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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Spur eines gelenkten Rads in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, wobei das Rad über eine Lenksäule mechanisch mit einem Lenkrad des Kraftfahrzeugs verbunden ist, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Üblicherweise erfolgt die Einstellung der Einzelspurwerte der Räder in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs auf einem Achsmessstand mit Hilfe einer Vorrichtung zum Fixieren des über die Lenksäule mit den gelenkten Rädern verbundenen Lenkrads, wie zum Beispiel in der
DE 10 2005 042 446 B3 beschrieben. Nachdem die Mittelstellung des Lenkgetriebes durch entsprechende Positionierung des Lenkrads eingestellt wurde, wird das Lenkrad mittels dieser Fixiervorrichtung während der Achsvermessung und anschließenden Einstellung fixiert und befindet sich dann in einer waagrechten Position bzw. im Toleranzbereich der waagrechten Position. Durch Änderung der jeweiligen Spurstangenlängen erfolgt dann die Einstellung der Einzelspurwerte an der rechten und linken Spurstange, wodurch die relative Position der Räder, also der jeweilige Radeinschlag, verändert wird. Dadurch kommt es zu Lageänderungen der elastischen Bauteile der Radaufhängung, wie z. B. der Lagerungen der Querlenker, wodurch sich die in die Spurstangen eingeleiteten Kräfte und dadurch auch die beidseitig auf die Zahnstange des Lenkgetriebes wirkenden Kräfte verändern. Durch die sich dadurch ergebende horizontale Verschiebung der Zahnstange des Lenkgetriebes stellt sich dann ein Ausgleich der Kräfte ein. Da, wie oben erläutert, das Lenkrad durch die Fixiervorrichtung fixiert ist, ergibt sich durch die Verschiebung der Zahnstange eine Verdrehung des Lenkungsritzels, welche eine Verdrehung eines sich zwischen dem Lenkrad und dem Lenkungsritzel befindlichen Drehstabs bewirkt.
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Wenn nach der Einstellung der Spurwerte die Fixiervorrichtung des Lenkrads gelöst wird, kann sich der bei der Einstellung tordierte Drehstab entspannen, wodurch sich das mit dem Drehstab verbundene Lenkrad verdreht. Dadurch kann der Fall eintreten, dass sich nach der Einstellung der Spurwerte das Lenkrad nicht mehr exakt in der waagrechten Position befindet. Wenn bei dieser Einstellung eine vorgegebene Toleranz überschritten wird, so ist eine erneute Einstellung der Spurwerte erforderlich, bis sowohl eine exakt waagrechte Position des Lenkrads als auch eine exakte Einstellung der Spurwerte erreicht ist. Dies macht sowohl vorrichtungs- als auch verfahrensmäßig einen sehr hohen Aufwand erforderlich.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Einstellung der Spur eines gelenkten Rads in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, mit denen eine Einstellung der Spurwerte auf einfache Weise möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
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Durch die erfindungsgemäße Nutzung der Messwerte des Lenkwinkelsensors kann auf die Verwendung der bislang erforderlichen Fixiervorrichtung für das Lenkrad verzichtet werden, wodurch sowohl die Arbeitszeit für das Fixieren des Lenkrads als auch die Fixiervorrichtung selbst eingespart wird, was zu einer Verringerung der Kosten für die Achsvermessung und -einstellung führt.
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Des Weiteren ergibt sich eine erheblich geringere Wahrscheinlichkeit von durch eine unkorrekte Einstellung der Lenkradposition erforderlicher Nacharbeit, wodurch die ansonsten erforderlichen Kosten für die Gewährleistung eingespart werden können.
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Insgesamt kann durch die erfindungsgemäße Verwendung des Lenkwinkelsignals zur Erkennung einer Verschiebung der Zahnstange, um auf dieser Basis korrekte Einstellwerte für die Spur berechnen und vorgeben zu können, die Genauigkeit der Spureinstellung erheblich erhöht werden.
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Eine automatisierte Auswertung der von dem Lenkwinkelsensor gemessenen Werte ergibt sich, wenn in einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Werte des Lenkwinkelsensors an einen die Spurwerte erfassenden Achsmesscomputer weitergegeben werden.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Änderung des Lenkwinkels über die mechanische Lenkübersetzung des Kraftfahrzeugs in eine Längenänderung der Spurstange umgerechnet wird. Eine derartige Umrechnung der gemessenen Lenkwinkelwerte ermöglicht eine besonders einfache Berechnung der einzustellenden Spurwerte.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
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Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Ein Kraftfahrzeug 1, von dem ein Teil des Umrisses auf sehr schematische Weise dargestellt ist, weist ein Lenksystem 2 auf, welches in an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann. Das Lenksystem 2 weist ein Lenkrad 3, eine an dem Lenkrad 3 angebrachten Lenksäule 4, einen sich an die Lenksäule 4 anschließenden Drehstab 5, ein am Ende des Drehstabs 5 angebrachtes Lenkungsritzel 6, eine mit dem Lenkungsritzel 6 in Eingriff stehende Zahnstange 7, zwei an beiden Enden der Zahnstange 7 angebrachte Spurstangen 8, zwei an den Spurstangen 8 angebrachte Lenkhebel 9 und zwei über die Lenkhebel 9 mit den Spurstangen 8 und somit mit der Zahnstange 7 verbundene, gelenkte Räder 10 auf. Die Räder 10 sind also über die Lenksäule 4 mechanisch mit dem Lenkrad 3 verbunden. In an sich bekannter Weise wird durch Drehen des Lenkrads 3 das Lenkungsritzel 6 gedreht, wodurch die Zahnstange 7 in der mit ”y” bezeichneten Richtung bewegt und letztendlich die Räder 10 geschwenkt werden.
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Zur Verstellung der Spur der beiden Räder 10 ist es in an sich bekannter Weise erforderlich, die Spurstangen 8 einzustellen. Zur Vermessung der geometrischen Daten und zur Durchführung der Verstellung wird eine Vorrichtung 11 eingesetzt, die in an sich bekannter Weise einen Achsmesscomputer 12 umfasst, der mit mehreren optischen Sensoren 13 verbunden ist, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich einer dargestellt ist. Die optischen Sensoren 13 sind üblicherweise in Form eines Trapezes gegenüber dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet, wobei die optischen Sensoren 13 unmittelbar auf die Räder 10 gerichtet sind.
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Der Achsmesscomputer 12 ist im vorliegenden Fall über eine Diagnosetesteinrichtung 14 mit einem in dem Kraftfahrzeug 1 eingebauten ESP-Steuergerät 15 verbunden, welches auf die Daten eines mit der Lenksäule 4 in Verbindung stehenden, vorzugsweise an oder in der Nähe derselben angebrachten Lenkwinkelsensors 16 zugreifen kann. Bei dem Lenkwinkelsensor 16 und dem ESP-Steuergerät 15 kann es sich um Bauteile handeln, die bereits serienmäßig in Kraftfahrzeugen verbaut werden bzw. vorhanden sind. Auch für die Diagnosetesteinrichtung 14 kann ein in Kfz-Werkstätten üblicherweise vorhandenes Gerät eingesetzt werden. Somit ist der Achsmesscomputer 12 über die Diagnosetesteinrichtung 14 und das ESP-Steuergerät 15 mit dem Lenkwinkelsensor 16 verbunden, der in der Lage ist, den über das Lenkrad 3 erzeugten Lenkwinkel der Lenksäule 4 zu messen.
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Mit einer derart ausgebildeten Vorrichtung 11 ist es möglich, ein nachfolgend ausführlicher beschriebenes Verfahren zur Einstellung der Spur eines oder mehrerer der gelenkten Räder 10 des Lenksystems 2 des Kraftfahrzeugs 1 durchzuführen, bei welchem zur Ermittlung der Spurwerte die von dem Lenkwinkelsensor 16 gemessenen Werte des sich bei der Einstellung der Länge der Spurstange 8 ändernden Lenkwinkels der Lenksäule 4 berücksichtigt werden. Hierbei wird die Länge der dem jeweiligen Rad 10 zugeordneten Spurstange 8 anhand von mittels der Lenkwinkelsensoren 16 ermittelten Spurwerten des Rads 10 verändert, um die relative Position des Rads 10 zu ändern und dessen Spur zu korrigieren.
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Der Vorgang zur Einstellung der Spur des gelenkten Rads 10 erfolgt nun folgendermaßen: Eine Bedienperson bringt das Lenkrad 3 in seine Mittelstellung, die auch als ”Lenkgetriebe-Mitte” bezeichnet wird. Hierbei befindet sich die Zahnstange 7 in ihrer Mittelstellung und das Lenkrad 3 befindet sich in seiner waagrechten Stellung im Toleranzfeld ”Fahrt geradeaus”. Der Achsmesscomputer 12 speichert den sich dabei ergebenden Messwert des Lenkwinkelsensors 16 und errechnet die sich in dieser Position ergebenden, einzustellenden Spurwerte der beiden Räder 10, indem die Abweichungen vom Sollwert berechnet und die notwendigen einzustellenden Korrekturwerte auf einer nicht dargestellten Anzeige des Achsmesscomputers 12 angezeigt werden.
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Anschließend kann die Bedienperson die Einzelspurwerte durch Änderung der Längen der beiden Spurstangen 8 in an sich bekannter Weise einstellen. Hierbei wird die Spurstange 8 in an sich bekannter Weise über jeweilige Gewinde gegenüber der Zahnstange 7 verdreht. Durch unterschiedlich große, auf die Zahnstange 7 wirkende Kräfte ergibt sich eine Verschiebung der Spurstange 8 innerhalb des Lenksystems 2, was durch die im Vergleich zu bekannten Lösungen fehlende Fixierung des Lenkrads 3 nicht zu einer Torsion des Drehstabs 5, sondern direkt zu einer Verdrehung des Lenkrads 3 führt. Diese Verdrehung des Lenkrads 3 wird durch Auswertung der Messwerte des Lenkwinkelsensors 16 von dem Achsmesscomputer 12 erfasst, welcher auf Basis dieser Messwerte die jeweiligen Einstellwerte ermittelt und auf seiner Anzeige darstellt. Dabei werden die Werte des Lenkwinkelsensors 16 an den Achsmesscomputer 12 weitergegeben, welcher die Änderung des Lenkwinkels über die ihm bekannte mechanische Lenkübersetzung des Kraftfahrzeugs 1 in eine Längenänderung der Spurstange 8 umrechnet.
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Mit jeder Positionsänderung des Lenkrads 3 erfolgt also während des Einstellvorgangs eine korrigierte Berechnung bzw. Nachführung der Einstellwerte der Spurstangen 8, und zwar ohne dass die Bedienperson in diesen Ablauf eingreifen muss. Auf diese Weise wird eine erhebliche Erhöhung der Genauigkeit der eingestellten Spurwerte bezüglich der Position des Lenkrads 3 erreicht und die Wahrscheinlichkeit von durch eine nicht korrekte Einstellung der Position des Lenkrads 3 verursachte Nacharbeit erheblich reduziert.
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Die oben beschriebene Einstellung der Spur der Räder 10 kann im Rahmen eines Service des Kraftfahrzeugs 1 durchgeführt werden, es ist jedoch auch möglich, diese Vorgehensweise bereits bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs 1 einzusetzen.
