DE2840267C2

DE2840267C2 - Korrekturvorrichtung für ein Radwinkelmeßgerät

Info

Publication number: DE2840267C2
Application number: DE2840267A
Authority: DE
Inventors: Melvin Hartley San Jose Calif. Lill
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1977-09-16
Filing date: 1978-09-15
Publication date: 1983-04-28
Also published as: GB2005012A; DE2840267A1; JPS5829843B2; AU522230B2; BR7806039A; US4143970A; GB2005012B; IT1099319B; CA1130090A; AU3900278A; FR2403542A1; JPS5454066A; IT7827724A0; MX146892A; FR2403542B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Korrektur-Vorrichtung für ein Radwinkelmeßgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Radwinkelmeßgerät der genannten Art ist aus der US-PS 3865492 oder auch aus der US-PS 37 82 821 bekannt

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Korrekturvorrichtung für ein derartiges Radwinkelmeßgerät anzugeben, die fehlerhafte Meßwertsignale aus dem Radwinkelmeßgerät korrigiert

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

In der Praxis wurde gefunden, daß für Radwinkelmeßgeräte der genannten Art eine Gerätekonstante bestimmt werden kann, die beim Korrigieren der Meßwertsignale als Korrekturfaktor benutzt werden kann. Der Korrekturfaktor hat einen Wert, der für Radwinkelmeßgeräte der genannten An allgemein gilt

In guter Näherung hat der Korrekturfaktor einen Zahlenwert von etwa 0,28.

Die erfindungsgemäße Korrekturvorrichtung läßt sich besonders einfach aufbauen, wenn der Korrekturfaktor gleich 1/4 gewählt wird, weil dann eine Multiplikation mit dem Korrekturfaktor lediglich einer Division durch 4 gleichkommt, die insbesondere bei digitaler Signalverarbeitung sehr einfach ausgeführt werden kann.

Der Wert 1/4 für den Korrekturfaktor weicht zwar von dessem tatsächlichen Wert stärker ab, als der Wert 03, jedoch liegen die dadurch in Kauf genommenen Fehler noch innerhalb der vorgegebenen Meßgenauigkeit

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Figuren im folgenden näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, an dessen Vorderrädern ein Radwinkelmeßgerät befestigt ist,

Fig.2 das vergrößert dargestellte Vorderteil des Kraftfahrzeuges nach Fig. 1, wobei die Parameter des Kraftfahrzeuges und des Radwinkelmeßgerätes, welche für die Bestimmung des verwendeten Korrekturfaktors maßgebend sind, veranschaulicht sind,

F i g. 3 ein Blockschaltbild der elektrischen Auswerteschaltung, welche die erfindungsgemäße Korrekturvorrichtung aufweist und

Fig.4 eine vergrößerte isometrische Darstellung einer Empfangseinrichtung einer Projektions- und Empfangseinheit des verwendeten Radwinkelmeßgeräts.-

Nach den F i g. 1 und 2 enthält das zugrunde liegende Radwinkelmeßgerät ein Paar Projektions- und Empfangseinheiten 12 und 14, wovon jede einen Lichtstrahlprojektor, eine lichtempfindliche Empfangseinrichtung und einen Befestigungsmechanismus 16 zum drehbaren und abnehmbaren Anbringen der Einheiten an das linke bzw. rechte Vorderrad L W bzw. R W eines Kraftfahrzeuges MV enthält. Ein elektronischer Rechenschaltkreis 18 (Fig. 1) empfängt Signale aus den Empfangs-

einrichtungen der Einheiten 12 und 14 und leitet daraus korrigierte Spuranzeigesignale ab, welche dem wahren Wert der linken und rechten einzelnen Spurwinkel der Räder L W und RW entsprechen. Eine herkömmliche Anzeigeeinrichtung 20 ist mit dem Ausgang des s Rechenschaltkreises 18 verbunden und zeigt den errechneten Wert des Spurwinkels an. Solche Anzeigeeinrichtungen enthalten gemäß F i g. 5 und in herkömmlicher Weise bipolare Meßinstrumente 25 und 28. Jede Einheit 12 bzw. 14 richtet einen Lichtstrahl auf die jeweils gegenüberliegende Einheit 14 bzw. 12, wobei die rechte Einheit 14 einen Lichtstrahl RB und die linke Einheit 12 einen linken Lichtstrahl LB aussendet Jede der Einheiten 12 und 14 ist an dem ihr zugeordneten Rad L Wbzw. R^befestigt, so daß der von ihr ausgesandte Lichtstrahl LB bzw. RBäie Ebene des Rades LWbzw. RW durchstößt, von dem er rechtwinkelig abstrahlt, beispielsweise in einer Richtung, die im wesentlichen parallel zur Achse des Rades L Wbzw. R W verläuft, von dem der Lichtstrahl LB bzw. RB ausges^ndt wird. Schließlich enthält wie vorerwähnt jede der Einheiten 12 und 14 je eine Empfangseinrichtung zum Empfang des Lichtstrahls, der von der gegenüberliegenden Einheit ausgesandt wird und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, welches dem individuellen Spurwinkel des Rades, von welchem der Lichtstrahl ausgesandt wurde, entspricht

In der F i g. 2 ist eine hypothetische Vorderradeinstellung dargestellt in welcher der tatsächliche individuelle linke Spurwinkel (Spurwinkel des linken Rades LW) — im folgenden mit Θ; bezeichnet — als Null angenommen ist und der tatsächliche individuelle rechte Spurwinkd — mit Θ_Γ bezeichnet — positiv und zudem übertrieben dargestellt ist was bedeutet, daß ein solcher Spurwinkel für gewöhnlich bei einem tatsächlichen Kraftfahrzeug nicht vorgefunden wird. Bei dieser Einstellung ist das linke Rad L W bezüglich der Mittellinie des Fahrzeuges geradeaus gerichtet wobei die Ebene des Rades senkrecht zu einer horizontalen Linie W- W ist, welche durch jede Lenkachse A4 in der Ebene der Einheiten 12 und 14 geht Die Lenkachsen SA sind als die aufrechten Achsen definiert um weiche die Räder sich drehen, wenn sie gelenkt werden. Das rechte Rad ÄWist derart auf Vorspur eingestellt daß seine Ebene einen Winkel Θ_Γ mit einer senkrecht zur Linie W- W verlaufenden Linie einschließt. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß die Ebene, in welcher die Linien der F i g. 2 gezeichnet sind, nicht notwendig die Drehachsen der Räder schneidet; in der dargestellten Ausführungsform liegt die Ebene tatsächlich unter den Lenkachsen, da gemäß so F i g. 3 die Einheiten 12 und 14 unterhalb der Achsen liegen.

Wie bei herkömmlichen Querspurgeräten empfängt die Empfangseinrichtung der linken Projektions- und Empfangseinheit 12 den Lichtstrahl RB von der gegenüberliegenden Einheit 14 und gibt ein Signal ab, von welchem in der Vergangenheit im allgemeinen angenommen worden ist, daß es direkt proportional zum tatsächlichen individuellen rechten Spurwinkel B_r des gegenüberliegenden rechten Rades R Wht, von dem der Lichtstrahl ausgesandt wird. Es wurde jedoch gefunden, daß das Signal vom wahren Spurwinkel B_r abhängt, aber nicht notwendig proportional dazu ist Wenn die rechte Projektions- und Empfangseinheit 14 so ausgerichtet wurde, daß eine Linie C-C (F i g. 2), welche in der Ebene der Empfangseinrichtung der Einheit 14 liegt, parallel zu einer Linie B-B in der Ebene der Empfangseinrichtung der Einheit 12 (beispielsweise verschwinden θ,-und Θ/) wäre, würde der Lichtstrahl RB die linke Einheit 12 auf einer vertikal sich erstreckenden Basis- oder Null-Linie BL (F i g. 2 und 3) treffen, was bewirken würde, daß die Einheit 12 ein Signal abgibt, welches einem individuellen Spurwinkel Null für das rechte Rad R W entspricht Wenn das rechte Rad nach innen verdreht wird und einen immer größeren positiven Spurwinkel einnimmt, schneidet der Lichtstrahl RB die Linie B-B der Empfangseinrichtung der Einheit 12 in einem entsprechend immer größer werdenden Abstand R(F i g. 2).

Bei bekannten Geräten, welche opto-tnechanische und vollelektronische Einsteller vom Querspurtyp umfassen, die Lichtstrahlen zu den Vorderrädern eines Fahrzeuges und von ihnen fort senden, ist bei der vom Spurwinkel des zugeordneten Rades Winkelverschiebung einer am Rad befestigten Projektions- und/oder Empfangseinheit entdeckt worden, daß sie manchmal einen vorstehend angedeuteten Verschiebefehler in der angezeigten Spurablesung einführt. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat entdeckt, daß ein vorbestimmter und konstanter Korrekturfaktor CFerrechnet und zur Erzeugung einer korrigierten Spurwinkelablesung benutzt werden kann, wenn die angezeigte Spurwinkelablesung fehlerhaft ist Beim Ansehen der F i g. 2 wird zunächst beobachtet, daß, obwohl das linke Rad L W einen wahren Spurwinkel von Null besitzt, die rechte Projektions- und Empfangseinheit 14 eine Abweichung L des Schnittpunktes des Lichtstrahls LB mit der Basislinie BL der Empfangseinrichtung feststellt; folglich bringt die Empfangseinrichtung der Einheit 14 eine fehlerhafte Ablesung hervor. Der Fehler in der angenommenen Darstellung in F i g. 2 wäre direkt durch den Abweichungsabstand L angezeigt, der auf der Tatsache beruht, daß die Empfangseinrichtung der Einheit 14 sich um einen Punkt SA dreht der während der Drehung des Rades R W seitlich und längsseitlich davon entfernt ist

Der von der Ablesung hervorgerufene Fehler in dem von der linken Projektions- und Empfangseinheit 12 nach F i g. 2 direkt erzeugten Signal weicht auch leicht von der Zeichnung selbst ab. Kurz, es ist entdeckt worden, daß Systeme des Standes der Technik vom beschriebenen Typ nur genau sind, wenn der wahre rechte und linke Spurwinkel gleich sind. Anwendung dieser Entdeckung auf die Zeichnung nach F i g. 2, wenn das linke Rad L Wauf Vorspur eingestellt wurde, bis sein tatsächlicher Spurwinkel Θ/=Θ_Γ wäre, bewegte sich der Schnittpunkt des Strahlenbündels RB von der Basislinie BL weiter weg in Richtung der Empfangszone der Anordnung 12 mit dem neuen Abweichungswert R, der dann repräsentativ für den wahren Spurwinkel des rechten Rades RW wäre, als der kleinere Wert von R, wie er in F i g. 2 dargestellt ist

Wenn die Projektions- und Empfangsanordnungen 12 und 14 relativ zueinander so ausgerichtet sind, daß die Basislinien BL eines jeden Empfängers einer Anordnung beide gleich auf der Vorderseite der Linie W- W (Fig.2) durch die Lenkachsen des Rades eingestellt sind, sind die Abstände R und L in den Empfängerebenen gleich, und folglich sind es auch die von den Empfängern direkt angezeigten Spurwinkel. Wenn solch eine symmetrische Einstellung vorliegt, repräsentieren die angezeigten Spurwinkel genau die wahren Spurv'inkel. Wenn jedoch die Basislinie BL auf der Vorderseite einer querlaufenden Bezugsachse wie der Linie W- JVnicht in gleicher Weise verschoben sind, und die Versetzungen R und L nicht gleich sind, ist der

angezeigte Spurwinkel fehlerhaft. Die relative Längsverschiebung der Basislinien (das ist »Null«-Bezugsmarken) der Empfänger kann folglich als die Fehlerquelle angesehen werden. Die von den Empfängern angezeigten Winkel können, wenn eine solche Bedingung vorliegt, entsprechend der vorliegenden Erfindung als nur eine Näherung des wahren Spurwinkels von erster Ordnung angesehen werden.

In Zusammenfassung hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, daß, wenn die Ablesungen der Querspur-Einstellvorrichtungen nicht gleich sind, der größere gemessene Spurwinkel tatsächlich kleiner als der wahre individuelle Spurwinkel des zugeordneten Rades, und der kleinere gemessene Spurwinkel in Wirklichkeit größer als der wahre Spurwinkel des zugeordneten Rades ist. Der Korrekturfaktor CF ist in der vorliegenden Erfindung dazu vorgesehen, eine einfache Erhöhung zu errechnen, durch welche die kleinere Ablesung erniedrigt und die größere Ablesung erhöht werden kann, so daß die daraus resultierenden korrigierten Ablesungen angenähert angeben, wie die Ablesungen tatsächlich sein sollen, um die einzelnen Spurwinkel der Räder anzuzeigen.

Darüber hinaus hat der Erfinder herausgefunden, daß ein einziger Korrekturfaktor bei Querspur-Einstellsystemen benutzt werden kann, um die Systeme in die Lage zu versetzen, Spurwinkel für einen großen Teil einer Anzahl von Kraftfahrzeugen korrekt zu messen, wodurch die Berechnung von angenähert korrekten Spurwinkeln ohne Wechsel des Korrekturfaktors für unterschiedliche individuelle Fahrzeugtypen ermöglicht ist.

Die in der Fig.2 veranschaulichten Winkel und Abstände, welche zur Analysierung der vorliegenden Erfindung gebräuchlich sind, sind folgende: F ist die Rahmenbreite zwischen den Überschneidungen der Lenkachsen SA; A ist der seitliche Versatz von den Steuerachsen der Vorderräder von einer Linie B-B oder C-C in einer Ebene der Oberfläche des Ziels oder der

Tabelle

Empfangszone, wobei dieser Versatz oder Abstand längs einer Linie Pi bzw. P_r gemessen ist, die von der jeweiligen Lenkachse SA so wegführt, daß sie senkrecht zur entsprechenden Linie B-B bzw. C-C steht; B ist der ■> Längsversatz der Null-Bezugslinie BL der Empfangszone von den vorher erwähnten Linien Pi oder P_n wobei der Versatz oder Abstand B längs der Linie B-B bzw. CC gemessen ist; R ist die lineare Abweichung des Strahlenbündels RB von der Basislinie BL, gemessen

ίο längs der Linie B-B in der Ebene des Ziels der Einstellanordnung 12; L ist die entsprechende lineare Abweichung des Strahlenbündels LB von der Basislinie BL in der Ebene C-C der Einstellanordnung 14; D_r ist der Projektionsabstand von der Anordnung 14, gemessen längs einer Linie, die senkrecht zur Ebene C-C steht und der sich zur Basislinie BL der Einstellanordnung 12 erstreckt; D/ist der entsprechende Projektionsabstand von der Ebene ß-ß der Einstellanordnung 12 zur Basislinie BL der gegenüberliegenden Anordnung 14; Tr ist der Winkel, der durch das rechte Spursignal repräsentiert wird, das von der Anordnung 12 erzeugt wird, wobei dieser Winkel vom Strahlenbündel RB und der Linie zwischen den Basislinien ßZ.der Einstellanordnungen eingeschlossen ist; und 7) ist der entsprechende Winkel, welcher durch das linke Spursignal repräsentiert wird, das von der Anordnung 14 hervorgerufen wird, wobei dieser Winkel vom Lichtstrahl und der Linie zwischen den Basislinien BL eingeschlossen ist.
Ein ziemlich universeller Korrekturfaktor CF ist für einen großen Teil einer Population von Kraftfahrzeugen bestimmt worden, welche Sportfahrzeuge, kleine, nach USA importierte Limousinen, US-Limousinen mittlerer Größe, große US-Limousinen, Sportwagen und US-Kleinlastwagen- oder -Transportereinheiten umfassen. Die Tabelle legt die relevanten, auf das Fahrgestell bezogenen Parameter F, A und ß (siehe F i g. 2) für diese Fahrzeuge dar, wobei herkömmliche Querspur-Einstellmechanismen, wie die vorstehend beschriebenen Anordnungen 12 und 14 benutzt wurden.

Auf Fahrgestell bezogene	.1°	T_r	T₁	CF	T_n. bei	T₁₁ bei
Parameter	.2				CF= .28	CF= .28
Mini-Sport	.4
F= 38 -2,54 cm	.8	.08016°	.01984°	.3289	.09705°	.00295°
A = 25 · 2,54/2 cm		.16039	.03960	.3279	.19421	.00578
ß = 263 ■ 2,54/16 cm		.32090	.07918	.3272	.38859	.01150
θ, = 0	.1	.64226	.15782	.3256	.77790	.02218
Kleine Limousine	.2
(nach USA importiert)	.4
F =44 -2,54 cm	.8	.08191	.01811	.2835	.09977	.00025
A = 25 · 2,54/2 cm.		.16380	.03615	.2836	.19954	.00041
ß = 263 -2.54/16 cm	.1	.32780	.07228	.2826	.39935	.00073
θ, = 0	.2	.65596	.14405	.2814	.79929	.00072
Mittlere US-Limousine	.4
F= 50 -2,54 cm	.8	.08208	.01793	.2793	.10004 -	.00003
A = H- 2,54 cm	.16415	.03587	.2795	.20007 -	.00005
S = 263-2,54/16 cm	.32839	.07158	.2788	.40030 -	.00033
6, = 0	.65726	.14280	.2775	.80131 -	.00125

Fortsetzung

Auf l'iihrgcstcll bezogene
l';i ram eier

CV-"

T₁, hei
CV - .28

"/"/, bei
CV = .28

Große US-Limousine

/• = 56 -2,54 cm
A = 18 · 2,54 cm
B = 263 ■ 2,54/16 cm
0, = 0

.08331 .16668 .33352 .66743

.01665 .03331 .06646 .13262 .2504
.2498
.2489
.2479

.10197
.20402
.40830
.81718

.00201
.00403
.00832
0.1713

Sportwagen	.1	.08043	.01956	.3215	.09747	.00252
F = 56 · 2,54 cm	.2	.16090	.03907	.3201	.19501	.00496
A = 18 ■ 2,54 cm	.4	.32189	.07813	.3204	.39014	.00988
5 = 263 -2,54/16 cm	.8	.64415	.15590	.3192	.78086	.01919
Θ, = 0
US-Kleinlastwagen oder
-Transporteinheiten	.1	.08181	.01818	.2859	.09963	.00036
F=IQ- 2,54 cm	.2	.16367	.03633	.2853	.19933	.00067
A=IQ- 2,54 cm	.4	.32747	.07256	.2845	.38884	.00119
B = 369 -2,54/16 cm	.8	.65532	.14475	.2834	.79828	.00179
0, = 0

Aus der Tabelle kann abgeschätzt werden, daß entsprechend der vorliegenden Erfindung die Anwendung eines Korrekturfaktors CF von 0,28 eine Menge von korrigieren Spurwerten T_rc und T)_c für die angegebenen Fahrzeuge liefert, welche innerhalb eines Bereiches von ^xli bis 3% Abweichung vom tatsächlichen oder wahren Spurwinkelwert T_r und Ti korrigiert sind. Dieser Varianzbereich ist ausreichend genau, da die Einstellnormen gewöhnlich einen Fehler von ±'/32° für jedes Rad erlauben. Folglich ist die vorliegende Erfindung auf eine große Majorität von derzeit gebräuchlichen Fahrzeugen anwendbar.

Die Ableitungen, die benutzt wurden, um die in der Tabelle angegebenen Daten zu ermitteln, sind folgende:

R=B-(ASiTi θ,+Β cos 0_r) + TAN θ (A +F+ A cos Θ,-Β sin ö_r)

R = (.4+F)TAN θ,-ficos 0_r(/-cos θ_Γ)

L = A sin e_r+B cos Θ_Γ-Β cos Θ_Γ

e_r-i

(IA)

Der Wert für die Projektionsabstände Di und D_r kann folgendermaßen errechnet werden:

D₁ = A +F+ A cos Θ_Γ - B sin Θ_Γ,

cos Θ,

-Rsme_r.

(3)

(4)

Endlich sind die Winkel, welche durch die von den Einstellanordnungen 12 bzw. 14 erzeugten Spursignale T_r bzw. T₁ repräsentiert sind, durch die Gleichungen

T_r = ARCTAN

T₁ = ARCTAN

Rcose_r D_r

Leos B_T D₁

(5)

(6)

gegeben.

Ein Korrekturfaktor für die verschiedenen Fahrzeuge bei dem in der Tabelle angegebenen entsprechenden Spurwinkel kann nach der folgenden Gleichung errechnet werden:

55

CF =

Aus dem Vorhergehenden hat der Erfinder erkannt, daß durch Multiplizieren der Differenz in den angezeigten Spurwinkelsignalen (d. h. 7"_r— T) mit einem Faktor CF= 0,28 und dann durch Hinzufügen des erhaltenen Wertes zu T_r und durch Abziehen desselben von Ti individuelle Spurwinkelwerte erzeugt werden können, welche höchstens 3% von den wahren Werten abweichen. Folglich kann ein konstanter Korrekturfaktor von 0,28 benutzt werden, um automatisch die notwendigen Korrekturen bei herkömmlichen Querspur-Einstellsystemen durchzuführen.

Um den Korrekturfaktor beim Bestimmen der angenähert wahren Spurwinkel eines Fahrzeuges zu benutzen, wird die Differenz zwischen der linken und rechten Spurwinkelablesung der linken und rechten Anordnung 12 und 14 ermittelt, diese Differenz wird mit dem Korrekturfaktor multipliziert und das sich so ergebende Produkt von der kleineren Ablesung abgezogen und zur größeren der Spurablesung hinzugefügt. Die folgenden Gleichungen geben die Beziehungen der gemessenen individuellen rechten und linken Spurwinkel T_r bzw. 7} und die entsprechenden korrigierten rechten und linken Spurwinkel 7^ bzw. 7}_c an:

T_n = T,-CF(T₁-T,)

(8)

T_lc=T, + CF(T₁ -T_r).

(9)

20

Ein Blockschaltbild der Schaltung zur Durchführung dieser Rechnungen aufgrund der von den fotoempfindlichen Empfängern erzeugten Spurwinkelsignale ist in der F i g. 3 dargestellt Während angegeben wurde, daß ein mittlerer Korrekturfaktor (CF) von annähernd 0,28 wünschenswert ist, ist in der Schaltung zwecks Vereinfachung ein Korrekturfaktor von 0,25 benutzt Die Fotodetektorvorrichtung 62a und 62ft, die Filterschaltkreise 86 und der Gray-Code/Binärwandler 88 nach Fig.5 werden nachstehend beschrieben. Die Signale STi und ST_r aus den Wandlern 88 werden voneinander abgezogen, indem das linke Spursignal STi auf einen Inverter 21 gegeben wird und dann das invertierte Signal und das rechte Spursignal ST_r auf einen binären Additionsschaltkreis 22 gegeben werden. Der Ausgang des Addierers 22 enthält dann ein verbleibendes Signal, welches ST_r—ST/ entspricht. Dieses verbleibende Signal wird auf einen Dividierschaltkreis 23 gegeben, welcher ein auf ihn gegebenes Eingangssignal durch 4 teilt und welcher aus zwei *o herkömmlichen, in Serie geschalteten Dividierschaltkreisen besteht, die jeweils ein Eingangssignal durch 2 dividieren. Der Dividierschaltkreis 23 führt tatsächlich eine Multiplikation mit dem Korrekturfaktor 0,25 durch. Das Ausgangssignal des Dividierers 23 wird auf einen Additionsschaltkreis 24 zusammen mit dem Signal ST_r gegeben, um ein korrigiertes rechtes Spursignal ST_n; zu erzeugen. Dieses Signal wird auf einen herkömmlichen Digital/Analogwandler 30 gegeben, dessen Ausgang mit dem Meßinstrument 25 verbunden ist welches den korrigierten Spurwinkel in Graden anzeigt Das Signal aus dem Dividierschaltkreis 23 wird auch durch einen Inverter 26 invertiert und auf einen weiteren Additionsschaltkreis 27 zusammen mit dem linken Spursignal ST/ gegeben. Der Additionsschaltkreis 27 liefert dadurch das korrigierte linke Spursignal STh, welches den wahren linken Spurwinkel Θ/ darstellt Das korrigierte linke Spursignal STi₀, das in digitaler Darstellung vorliegt, wird auf einen herkömmlichen Digital/Analogwandler 31 gegeben, dessen Ausgang mit dem Anzeigeinstrument 28 verbunden ist Auf diese Weise liefert die Schaltung nach F i g. 5 automatisch analoge Ergebnisse, welche entsprechend den Gleichungen 3 und 9 die korrigierten Spurwinkel angeben.

Es sei an dieser Stelle festgestellt, daß die grundlegende elektronische Schaltung nach F i g. 3 auf eine große Vielfalt von Querspur-Einstellvorrichtungem anwendbar ist, welche gegenüberliegende Strahlprojektions- und Empfangsanordnungen aufweisen, wobei jede solche Anordnung ein individuelles Spurablesesignal erzeugt, welches der Winkel- oder linearen Verschiebung zwischen Bezugsachsen, die mit dem Strahlenbündel und der Empfangszone in Verbindung stehen, entspricht. Die dargestellte Ausführungsform der Einstellanordnungen 12 und 14 soll demgemäß auch nur als eine Veranschaulichung eines einzigen solchen elektronischen Querspursystems zur Erzeugung solcher Signale verstanden sein und sollte nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise angesehen werden.

Eine geeignete Konstruktion für den Befestigungsmechanismus 16 der Strahlprojektions- und Empfangsanordnungen 12 und 14 ist in dem US-Patent 37 09 451 gezeigt.

Die Strahlprojektions- und Empfangseinheiten 12 und 14 sind im wesentlichen die gleichen, wie sie in der DE-OS 28 09 090 angegeben sind.

Jede der Einheiten 12 und 14 enthält einen Laser, der einen Laserstrahl erzeugt. Der Laserstrahl wird in Richtung der Empfangseinrichtung der gegenüberliegenden Einheit gelenkt, so daß beispielsweise der Laserstrahl der linken Einheit 12 einen linken Lichtstrahl LB auf die Empfangseinrichtung der rechten Einheit 14 richtet.

Wie schon erwähnt, enthält auch jede der Einstelleinheiten 12 und 14 eine fotoempfindliche Empfangseinrichtung 62. Die Empfangseinrichtung 62 ist auf der Vorderseite der Vorderräder LW und RW derart befestigt, daß sie ungehinderte Wege für die quer zur Vorderseite des Fahrzeuges ausgesandten Lichtstrahlen LA und RB bereitstellen.

Jede Empfangseinrichtung 62, die im einzelnen in F i g. 4 dargestellt ist, enthält ein Gehäuse 64, welches auf einer Seite eine im wesentlichen rechtwinkelige öffnung 66 aufweist welche den Umriß der Empfangszone in den Empfangsebenen C-C oder B-B (F i g. 2) darstellt Eine Vielzahl von Lichtleitern 76 ist innerhalb der öffnung 66 in gegenseitig aneinandergrenzenden und horizontal angeordneten Lagen befestigt wobei deren aktiven oder Licht aufnehmenden Rächen die öffnung auskleiden. Am Ende einer jeden Lichtleitung befindet sich eine fotoempfindliche Zelle 80, wobei jede Zelle so ausgeführt ist daß sie ein elektrisches Signal liefert um die Lichtaufnahme aus den Lichtstrahlen LB oder RB, welche periodisch auf und ab über den Detektor streichen, in einer Lichtleitung anzuzeigen. Die aktiven Oberflächen der Lichtleiter sind mit Mustern von offenen Feldern OA und abgedeckten Feldern MA versehen — die offenen Felder erlauben dem Licht in den Lichtleiter einzudringen und längs seiner Achse übertragen zu werden, und die abgedeckten Felder verhindern den Eintritt von Licht in den Lichtleiter. Das Muster auf den Lichtleitern repräsentiert in der Darstellung nach Fig.6 ein optisches »Gray-Code«-Muster, so daß die resultierenden elektrischen Ausgangssignale aus den Fotozellen 80 binäre Gray-Code-Signale sind. Die auf diese Weise von der Vielzahl von Fotozellen 80 erzeugten binären Signale werden auf den entsprechenden Gray-Code-Binärwandler 88 (siehe Fig.5) gegeben, so daß sie in der vorstehend angedeuteten Weise verarbeitet werden.

Die Empfangszone, welche durch die Öffnung 66 bestimmt ist enthält die Basis- oder Null-Bezugslinie BL, welche sich vertikal durch sie hindurch erstreckt wie es schematisch in der Fig.4 angedeutet ist Verständlicherweise wird die Basislinie BL als die Basis

benutzt, von welcher aus alle Messungen in der horizontalen Ebene berechnet werden. Wenn der vertikal hin und her gehende Lichtstrahl LB auf den Abschnitt auf der Basislinie auftrifft, erzeugt der Detektor 62 eine Kombination von binären Einsen und Nullen, welche eine Ablesung »Null« für den Spurwinkel anzeigt Die Basislinie ist direkt unterhalb des Spiegels 54 des zugeordneten Lichtstrahlprojektors angeordnet, so daß die Lichtstrahlen RB und LB in einer gemeinsamen vertikalen Ebene liegen, wenn die Anordnungen 12 und 14 jeweils auf Spurwinkel Null stehen. Wenn die Spurwinkel sich ändern, bewegen sich die Lichtstrahlen RB und LB horizontal relativ zu der Basislinie BL Wie es aus F i g. 6 zu entnehmen ist, wird der Lichtstrahl RB um den Abstand R abgelenkt, welcher entsprechend den binären Signalen errechnet werden kann, die erzeugt werden, wenn der Lichtstrahl RB die Lichtleiter beleuchtet, die in der Empfangsebene längs der Linie RB angeordnet sind.

Einzelheiten der Funktion und Arbeitsweise der Lichtleiter 76 sind in der vorstehend erwähnten DE-OS 28 09 090 dargelegt, worin festgestellt ist, daß die Leiter vorzugsweise aus klarem Kunststoff, wie beispielsweise Lücke®, oder einem anderen Material gebildet sind, welches einen hohen Brechungsindex besitzt und eine Vielzahl von Streuzentren für Licht enthält Die inaktiven Oberflächen der Leiter können mit einer lichtundurchlässigen Farbe bedeckt sein, um zu verhindern, daß Licht zwischen benachbarten Leitern übertragen wird.

Umgebendes Licht kann bewirken, daß die Lichtleiter 76 falsche Signale erzeugen, welche die gewünschten Ausgangssignale stören könnten. Es sei jedoch daran erinnert, daß die Lichtstrahlen LB und RB periodisch über die Oberfläche der Empfangsfläche des Detektors 62 sich hin und her bewegen. Diese Hin- und Herbewegung bewirkt, daß jede Fotozelle 80 eines jeden Empfängers eine Ausgangssignalfrequenz erzeugt, welche der Frequenz der Hin- und Herbewegung

ίο des zugeordneten Lichtstrahlbündels entspricht. Herkömmliche Filterschaltkreise 86 (Fig.3) erhalten die Ausgangssignale aus den Zellen 80, um die falschen Signale, welche durch umgebendes Licht erzeugt werden können, zu eliminieren.

Der übrige Teil der elektronischen Schaltung der vorliegenden Erfindung ist vorstehend bereits beschrieben worden. Zusammenfassend enthalten die von den Wandlern 88 abgegebenen Signale die gemessenen rechten und linken Spursignale ST_r und STi, die voneinander subtrahiert werden, so daß sie ein Restsignal (ST_r—ST) liefern, wobei das Restsignal mit dem ausgewählten Korrekturfaktor CF multipliziert wird und das Produktsignal (ST_r— ST)IA dieser Multiplikation zum gemessenen Signal, welches den größeren

Spurwinkel repräsentiert, hinzuaddiert und von dem gemessenen Signal, welches den kleineren Spurwinkel repräsentiert, abgezogen wird. Die so korrigierten Signale ST_n: und STk werden auf die Anzeigegeräte 25 und 28 gegeben, um die richtigen Spurwinkel der Räder

LWund R^anzuzeigen. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Korrekturvorrichtung für ein Radwinkelmeßgerät, das zwei Lichtstrahlprojektoren, von denen jeder einen lichtstrahl aussendet, und zwei lichtempfindliche Empfangseinrichtungen aufweist, wobei während des Meßvorgangs ein Iichtstrahlprojektoi und eine Empfangseinrichtung an eines der zu vermessenden Räder und der andere Lichtstrahlprojektor und die andere Empfangseinrichtung an ein gegenüberliegendes Rad anzubringen sind, derart, daß der Lichtstrahl eines jeden Lichtstrahlprojektors die jeweils auf dem anderen Rad angebrachte Empfangseinrichtung trifft, wobei jede Empfangseinrichtung so ausgebildet ist, daß sie ein Meßwertsignal erzeugt, welches dem Abstand der Auftreffstelle des auf sie auftreffenden Lichtstrahls von einer bezüglich der Empfangseinrichtung festen vorbestimmten Bezugsstelle proportional ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtung (18) mit einem Subtrahierwerk (21, 22% einem Multiplizierwerk (23), einem weiteren Subtrahierwerk (21, 22), einem Multiplizierwerk (23), einem weiteren Subtrahierwerk (26, 27) und einem Addierwerk (24) gebildet ist, daß das Subtrahierwerk (21,22) einen Eingang aufweist, dem das Meßwertsignal (ST) aus einer Empfangseinrichtung (62a mit 86 und 88) als ein Subtrahend zuführbar ist, und einen Eingang, dem das Meßwertsignal (ST_r) der anderen Empfangseinrichtung (62Z> mit 86 und 88) als ein Minuend zuführbar ist, daß das Subtrahierwerk (21, 22) einen Ausgang für ein Differenzsignal (ST_r—ST) aufweist, welches die aus dem Subtrahenden und dem Minuenden gebildete Differenz darstellt, daß das Multiplizierwerk (23) einen Eingang aufweist, der an den Ausgang des Subtrahierwerks (21, 22) gekoppelt ist und dem das Differenzsignal (ST_r— ST) als Multiplikand zuführbar ist, daß das Multiplizierwerk (23) so ausgebildet ist, daß es den zugeführten Multiplikanden mit einem vorbestimmten, aber festen Multiplikator (1/4) multipliziert, daß das Multiplizierwerk (23) einen Ausgang für ein Produktsignal (ST_r-Styf4) aufweist, welches das aus dem zugeführten Multiplikanden und dem festen Multiplikator gebildete Produkt darstellt, daß das weitere Subtrahierwerk (26, 27) einen Eingang aufweist, der an den Ausgang des Multiplizierwerks

(23) gekoppelt ist, und dem das Produktsignal als Subtrahend zuführbar ist, und einen Eingang, dem so das Meßwertsignal (STi) aus der einen Empfangseinrichtung (62a mit 86 und 88) als Minuend zuführbar ist, daß das weitere Subtrahierwerk (26, 27) einen Ausgang für ein Differenzsignal (STV) aufweist, das die Differenz aus dem zugeführten Minuenden und ss dem zugeführten Subtrahenden und zugleich ein korrigiertes Meßwertsignal darstellt, daß das Addierwerk einen Eingang aufweist, der an den Ausgang des Multiplizierwerks gekoppelt ist und dem das Produktsignal (ST_r—STl)ZA) als ein Summand zuführbar ist, und einen Eingang, dem das Meßwertsignal (ST_r) aus der anderen Empfangseinrichtung (62fc mit 86 und 88) als ein anderer Summand zuführbar ist, und daß das Addierwerk

(24) einen Ausgang für ein Summensignal (ST_n) aufweist, das die Summe der beiden zugeführten Summanden und zugleich ein zweites korrigiertes Meßwertsignal darstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor (CF) einen Zahlenwert von etwa 0,28 hat

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor (CF) gleich 1 /4 ist