besitzt. .

Der verdrehbar ausgebildete Teil des Drehwinkelgebers wird mittels Schnellspanner an der Lenkspindel bzw. in der Lenkradnabe befestigt. Der feststehende und der verdrehbare Teil· sind über eine Kupplung miteinander verbunden, wobei die ' Kupplung auf der Trägerwelle angeordnet ist.

Da die Prüfungen nur im betriebsv/armen Zustand des Hydrauliksystems der Servolenkung vergleichbare .Meßwerte ergeben, besitzt die Prüfeinrichtung einen die Hydrauliköltemperatur kontrollierenden Temperaturgeber mit elektrischem Ausgangssignal. Der !Temperaturgeber ist über die 'Meßbrücke und die .Komparatoreinheit'an eine die verschiedenen Temperaturbereiche anzeigende Einheit angeschlossen. -

. Ausführungsbeispiel: ,

Die Erfindung soll, nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen: ..- ' . . . .

Pig. 1: das Blockschaltbild der Prüfeinrichtung,

Pig. 2: die an das Lenkrad zu befestigende Lenkspindel-. Drehmomentmeßeinheit im Schnitt,

Fig. 3: " die am Lenkrad befestigte Lenkspindel-Winkelverdrehungsgebereinheit sowie deren Befestigungsund Antriebselemente.

Der Lenkspindel-Drehmoment-Meßgeber 1 ist an den Eingang 2e der Drehmomentpegel-Meßfühler- und Verarbeitungseinheit 2 angeschlossen, an dessen vierten Ausgang 2d die digitale Drehmomentanzeige 3 angeschlossen ist. Der erste Ausgang 2a der Drehmoment-Meßfühler- und Verarbeitungseinheit 2 ist über das Zeitverzögerungsglied mit kurzzeitiger Verzögerung 4 an den Zeit- und Momentpegel-Wahlschalter 28, der Ausgang 2b über das Zeitverzögerungsglied 5 mit längerer Verzögerungszeit -an. den Zeit- und Drehmomentpegel-Wahlschalter 28, über dessen Eingänge 28a bzw. 28b angeschlossen, wobei der Ausgang 28c mit den Steuereingajig 6a des Analog-Digital-Wandlers 6 verbunden ist. Mittels des Zeit- und Moment pegel wählsehalters 28 kann das Signal des z.B. am Lenkrad be-

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festigten Kraftmessers dem Kraftarm entsprechend angepaßt, und das Erreichen eines stationären Hydraulikdruckwertes abgewartet v/erden. .In den Ausgang 6c des Analog-Digital-Wandlers 6" ist die mit digitaler Ablesung versehene Druckanzeige 7 angeschlossen. An den Eingang 6b des Analog-Digital • Wandlers 6 ist der Druokmeßfühler 8 über die an seine Ausgänge 8a bzw. angeschlossene Signalkonditioniereinheit 9 sowie das Tiefpaßfilter 10 angeschlossen. Der Ausgang des Tiefpaßfilters TO ist einerseits unmittelbar an den Ein-. gang 13b des Drucksignal-Differenzverstärkers 13» anderer-

'· ·. seits über den Abtast-Haltestromkreis 12 an den Eingang f''^T~'\ -

K,J 13a des Differenzverstärkers 13 angeschlossen. An den Aus-

- gang 13c des Drucksignal-Differenzverstärkers 13 ist über

seinen Anschluß 26a der Wählschalter 26 angeschlossen, der in seiner ersten.Stellung die Verbindung zwischen dem Ausgang 13c und dem Eingang 14a, in der zweiten Stellung die Verbindung zwischen dem an dem Anschluß 26d angeschlossenen Eingang 14a und an den Anschluß 26b angeschlossenen dritten Ausgang 2c herstellt und in seiner dritten Stellung ; die Verbindung zwischen dem Eingang 14a und dem an den Anschluß 26c angeschlossenen und die Bewegung des gesenkten Fahrzeugrades wahrnehmenden Signalgebers 29 sichert. An \- den z?/eiten Eingang 14b des Komparators und Impulsgebers 14 ist über den Meßbereichs-Wählschalter 17 der Vergleichs-· pegeleinsteller 17a angeschlossen, auf dem die zum Leerlauf-Druckpegel der Hydraulikpumpe der zu-prüfenden Servolenkung bezogenen gewünschten Meßdruckpegel eingestellt werden können. Der erste Ausgang 14c des Komparators und Impulsgebers 14 ist an den ersten Eingang 15a der ODER-Schaltung 15, der zweite Ausgang 14d hingegen an den zweiten Eingang 27b des Null-Stromkreises 27 angeschlossen. Der ;- erste Eingang 27a des Null-Stromkreises 27 ist mit dem Abtast-Haltestromkreis 12 zusammen an den Null-(Abgleich-)-Schalter 16 angeschlossen. Mit den zweiten Eingang 15b der ODER-Schaltung 15 ist der zur kontinuierlichen Anzeige dienende logische Pegelschalter'19 verbunden. An den Aus-

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gang 15c ist die die'Lenkspindel-Winkelverdrehung speichernde Einheit 18 angeschaltet und an deren Dateiieingang 18a der Ausgang 22b; des Vor- und Rückwärtszählers 22 angeschlossen. Der Eingang 22a des Vor- und Rückwärtszählers hingegen ist mit dem Ausgang 21a des Richtungsdiskreminators-Winkelsignalgebers 21 verbunden. Der Richtungsdiskriminator-Winkelsignalgeber 21 ist wie bereits zuvor beschrieben, an die Lenkspindel bzw. das Lenkrad der zu prüfenden Servolenkung befestigt. An den Steuereingang 22c des Vor- und Rückwärts¹ zählers 22 ist der Ausgang 27c des beschriebenen Hull-(Abgleich-)Stromkreises 27 und den Ausgang 18b der Lenkspindel-Winkelverdrehungs-Speichereinheit 18 ist die Lenkspindel-Winkelverdrehungsanzeige 20 angeschlossen.

Der Temperaturgeber 23 zur Kontrolle der Öltemperatur der zu prüfenden Servolenkung ist an die Meßbrücke' und Vergleichseinheit 24 angeschlossen, wobei an letztere eine Temperaturanzeigeeinheit 25 angeschlossen ist, die die Temperatur oder zweckdienlicherweise die verschiedenen Temperaturbereiche anzeigt. . ' '

An die Steuereingänge der Druckmeßfühler 8 bzw.. der Signalkonditioniereinheit 9 ist die Drückumschalteinheit 11 angeschlossen.

Die Kraftmessereinheit 1 wird mittels des Klemmbügels 31 befestigt. An die Schenkel 32 des Klemmbügels 31 .ist tangential zum Lenkradkranz 30 liegend ein Kraftmeßdorn 33 angeschraubt. Auf der zylindrischen Fläche 38 des Kraftmeßdornes 33 wird das eine mit einer Bohrung 39 versehene Ende eines'Kraftmeßgehäuses 42 beweglich geführt, das vorteilhafterweise als Griff ausgebildet ist. Das andere Ende dieses als Griff ausgebildeten Gehäuses 42 wird durch einen Federteller 57 gef+hrt, der an den Führungsbolzen 50 des Meßdornes 33 angepaßt ist. An der Schuler 45 des Kraftmeßdornes 33 liegt in der Ruhestellung mit" seiner Stirnfläche

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4-6 äex durch, den "Führungsbolzen'50 geführte - Federteller 47 an." Auf der Stützfläche 48 des Federtellers "47 stützt sich die Kraftmeßfeder 55 ab. Die Stirnseite 46 des Federtellers 47 liegt in der Ruhestellung gleichzeitig auch an der Schulter 64 der Bohrung 63, des Kraftmeßgehäuses 42 an. Die als Schraubenfeder ausgebildete Kraftmeßfeder 55 liegt mit ihrem anderen Ende an der Stützfläche 56 des ebenfalls durch den Führungsbolzen 50 geführten FedertelHers 57 an, v/obei die gegenüberliegende Stirnseite 59 des.Federtellers 57 an der inneren Stirnseite 61 der auf das Kraftmeßgehäuse 42 aufgeschraubten ,VorsatzmutterJ 58 zur Anlage kommt. Auf dem Führungsbolzen 50 ist zwischen dem Federteller 48 und dem Federteller 57 ein beweglicher Anschlagring 52 angeordnet, dessen Stirnseiten 51 bzw. 53 Anschlagflächen für den Anschlagflansch 49 des Federtellers 47 bzw. den Anschlagflansch 54 des Federtellers 57 bilden. Die Länge des beweglichen Anschlägringes 52 begrenzt die zusammendrückbare Länge der Kraftmeßfeder 55. Auf dem Führungsbolzen 50 des Kraftmeß-.domes 33 ist zwischen dem Schenkel 32: und dem Federteller 57 ein Anschlägring 60 angeordnet, dessen Länge so festgelegt ist, daß zwischen seiner zum Anschlag kommenden Stirnfläche 62 und der Stirnseite 59 des Federtellers 57 in der Ruhestellung kein Spiel besteht.

. Gegen eine Verdrehung des Kraftmeßgehäuses 42 im Verhältnis-^ zum Kraftmeßdorn 33 ist dieses durch einen in die Hut 65 des Kraftmeßdornes hineinreichender Stift 66 gesichert, der in der Bohrung 67 des Kraftmeßgehäuses 42 befestigt ist.

Während der Betätigung bewegt sich das Kraftmeßgehäuse 42 auf dem Kraftmeßdorn 33 iⁿ axialer Richtung und löst dabei ein Meßsignal aus. Die gegenseitige Bewegung der beiden Bauelemente wird durchlas elektrische Meßelementenpaar 40 gemessen, dessen feststehender Teil 41 im Sitz 34 des Kraftmeßdornes 33 befestigt und in der vorliegenden Ausführung als Schiebewiderstand ausgebildet ist, wobei die Anschluß-

leitungen 36 j 37 durch den im Hohlraum'34 befestigten An- . Schluß 35 herausgeführt werden. Am Kraftmeßgehäuse 42 ist ein mit diesem, zusammen bewegender Gleitschieber 43 vorgesehen, dessen Kontaktfuß 44 den Schiebewiderstand 41 berührt .

Das die Bewegung wahrnehmende Meßelementenpaar 40 gibt ein elektrisches Signal ab, das zur Federkraft und zur Bewegung proportional ist. '

Die, die Yfinkelverdrehung der Lenkspindel 103 messende Einheit -Fig. 3 — ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine auf der Lenkspindel 69 mittels Schrauben 71 befestigte, im zylindrischen Sitz 72 der Lenkradnabe 70 mittels eines Schnellspanners 104 fixierte Konstruktion. Die äußere Man-.telfläche 87 des die Position und Fixierung sichernden elastischen Klemmringes 76 des Schnellspanners 104 ist im zylindrischen Sitz 72- der Lenkradnabe 70_festgespannt. Auf der Zylinderfläche 80 des mit dem Gewinde 83 versehenen Gewindeschaftes 85 des Schnellspanners 104 wird'mit Spielsitz

. die Druckplatte 78 geführt. Pest an die Zylinderfläche 86 ist der Teller 73 angeordnet, dessen Druckfläche 74 und zylindrische Fläche 75 den elastischen Klemmring führen. Der elastische Klemmring 7δ wird in axialer Richtung durch die Stirnfläche 77 der Druckplatte 78 zusammengedrückt, Auf die Druckplatte 78 wirkt die auf dem Gewinde 83 aufgeschraubte Kiemmutter 80, die mit dem Griff. 79 versehen ist.

Auf das Gewinde 83 des Gewindeschaftes 84 ist mittels Gewinde 82 die Welle 81 des elektrischen Winkelverdrehungsgeber 21 bis zum Anschlag beider Gewindeelemente aufgeschraubt. An der Schulter 88 der Trägerwelle 81 liegt das auf dem Wellenzapfen 93 angeordnete Kugellager'90 an, dessen Außenring im Sitz 91 der abstützenden-Habe 94 eingepaßt ist. Der ' Innenring des Kugellagers 90 ist mittels Befestigungsringe.s , 92 auf dem Wellenzapfen 93 und der Außenring durch den Befestigungsring 89 im Sitz 91 befestigt. Im Sitz 95 der ab-

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gestützten Nabe 94 ist der feststehende Teil 97 des elektrischen Winkelverdrehungsgebers 21 angeordnet. Die sich an den Mitnehmer 98 des umlaufenden Teiles 96 anschließende Kupplung 99 verbindet den umlaufenden Teil 96-über den Mitnehmer 10 mit der Trägerwelle 81. Die Nabe 94 besitzt einen Abstützarm 102, der in der Längsschnittebene der Trägerwelle 81 starr, und in der Querschnittsebene gelenkig ausgeführt ist., Der Abstützarm 102 besitzt ein als Haftscheibe 101 ausgebildetes Befestigungselement, das an die Fahrerkabine,.. zweckdienlicherweise an die Windschutzscheibe befestigt werden kann. Die Prüfeinrichtung eignet sich zur Durchführung folgender Prüfungen, an der hydraulischen. Servolenkung bzw. an der Kraftfahrzeuglenkung: · . .

--Peststellung des durch die Servolenkung aussteuerbaren max. Druckes, _x

- Feststellung des mechanischen Spieles des Lenkgetriebes,

- Feststellung der hydraulischen Lenkbegrenzung,

- Feststellung des hydraulischen Spieles,

- Feststellung des Lenkgestängespieles, -.Kontrolle des Betriebstemperaturbereiches des im Hydrauliksystem der Servolenkung befindlichen Hydrauliköles.

Die Einrichtung arbeitet auf folgende Weise: .

Zur Messung wird an das Lenkrad 30 des nicht dargestellten Fahrzeuges und'Servolenkgetriebes mittels der Klemmschraube 68 die Moment- bzw.. Kraftmeßeinheit 1 und mittels des Schnellspanners 104 die Lenkspindel-7/inkelverdrehungsmeßeinheit 103 befestigt.

Im Sitz 72 der Radnabe 70 des Lenkrades 30 wird mittels des "Griffes 79 des Schnellspanners 104 die Lenkspindel-Winkelverdrehungsmeßeinheit 103 und die Haftscheibe 101 des Abstütztarrnes 102 der Nabe 94 an der Y/indschutzscheibe des Kraftfahrzeuges befestigt.

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Bei der Messung wird der Lenkradkranz. 30 mittels des auf dem Kraftmeßgehäuse 42. vorgesehenen Handgriffes der Kraftmeßeinheit 1 verdreht..Unter Einwirkung der Drehkraft wird die Kraftmeßfeder 55 der Kraftmeßeinheit 1 zusammengedrückt, während sich das Kraftmeßgehäuse 42 auf dam Kraftmeßdorn 33 verschiebt. Die ausgeübte Drehkraft ist bei einer Kraftmeß feder 55 mit^slinearer Charakteristik proportional zum Verschiebeweg. Das die Verschiebebewegung wahrnehmende Meßelementenpaar 40 gibt ein zum Verschiebeweg proprotionales elektrisches Ausgangssignal ab, das sich der am Kraftmeßgehäuse '.42 befestigte Gleitschieber 43 auf dem Schiebewiderstand 41 verschiebt und auf diese Weise ein elektrisches Analogsignal erzeugt. Die Größe des Verdrehungswinkels des Lenkradkranzes 30 wird mit dem Winkelverdrehungsgeber 21 gemessen. Hierzu verdreht sich der umlaufende Teil 96, dessen Mitnehmer über die Kupplung '99 mit der Trägerwelle 81 verbunden ist, zusammen mit dem Lenkrad 30 im Vergleich zu dem feststehenden, in der Nabe 94 angeordneten und durch den Abstützarm 102 gegen Verdrehung gesicherten Teil 97. Die Trägerwelle 81 befindet sich über das ineinandergeschraubte und gegenseitig fixierte Muttergewinde 82 und Spindelgewinde 83 mit den Schnellspanner 104 bzw. dem Lenkradkranz 30 in einer die Drehbewegung übertragenden Verbindung.

Der Winkelverdrehungsgeber 21 gibt an seinem Ausgang 21a ein analoges elektrisches Signal ab.

Zur Messung des aussteuerbaren Höchstdruckes der Servolenkung wird in fixiertem Zustand der gelenkten Räder oder des Lenkgestänges die Lenkspindel mittels des Griffes des an dem Lenkrad befestigten Lenkspindeldrehmoment-Meßgebers 1 von Hand verdreht. Das vom Meßgeber 1 erzeugte, zum ausge- übten Drehmoment proportionale elektrische Signal gelangt zum Eingang 2e, der Drehmomentpegelmeß- und Verarbeitungseinheit 2. In der Drehmoment-Meß- und Verarbeitungseinheit 2 wird das Analogsignal über einen Empfangsverstärker und

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einen Gleichrichter, einer dem- Durchmesser des Lenkrades 30 entsprechend einstellbaren Multiplizierschaltung zugeführt und gelangt nach Verzweigung einerseits über den Digitalisierstromkreis durch den Ausgang 2d auf die kontinuierliche dreistellige Drehmomentanzeige andererseits über den auf verschiedene feste Drehmomentpegel eingestellten . Komparatorstromkreis auf die Ausgänge 2a, 2b und 2c. Bei der Messung des max. aussteuerbaren Druckes der Servolenkung verbindet der Zeit- und Drehmomentpegel-Wahlschalter 28 den das Starten der Messung steuernden Eingang 6a des Analog-Digital-Wandlers 6 und die an das Zeitverzögerungsglied mit längerer Verzögerung 5 angeschlossenen Punkte 28b. Die bei Anstieg des Lenkspindel-Drehmomentes auf einen gegebenen Wert eintretende sprungartige Änderung des an den Ausgang 2b der Drehmomentpegel-Meß- und Verarbeitungseinheit 2- angeschlossenen Komparatorausgangssignals startet den inneren Zeitstromkreis des Zeitverzögerungsgliedes mit längerer Verzögerungsdauer und soweit während der eingestellten -Verzögerungszeit auf dem Ausgang 2b keine Änderung eintritt, wird nach Ablauf der Verzögerungszeit über den Zeit- und Drehmomentpegel-Wahlschalter 28 ein die Messung startender Impuls an.den Steuereingang 6a des Analog-Digital-Wandlers 6 abgegeben. Das durch die an die Hochdruck-Rohrleitung des Hydrauliksystems der Servolenkung angeschlossenen elektrische Ausgangssignale gebenden Druckmeßfühlereinheit_t8 gelieferte Analogsignal gelangt über'die mit der mittels des Druckbereichumschalters 11 auf die Messung eines hohen Druckwertbereiches eingestellten Verstärkereinheit versehenen Signalkonditioniereinheit 3, sowie das die durch die Hydraulikkreispumpe erzeugten, im gemessenen elektrischen Signal entstehenden Schwingungen aussiebende Tiefpaßfilter 10 auf. den Meßeingang 6b des Analog-Digital-Wandlers 6. Am Ende des Konver'sionszyklus des Analog-Digital -Wandlers 6 erscheint'auf der siebenstelligen Anzeige der Wert des aussteuerbaren Höchstdruckes der Servolenkung in digitaler Form.

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Bei der Messung der hydraulischen Lenkbegrenzung der Servolenkung müssen an die Radanschläge dem vorgeschriebenen. Be- ^: grenzungswinkel entsprechende Anschläge vorgesehen v/erden. Danach wird der Lenkradkranz 30 auf die vorstehend beschriebene Weise mittels des Griffes 42~des Lenkspindel-Drehmomentmeßgebers 1-bis zum Anschlag verdreht und das Lenkspindel-Drehmoment unter Beobachtung der dreistelligen Anzeige bis zum vorgeschriebenen Wert erhöht. Bei der Messung der hydraulischen Lenkbegrenzung schaltet der Zeit- und Drehmömentpegel-Wählschalter 28 das an seinen Eingang 28a angeschlossene Verzögerungsglied mit kürzerer Verzögerungsdaüer 4 an den das Starten der Messung steuernden Eingang 6a des Analog-Digital-Wandlers« Der Meßvorgang unterscheidet sich lediglich durch den Wert des das Starten des Analog-Digital -Wandlers hervorrufenen Lenkspindel-Drehmomentpegels sowie in der abweichenden Verzögerung der Messung von der Messung des max. aussteuerbaren Druckes.

Bei der Messung des hydraulischen Spieles der Servolenkung speichert durch Betätigung des Hull-(Abgleich-)Schalters 16 ^der Abtast-Haltestromkreis 12 auf analoge Weise das durch die Druckmeßfühlereinheit 8 im Hydraulikkreis der Servolenkung gemessene Signal, wobei durch die Druckumschaltereinheit 11 die Signalkonditioniereinheit 9 und das Tiefpaßfilter 10 auf eine niedrige Meßgrenze eingestellt werden können, um das gemessene Drucksignal in ein entsprechendes Referenzspannungssignal umzuformen. Im v/eiteren bleibt auf dem Eingang 13a des Drucksignal-Differenzverstärkers 13· das so gebildete Referenzspannungssignal unverändert, während auf dem Eingang 13b ein Spannungssignal erscheint, daß dem Druckwert der Servowirkung bei der jeweiligen, Verdrehung des Lenkrades 30 entspricht. Am Ausgang 13c.des Drucksignal-Differenzverstärkers 13 steht dann ein zur Differenz der auf die Eingänge 13a und 13b gelangenden Spannungssignale proportionales Signal an, das durch den Schalter 26 bei dieser Messung vom Eingang 26a auf den Eingang 14a des

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Komparators -und Impulsgebers 14 geführt wird. An den Eingang 14b des Komparators und Impulsgebers 14- werden die durch den Vergleichspegeleinsteller 17a auf die den Druckwerten 0,5 bzw. 1 bar entsprechenden Spannungspegel, mittels Widerstandsabt eil er fest eingestellten Werte durch den Meßbereichswählschalter angeschlossen. Bei Verdrehen des Lenkrades 30 in der einen Richtung steigt die den Druckwert entsprechende Spannung im Vergleich zum Referenzwert an und erreicht dann auf dem Eingang 14a des Komparators und Impulsgebers 14 den auf dem Eingang 14b eingestellten'Wert, ..wobei zuerst auf dem Ausgang 14a. ein Impuls erzeugt wird, der auf den Eingang 27b des Iull-(Abgleich-)Stromkreiseo 27 gelangt. Anschließend wird der-Zähler gelöscht. Bei Verdrehen des Lenkradkranzes in der entgegengesetzten Richtung «geht der Druckwert auf -· den Reverenzwert zurück und erreicht dann βΓηβμΐ ansteigend den auf dem Komparator und Impulsgeber 14 eingestellten ' Spannungspegel. ' - -

Hierbei wird, auf dem Ausgang /Hc über ,-das ODER-Gatter 15 ein Einschreibimpuls für die Lenkspindel-Winkelverdrehungsspelchereinheit 18 erzeugt, die über ihren im Dateneingang 18a in den Stellungen zwischen dem. Hull-Impuls und dem Einschreibimpuls die Zahl der durch den an das Lenkrad 30 befestigten inkrementalen richtungsempfindlichen Winkelsignalgeber 31 in den Vor- und Rückwärtszähler 22 eingezählten Impulse übernimmt und'-festhält. Auf der an den Ausgang 18b der die Lenkspindel-Winkelverdrehungs speichernden Einheit 18 angeschlossenen Lenkspindel-Winkelverdrehungsanzeige 20 erscheint, der digitale Wert des hydraulischen Spieles in Graden ausgedrückt. "

Die Messung des mechanischen Spieles des Lenkgetriebes und der Servolenkung sowie des GesamtSpieles*des Lenksystems und des Lenkgestänges erfolgt dem vorstehenden ähnlich mit ' der Abweichung, daß der Schalter 26 den Eingang 14a des Komparators und Impulsgebers 14 in dem einen Pail über den

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Eingang"26b mit dem Ausgang 2c der Drehmoment-Meßfühler- und Verarbeitungseinheit 2, im anderen'Pail über den Eingang 26c mit dem Ausgang des die Bewegung der gelenkten Räder des Kraftfahrzeuges wahrnehmenden Signalgebers 29 verbindet.

Gibt der logische-Pegelschalter 19 an den Eingang 15b des ODER-Gatters 15 einen"Ja"-Pegel, so ermöglicht er ein kontinuierliches Umschreiben des -Ausganges 22b,des Vor-und Rückwärtszählers 22 in die die Lenkspindel-WinkelVerdrehung speichernde Einheit 18 und dadurch eine Kontinuierliche Anzeige des Momentanwertes der Lenkwinkellage. - '

Claims (5)

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   Er findun^; sans pruch: . . -^; .

   1. Einrichtung zur Prüfung der Servolenkung von Kraftfahrzeugen, insbesondere für diagnostische Prüfungen im ; -Kraftfahrzeug, die eine an die Hochdruckleitung des Hydrauliksystems der Servolenkung anschließbare Druckmeßfühlereinheit und einen mit der Lenkspindel in einer die Bewegung übertragenden Verbindung befindlichen inkrementalen richtungsempfindlichen WinkelSignalgeber mit elektrischem Ausgangssignal und einem an. die Fahrerkabine befestigten feststehenden Teil besitzt, gekennzeichnet dadurch, daß die Druckmeßfühlereinheit . (8) an'die Signalkonditioniereinheit (9) angeschlossen ist, deren Ausgang über-das Tiefpaßfilter (10) einerseits direkt an den ersten Eingang (13b) des Drucksignal-Differenzverstärkers 13» andererseits über einen mittels Null-(Abgleich-)Schalters (16) betätigten... Abtasthaltestromkreis (12) an-den zweiten Eingang (13a) des vorgenannten Drucksignal-Differenzverstärkers 13 '-angeschlossen ist; der Ausgang (13c) des Drucksignal-Differenzverstärkers zweckdienlicherweise über einen Schalter (26) an den ersten Eingang (14a) eines Komparators und Impulsgebers (14) angeschlossen ist, an dessen zweiten Eingang (14b) über einen Meßbereichswählschalter (17) ein Vergleichspegeleinsteller (17a) angeschlossen ist; der erste Ausgang (14c) des Komparators und Impulsgebers (14) an den ersten Eingang (15a) einer ODER-Schaltung (15), der zweite Ausgang (I4d) an den zweiten Eingang (27b) eines mit dem Null-(Ableich-)-' "Schalter (16) verbundenen mittels desselben über seinen ersten Eingang (27a) zu betätigenden Null-(Abgleich-)-Stromkreises (27) angeschlossen ist; an den zweiten Eingang (15b) der ODER-Schaltung (15) ein die an den Ausgang (15c) der 'ODER-Schaltung (15) angeschlossene die Lenkspindel-Winkelverdrehung speichernde Einheit (18) zur kontinuierlichen Anzeige anweisender logischer

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   Pegelschalter (19) angeschlossen "ist; an den Dateneingang (18a) der die Lenkspindel-Winkelverdrehung speichernden Einheit (18) der Ausgang (22b) eines Vor- und Rückwärtszählers (22) angeschlossen'ist; an dessen Eingang (22c) der Ausgang (21a) eines richtungsempfindlichen Winkelsignalgebers mit elektrischem Ausgangssig-• nal (21), und an den Steuereingang (22a) der -Ausgang

   (27c) des vorgenannten IFuIl-(Abgleich-)Stromkreises : (27) angeschlossen ist, der Ausgang (18b) der die Lenkspindel-Winkelverdrehung speichernden Einheit (18) an - die Lenkspindel-Winkelverdrehungsanzeige (20) und an den Ausgang des Tiefpaßfilters (10) über einen Analog-Digital-Wandler (6) eine Druckanzeige (7) mit Digitalablesung angeschlossen ist.
2. 2. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der zwischen dem Drucksignal-Differenzverstärker (13) und dem Komparator-Impulsgeber (14) angeordnete Schalter (26) einen zweiten Eingangsanschluß (26b) besitzt, an den der dritte Ausgang (2c) der an den Lenkspindel-· Drehmomentmeßgeber (1) angeschlossenen Drehmoiiientpegel-., meßfühler und Verarbeitungseinheit 2 angeschlössen ist, während der zweite Ausgang (2b) über ein Zeitverzö-.gerungsglied mit längerer Verzögerung (5), und der erste Ausgang (2a) über ein Zeitverzögerungsglied mit kürzerer Verzögerung (4) an die Eingänge (28ä;28b) des Zeit- und Drehmomentpegel-Wahlschalters (28) angeschlossen ist, dessen Ausgang (28c) mit den Steuerein-. gang (6a) des vorgenannten Analog-Digital-Wandlers (6) verbunden ist, und an den vierten Ausgang (2d) der Drehmomentpegelmeßfühler und Verarbeitungseinheit (2) eine digitale Drehmomentanzeige (3) angeschlossen ist.

   3ο 'Einrichtung nach Punkt 1 bis 2, gekennzeichnet dadurch, daß der zwischen dem Komparator-Impulsgeber (14) und . dem Drucksignal-Differenzverstärker (13) angeordnete

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   Schalter (26) zweckdienlicherweise einen dritten Eingangsanschluß (26c) besitzt, an den der die beim Lenkeinschlag'des gelenkten Rades des Kraftfahrzeuges' auftretende Bewegung wahrnehmende Signalgeber (29) . angeschlossen ist.
3. 4. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß an die Steuereingänge de'r Druckmeßfühlereinheit (8) und/oder der Signalkonditioniereinheit (9) eine Druckbereichs-Schaltereinheit 11 angeschlossen ist.
4. 5. . Einrichtung nach Punkt 1 bis 2, gekennzeichnet dadurch, daß ein die Temperatur des Hydraulikö'ls der . Servolenkung wahrnehmenden elektrische Signale liefernder Temperaturgeber (23) vorgesehen ist," der über einen Meßbrücken- und Komparatoreinhdt (24) an eine die verschiedenen Temperaturbereiche .anzeigende Ein- - heit (25") angeschlossen ist.-
5. 6. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daJ3 der Lenkspindel-Drehmomentmeßgeber -(1) ein an den Lenkradkranz (30) des Kraftfahrzeuges zu befestigender als Handgriff (42) ausgebildeter ' Kraftmesser, bestehend aus einem tangential zum Lenkradkranz (30) angeordneten Kraftmeßdorn (33) und einen verschiebbar ausgebildeten Kraftmeßgehäuse (42) ist, in dem zwei Anschlagflächen (61;64) vorgesehen sind, auf die sich o'e ein die Kraftmeßfeder (54) von beiden Seiten umfassender Federteller (47;57) in der Ruhestellung des Kraftmessers abstützt, und auf dem Kraftmeßdorn (33) die'Pederteller (47;57) beidseitig abgrenzende Anschlagflächen (45;62) ausgebildet sind, während an den Kr-aftmeßdorn (33) und an das Kraftmeßgehäuse (42) ;je ein Element (4T;43) des die Bewegung wahrnehmenden Elementenpaares des elektrischen Signalgebers (40) befestigt ist, und-WinkelSignalgeber mit einem im fest-

   stehenden Teil (97) gelagerten umlaufenden Teil (96) ausgeführt ist, wobei.der feststehende Teil (97) an die auf der zur Lenkspindel (69) bzw. Lenkradnabe (70) mittels eines Schnellspanners (104-) befestigten Trägerwelle (83) gelagerten abgestützten Nabe (94) befestigt ist, der umlaufende Teil (96) mittels einer Kupplung (99) mit der Trägerwelle (83) verbunden ist und an die abgestützte Habe (94) ein in der Ebene der Lenkspindel (69) gelenkiger in der dazu'senkrechten Ebene starrer Abstützarm (102) befestigt ist, der ein zur Befestigung an die Fahrerkabine des Kraftfahrzeuges dienendes Befestigungselement (101) besitzt.

   ierzu 3 Seilen -Zeichnungen