DE19837584C2 - Verfahren zum Befestigen eines Sensors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Sensors an einer Fahrzeugkarosserie bei einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei Fahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen wie Perso­ nenkraftwagen, Lastkraftwagen und Omnibussen, kann es für ei­ ne Vielzahl von fahrzeugseitigen Steuer- und Regeleinrichtun­ gen erforderlich sein, bei einer Radaufhängung die Relativla­ ge zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem daran schwenk­ bar gelagerten Schwenkarm zu kennen. Beispielsweise ermittelt die elektronische Steuerung einer Niveauregulierungseinrich­ tung mit Hilfe der Relativlage zwischen einem mit einem Rad gekoppelten Querlenker oder einem Achslenker und der Fahr­ zeugkarosserie für jede Achse bzw. für jedes Rad den erfor­ derlichen Regelbedarf, um ein vorbestimmtes Fahrzeugniveau einzustellen. Zur Erkennung wird ein Sensor verwendet, der üblicherweise die Abweichung des Schwenkarmes von einer Aus­ gangs-Relativlage detektiert.

Im Rahmen der Montage eines Fahrzeuges werden die einzelnen Bestandteile einer Radaufhängung zusammengesetzt und mon­ tiert. Durch die Vielzahl der dabei zusammengefügten Einzelteile können sich deren Herstellungstoleranzen aufsummieren, so daß zur Definition einer Ausgangs-Relativlage zwischen dem Schwenkarm der Radaufhängung und der Fahrzeugkarosserie in jedem Fall ein Toleranzausgleich für den Sensor durchgeführt werden muß. Dies gilt insbesondere für einen an der Fahrzeug­ karosserie schwenkgelagerten Querlenker, dessen Schwenkachse eine vorbestimmte, definierte Relativlage bezüglich des damit zusammenwirkenden Fahrzeugrades aufweisen muß. Die Positio­ nierung des Querlenkers bzw. dessen Lagerung an der Fahrzeug­ karosserie wird daher erst dann durchgeführt, wenn die Rela­ tivlage des Fahrzeugrades bezüglich der Fahrzeugkarosserie feststeht. Da die Relativlage des bereits an der Fahrzeugka­ rosserie befestigten Sensors bezüglich des Querlenkers von dessen Positionierung und somit von den Herstellungs-, Monta­ ge- und Lagetoleranzen abhängt, ist vorgenannter Toleranzaus­ gleich erforderlich.

Zur Durchführung eines derartigen Toleranzausgleiches stehen mehrere Vorgehensweisen zur Verfügung. Bei Sensoren, die zur mechanischen Kopplung an den Schwenkarm mit einer längenver­ stellbaren Regelstange ausgestattet sind, kann der Toleranz­ ausgleich mechanisch durch eine entsprechende Längeneinstel­ lung dieser Regelstange durchgeführt werden. Damit jedoch ein derartiger Toleranzausgleich durchführbar ist, muß am Einbau­ ort des Sensors ausreichend Platz zur manuellen Justage der Regelstange vorhanden sein, was jedoch nicht für jeden Fahr­ zeug-Typ gewährleistet werden kann.

Bei anderen Sensoren kann der Toleranzausgleich elektronisch durchgeführt werden, wobei der jeweiligen Elektronik theore­ tisch jede beliebige Sensorstellung als Nullstellung vorgege­ ben werden kann. Bei Sensoren, deren Aufbau nur die Erfassung eines begrenzten Meßbereiches in Form von Abweichungen von einer Ausgangsstellung ermöglicht, hat jedoch eine von einer vorgegebenen Soll-Einbaulage tatsächlich abweichende Ist- Einbaulage in der Praxis eine Verkleinerung des Meßbereiches oder, wenn die Sensorelektronik eine derartige Eichung er­ möglicht, eine reduzierte Meßgenauigkeit zur Folge.

Aus der DE 38 00 541 C2 ist ein Verfahren zum Einstellen ei­ ner Niveauregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt. Bei diesem Verfahren wird mindestens eine von der Fahrzeugkaros­ serie gebildete Bezugsstelle des Kraftfahrzeugs in eine vor­ bestimmte Stellung mit einer Sollhöhe relativ zum Fahrwerk gebracht, die dann über einen Speicherschalter abgespeichert wird. Die Bezugsstelle des Kraftfahrzeugs wird durch Anheben des Kraftfahrzeuges mit einer kraftfahr­ zeugunabhängigen Einrichtung in eine durch letztere vorbe­ stimmte Stellung gebracht. In dieser Stellung wird die Soll­ höhe der Bezugsstelle des Kraftfahrzeugs mit einer elektri­ schen Höhenmeßeinrichtung des Kraftfahrzeugs erfaßt und de­ ren der Sollhöhe entsprechender elektrischer Meßwert über den Speicherschalter abgespeichert.

Aus der gattungsbildenden DE 39 19 040 A1 ist ein Verfahren zur Justierung einer Höhenstands-Regelanlage eines Fahrzeu­ ges bekannt, welche ein diagnosefähiges Steuergerät auf­ weist. Die Justierung erfolgt dabei über ein Diagnosegerät, bei dem in einem Diagnosemodus eine Justierfunktion aufgeru­ fen wird, in welcher der Höhenstand des Fahrzeuges durch ma­ nuelles Ausmessen und schrittweises Ansteuern einer Ein­ stelleinrichtung zum Erhöhen oder Vermindern des Höhenstan­ des eingestellt wird. Sobald der korrekte Höhenstand erreicht ist, wird der Höhenstands-Istwert als zukünftiger Höhenstands-Sollwert übernommen und die Diagnose abgebro­ chen.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend auszu­ gestalten, daß ein Toleranzausgleich bezüglich der Relativ­ lage zwischen Sensor und Schwenkarm entfallen kann.

Dieses Problm wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Rela­ tivlage zwischen dem Sensor und der Fahrzeugkarosserie erst dann festzulegen, wenn die Relativlage zwischen dem Schwenk­ arm bzw. dessen Schwenkachse und der Fahrzeugkarosserie festliegt. Durch diese Maßnahme ist die sich ergebende Rela­ tivlage zwischen dem Sensor und dem Schwenkarm bzw. dessen Schwenkachse unabhängig von den sich bis dahin aufaddierten Herstellungs-, Lage- und Montagetoleranzen der vielen, an der Karosserie und der Radaufhängung zusammengefaßten Ein­ zelbauteile.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren kann bei einer ersten Ausführungsform die Relativlage wenigstens einer Sen­ sorbefestigungsöffnung bezüglich der Fahrzeugkarosserie in Abhängigkeit der zuvor oder gleichzeitig bestimmten Relativ­ lage zwischen einer Schwenkachse des Schwenkarmes und der Fahrzeugkarosserie bestimmt werden. Danach kann die wenigstens eine Sensorbefestigungsöffnung in der Fahrzeugkarosserie angebracht werden. Im Anschluß daran wird diese wenigstens eine Sensorbefestigungsöffnung für die Befestigung des Sen­ sors an der Fahrzeugkarosserie verwendet.

Zweckmäßigerweise kann die wenigstens eine Sensorbefesti­ gungsöffnung in der selben Fertigungsstation wie eine Schwenkarmlageröffnung in der Fahrzeugkarosserie angebracht werden. Diese Schwenkarmlageröffnung wird dabei derart posi­ tioniert, daß der unter Verwendung dieser Schwenkarmlageröff­ nung an der Fahrzeugkarosserie montierte Schwenkarm die bei der Durchführung des Verfahrens bestimmte Schwenkachse auf­ weist, d. h. die Schwenkachse des mittels dieser Schwenkarmla­ geröffnung montierten Schwenkarmes weist die während des Ver­ fahrens bestimmte Relativlage bezüglich der Fahrzeugkarosse­ rie auf.

Entsprechend einer alternativen Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens kann die Relativlage wenigstens einer Sensorbefestigungsöffnung bezüglich der Fahrzeugkarosserie in Abhängigkeit einer Schwenkarmlageröffnung bestimmt werden, die zuvor so in der Fahrzeugkarosserie eingebracht worden ist, daß der unter Verwendung dieser Schwenkarmlageröffnung an der Fahrzeugkarosserie montierte Schwenkarm die in einem vorhergehenden Verfahrensschritt bestimmte Schwenkachse auf­ weist.

Entsprechend einer anderen Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Verfahrens kann der Sensor statt direkt auch indirekt über einen Sensorhalter an der Fahrzeugkarosserie befestigt werden. Mit Hilfe eines derartigen Sensorhalters kann eine optimale Positionierung des Sensors für beliebig geformte Fahrzeugkarosserien ausgebildet werden. Insbesondere kann mit Hilfe verschiedener Sensorhalter eine einfache Anpassung an unterschiedliche Fahrzeugtypen mit unterschiedlich geformten Fahrzeugkarosserien erzielt werden, wodurch sich eine Kosten­ einsparung ergibt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschrei­ bung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine Sensoran­ ordnung an einer nur teilweise dargestellten Radaufhängung eines Fahrzeuges.

Entsprechend Fig. 1 ist ein Sensor 9 an einer Radaufhängung 1 angeordnet, mit der ein nicht dargestelltes Rad eines im üb­ rigen nicht dargestellten Fahrzeuges an dessen Karosserie 2 angebracht ist. Im einzelnen handelt es sich bei dem in Fig. 1 dargestellten Abschnitt der Radaufhängung 1 um den Lagerbe­ reich eines als Schwenkarm ausgebildeten Querlenkers 3 der Radaufhängung 1 an der Fahrzeugkarosserie 2. Zur Anbringung des Querlenkers 3 ist an der Fahrzeugkarosserie 2 eine Lager­ konsole 4 ausgebildet, an welcher der Querlenker 3 schwenkbar um eine Schwenkachse 5 gelagert ist.

Die schwenkbare Befestigung des Querlenkers 3 an der Fahr­ zeugkarosserie 2 bzw. an deren Lagekonsole 4 wird mit Hilfe eines als Befestigungsschraube ausgebildeten Lagerbolzens 6 hergestellt, der die Lagerkonsole 4 durchdringt und mit einem nicht dargestellten Schwenklager des Querlenkers 3 ver­ schraubt ist. Das vorgenannte Schwenklager ist in einem Auge 7 des Querlenkers 3 angeordnet und der Übersichtlichkeit we­ gen nicht dargestellt.

Der Lagerbolzen 6 durchdringt die Lagerkonsole 4 in einer da­ für vorgesehenen, in der Fahrzeugkarosserie 2 bzw. in der La­ gerkonsole 4 eingebrachten Schwenkarmlageröffnung 14, durch die die Relativlage der Schwenkachse 5 bezüglich der Fahr­ zeugkarosserie 2 festgelegt wird. Um die im Rahmen des Zusam­ menbaus der Radaufhängung und der Karosserie 2 sich aufsum­ mierenden Fertigungs- und Montagetoleranzen der einzelnen Bauteile auszugleichen, wird die vorgenannte Schwenkarmla­ geröffnung 14 für den Lagerbolzen 6 an der im übrigen weitge­ hend fertiggestellten Fahrzeugkarosserie 2 nachträglich ange­ bracht. Dabei wird die Positionierung der Schenkarmlageröff­ nung 14 in der Lagerkonsole 4 für den Lagerbolzen 6 in Abhän­ gigkeit der sich für jeden Montagefall individuell ergeben­ den, für eine optimale Funktionsfähigkeit der Radaufhängung 1 erforderlichen Relativlage zwischen Schwenkachse 5 und Fahr­ zeugkarosserie 2 durchgeführt.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind unterhalb der Schwenkarmlageröffnung 14 zwei Sensorbefestigungsöffnungen 15 in die Fahrzeugkarosserie 2 bzw. in deren Lagerkonsole 4 ein­ gebracht. Mit Hilfe von Befestigungsschrauben 16, die die Sensorbefestigungsöffnungen 15 durchdringen und mit entspre­ chenden Befestigungsmuttern 17 zusammenwirken, ist ein Sen­ sorhalter 8 an der Fahrzeugkarosserie 2 bzw. an der Lagerkon­ sole 4 befestigt.

Entsprechend Fig. 1 ist am Sensorhalter 8 der Sensor 9 befe­ stigt. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Sensor 9 auch direkt an der Lagerkonsole 4 mittels der Sensorbefesti­ gungsöffnungen 15 befestigt sein.

Der Sensor 9 weist einen Schwenkhebel 10 auf, der einenends um eine Schwenkhebelachse 11 am Sensor 9 gelagert ist und der anderenends gelenkig mit einer Regelstange 12 verbunden ist. Die Regelstange 12 ist ihrerseits an ihrem vom Schwenkhebel 10 abgewandten Ende an einer Anlenkstelle 13 gelenkig mit dem Querlenker 3 verbunden. Auf diese Weise ist der Sensor 9 me­ chanisch mit dem Querlenker 3 gekoppelt. Schwenkbewegungen des Querlenkers 3 um seine Schwenkachse 5 werden von der Re­ gelstange 12 auf den Schwenkhebel 10 übertragen und somit vom Sensor 9 erfaßt. Bei bekannter Relativlage des Sensors 9 be­ züglich der Fahrzeugkarosserie 2 kann daher über den Sensor 9 die Relativlage des Querlenkers 3 und somit des daran gekop­ pelten Fahrzeugrades relativ zur Fahrzeugkarosserie 2 detek­ tiert werden und beispielsweise in Form von durch den Sensor 9 generierten Signalwerten an eine Niveauregulierungseinrich­ tung weitergeleitet werden.

Da die Auslenkung des Schwenkhebels 10 am Sensor 9 das vom Sensor 9 erfaßbare Eingangssignal bildet, müssen zum einen die Schwenkachse 5 des Querlenkers 3 und die vorzugsweise parallel dazu verlaufende Schwenkhebelachse 11 am Sensor 9 einen definierten Abstand voneinander aufweisen. Zum anderen muß bei Vorliegen einer Referenzlage oder Ausgangs- Relativlage des Querlenkers 3 eine definierte Ausgangsauslen­ kung oder Ausgangsstellung für den Schwenkhebel 10 eingehal­ ten werden. Da entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren die Positionierung der Sensorbefestigungsöffnungen 15 an der Fahrzeugkarosserie 2 erst dann erfolgt, wenn die Positionie­ rung der Schwenkarmlageröffnung 14 an der Fahrzeugkarosserie 2 feststeht, ist die Relativlage zwischen den Sensorbefesti­ gungsöffnungen 15 und der Schwenkarmlageröffnung 14 und somit die Relativlage zwischen Sensor 9 und Schwenkarm 3 unabhängig und entkoppelt von den im Rahmen der Montage der Einzelbau­ teile auftretenden und sich gegebenenfalls aufaddierenden Herstellungs-, Lage- und Montagetoleranzen.

Es ist klar, daß bei der Verwendung eines Sensorhalters 8 zur indirekten Befestigung des Sensors 9 an der Fahrzeugkarosse­ rie 2 enge Lagetoleranzen für die Positionierung des Sensors 9 am Sensorhalter 8 eingehalten werden.

Um die gewünschte Relativlage zwischen Sensor 9 und Schwenk­ arm 3 zu erhalten, wird entsprechend einem ersten erfindungs­ gemäßen Vorschlag zunächst die Referenzlage des Schwenkarmes 3 bzw. der Schwenkachse 5 bezüglich der Fahrzeugkarosserie 2 in herkömmlicher Weise ermittelt. Daraufhin werden die Rela­ tivlagen der Sensorbefestigungsöffnungen 15 in Abhängigkeit der zuvor ermittelten Referenzlage des Schwenkarmes 3 bezüg­ lich der Fahrzeugkarosserie 2 bestimmt, so daß sich die ge­ wünschte Relativlage zwischen Sensor 9 und Schwenkarm 3 ein­ stellt.

Da die Relativlagen der Sensorbefestigungsöffnungen 15 bezüg­ lich der Fahrzeugkarosserie 2 bestimmt worden sind, können diese Sensorbefestigungsöffnungen 15 grundsätzlich unabhängig von der Schwenkarmlageröffnung 14 in die Fahrzeugkarosserie 2 eingebracht werden. Es ist jedoch zweckmäßig, die Sensorbefe­ stigungsöffnungen 15 und die Schwenkarmlageröffnung 14 in derselben Montagestation, insbesondere gleichzeitig und vor­ zugsweise mit einem Werkzeug, z. B. Stanzwerkzeug, auszubil­ den.

Entsprechend einem alternativen zweiten erfindungsgemäßen Vorschlag wird zunächst wie zuvor die Referenzlage des Schwenkarmes 3 bzw. dessen Schwenkachse 5 relativ zur Fahr­ zeugkarosserie 2 ermittelt. Im Anschluß daran wird die Schwenkarmlageröffnung 14 in die Fahrzeugkarosserie 2 einge­ bracht. Danach erfolgt die Bestimmung der Relativlagen der Sensorbefestigungsöffnungen 15 relativ zur Fahrzeugkarosserie 2 in Abhängigkeit der relativen Anordnung der Schwenkarmla­ geröffnung 14 an der Fahrzeugkarosserie 2. Auch bei dieser Verfahrensweise stellt sich die gewünschte Relativlage zwi­ schen Sensor 9 und Schwenkarm 3 ein.

Claims (4)

1. Verfahren zum Befestigen eines Sensors (9) an einer Fahr­ zeugkarosserie (2) bei einer Radaufhängung (1) eines Kraft­ fahrzeuges, wobei der Sensor (9) zur Detektion der Relativla­ ge zwischen einem an der Fahrzeugkarosserie (2) schwenkbar gelagerten Schwenkarm (3) und der Fahrzeugkarosserie (2) dient und dazu mechanisch mit dem Schwenkarm (3) gekoppelt ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• A) Bestimmen der Relativlage einer Schwenkachse (5) des Schwenkarmes (3) bezüglich der Fahrzeugkarosserie (2),
• B) Bestimmen der Relativlage wenigstens einer Sensorbefesti­ gungsöffnung (15) bezüglich der in Schritt A bestimmten Relativlage zwischen der Schwenkachse (5) des Schwenkar­ mes (3) und der Fahrzeugkarosserie (2),
• C) Einbringen der wenigstens einen Sensorbefestigungsöffnung (15) in die Fahrzeugkarosserie (2) und
• D) Befestigen des Sensors (9) mittels der wenigstens einen Sensorbefestigungsöffnung (15) an der Fahrzeugkarosserie (2).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt B durch folgende Schritte ersetzt ist:

• 1. Einbringen einer Schwenkarmlageröffnung (14) in die Fahr­ zeugkarosserie (2), derart, daß der mittels dieser Schwenkarmlageröffnung (14) an der Fahrzeugkarosserie (2) montierte Schwenkarm (3) die in Schritt A bestimmte Schwenkachse (5) aufweist,
• 2. Bestimmen der Relativlage wenigstens einer Sensorbefesti­ gungsöffnung (15) bezüglich der Schwenkarmlageröffnung (14).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwenkarmlageröffnung (14) gleichzeitig mit der we­ nigstens einen Sensorbefestigungsöffnung (15) in der Fahr­ zeugkarosserie (2) eingebracht wird, wobei diese Schwenkarm­ lageröffnung (14) derart bezüglich der Fahrzeugkarosserie (2) positioniert ist, daß der mittels dieser Schwenkarmlageröff­ nung (14) an der Fahrzeugkarosserie (2) montierte Schwenkarm (3) die in Schritt A bestimmte Schwenkachse (5) aufweist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der wenigstens einen Sensorbefestigungsöffnung (15) ein Sensorhalter (8) an der Fahrzeugkarosserie (2) be­ festigt wird, der zur Halterung des Sensor (9) dient, wobei der Sensor (9) bezüglich des Sensorhalters (8) eine vorbe­ kannte Relativlage aufweist.