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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Fahrwerksgeometrie eines Kraftfahrzeuges, insbesondere mit einer Messeinrichtung, die eine Sensorik zur Erfassung von Umgebungsdaten aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Messeinrichtung, die ein solches Verfahren umsetzt.
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Heutzutage finden Kalibrier- und Inbetriebnahmeumfänge eines Kraftfahrzeuges oftmals am Ende eines Produktionsprozesses auf einem sogenannten Fahrwerksstand statt. Durch eine oftmals hohe Anzahl an Inbetriebnahmeumfänge liegt die Prozesszeit des Fahrwerksstandes weit über einer Taktzeit der jeweiligen Montagelinien. Daraus folgend entsteht eine meist ungewollte Parallelität am Ende des Produktionsprozesses durch mehrere Fahrwerksstände, wodurch eine gewünschte Einlinigkeit der Montagelinien nicht mehr gehalten werden kann. Um die Prozesszeit auf den jeweiligen Fahrwerksständen zu verkürzen, müssen Inbetriebnahmeumfänge in die Montagelinie vorverlagert werden. Zu den Inbetriebnahmeumfängen, die vorverlagert werden können, zählen die beispielhaft nachstehend genannten Arbeitspakete: Geometrie der Hinterachse einstellen, Geometrie der Vorderachse einstellen, Scheinwerfer einstellen, Abstandsregeltempomat kalibrieren, Stereo-Multi-Purpose-Kameras kalibrieren, Surround-View-System kalibrieren, Nachtsichtkamera kalibrieren. All diese Inbetriebnahmeumfänge können nur dann erfolgen, wenn die Fahrwerksgeometrie, das heißt insbesondere der Spurwinkel der Hinterachse, bekannt ist. Für die Vermessung der Fahrwerksgeometrie in der Montagelinie, mit dem Ziel der Vorverlagerung von Inbetriebnahmeumfängen, gibt es derzeit sogenannte Nabengreifer, die sich hauptsächlich in der Art der Adaption an das Kraftfahrzeug unterscheiden. Beispielsweise kommen hier Nabengreifer mit Spannbacken oder Nabengreifer mit Polyurethan-Hülsen zum Einsatz.
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Vor diesem Hintergrund behandelt die
DE 10 2013 010 721 A1 ein Verfahren zur Bestimmung der Achsgeometrie eines Fahrzeuges, wobei Licht auf ein Fahrzeugrad projiziert wird, wobei das diffus reflektierte Licht ausgewertet wird, um daraus die Orientierung der Ebene des Fahrzeugrades zur ermitteln. Hierbei werden mehrere Linien eines mittels mehrerer Laserlichtquellen erzeugten Laserlichts auf das Rad projiziert, wobei zeitlich nacheinander einzelne oder mehrere dieser Linien ausgeblendet bzw. eingeblendet werden, wobei die Laserlichtquellen einzeln ansteuerbar sind, wobei das diffus reflektierte Laserlicht der Linien mittels einer oder mittels mehrerer Kameras erfasst wird, wobei die Auswertung mittels Stereo-Photogrammmetrie erfolgt oder durch eine Bestimmung der Koordinaten mittels Triangulation, und indem aus dem diffus reflektierten Laserlicht der Linien eine Bestimmung der Lage der Radebene mittels statistischer Methoden erfolgt.
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Nachteilig bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Bestimmung einer derartigen Fahrwerksgeometrie bei Kraftfahrzeugen ist, dass einerseits die Fahrwerksgeometrie berührungslos nur im fahrfertigen Zustand bestimmt werden kann. Das heißt, dass die Bestimmung der Fahrwerksgeometrie zwangsläufig am Ende des Produktionsprozesses durchgeführt wird, wobei durch die Fülle an nachgelagerten Arbeitspaketen eine Parallelität der Montagelinie erforderlich wird. Die zwangsläufige Parallelität der Montagelinie ist im Hinblick auf eine erforderliche Mehrzahl an Fahrwerksständen mit hohen Investitionskosten verbunden. Nachteilig an bekannten Verfahren, bei denen die Bestimmung der Fahrwerksgeometrie bereits während der Montagelinie stattfindet, ist, dass eine Adaption unmittelbar an das Kraftfahrzeug obligatorisch zur Vermessung der Fahrwerksgeometrie erfolgen muss.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, für ein Verfahren der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine berührungslose, schnelle und kostengünstige Bestimmung einer Fahrwerksgeometrie auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Verfahren zur Bestimmung einer Fahrwerksgeometrie eines Kraftfahrzeuges, die Fahrwerksgeometrie direkt und berührungslos über eine Vermessung eines Radflansches bzw. einer Radnabe zu bestimmen. Zur eindeutigen Bestimmung der Fahrwerksgeometrie ist es erforderlich jeweils eine Messeinrichtung pro Achsseite einer Fahrzeugachse vorzusehen. Die Messeinrichtungen zur Vermessung der Radflansche bzw. der Radnaben umfassen zumindest jeweils eine Sensorik zur Erfassung von Umgebungsdaten. Die jeweiligen Sensoriken ermitteln dahingehend Lageinformationen zu den jeweiligen Radflanschen bzw. den jeweiligen Radnaben, wobei mit Hilfe der Lageinformationen eine Bestimmung der Fahrwerksgeometrie ermöglicht wird. Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine neuartige Methode mittels geeigneter Messtechnik und entsprechender Messverfahren eine geometrische Fahrachse bzw. jeweilige Spurwinkel in der Montagelinie berührungslos, also ohne Adaption an das Kraftfahrzeug, durchzuführen, um somit die Möglichkeit zu schaffen Inbetriebnahmeumfänge im Produktionsprozess vorverlagern zu können. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine statische Vermessung der Fahrwerksgeometrie sowohl ohne Radumschlag als auch ohne definierte Fahrzeuglage im fahrfertigen Zustand oder auch K0-Lage genannt. Die Bestimmung der Fahrwerksgeometrie durch ein Vermessen des Radflansches bzw. der Radnabe ist dahingehend von Vorteil, da der Radflansch bzw. die Radnabe selber keine Taumelbewegungen bzw. sogenannte ”Bremsschläge” aufweisen. Aus diesem Grund muss kein Radumschlag erfolgen wie bei bekannten Messverfahren.
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Es handelt sich bei der Messeinrichtung zweckmäßig um eine zumindest teilweise dynamisch bewegte Sensorik, die erfindungsgemäß den Radflansch bzw. die Radnabe vermisst. Vorzugsweise ist die Sensorik der Messeinrichtung in alle Freiheitsgrade verstellbar, so dass die Messeinrichtung für alle denkbaren Baureihen an Kraftfahrzeugen zur Anwendung kommen kann.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Idee führt die Sensorik eine optische, insbesondere berührungslose, Vermessung an dem Radflansch bzw. der Radnabe durch. Vorzugsweise kann ein Lasertriangulationssensor zum Einsatz kommen. Ferner ist es ebenso denkbar beispielsweise einen Autokollimator, einen Laserlinienscanner, einen Laserscanner, eine Kamera mit Bildverarbeitungssystem, einen chromatisch-konfokalen Sensor, einen kapazitiven Wegsensor oder einen magneto-induktiven Wegsensor zu verwenden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass zur Bestimmung der Fahrwerksgeometrie jeweils eine Messeinrichtung pro Achsseite einer Fahrzeugachse vorgesehen ist. Durch die beidseitige Anordnung einer derartigen Messeinrichtung ist eine präzise Messung einer jeweiligen Fahrzeugachse ermöglicht. Ferner stellt besagte Anordnung in Hinsicht auf eine reduzierte Prozesszeit eine vorteilhafte Ausgestaltung dar. Es sei gesagt, dass gleichwohl allen Fahrzeugachsen eines Kraftfahrzeuges jeweils beidseitig eine derartige Messeinrichtung zugeordnet sein kann, so dass alle Fahrzeugachsen simultan vermessen werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird bei der Vermessung des Radflansches bzw. der Radnabe zusätzlich eine Radmitte bestimmt, mit der ein individuelles Fahrzeugniveau bestimmt wird. Da das Kraftfahrzeug in dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht in eine definierte Lage gebracht wird, wird über die Radmittelpunkte die Spurweite berechnet, um das individuelle Fahrzeugniveau zu bestimmen. Ein Gewichts- und Niveauprädiktionsalgorithmus korrigiert die gemessenen Werte mit einem Offset, um somit das fahrfertige Niveau und gleichermaßen damit die fahrfertige Fahrwerksgeometrie darzustellen. Im Anschluss an die Vermessung ist die Fahrwerksgeometrie des Kraftfahrzeuges bekannt und es können weitere Inbetriebnahmeumfänge durchgeführt werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Messeinrichtung, die eine Sensorik, insbesondere zur Erfassung von Umgebungsdaten, vorzugsweise zur Bestimmung einer Lageinformation eines Radflansches bzw. einer Radnabe, sowie eine mit der Sensorik zusammenwirkende Steuerungseinrichtung, die zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens eingerichtet bzw. programmiert, das heißt ausgebildet, ist. Die vorangehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen sich daher auch auf eine erfindungsgemäße Messeinrichtung.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine isometrische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung mit einer Sensorik zur Erfassung von Umgebungsdaten,
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2 eine Frontalansicht auf eine Bremsscheibe, die an einem Radflansch bzw. einer Radnabe angebracht ist.
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Die 1 zeigt eine isometrische Darstellung der erfindungsgemäßen Messeinrichtung 2, die eine Sensorik 3 aufweist, die insbesondere zur Erfassung von Umgebungsdaten ausgebildet ist. Die Sensorik 3 ist fest an einer Trägereinheit 9 angeordnet und kann mittels dieser Trägereinheit 9 beispielsweise, wie in dem Ausführungsbeispiel dargestellt, in zwei Richtungen verstellt werden. Es sei gesagt, dass insbesondere die Trägereinheit 9 derart ausgebildet sein kann, dass die Sensorik 3 alle Freiheitsgrade aufweist, sodass eben diese Sensorik 3 in alle Richtungen verstellbar ist. Die Messeinrichtung 2 ist im Wesentlichen dazu vorgesehen eine Fahrwerksgeometrie eines im Übrigen nicht gezeigten Kraftfahrzeuges 1 zu bestimmen. Vorzugsweise kann zur Bestimmung der Fahrwerksgeometrie jeweils eine Messeinrichtung 2 pro Achsseite einer Fahrzeugachse 6 des Kraftfahrzeuges 1 vorgesehen sein. Durch die beidseitige Anordnung einer derartigen Messeinrichtung 2 kann eine beidseitige Vermessung von den Radflanschen 4 bzw. den Radnaben 5 einer solchen Fahrzeugachse 6 ermöglicht werden. Zur Bestimmung der Fahrwerksgeometrie wird direkt und berührungslos ein in 2 dargestellter Radflansch 4 bzw. eine Radnabe 5 vermessen. Die Sensorik 3 ermittelt beispielsweise über eine Lasertriangulation Lageinformationen zu dem zu vermessenden Radflansch 4 bzw. zu der zu vermessenden Radnabe 5, wobei mit Hilfe der Lageinformationen eine Bestimmung der Fahrwerksgeometrie ermöglicht wird. Die Messeinrichtung 2 kann neben der Sensorik 3 zur Erfassung von Umgebungsdaten, vorzugsweise zur Bestimmung von Lageinformationen 6 des Radflansches 4 bzw. der Radnabe 5 zudem eine Steuerungseinrichtung 8 aufweisen, die zur Durchführung der Bestimmung der Fahrwerksgeometrie des Kraftfahrzeuges 1 eingerichtet bzw. programmiert ist. Die Steuerungseinrichtung 8 kann dazu bevorzugt mit der Sensorik 3 in kommunikativer Verbindung stehen.
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Die 2 zeigt eine Frontalansicht auf eine Bremsscheibe 10, die an dem Radflansch 4 bzw. der Radnabe 5 angebracht ist. Die Bestimmung der Lageinformation des Radflansches 4 bzw. der Radnabe 5 kann mittels der Sensorik 3 optisch erfolgen. Das heißt bevorzugt kann die Bestimmung der Lageinformation des Radflansches 4 bzw. der Radnabe 5 berührungslos erfolgen. Bei der Vermessung des Radflansches 4 bzw. der Radnabe 5 kann zusätzlich eine Radmitte 7 bestimmt werden, mit der ein individuelles Fahrzeugniveau bestimmt werden kann. Das Kraftfahrzeug 1 muss nicht in eine definierte Lage gebracht werden, da über die Radmittelpunkte 7 eine Spurweite berechnet werden kann, um ein individuelles Fahrzeugniveau bestimmen zu können. Ein Gewichts- und Niveauprädiktionsalgorithmus kann die gemessenen Werte mit einem Offset korrigieren, um somit die fahrfertige Fahrwerksgeometrie darzustellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013010721 A1 [0003]
