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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs, mit Erfassen einer einen Lenkwinkel lenkbarer Fahrzeugräder kennzeichnenden Ist-Lenkwinkelgröße mittels einer den Fahrzeugrädern zugeordneten Lenkwinkelsensorvorrichtung, Erfassen einer einen Lenkradwinkel eines Lenkhandrads kennzeichnenden Ist-Lenkradwinkelgröße mittels einer dem Lenkhandrad zugeordneten Lenkradwinkelsensorvorrichtung und Einstellen des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der ermittelten Ist-Lenkwinkelgröße und Ist-Lenkradwinkelgröße sowie ein verfahrensgemäßes Kraftfahrzeug.
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Einstellen eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs ist bekannt. Dies kann beispielsweise während und/oder nach einer Montage in einer Fertigungsvorrichtung bzw. einem Montagesystem eines Kraftfahrzeugherstellers erfolgen. Gegebenenfalls kann dies auch zu einem beliebigen Zeitpunkt während einer Nutzungsphase des Kraftfahrzeugs erfolgen. Bei dem Einstellen des Fahrwerks können die gelenkten Fahrzeugräder bezüglich eines Sturzes und/oder einer Spur eingestellt bzw. justiert werden, wobei dadurch ein Fahrverhalten, insbesondere ein Geradeauslauf, des Kraftfahrzeugs maßgeblich beeinflusst wird. Außerdem kann dabei ein Lenkwinkel der lenkbaren Fahrzeugräder mit einem Lenkradwinkel eines Lenkhandrades abgeglichen werden, beispielsweise um zu Erreichen, dass bei einer bestimmten Lenkradstellung, beispielsweise einer als im wesentlichen waagrechten verlaufenden Gesamtoptik, das Fahrzeug in Richtung seiner eigenen Längsachse gelenkt wird, also geradeaus fährt. Ein derartiger Abgleich kann beispielsweise mit Hilfe einer Lenkradwaage durchgeführt werden, die für den Abgleichvorgang bzw. für das Einstellen des Fahrwerks mit dem Lenkhandrad verbunden wird. Die
DE 10 2008 021 512 A1 betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Lenkwinkel lenkbarer Fahrzeugräder mittels einer Lenkwinkelsensorik erfasst wird, ein Lenkradwinkel eines Lenkhandrads mittels eines Lenkradwinkelsensors erfasst wird und bei dem die aktuelle Lenkradstellung des Lenkhandrads mit der aktuellen Lenkwinkelstellung der lenkbaren Fahrzeugräder abgeglichen wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einstellen eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs zu vereinfachen, insbesondere derart, dass das Einstellen voll automatisch, zumindest nahezu vollautomatisch erfolgen kann.
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Die Erfindung ist bei einem Verfahren zum Einstellen eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs, mit Erfassen einer einen Lenkwinkel lenkbarer Fahrzeugräder kennzeichnenden Ist-Lenkwinkelgröße mittels einer den Fahrzeugrädern zugeordneten Lenkwinkelsensorvorrichtung, Erfassen einer einen Lenkradwinkel eines Lenkhandrads kennzeichnenden Ist-Lenkradwinkelgröße mittels einer dem Lenkhandrad zugeordneten Lenkradwinkelsensorvorrichtung und Einstellen des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der ermittelten Ist-Lenkwinkelgröße und Ist-Lenkradwinkelgröße durch Ansteuern des Fahrwerks zum Stellen und/oder gestellt halten eines für das Einstellen vorgegebenen und/oder vorgebbaren Soll-Lenkradwinkels mittels einer dem Fahrwerk zugeordneten fahrzeugeigenen Stellvorrichtung des Kraftfahrzeugs gelöst. Bei der fahrzeugeigenen Stellvorrichtung kann es sich um Teile einer aktiven und/oder passiven Lenkunterstützung und/oder eines Lenkantriebs im Sinne eines Stellgliedes einer Querführungsregelung eines Assistenzsystems des Kraftfahrzeugs handeln. Vorteilhaft kann das Einstellen des Fahrwerks mittels der fahrzeugeigenen Stellvorrichtung erfolgen, so dass vorteilhaft keine zusätzlichen Montagehilfsmittel und/oder manuelle Vorgänge erforderlich sind, beispielsweise ein manuelles Drehen des Lenkhandrades und/oder ähnliches. Bei dem Soll-Lenkradwinkel kann es sich beispielsweise um einen für das Einstellen notwendigen Referenzpunkt handeln, beispielsweise eine Stellung des Lenkhandrades, die als waagrecht empfunden wird, bei der ein Bediener des Kraftfahrzeugs ein Geradeausfahren des Kraftfahrzeugs erwartet. Alternativ und/oder zusätzlich kann unter dem Soll-Lenkradwinkel auch ein zeitlicher Verlauf verstanden werden. Vorteilhaft kann mittels des Ansteuerns des Fahrwerks in Abhängigkeit des Soll-Lenkradwinkels der notwendige Lenkradwinkel eingestellt werden. Dies kann in Rückkopplung mittels der erfassten Ist-Lenkwinkelgröße und/oder Ist-Lenkradwinkelgröße erfolgen. Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, den Lenkradwinkel lediglich mittels Steuern einzustellen. Vorteilhaft kann das eigentliche Einstellen des Fahrwerks vollautomatisch oder zumindest nahezu vollautomatisch vorgenommen werden, da auf den Einsatz manueller Schritte wie beispielsweise die Ausrichtung des Lenkhandrads mittels einer Lenkradwaage verzichtet werden kann. Unter vollautomatisch kann verstanden werden, dass während einer Fertigungsphase, also einer Montage des Kraftfahrzeugs für das eigentliche Einstellen des Fahrwerks keine manuellen Schritte erforderlich sind. Unter nahezu vollautomatisch kann verstanden werden, dass einige wenige manuelle Eingriffe notwendig sind, beispielsweise ein letztendlich händisches Einstellen des Fahrwerks, jedoch anhand von eindeutigen, automatisch erzeugten Vorgaben.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens sind ein Kalibrieren der Lenkradwinkelsensorvorrichtung, insbesondere über eine Diagnoseschnittstelle des Kraftfahrzeugs, vorgesehen. Vorteilhaft kann das Kalibrieren der Lenkradwinkelsensorvorrichtung vorgelagert erfolgen, beispielsweise während der Herstellungsphase des Kraftfahrzeugs an einem vor einem Fahrwerksstand zum Einstellen des Fahrwerks liegenden Verbauort. Vorteilhaft kann es sich dabei um einen Verbauort handeln, an dem ohnehin manuelle Vorgänge erfolgen und eine entsprechende Reserve einer Taktzeit des Herstellvorgangs vorhanden ist. Vorteilhaft kann das Kalibrieren über die Diagnoseschnittstelle des Kraftfahrzeugs erfolgen, wobei entsprechende Signale, insbesondere die Ist-Lenkradwinkelgröße ausgelesen und mit einer tatsächlich vorhandenen Stellung des Lenkhandrads referenziert bzw. kalibriert werden kann. Vorteilhaft kann es sich bei dem Verbauort um einen solchen handeln, an dem die Diagnoseschnittstelle des Kraftfahrzeugs ohnehin ausgelesen wird.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Speichern einer Kalibriergröße als Ergebnis des Kalibrierens in einer Speichervorrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder in einer Speichervorrichtung eines Produktionssystems zum Montieren des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Vorteilhaft steht die gespeicherte Kalibriergröße zum Einstellen des Fahrwerks zur Verfügung. Vorteilhaft kann dies in dem Kraftfahrzeug selbst erfolgen, wobei für spätere Einstellvorgänge die Kalibriergröße zur Verfügung steht. Alternativ und/oder zusätzlich kann auf ein Speichern innerhalb des Kraftfahrzeugs verzichtet werden, beispielsweise um Speicherplatz einzusparen, wobei vorteilhaft dennoch während des Produktionsprozesses, insbesondere während des Einstellens des Fahrwerks die Kalibriergröße mittels des Produktionssystems zur Verfügung gestellt werden kann. Dazu kann die Kalibriergröße innerhalb des Produktionssystems mit einer Produktionsnummer und/oder Fahrzeugkennzeichnungsnummer referenziert werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Kalibrieren der Lenkradwinkelsensorvorrichtung an einem manuelle Montageschritte aufweisenden Verbauort des Produktionssystems und ein vollautomatisches Einstellen des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs an einem weiteren nachgelagerten Verbauort des Produktionssystems vorgesehen. Vorteilhaft können die zum Einstellen bzw. Justieren des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs notwendigen Schritte aufgeteilt werden, wobei das eigentliche Einstellen des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs an einem Fahrwerksstand vollautomatisch erfolgen kann. Vorteilhaft kann dadurch ein Durchsatz des Fahrwerkstandes bzw. eine Taktzeit verbessert werden. Dies kann vorteilhaft dazu ausgenutzt werden, eine Parallelisierung des Fahrwerkstandes zu reduzieren und damit diesen kleiner auszulegen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Einstellen des Fahrwerks in Abhängigkeit einer Soll-Einstellgröße und/oder ein Ermitteln der Soll-Einstellgröße in Abhängigkeit der Soll-Lenkradwinkelgröße und/oder der Ist-Lenkradwinkelgröße vorgesehen. Vorteilhaft wird aufgrund der Soll-Lenkradwinkelgröße der Lenkradwinkel eingestellt, der von der Ist-Lenkradwinkelgröße gekennzeichnet ist. Darauf basierend kann in Kenntnis einer Übertragungsfunktion des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs und in Kenntnis des von der Ist-Lenkwinkelgröße gekennzeichneten Lenkwinkels die Soll-Einstellgröße ermittelt werden. Anhand der Soll-Einstellgröße kann das Einstellen beziehungsweise Justieren des Fahrwerks erfolgen. Bei der Soll-Einstellgröße kann es sich beispielsweise um einen Sollverdrehwinkel zum Verdrehen entsprechender Justierschrauben an einer Spurstange zum Einstellen einer Spur des Fahrwerks und/oder entsprechender Exzenterschrauben zum Einstellen eines Sturzes des Fahrwerks handeln. Es ist denkbar, diese Vorgaben entsprechend der vollautomatisch ermittelten Soll-Einstellgröße manuell vorzunehmen. Bevorzugt ist es alternativ möglich, das Einstellen des Fahrwerks gänzlich vollautomatisch vorzunehmen, wobei auch ein entsprechendes Verdrehen von Justiervorrichtungen, insbesondere der Justierschrauben der Spurstangen und/oder der Exzenterschrauben, vollautomatisch mittels einer Manipulationsvorrichtung, beispielsweise einer Robotervorrichtung, erfolgen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein kontinuierliches Ermitteln der Soll-Einstellgröße während des Einstellens des Fahrwerks vorgesehen. Vorteilhaft kann das Verfahren während des eigentlichen Einstellens beziehungsweise Justierens des Fahrwerks kontinuierlich fortgeführt werden, wobei eine kontinuierliche Ermittlung der Ist-Lenkwinkelgröße und der Ist-Lenkradwinkelgröße und darauf basierend ein Einstellen des Lenkwinkels und/oder des Lenkradwinkels anhand des Soll-Lenkradwinkels und/oder Soll-Lenkwinkels erfolgt. Vorteilhaft kann das Einstellen des Fahrwerks solange erfolgen, bis die Soll-Einstellgröße einen Extremwert annimmt, beispielsweise für die entsprechenden Justiervorrichtungen eine Vorgabe zur Änderung mit einem Wert von Null annimmt und/oder in einem vorgegebenen und/oder vorgebbaren akzeptabel kleinen Toleranzbereich liegt. Vorteilhaft kann das Verfahren abgebrochen werden, sobald die Soll-Einstellgröße den Extremwert und/oder den Toleranzbereich erreicht. Vorteilhaft ist es denkbar, dass auf während des Einstellens des Fahrwerks auftretende Kräfte innerhalb des Fahrwerks nachgiebig reagiert wird, wobei Fehlstellungen aufgrund von elastomechanischen Verformungen innerhalb des Fahrwerks vermieden werden können. Vorteilhaft kann für beliebige Stellungen, also beliebige Ist-Lenkradwinkel in Kenntnis des Übertragungsverhaltens des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs die Soll-Einstellgröße ermittelt werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann durch das Vorgeben eines konstanten Soll-Lenkradwinkels das Fahrwerk des Kraftfahrzeugs während des Einstellens mittels der fahrzeugeigenen Stellvorrichtung festgesetzt bzw. blockiert werden.
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Die Aufgabe ist außerdem bei einer Anordnung mit einem Kraftfahrzeug einem Produktionssystem zum Produzieren des Kraftfahrzeugs gelöst, wobei die Anordnung zum Ausführen eines vorab beschriebenen Verfahrens ausgelegt, eingerichtet und/oder konstruiert ist. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeugs, das sich in einem Fahrwerksstand zum Einstellen eines Fahrwerks des Kraftfahrzeugs befindet; und
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2 ein schematisches Blockschaltbild zum Einstellen des Fahrwerks des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeugs 1, wobei sich das Kraftfahrzeug 1 in einem Fahrwerksstand 3 eines nur teilweise dargestellten Produktionssystems zum Herstellen des Kraftfahrzeugs 1 befindet. Der Fahrwerksstand 3 dient zum Einstellen eines Fahrwerks 5 des Kraftfahrzeugs 1. Vorliegend handelt es sich bei dem Fahrwerk 5 um eine Lenkung 4 lenkbarer Fahrzeugräder 7, nämlich Vorderräder des Kraftfahrzeugs 1. Die Lenkung 4 des Kraftfahrzeugs 1 weist ein um einen Lenkradwinkel 9 verdrehbares Lenkhandrad 11 auf. Das Lenkhandrad 11 kann mittels manuellen Kräften von einem nicht näher dargestellten Bediener bzw. Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 um den Lenkradwinkel 9 verdreht werden, was in 1 mittels eines ersten Doppelpfeils 13 symbolisiert ist. Das Lenkhandrad 11 ist einer in einem nicht näher dargestellten Mantelrohr geführten Lenkspindel 15 drehfest zugeordnet. Die Lenkspindel 15 ist über nicht näher dargestellte Mittel, beispielsweise einer Zahnstange und Spurstangen mechanisch mit den Fahrzeugrädern 7 zwangsgekoppelt, wobei eine Verdrehung des Lenkhandrads 11, also eine Veränderung des Lenkradwinkels 9 entsprechend einer Übertragungsfunktion der Lenkung 4 eine Verdrehung der Fahrzeugräder 7 um einen Lenkwinkel 17 bewirkt. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Lenkung 4 des Kraftfahrzeugs 1 auf Hinterräder des Kraftfahrzeugs 1 wirken. Unter dem Lenkwinkel 17 kann eine vektorielle Größe und/oder eine Mehrgrößengröße verstanden werden, wobei eine bestimmte Eingabe an dem Lenkhandrad 11, also eine bestimmte Änderung des Lenkradwinkels 9 pro Fahrzeugrad 7 unterschiedliche Einzellenkwinkel bewirkt.
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Die Lenkung 4 des Kraftfahrzeugs 1 weist einen mit der Lenkspindel 15 drehfest gekoppelten und/oder drehfest koppelbaren und auf diese wirkende Stellvorrichtung 19 auf. Die Stellvorrichtung 19 ist mittels der Lenkspindel 15 mit dem Lenkhandrad 11 parallel geschaltet, so dass überlagernd auch mittels der Stellvorrichtung 19 Lenkeingaben ausgeführt werden können. Dies kann beispielsweise im Rahmen einer assistierenden Querführung des Kraftfahrzeugs 1 und/oder als Lenkkraftunterstützung erfolgen. Die Stellvorrichtung 19 kann elektrisch und/oder hydraulisch mit einer Hilfsenergie zum Tätigen der Lenkeingaben versorgt werden. Der Lenkung 4 des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere der Lenkspindel 15, ist eine Lenkradwinkelsensorvorrichtung 21 zugeordnet. Mittels der Lenkradwinkelsensorvorrichtung 21 kann eine den Lenkradwinkel 9 kennzeichnende Ist-Lenkradwinkelgröße 23 erfasst bzw. ermittelt werden.
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Den Fahrzeugrädern 7 des Kraftfahrzeugs 1 ist eine Lenkwinkelsensorvorrichtung 25 zugeordnet, mittels der eine den Lenkwinkel 17 kennzeichnende Ist-Lenkwinkelgröße 27 erfassbar bzw. ermittelbar ist.
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Das Kraftfahrzeug 1 weist eine zentrale Steuereinheit 29 auf, mittels der die Ist-Lenkradwinkelgröße 23 und die Ist-Lenkwinkelgröße 27 erfassbar und/oder interpretierbar sind. Die zentrale Steuereinheit 29 dient zur Ansteuerung der Stellvorrichtung 19 mittels einer Lenksteuergröße 31. Die zentrale Steuereinheit 29 kann beispielsweise Teil eines Assistenzsystems zur unterstützenden Querführung des Kraftfahrzeugs 1 sein. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Steuereinheit 29 weitere Steuer- und/oder Regelaufgaben des Kraftfahrzeugs 1 wahrnehmen.
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Das Kraftfahrzeug 1 verfügt über eine Diagnoseschnittstelle 33 mittels der Funktionen des Kraftfahrzeugs 1 ansteuerbar und/oder Größen, insbesondere gespeicherte Größen des Kraftfahrzeugs 1 abrufbar sind.
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Der Fahrwerksstand weist eine Einstellvorrichtung 35 auf, die an die Diagnoseschnittstelle 33 des Kraftfahrzeugs 1 anschließbar ist. Mittels der Diagnoseschnittstelle 33 kann die Einstellvorrichtung 35 die Ist-Lenkradwinkelgröße 23 und die Ist-Lenkwinkelgröße 27 abrufen. Außerdem ist mittels der Einstellvorrichtung 35 über die Diagnoseschnittstelle 33 eine Ansteuerung der Stellvorrichtung 19 möglich.
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Zum Einstellen des Fahrwerks 5 der gelenkten Fahrzeugräder 7 des Kraftfahrzeugs 1 ist die Einstellvorrichtung 35 neben der Diagnoseschnittstelle 33 auch den Fahrzeugrädern 7 zugeordnet, insbesondere mittels in 1 nicht näher dargestellten externen Sensorvorrichtungen zum Messen bzw. Ermitteln des Lenkwinkels 17, insbesondere über eine automatisierte Vorrichtung zum Einstellen des Fahrwerks 5 des Kraftfahrzeugs 1 in Abhängigkeit der ermittelten Ist-Lenkwinkelgröße 27 und Ist-Lenkradwinkelgröße 23.
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2 zeigt ein Blockschaltbild zum Verdeutlichen des Einstellens des Fahrwerks 5 des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs 1 mittels der Einstellvorrichtung 35.
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Mittels gestrichelten Rechtecken sind das Kraftfahrzeug 1, die Lenkung 4 des Kraftfahrzeug 1 sowie die Einstellvorrichtung 35 des Fahrwerkstands 3 symbolisiert.
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Die Einstellvorrichtung 35 weist eine Einstellsteuerung 37 auf, die einen Soll-Lenkradwinkel 39 ausgibt. Ein Einstellen des Lenkradwinkels 9 entsprechend des Soll-Lenkradwinkels 39 ist zum Justieren der Lenkung 4 des Fahrwerks 5 des Kraftfahrzeugs 1 erforderlich. Der Lenkradwinkel 9 wird mittels eines Reglers 41 geregelt. Dazu gibt der Regler 41 in Abhängigkeit der Ist-Lenkradwinkelgröße 23 und des Soll-Lenkradwinkels 39 eine erste Steuergröße 43 aus. Die erste Steuergröße 43 wird über die Diagnoseschnittstelle 33, die in 2 mittels einer fettgedruckten Linie symbolisiert ist, an die Stellvorrichtung 19 gegeben. Die Stellvorrichtung 19 wirkt entsprechend der ersten Steuergröße 43 mit einer zweiten Steuergröße 45 auf die Lenkung 4 des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere auf die Lenkspindel 15 der Lenkung 4 des Kraftfahrzeugs 1. Bei der zweiten Steuergröße 45 kann es sich beispielsweise um ein Lenkmoment handeln, das einem mittels des Lenkhandrads 11 eingebbaren manuellen Lenkmoment überlagerbar ist.
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Im Falle der Ansteuerung mittels der Einstellvorrichtung 35 liegt an dem Lenkhandrad 11 jedoch kein manuelles Lenkmoment an, so dass der Lenkradwinkel 9 und davon abhängig der Lenkwinkel 17 einstellbar sind. Vorteilhaft kann dies, im Falle eines elektrischen Betriebs der Stellvorrichtung 19 auch bei einem abgestellten Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen. Im Falle einer hydraulischen Hilfsenergieversorgung der Stellvorrichtung 19 kann dazu entsprechend eine Hydraulikpumpe des Kraftfahrzeugs 1 betrieben werden, insbesondere elektrisch und/oder durch Anwerfen des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs 1. Die Reaktion auf die zweite Steuergröße 45, also die Änderungen des Lenkradwinkels 9 und des Lenkwinkels 17 werden mittels der Lenkradwinkelsensorvorrichtung 21 und der Lenkwinkelsensorvorrichtung 25 gemessen, die dazu die Ist-Lenkradwinkelgröße 23 und die Ist-Lenkwinkelgröße 27 ausgeben bzw. erfassen.
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Der Lenkradwinkelsensorvorrichtung 21 und der Lenkwinkelsensorvorrichtung 25 ist die Einstellsteuerung 37 der Einstellvorrichtung 35 des Fahrwerkstands 3 nachgeschaltet, so dass diese der Einstellsteuerung 37 zur Verfügung stehen. In Abhängigkeit davon erfolgt die Justierung der Lenkung 4 des Fahrwerks 5 mittels einer Justiervorrichtung 47 der Einstellvorrichtung 35. Dazu gibt die Einstellsteuerung 37 eine Soll-Justiergröße 49 an die Justiervorrichtung 47 aus. Die Justiervorrichtung 47 kann eine Mechanisierung, insbesondere eine Robotervorrichtung aufweisen, mittels der die Lenkung 4 des Fahrwerks 5 des Kraftfahrzeugs 1 justierbar ist, insbesondere eine Spur und/oder ein Sturz der gelenkten Fahrzeugräder 7 einstellbar sind.
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Alternativ und/oder zusätzlich kann die Soll-Justiergröße 49 angezeigt werden, beispielsweise für einen Werker, der den eigentlichen Justiervorgang an der Lenkung 4 vornimmt. Da die Justiervorrichtung 47 ebenfalls auf die gelenkten Fahrzeugräder 7 des Kraftfahrzeug 1 wirkt, stellt sich als Reaktion auf die Soll-Justiergröße 49 eine Änderung des Lenkwinkels 17 ein, der mittels der Lenkwinkelsensorvorrichtung 25 erfassbar ist. Vorteilhaft kann die Justierung des Fahrwerks 5 des Kraftfahrzeugs 1 mittels der Einstellvorrichtung 35 voll automatisch erfolgen.
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Vorteilhaft können notwendige Messungen mittels fahrzeugeigenen Sensorvorrichtungen, nämlich der Lenkradwinkelsensorvorrichtung 21 und der Lenkwinkelsensorvorrichtung 25 erfolgen. Vorteilhaft kann auch eine Einstellung des Lenkhandrads 11 mittels der fahrzeugeigenen Stellvorrichtung 19 entsprechend des Soll-Lenkradwinkels 39 erfolgen.
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Alternativ und/oder zusätzlich können fahrzeugexterne Sensorvorrichtungen an dem Fahrwerksstand 3 bzw. an der Einstellvorrichtung 35 des Fahrwerkstands 3 vorgesehen sein, die weitere Sensorgrößen 51 liefern, die insbesondere ebenfalls den Lenkwinkel 17 und/oder andere Messgrößen der Lenkung 4 des Fahrwerks 5 des Kraftfahrzeugs 1 kennzeichnen. Vorteilhaft kann die Justierung des Fahrwerks 5 alternativ zusätzlich in Abhängigkeit der Sensorgrößen 51 erfolgen.
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Alternativ und/oder zusätzlich kann es sich bei der Sensorgröße 51 auch um eine den Lenkradwinkel 9 kennzeichnende Sensorgröße handeln, beispielsweise ermittelbar mittels einer das Lenkhandrad 11 als Videobild erfassenden Videokamera, wobei eine entsprechende Bildauswertung den Lenkradwinkel 9 bzw. die diesen kennzeichnende Sensorgröße ermittelt.
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Vorteilhaft können für das Einstellen des Fahrwerks 5 des Kraftfahrzeugs 1 so genannte Onboard-Funktionalitäten des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere über die Diagnoseschnittstelle 33, insbesondere mittels eines so genannten IS-Testers ausgenutzt werden. Vorteilhaft ist es dadurch möglich für das eigentliche Einstellen auf den Einsatz einer so genannten Lenkradwaage zu verzichten, insbesondere durch die Einbindung der Lenkradwinkelsensorvorrichtung 21 des Kraftfahrzeugs 1 in den Justiervorgang.
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Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, die Lenkradwinkelsensorvorrichtung 21 zu kalibrieren, beispielsweise an einem vor dem Fahrwerksstand 3 liegenden Verbauort des Produktionssystems zum Produzieren des Kraftfahrzeugs 1, vorzugsweise an einem Verbauort an dem ohnehin manuelle Tätigkeiten vorgenommen werden und/oder ohnehin die Diagnoseschnittstelle 33 genutzt wird. Dadurch kann eine vorhandene hohe differentielle Genauigkeit der Lenkradwinkelsensorvorrichtung 21 in eine hohe absolute Genauigkeit überführt werden.
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Dieser Kalibriervorgang sollte nach Einbau des Lenkhandrads erfolgen und kann entweder über eine Lenkradwaage oder einen anderen Tester durchgeführt werden, der auf das Lenkhandrad 11 aufgelegt wird. Eine entsprechende Kalibriergröße kann vorteilhaft in dem Kraftfahrzeug 1 und/oder alternativ in einer entsprechenden Speichervorrichtung des Produktionssystems abgelegt werden.
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Vorteil dieser einmaligen Kalibrierung ist, dass es eine hohe Flexibilität gibt. Für die Kalibrierung reicht es, eine einmalige Messung einer Stellung des Lenkhandrads 11 durchzuführen, beispielsweise an einer Stelle, wo sowieso manuelle Umfänge in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 1 durchgeführt werden. Auf diese Weise werden Umfänge von dem vergleichsweise teuren Fahrwerksstand 3 in vergleichsweise günstigere Produktionsbereiche verlagert, wobei vorteilhaft die Austaktung des Fahrwerksstands 3 optimiert werden kann. Damit ergibt sich vorteilhaft die Möglichkeit, das Einstellen des Fahrwerks 5 des Kraftfahrzeugs 1 an dem Fahrwerksstand 3 vollautomatisiert, also komplett ohne manuelle Umfänge durchzuführen.
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Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, die Kalibrierung der Lenkradwinkelsensorvorrichtung 21 mittels eines IS-Testers vorzunehmen, der einen Neigungssensor aufweist, wobei ein solcher IS-Tester an unterschiedlichen Stellen eines Bandablaufs des Produktionssystems auf das Lenkhandrad 11 aufgelegt werden kann.
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Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Stellung des Lenkhandrads 11 von außen, insbesondere über eine Kamera und/oder einen Laserscanner, erfasst und ausgewertet wird, so dass in diesen Fällen die Kalibrierung vollständig automatisiert ablaufen kann.
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Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, dass das Lenkhandrad 11 bei einem Einbau über eine Schablone in einer definierten Position festgesetzt wird, so dass gegenüber dieser bekannten Position die Kalibrierung durchgeführt werden kann.
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Vorteilhaft kann die Kalibrierung in einem Linienprozess des Produktionssystems durchgeführt werden, wobei für die Kalibrierung nur noch ein einziges Produktionsmittel gebraucht wird, wohingegen der Fahrwerksstand 3 eine Parallelität aufgrund benötigter längerer Verweilzeiten, die eine Taktzeit des Produktionssystems übersteigen, aufweisen kann und dementsprechend mehrere der Betriebsmittel benötigen würden.
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In dem Fahrwerksstand 3 kann die genaue Stellung, also der Lenkradwinkel 9 des Lenkhandrads 11 schließlich über die Lenkradwinkelsensorvorrichtung 21 mit hoher zeitlicher Auflösung ausgelesen werden, so dass zu jeder Zeit die Stellung des Lenkhandrads 11 in die Soll-Justiergröße 49, insbesondere Sollwerte für die Spur und/oder den Sturz einer Vorderachse der Fahrzeugräder 7 des Kraftfahrzeugs 1 umgerechnet werden kann.
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Da bei dieser Variante das Lenkhandrad 11 vorteilhaft nicht geklemmt werden muss, können sich vorteilhaft keine Spannungen in der Lenkung 4 des Kraftfahrzeugs 1 aufbauen, wobei vorteilhaft eine Genauigkeit des Einstellens erhöht werden kann. Vorteilhaft kann trotz möglicherweise erfolgenden Bewegungen des Lenkhandrads 11 während des Einstellens eine sehr genaue Einstellung des Fahrwerks 5 vorgenommen werden.
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Bei Versuchen wurde herausgefunden, dass es sowohl bei festgeklemmten Lenkhandrad 11 wie auch bei nicht festgeklemmten Lenkhandrad 11 während der Fahrwerkseinstellung zu Bewegungen des Lenkhandrads 11 kommt. Vorteilhaft kann erfindungsgemäß auch bei nicht festgeklemmtem Lenkhandrad 11, also unter Berücksichtigung der Bewegungen des Lenkhandrads 11 kontinuierlich die Soll-Justiergröße 49 für eine besonders genaue Justierung des Fahrwerks ermittelt werden. Die Einstellprozesse an dem Fahrwerksstand 5 berücksichtigen also diese Bewegungen, in dem die Soll-Justiergröße 49 der Achseinstellung an die jeweilige Lenkradstellung des Lenkhandrads 11, also den jeweiligen Lenkradwinkel 9, also die diesen charakterisierende Ist-Lenkradwinkelgröße 23 angepasst wird. Vorteilhaft kann so vermieden werden, dass sich Torsionskräfte in einem Lenkgetriebe der Lenkung 4 aufbauen, die nachteilig dazu führen würden, dass Spurwerte gemäß der erzwungenen und unter mechanischer Spannungen stehenden Lenkradposition des Lenkhandrads 11 eingestellt werden, was auch zu Einstellungsfehlern führen würde. Vorteilhaft kann dies verhindert werden, wobei eine geforderte Toleranz zur Nullstellung des Lenkhandrads von weniger als 1,5° bei einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs 1 eingehalten werden kann.
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Vorteilhaft kann für die Einstellung des Lenkhandrads 11 die in dem Kraftfahrzeug 1 ohnehin vorhandene Stellvorrichtung 19, die insbesondere Teil einer elektrischen Lenkunterstützung ist, in die Wunschstellung gebracht werden. Vorteilhaft kann dies aufgrund des elektrischen Antriebs so erfolgen, dass für das Einstellen des Fahrwerks 5 kein Motorlauf eines eventuell vorhandenen Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs 1 notwendig ist, wobei vorteilhaft die Funktion der Stellvorrichtung 19 über eine Diagnose bzw. die Diagnoseschnittstelle 33 des Kraftfahrzeugs 1 zuschaltbar gemacht werden kann. Vorteilhaft ergibt sich ein über die Diagnoseschnittstelle 33 verlaufender Regelkreis und/oder Ablauf zum Einstellen und Justieren des Fahrwerks 5 des Kraftfahrzeugs 1. Vorteilhaft kann auch dabei mechanische Spannungsfreiheit sichergestellt werden, beispielsweise in dem eine Nachgiebigkeit der Regelung und/oder Einstellung des Lenkradwinkels 9 des Lenkhandrads 11 vorgesehen wird, beispielsweise in Form einer Momentenbegrenzung, die vorteilhaft ohnehin im Falle eines vorhandenen Assistenzsystems bei einer kraftfahrzeuginternen Ansteuerung zum unterstützenden Aufbringen eines Lenkmoments mittels der Stellvorrichtung 19 vorgesehen ist.
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Der Regler 41 kann alternativ und/oder zusätzlich Teil des Kraftfahrzeugs sein, wobei lediglich der Soll-Lenkradwinkel 39 über die Diagnoseschnittstelle 33 an das Kraftfahrzeug 1 übergeben werden muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 3
- Fahrwerksstand
- 4
- Lenkung
- 5
- Fahrwerk
- 7
- Fahrzeugräder
- 9
- Lenkradwinkel
- 11
- Lenkhandrad
- 13
- Doppelpfeil
- 15
- Lenkspindel
- 17
- Lenkwinkel
- 19
- Stellvorrichtung
- 21
- Lenkradwinkelsensorvorrichtung
- 23
- Ist-Lenkradwinkelgröße
- 25
- Lenkwinkelsensorvorrichtung
- 27
- Ist-Lenkwinkelgröße
- 29
- Steuereinheit
- 31
- Lenksteuergröße
- 33
- Diagnoseschnittstelle
- 35
- Einstellvorrichtung
- 37
- Einstellsteuerung
- 39
- Soll-Lenkradwinkel
- 41
- Regler
- 43
- erste Steuergröße
- 45
- zweite Steuergröße
- 47
- Justiervorrichtung
- 49
- Soll-Justiergröße
- 51
- Sensorgröße
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008021512 A1 [0002]
