DE2841844A1

DE2841844A1 - Apparat sowie verfahren zur herstellung eines schwankungsausgleichs fuer eine schwankung, die in messungen vorhanden ist

Info

Publication number: DE2841844A1
Application number: DE19782841844
Authority: DE
Inventors: Edmond Raphael Pelta
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: Snap On Inc
Priority date: 1977-09-26
Filing date: 1978-09-26
Publication date: 1979-04-12
Also published as: CA1098732A; DE2841844C2; GB2005032A; FR2404199B1; DK424078A; US4138825A; IT1098942B; BR7806318A; AU530904B2; JPS5910481B2; IT7828105A0; FR2404199A1; JPS5458081A; GB2005032B; MX146723A; AU3997478A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Veicsmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weιckmann, Dipl.-ChemJBj Huber

Dr.InG.H.LiSKA " 2841 bA

8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

D2O/cb

SJ 8o65

FMC CORPORATION

East Randolph Drive
Chicago, 111./V.St.A.

Apparat sowie Verfahren zur Herstellung eines Schwankungsausgleichs für eine Schwankung, die in Messungen vorhander.

ist- ■<

Priorität: 26. September 1977, USA, Nr. 836 658

909815/0787

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Apparat zur Herstellung eines Schwankungsausgleichs für eine Schwankung,die in den Messungen vorhanden ist, welche von der Orientierung eines Drehkörpers relativ zu wenigstens einem Paar von Ebenen gemacht werden, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Schwankungsausgleichs für die Schwankung, die in den Messungen vorhanden ist, welche von der räumlichen Orientierung eines Drehkörpers relativ zu wenigstens einem Paar von Ebenen gemacht werden.

Ein bestimmter Typ von Appart, für welchen die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, ist ein Apparat, welcher den Sturz und die Spur eines Fahrzeugrades mißt. Wenn der Meßapparat am Fahrzeugrad befestigt ist, wie beispielsweise an der Fahrzeugfelge, so daß er für diese Messungen bereit ist, kann die Ebene der Radfelge nicht genau senkrecht zur Achse sein, um welche das Rad sich dreht. Außerdem braucht der Meßapparat selbst nicht genau auf der Radfelge befestigt sein, so daß er in einer Ebene parallel zur Radfelge ist, was wieder dazu beitragen kann, daß der Meßapparat nicht in richtiger Beziehung "zur Drehachse des Rades befestigt ist.

In der Vergangenheit wurde eine solche Fehlabgleichung normalerweise durch mechanische Mittel ausgeglichen, welche zur Positionseinstellung des Meßapparates an der Radfelge dienten. Auf diese Weise können die mechanischen Mittel in eine Position eingestellt werden, in welcher der Meßapparat die richtige Beziehung zur Drehachse des Rades hat und in welcher der Maßapparat relativ zur Drehachse des Rades nicht schwankt oder flattert. Diese Typ von mechanischem Ausgleich kann zur Eliminierung der Schwankungs- oder Flatterkomponente in Ausgangsmessungen vorgesehen sein, aber eine solche mechanische Kompensation

90981 6/0787

ist zeitraubend und sehr vom Können der Bedienungsperson der Meßeinrichtung abhängig. Ein wünschenswerteres Verfahren zur Herstellung eines solchen Schwankungs- oder Auslaufausgleichs läge darin, den Meßapparat am Rad zu befestigen und dann das Rad durch verschiedene Stellungen zu drehen, um verschiedene Messungen des Sturzes und der Spur zu erzeugen, wobei die Einrichtung selbst eine elektronische Schwankungs- oder Auslaufkompensation während der Messung des Sturzes und der Spur erzeugt. ■

Ein spezielles Beispiel für einen solchen elektronischen Schwankungs- oder Auslauf kompensator s.. der ein besonderes Verfahren zur Auslaufkompensation plus einem System zur Durchführung elektronischer Messungen des Sturzes und der Spur zeigt, ist in den US-Patenten 3 892 o42 und 3 782 dargestellt. Diese Patente zeigen ein System zur Messung von Sturz und Spur und umfassen einen speziellen Typ von elektronischer Auslaufkompensation. Die vorliegende Erfindung ist auf ein verbessertes Verfahren der Auslaufkompensation gerichtet, welches auch von anderen Type von Systemen benutzt werden könnte, um Auslaufmessung.-r. zu erhalten,zusätzlich zu dem bestimmter Systemtyp, der in dieser Anmeldung dargestellt ist. Insbesondere beschreibt die Erfindung ein Verfahren zur Auslaufkompensation, welches sich von dem in den vorstehend genannten Patenten unterscheidet.

Allgemein wird das Verfahren zur Auslaufkompensation nach dem US-Patent 3 892 o42 durch Ablesen zweier um 18o° versetzter Punkte durchgeführt. Diese Art von System kann deshalb als Zweipunkt-Auslaufkompensationssystem bezeichnet werden und außerdem liefert es eine Auslaufkompensation unabhängig in der Messung in der Sturzebene und in der Messung in der Spurebene. Die vorliegende Erfindung ist für ein Verfahren zur Auslaufkompensation vorgesehen,

90981 S/0787

BAD ORiGINAL

in welchem die Messungen bei drei Punkten genommen werden und welches allgemein als Dreipunkt-Auslauf- oder -Schwankungskompensationssystem bezeichnet werden kann. Die vorliegende Erfindung liefert jedoch keine Auslaufkompensation, welche unabhängig für die Sturzebene und die Spurebene erzeugt wird, sondern die Schwankungskompensation für beide Ebenen wird durch Messungen in einer Ebene erzeugt. Insbesondere die Messungen in der Sturzebene werden zur Erzeugung der Auslaufkompensation für die Messungen in der Spurebene verwendet. In einem mathematischen Sinn wird die Kompensation von einer Ebene auf die andere Ebene übertragen und diese Technik kann mit anderen Verfahren zur Erhaltung der Schwankungs- oder Auslaufmessungen benutzt werden.

Als allgemeiner Hintergrund sollte angemerkt werden, daß alle Auslaufkompensationssysteme, welche bis zur vorliegen den Erfindung betrachtet worden sind, allgemein die unabhängige Messung des Auslaufs in der Sturz- und Spurebene enthalten, wobei dann eine Auslaufkorrektur für beide fieser Auslaufkomponenten unabhängig voneinander und durch Benutzung der Messungen von jeder Ebene "separat durchgeführt wird. Jedoch sind die beiden Meßebenen nicht unabhängig voneinander. Beispielsweise ist das Rad, welches auszumessen ist, so befestigt, daß die Ebene des Rades unter einen bestimmten Winkel relativ zur Drehachse des Rades fällt. Eine vollständige Beschreibung dieser Beziehung zwischen der Drehachse des Rades und der Tragachse der Meßeinrichtung beschreibt vollständig den Auslauf oder die Schwankung, welche durch den Sturz und den Spurmeßsensor in Erscheinung tritt. Wenn deshalb die Parameter des Auslaufs entweder in der Sturz- oder der Spurebene bestimmt sind, könnte man die erforderliche Korrektur in der anderen Ebene dann errechnen. Die vorliegende Erfindung ist deshalb auf ein solches Auslaufkompensations-

Ö09815/0787

system gerichtet, in welchem die Parameter des Auslaufs in einer ersten Ebene, wie beispielsweise die Sturzebene, bestimmt werden und die Korrektur wird dann von den Messungen in der Sturzebene berechnet und in der anderen Ebene, wie der Spurebene, verwendet.

Das System der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung der Auslaufkompensation durch Bestimmung der Auslaufparameter nur in einer einzigen Ebene kann mehrere wichtige Vortei-Ie erzeugen. Insbesondere die tatsächliche Inbetriebnahme eines Systems zur Messung des Sturzes und der Spur sind die Messungen in der Sturzebene viel leichter zu machen, während das Rad von Position zu Position gedreht wird, im Vergleich zu Messungen in der Spurebene. Das ist so, weil die Sensoren, welche normalerweise zum Ausführen der Messungen benutzt werden, in der Sturzebene keinem Signalverlust ausgesetzt sind, der seinen Grund in den Bewegungen der Arme der Einstelleinrichtung hat, welche bewirken könnte, daß vom Spursensor empfangene Informationen kurzzeitig verlorengeht. Außerdem, wenn eine erhebliche F ■egung der Arme der Einstelleinrichtung nach oben und u.-.-;en während der Zeit vorhanden ist, in welci^r die Räder gedreht werden, erzeugt diese erhebliche Bewegung einen vernachlässigbaren Fehler in der Sturzebene, weil der Sturzwinkel diese Bewegung nur mit dem Sinus des Schwingungswinkels multipliziert sieht. Für Schwingungswinkel um' Io° bis 2o° ist dies ein sehr kleiner Fehler, der aber ausreichen könnte, den Spursensor vollständig außer Betrieb zu setzen. Ein anderer Vorteil beim Benutzen der Messung einer Auslaufkompensation in einer Ebene und dann der Berechnung der Kompensation für die andere Ebene ist, daß diese Art von mathematischer Berechnung besonders geeignet für moderne elektronische Prozessoreinrichtungen ist. Deshalb macht das Auslaufkompensationssystem der vorliegenden Erfindung den effizientesten Gebrauch von den Gegebenhei-

909815/0717

BAD ORIGINAL

ten bekannter Einrichtungen und besitzt große Flexibilität, wenn Abwandlungen am System gemacht werden.

Ein anderer Vorteil des Auslaufkompensationssystems der vorliegenden Erfindung ist, daß, da das System nur Messungen für den Auslauf in einer einzigen Ebene macht, das System eine Spurmeßeinrichtung in keiner Weise für den Ausgleich des Auslaufs benötigt. Deshalb, wenn die Auslauf messungen gemacht werden, während das Rad andauernd gedreht wird, heißt dies, daß keine Begrenzung der Drehgeschwindigkeit des Rades während eines solchen Auslaufmeßverfahrens vorhanden ist, oder daß wenigstens keine durch die Abtastrate des Spurmeßsystems vorgegebene Grenze vorhanden ist. Da die Abtastrate des Spurmeßsystems normalerweise etwas begrenzt ist, gibt dies dem Auslaufkompensationssystem der vorliegenden Erfindung eine größere Flexibilität und Genauigkeit. Weil auch das Auslaufkompensationssystem der vorliegenden Erfindung die Spurmessungen für die Spurkompensation nicht benutzt, sind die Eingabedaten für die Auslaufberechnung dem Quantisierungsfehler, der dem Spureingangssystem inhärent ist, nicht ausgesetzt.

In einer speziellen Ausführung eines Auslaufkompensationssystems, welches die vorliegende Erfindung benutzt, wird die Meßeinrichtung anfänglich an der Felge des linken und des rechten Reifens des Fahrzeuges befestigt. Die Einrichtung wird normalerweise an der Felge befestigt, indem Querstäbe benutzt werden, welche die Felge umspannen,und diese Querstäbe können anfänglich vertikal positioniert werden, wodurch sie leichter installiert werden können. In einem ersten Schritt wird eines der Räder um 9o gedreht und eine Ablesung wird dann genommen. Dann wird das Rad um 18o zu einem zweiten Punkt weitergedreht und eine zweite Ablesung wird genommen. Das Rad wird dann um 9o°

909815/0787

zu einem dritten Punkt weitergedreht und eine dritte Ablesung wird genommen. Diese Ablesungen liefern dann ausreichende Information, um die Ausgangssignale, die dem Sturz und der Spur entsprechen, zu liefern. Die Ablesungen in einer Ebene werden für die Erzeugung einer Auslaufkompensation in einer Ebene benutzt. Beispielsweise kann dies die Sturzebene sein. Weiter werden die Ablesungen in der einen Ebene benutzt, um eine Berechnung der Auslaufkompensation in der anderen Ebene,beispielsweise der Spurebene, auszuführen. Auf diese Weise werden Ausgangssignale, welche dem Sturz und der Spur entsprechen, beide bezüglich des Auslaufs,kompensiert, indem Ablesungen in der Sturzebene gemacht werden.

Es ist zu betonen, daß, obwohl die Erfindung bezüglich eines Dreipunkt-Auslaufkompensationssystems beschrieben wird, das System zur Ableitung von Auslaufmessungen in beiden Ebenen aus Messungen in einer Ebene geeignet ist und kann mit anderen Auslaufmeßsystemen benutzt werden.

Auch ist zu betonen, daß die Erfindung bezüglich ein- , Systems beschrieben wird, in welchem die Sensoren am V-.ad befestigt sind, aber andere Systeme, ir. "welchen die Sensoren nicht am Rad befestigt sind, können ebenfalls benutzt werden.

- · Es sei noch angemerkt, daß die Auslaufkompensation der vorliegenden Erfindung als Teil eines Systems zur Messung besonderer Charakteristiken des Drehkörpers, wie die Orientierung des Körpers bezüglich eines Paares von sich schneidenden Ebenen vorgesehen ist. Diese Charakteristiken können gemessen werden, beispielsweise durch einen Meßapparat, der am Körper befestigt ist und wobei der Apparat, wenn er am Körper befestigt ist, .eine falsche Winkelstellung gegenüber einer wahren Winkelstellung zur Drehachse des Drehkörpers besitzt. Diese Winkelstellung

909815/0787

BAD ORIGINAL

erzeugt die Auslauf- oder Schwankungskomponenten in einer Ausgangsmessung für die Orientierung des Körpers bezüg-• lieh des Paares von Ebenen. Es sei deshalb nochmals wiederholt, daß die vorliegende Erfindung einen Apparat und ein Verfahren zur Kompensation dieser Schwankung schafft, wobei die Art der Kompensation normalerweise als Schwankungs- oder Auslaufkompensation bezeichnet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf die vorderen Räder eines Fahrzeuges mit einem Radeinstellmeßsystem, welches an den Fahrzeugrädern befestigt ist,

Fig. 2 eine Ansicht der Räder mit dem Radeinstellmeßsystem nach Fig. 1 von hinten her,

Fig. 3 eine Seitenansicht des rechten Vorderrades und üsr Meßeinrichtung, die darauf in einer Stellung zwischen den Fahrzeugrädern befestigt ist,

Fig. 4 das rechte Vorderrad und die Erzeugung eines Auslaufkreises,

Fig. 5 den Fehlervektor, wie er den Auslaufkreis erzeugt,

Fig. 6a das Sturzmeßsystem und
3o

Fig. 6b die Erzeugung des Sturzsignals, welches den Schwankungs- oder Auslauffehler durch eine Drehung des Rades enthält,

Fig. 7a das Spurmeßsystem und

909815/0787

Fig. 7b das Spursignal, welches den Auslauffehler durch eine Drehung des Rades enthält,

Fig. 8a, 8b und 8c die drei Drehpositionen des Rades, bei welchen die Messungen genommen werden können, um Sturz und Spur zu bestimmen, bei welchen der Auslauffehler korrigiert i st, und

Fig. 9 einen Auslaufkreis für das in Fig. 8 gezeigte Dreipunkt-Meßsystem und mit der Bestimmung von verschiedenen Messungen bei verschiedenen Punkten,um Messungen in der Sturz- und Spurebene durchzuführen, wobei diese Messungen zur Kompensation des Auslaufs benutzt werden.

In Fig. 1 ist in einer Draufsicht von oben ein System zur Messung der Radeinstellung an den beiden Vorderrädern eines Fahrzeuges dargestellt sowie ein linkes Vorderrad Io und ein rechtes Vorderrad 12. Die Vorwärtsrichtung ist so, wie sie in der Fig. 1 markiert ist. Die Achse, um welche sich das linke Vorderrad dreht, ist als Achse 14 därgestel".,. und die Achse, um welche sich das rechte Rad dreht, ist als Achse 16 gezeigt. Die Räder enthalten in" Wirklichkeit eine Tragfelge, die drehbar an der Achse befestigt ist und einen Gummireifen, der auf der Felge befestigt ist.

. · Jeweils ein separater Apparat zur Messung der Radausrichtung ist an der Felge eines jeden der Räder Io und 12 befestigt und enthält einen ersten Apparat 18 und einen zweiten Apparat 2o. Der erste Apparat 18 ist durch eine Befestigungsstruktur 22 am linken Rad befestigt und der zweite Apparat 2o ist am rechten Rad 12 durch eine Befestigungsstruktur 24 befestigt. Die Befestigungsstruktur kann mehr in den Einzelheiten speziell aus den Fig. 2 und 3 entnommen werden und ist im wesentlichen für beide, das rechte und linke Rad, gleich.

909815/0787

BAD ORIGINAL

Die BefestigungsStruktur des rechten Rades enthält Klammern, welche die Felge des Rades berühren und den Meß-• apparat des Rades befestigen. Die Befestigungsstruktur 24 zum Beispiel, welche im wesentlichen gleich der Befestigungsstruktur 22 ist, enthält ein Paar Seitenarme 26 und 28, welche nach außen stehen und die Felge des Rades 12 berühren. Dazu erstrecken sich ein Paar von Querstäben 3o und 32 über den Reifen und tragen die Klemmen. Wie in Fig. 2 dargestellt, nimmt eine Bodenklemme 34 die Stäbe auf und die Klemme wird zum Greifen eines Teils der Radfelge benutzt. Eine obere einstellbare Befestigungsklemme 36 nimmt ebenfalls die Stäbe auf und wird zum Greifen der Räder benutzt. Die Klemme 36 gleitet auf den Stäben und ist auf den Stäben so feststellbar, wie es für die Befestigung des Apparates am Rad erforderlich ist.

Von den Befestigungsstrukturen 22 und 24 stehen die signal erzeugenden Sensoreinrichtungen 38 und 4o hervor. Speziell die Einrichtung 38 enthält einen Neigungsmesser 42 und einen optischen Projektor/Detektor 44. Die Einrichtur." 4o enthält einen Neigungsmesser 46 und einen optischen Proj ektor/Detektor 48. Der Proj ektor/Detekror 48 und der Projektor/Detektor 44 werden für die Messung der Spur und mit einem optischen Lichtstrahl benutzt, wobei jeweils ein solcher von einem der Projektoren zu einem der. Detektoren ausgesandt wird. Die Neigungsmesser 42 und 46 werden einzeln für die Messung des Radsturzes des rechten und linken Fahrzeugrades benutzt. Die speziellen Einzelheiten des Neigungsmessers und des Projektionssystems sind Stand der Technik und bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise enthält das US-Patent 3 782 831 Einzelheiten des Projektors und Detektors und das US-Patent 3 892 o42 enthält Einzelheiten eines Neigungsmessers und beide Patente enthalten andere Teile eines Systems zur Erzeugung von Ausgangssignalen aus dem Projektionssystem

909815/0787

und aus den Neigungsmessern, wie sie für die Messungen in den Spur- und Sturzebenen bei verschiedenen Stellungen, wenn das Rad gedreht wird, vorgesehen sind.

Ausgangssignale aus und Steuersignale zu den Meßteilen zur Radausrichtung von 38 und 4o sind mit einer elektronischen Einrichtung, wie beispielsweise einem Mikroprozessor 5o, versehen. Speziell der Mikroprozessor 5o steuert die Ablesung von Messungen bei besonderen Punkten und führt entsprechend diesen Messungen Rechnungen durch und erzeugt so eine Auslaufkompensation, so daß Ausgangsanzeigen erzeugt werden, die für die linke Spur, rechte Spur, den linken Sturz und den rechten Sturz repräsentativ sind. Dies wird durch vier Ausgangsanzeiger 52 bis 58 angezeigt. Die tatsächliche Nähme der Messungen bei den verschiedenen Drehstellungen des Rades kann durch einen Betätigungsknopf 6ο bewirkt werden.

Fig. 2 veranschaulicht das linke und rechte Fahrzeugrad aus einem Blick hinter den Rädern und zeigt das Herabhängen der Neigungsmesser, so wie der Neigungsmesser 46 unter der Drehachse wie der Achse 16. Da der Neigungsmesser drehbar an einer Welle 62 befestigt ist und der Neigungsmesser 42 ähnlich befestigt ist, liegt die Hauptmasse des Neigungsmessers unter der Drehachse der Welle .62, welche ideal zur Drehachse 16 des Rades ausgerichtet ist. Der Neigungsmesser 46 sowie der Neigungsmesser 42 und auch die Projektoren/Detektoren 44 und 48 halten deshalb ihre Winkelposition relativ zur Grundlinie bei,wenn die Räder Io und 12 gedreht werden. Auf diese Weise werden die Messungen durch Einrichtungen gemacht, welche relativ stationär bleiben, auch wenn die einzelnen Räder gedreht werden.

Fig. 4 zeigt als ein Beispiel das rechte Vorderrad und den Effekt, wenn der Meßapparat längs einer" Achse auf dem Rad

90981 B/0787

befestigt ist, die nicht genau zur Achse 16 des Rades 12 ausgerichtet ist. Der Effekt einer solchen Fehlabgleichung beim Befestigen der Meßeinrichtung auf dem Rad ist ein Auslaufkreis 64 mit einem Durchmesser 2r, wenn das Rad gedreht wird, wie es durch ^u-repräsentiert ist. Dieser Auslaufkreis 64 kann auch der Fig. 5 entnommen werden und ist einem Fehlervektor 66 mit einer Länge r und einer Winkelstellung 0 äquivalent, welcher vom Grad der Fehlabgleichung zwischen der Achse des I-Ießapparates und der Radachse abhängt.

Die Fehlabgleichung zwischen den Achsen erzeugt diesen Auslaufkreis, welcher seinerseits die Spur- und Sturzmeßapparate beeinflußt, wie es in den Fig. 6a, 6b, 7a und 7b gezeigt ist. In 6a ist das Sturzmeßsystem gezeigt, welches den Neigungsmesser 46 enthält, der vom Rad 12 durch die Klemmstruktur 24 gehalten wird. Da es, wie oben angedeutet, möglich ist, daß ein Winkel zwischen der Drehachse 16 des Rades und der Drehachse des Neigungsmessers vorhanden ist,kann der Neigungsmesser deshalb einen'unerwünschten Fehler bzw. ein unerwünschtes Schwanken in den Meßsignalen erzeugen. Für ein besonders Schwanken, wie es durch die Linien dargestellt ist, die von der Achse abstrahlen, sind die Grenzen der fehlerhaften Stellungen des Neigungsmessers 46 zwischen der durchgezogenen-un'd der gestrichelten Stellung des Neigungsmessers 46 gezeigt. Wenn das Rad 12 gedreht wird, können Messungen in der Sturzebene durch den Neigungsmesser 46 in bekannter Weise gemessen werden, indem ein Beschleunigungsmesser im Neigungsmesser benutzt wird, um bei verschiedenen Punkten Ausgangssignale zu erzeugen, die diese Messungen darstellen. Diese tatsächliche Messung in der Sturzebene enthält in Wirklichkeit jedoch Signale, die von den Schwankungen erzeugt wurden und deshalb ist ein Ausgleich für diese Schwankungs- oder Auslaufkomponente notwendig. Dies kann

90981 B/0787

in Fig. 6b gesehen werden, wo der tatsächliche Sturz gezeigt ist und wo das tatsächlich gemessene Ausgangssignal für variierende Stellungen über eine volle Drehung des Rades gezeigt ist und als Sinuswelle, welche eine Komponente enthält, die der Schwankung entspricht, zu sehen ist.

Der gleiche Effekt tritt beim Spurmeßapparat nach Fig. 7a auf. Beim Spurmeßapparat entsprechen die durchgezogene und gestrichelte Darstellung des Projektors/Detektors 48, der vom Neigungsmesser 46 wegsteht, die extremen Stellungen, die durch eine besondere Schwankung oder Fehlabgleichung der Achsen erzeugt wird. Wieder ist, wie es in Fig. 7b dargestellt ist, die tatsächliche Spurmessung durch die Schwankungskomponente überdeckt, um eine Sinuswelle zu erzeugen, welche die Auslaufkomponente enthält. Aus einem Vergleich der Fig. 6b mit der Fig. 7b kann entnommen werden, daß die Schwankungskomponenten für den Sturz und für die Spur ähnlich und immer um 9o° gegeneinander phasenverschoben sind, da der Sturz normalerweise auf Jie vertikale Ebene und die Spur normalerweise auf die waagerechte Ebene bezogen wird. Da der Ausgl-iich für den Auslauf in der Sturzebene und in der Spurebene miteinander durch diese 9o°-Phasenbeziehung in Beziehung stehen, ist es möglich, den Auslauf in einer Ebene zu messen und -dann den dazugehörigen Auslauf in der anderen Ebene mathematisch zu errechnen. Die vorliegende Erfindung leistet dieses und führt speziell Messungen in der Sturzebene durch und errechnet die Schwankung für die Sturz- und Spurebene aus diesen Messungen, so daß ein Schwankungsausgleich in der Sturzebene sowie in der Spurebene geliefert wird, wobei nur die Messungen in der Sturzebene benutzt werden.

Die vorliegende Erfindung wird am Beispiel eines Dreipunkt-

909815/0787

Auslaufsystems beschrieben, in welchem die Messungen bei drei verschiedenen Punkten vorgenommen werden, so daß die Auslaufkompensation für den Sturz durch Messungen nur in der Sturzebene erzeugt wird. Es ist jedoch zu betonen, daß dieses System ebenso gut mit anderen Arten von Auslaufmessungen arbeiten kann. Außerdem können andere Variationen im Meßsystem ohne Abweichung von den Prinzipien der vorliegenden Erfindung gemacht werden, wie beispielsweise die Messung bei sich drehendem Rad durchf uhren.-

Die Fig. 8a, 8b und 8c zeigen ein spezielles Verfahren zur Durchführung eines Dreipunkt-Meßsystems, um Signale zu erzeugen, die dem Sturz und der Spur entsprechen und um Signale zu erzeugen, welche zur Herstellung einer Auslaufkompensation für den Sturz und die Spur benutzt werden können, wobei nur die Messungen von der Sturzebene zum Berechnen dieser Auslaufkompensation für beide Ebenen benutzt werden. Wie in der Fig. 8a gezeigt, kann der Meßapparat an einem Fahrzeugrad, wie beispielsweise das rechte Vorderrad nach den Fig. 1 bis 3 und mit der Meßeinrichtung in e:".er solchen Lage befestigt werden, daß die Stäbe 3o und 31, welche Teil des Radklemm-Mechanismus sirrd, vertikal stehen. Speziell kann das einstellbare Teil 36, wie in Fig. 2 dargestellt, in der oberen Stellung sein. Diese Positionierung der Einrichtung ist gewöhnlich eine Stellung, bei der die meiste Freiheit beim Befestigen der Meßeinrichtung an das Rad herrscht. Es ist jedoch zu betonen, daß die Anfangsstellung bei anderen Stellungen des Rades sein kann. Am •linken Rad wäre ebenfalls die Meßeinrichtung in ähnlicher Weise befestigt.

Um das Rad 12 herum sind drei Stellungen 1, 2 und 3 markiert. Ein Pfeil 7o zeigt, daß die Einrichtung anfänglich so befestigt ist, daß sie in der Stellung 3 ist. Im ersten Schritt des Meßverfahrens wird das Rad dem Uhrzeigersinn

90981 S/0787

entgegengesetzt in die Lage 1 gedreht, was in Fig. 8b gezeigt ist. Zu dieser Zeit wird das System, beispielsweise durch den Betätigungsknopf 6o nach Fig. 1 aktiviert, um eine Messung mit dem Neigungsmesser in der Sturzebene und mit dem Projektionssystem in der Spurebene durchzuführen. Nachdem diese erste Messung gemacht wurde; wird das Rad 12 um 18o° entgegen dem Uhrzeigersinn nach Stellung 2 gebracht, wie es in der Fig. 8c dargestellt ist. Zu dieser Zeit wird die Einrichtung wieder aktiviert, um eine Ablesung bei der zweiten Stellung zu nehmen. Schließlich wird das Rad entgegen dem Uhrzeigersinn um 9o° zurück in Stellung 3 gedreht, wie es in der Fig. 8a gezeigt ist und der Betätigungsknopf 6o wird wieder betätigt, um eine Ablesung bei der dritten Stellung zu nehmen. Es ist deshalb zu sehen, daß Ablesungen bei jeder der in den Fig. 8a, 8b und 8c gezeigten Stellungen genommen werden. Außerdem wird das Rad anfänglich um 9o° von der in Fig. 8a gezeigten Stellung in die Stellung nach Fig. 8b gedreht, so daß eine vollständige Drehung um 36o° vorgenommen wird. Die Stäbe 3o und 32 sind dann in der Stellung nach Fig. 8a aufr-"ht, so daß die Einrichtung wieder leicht zu entfernen ist. Das obige Verfahren ist für das rechte und I-inke Rad das gleiche und der einzige Unterschied liegt im Vorzeichen der Signale, welche vom Meßsystem empfangen werden. Der Mikroprozessor jedoch berichtigt die verschiedenen Vorzeichenunterschiede.

Fig. 9 zeigt den Auslaufkreis für den Sturz und die Spur für das rechte sowie das linke Rad unter Benutzung des Verfahrens nach Fig. 8a, 8b und 8c zur Durchführung der Einstellungen. Obwohl die Drehung des Rades für das rechte und linke Rad in der gleichen Richtung ist, hat dies, da die Räder einander gegenüberliegen, die Wirkung einer effektiven Drehung in eine Richtung für das rechte Rad und in die andere Richtung für das linke Rad. Dies ist durch

909815/0787

die Pfeile 72 und 74 angedeutet. Der Pfeil 72 entspricht normalerweise der Richtung zur Erzeugung von Signalen des • rechten Rades, während Pfeil 74 der Drehrichtung zur Erzeugung von Signalen des linken Rades entspricht.

In jedem Fall kann durch Starten von einer ziemlich willkürlichen Stellung auf dem Auslaufkreis eine erste Messung für das rechte und linke Rad angezeigt werden, welche der Stellung 1 in Fig.8b entspricht. Dies ist die Stellung, in

welcher das Rad 9o° aus der Startstellung gedreht ist. Bei dieser Stellung repräsentiert die Ablesung X die Position 1 für das rechte und das linke Rad. Die Messung Y ist bei einer Position die 18o von der Position der Messung X entfernt und repräsentiert die Ablesung-bei der zweiten Position, die in Fig.8c für das rechte und linke Rad gezeigt ist. Die Messungen Z und Z', welche 9o von der Position der Messungen X und Y entfernt sind, entsprechen der Ablesung bei der dritten Position nach- Fig. 8a für das linke und rechte Rad. Es ist deshalb einzusehen, daß die Messungen Z und Z¹ jeweils einer Messung bei der Startposition, nach Fig. 8a für das linke bzw. rechte Rad entsprecher.. Alle Messungen auf dem Auslaufkreis entsprechen Auslaufsignalen in den Sturz- und Spurebenen, wie es in der vertikalen und horizontalen Achse in Fig. 9 gezeigt ist. Die Messungen in der vertikalen Achse sind in der Sturzebene und die Messungen in der horizontalen Achse in der Spürebene.

Für die Bestimmung des Sturzes und der Spur für das rechte und linke Rad und für die Messungen nach Fig. 9 sowie speziell die Messungen in der Sturzebene für die Auslaufkompensation sollten die folgenden Bedingungen für die linke Seite des Rades eingehalten werden.

C_QL = C_L + aC_L ^ A^C _L sollte positiv sein

_QL C_L

909815/0787

Τ,,. = T_ -Δτ *>ΔΤ_Τ sollte negativ sein

OL Li J-i Ij

Für die rechte Seite des Fahrzeuges sollten die folgenden Bedingungen eingehalten werden:

C__. = C_n - Ac_. \ /^C„ sollte negativ sein

(JK KK 'K

T-__. = T_n + Δτ_η * At_d sollte positiv sein

ÜK KK K

Aus der Fig. 9 ist zu entnehmen, daß ΛΤ_Τ und &Τ_π zweimal

J-I K

dargestellt sind, einmal in der Spurebene und einmal in der Sturzebene.

Zur Lösung dieser verschiedenen Gleichungen für die Spur und den Sturz der rechten und linken Seite sind die Ablesungen auf der Sturz- und Spurebene für C_T, T_T, C und T_n

LLK K

benutzt. Jedoch nur die Ablesungen in der Sturzebene werden zum Bestimmen der Ausgleichssignale &C , &T , Δ-C und

LLK

Δ T benutzt und diese Kompensationssignale können durch κ

mehr als eine Gleichung gelöst werden und die-unterst η-chenen Gleichungen gäben die richtigen Lösungen für dao spezielle Dreipunkt-Meßsystem, welches i-n dieser Anmeldung offenbart ist.

oder

909815/0787

_ _Y, _oder

Ix - oder

Es ist zu sehen, daß alle die verschiedenen Werte für

ÄC , ΔΤ , Ü.C und Δ T im Mikroprozessor 5o mit konventio-L Lj R. K.

nellen Programmtechniken gelöst werden können, wobei nur die Ablösungen von der Sturzebene und die oben beschriebenen verschiedenen Gleichungen benutzt werden. Auf diese Weise werden die verschiedenen Korrekturfaktoren der Schwankung bzw. des Auslaufs aus den Messungen in der Sturzebene bestimmt, um eine Korrektur für die Messungen C_T , T_ , C_n und T_, zu'liefern, die an der letzten Meßstel-

Jj Jj - K K

lung des Rades genommen sind. Die Gleichungen.für die ".\^rerte C , T__r, C und T_nn können im Mikroprozessor 5o eben-

Uij OJj OK OK

falls mit konventionellen Programmtechniken gelöst werden, um die Ausgangsanzeigen an den Ausgangsanzeigern 52 bis 58 zu liefern. Dies genügt für die oben angeführten verschiedenen Vorteile und es ist zur Kompensation des Auslaufs bzw. der Schwankung in keiner Weise die Benutzung von Messungen in der Spurebene erforderlich. Da, wie vorstehend angedeutet, Messungen in der Sturzebene viel leichter durchzuführen sind, werden der Spur und dem Sturz entsprechende Ausgangssignale erzeugt, die in einer effizienten und akkuraten Weise auslauf- oder schwankungskompensiert sind.

Obwohl die Erfindung bezüglich spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, ist zu betonen, daß andere Anpassun-

909815/0787

gen und Abwandlungen gemacht werden können und die Erfindung ist nur durch die beigefügten Ansprüche abzugrenzen.

909815/0787

eerse

it

Claims

28418Λ4

PATENTANSPRÜCHE

1. ι Apparat zur Herstellung eines Schwankungsausgleichs

ir eine Schwankung, die in den Messungen vorhanden ist, welche von der Orientierung eines Drehkörpers relativ zu wenigstens einem Paar von Ebenen gemacht werden, mit wenigstens einem Paar von Sensoren zum Erzeugen von Messungen, die winkelmäßig aufeinander bezogen sind, wobei die Sensoren mit dem Körper verbunden sind, um Signale zu erzeugen, die den Messungen des Drehkörpers bei einer Anzahl von Drehstellungen des Körpers entsprechen, wobei die Messungen relativ zu wenigstens dem Paar von Ebenen in einer bestimmten Winkelbeziehung stehen und mit einer an das Paar von Sensoren angeschlossenen Auswerteeinrichtung, die auf die Signale, welche die Messungen des Drehkörpers bei der Anzahl von Drehstellungen repräsentieren, entspricht, um ein erstes Ausgangssignal zu erzeugen, welches für die Orientierung des Drehkörpers relativ zu -riner der Ebenen entsprechend den Messungen bei den versehe · .onen Positionen in der einen Ebene repräsentativ ist, wobei die Messungen in der einen Ebene einen Schwankungsausgleich für eine in den Messungen vorhandene Schwankung liefern, dadurch gekennzeichnet , daß die Auswerteeinrichtung ein zweites Ausgangssignal erz'eugt, welches für die Orientierung des Körpers relativ zur anderen der Ebenen entsprechend den Messungen bei den verschiedenen Positionen in der anderen Ebene repräsentiert, wobei die Messungen in der einen Ebene einen Schwankungsausgleich für eine in den Messungen in der anderen Ebene vorhandenen Schwankung liefert.

2 - Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Ebenen senkrecht zueinander sind und daß das Paar von Sensoren Messungen in

809815/0787

-X-

diesen beiden Ebenen liefert.

. 3 - Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehkörper ein Fahrzeugrad ist und daß die beiden Ebenen der Sturz- und Spurebene des Rades entsprechen, und daß die Messungen durch die Sensoren in der Sturz- und Spurebene gemacht werden.

4. Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen in der Sturzebene einen Schwankungsausgleich für Messungen in der Sturz- und Spurebene liefern.

5. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen der Sensoren an den Körper vorgesehen sind, um die Messungen in dem Paar von Ebenen direkt durchführen zu können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e π :: zeichnet , daß der Körper ein Fahrzeugrad ist und die beiden Ebenen der Sturz- und Spurebene des Fahrzeugrades entsprechen.

7. Verfahren zur Herstellung eines Schwankungsaus-· gleichs für eine Schwankung, die in den Messungen vorhanden ist, welche von der räumlichen Orientierung eines Drehkörpers relativ zu wenigstens einem Paar von Ebenen gemacht werden, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein Paar von Sensoren verwendet wird, um Messungen durchzuführen, die winkelmäßig aufeinander bezogen sind, wobei die Sensoren mit dem Körper verbunden werden, um Signale zu erzeugen, die den Messungen der räumlichen Orientierung des Drehkörpers relativ zu wenig-

Θ09815/0787

stens dem Paar von Ebenen bei einer bestimmten Winkelbeziehung entsprechen,

■ daß der Körper durch eine Anzahl von Drehpositionen gedreht wird, um Signale zu erzeugen, welche repräsentativ für die Messung der räumlichen Orientierung des Körpers relativ zu dem Paar von Ebenen bei verschiedenen Drehstel lungen sind,

daß ein erstes Ausgangssignal erzeugt wird, welches repräsentativ für die Orientierung des Körpers relativ zu einer dar Ebenen entsprechend den Messungen bei verschiedenen I'rehpositionen in der einen Ebene ist, wobei die Messungen in der einen Ebene benutzt werden, um einen Schwankungsausgleich für eine in den Messungen vorhandene Schwankung benutzt wird, und

daß ein zweites Ausgangssignal erzeugt wird, welches repräsentativ für die Orientierung des Körpers relativ zur anderen der Ebenen entsprechend den Messungen bei verschiedenen Drehpositionen in der anderen Ebene ist, wobei die Messungen in der einen Ebene zur Erzeugung eines Schwankungsausgleichs für eine in den Messungen in de'^ an deren Ebene vorhandene Schwankung benutzt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η ze i chnet , daß die beiden Ebenen senkrecht zueinander sind und daß das Paar von Sensoren Messungen, in diesen beiden Ebenen erzeugt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Körper ein Fahrzeugrad ist und daß die beiden Ebenen die Sturz- und Spurebene des Fahrzeugrades repräsentieren und daß die Messungen durch die Sensoren in der Sturz- und Spurebene gemacht werden.

909815/0787

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Messungen in der Sturzebene zur

' Erzeugung eines Schwankungsausgleichs für Messungen in

der Sturz- und Spurebene benutzt werden. 5

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis Io', dadurch gekennzeichnet , daß die Sensoren an dem Körper befestigt werden, um Messungen in dem Paar von Ebenen zu liefern.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Körper ein Fahrzeugrad ist und die beiden Ebenen der Sturz- und Spurebene des Fahrzeugrades entsprechen.

90981 S/0787