DE4101344C1 - Bumper and shock damper testing appts. - uses ultrasonic receiver controlled by pulse generator anti-cyclical w.r.t. ultrasonic transmitter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Stoßdämpferprüfgerät mit elektronischen Einheiten zur Erfassung von Schwingbewegungen der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem Sensor, einem Mikroprozessor zur Signalaufbereitung und -verarbeitung, einer Tastatur und einem Display sowie mehrerer geeigneter Schnittstellen zum Anschluß weiterer Peripheriegeräte.

Ein solches ortsungebundenes Stoßdämpferprüfgerät ist aus der EP-OS 03 55 398 bekannt. Jedoch weist dieses Gerät einen Mikro- bzw. einen Piezosensor auf, der keine Absolutmessung der Schwingung, sondern nur relative Schwingungsmessungen ermöglicht. Außerdem verfügt dieses Gerät nur über ein Display, das mit einer Flüssigkristallanzeige immer ein Schemabild eines Automobils aufweist. Weitere Anzeigen sind nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein ortsungebundenes Stoßdämpferprüfgerät zu entwickeln, mit dem eine genaue Absolutmessung möglich ist und das ein Display aufweist, mit dem sowohl die Befehlseingabe als auch die Ausgabe von Werten, Kurven sowie Bemerkungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sensor aus einem Ultraschallsender und einem Ultraschallempfänger besteht, daß der Ultraschallsender von einem Taktgeber ansteuerbar ist, daß der Ultraschallempfänger vom Taktgeber antizyklisch zum Ultraschallsender ansteuerbar ist, wobei die jeweilige Empfangsdauer wählbar ist, daß ein Mikroprozessor als Zähler sowohl vom Taktgeber als auch vom Ultraschallempfänger ansteuerbar ist und daß zur Befehlswahl und zur Darstellung der aufbereiteten Meßergebnisse ein mit dem Mikroprozessor verbundenes Graphikdisplay und/oder ein Graphikdrucker vorgesehen sind.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß mit dem Mikroprozessor eine Kartenleseeinheit zum Laden und zum Speichern von Daten verbunden ist.

Die Vorteile der Erfindung bestehen im wesentlichen darin, daß durch die Anwendung eines absoluten Meßverfahrens nun eine genaue und weniger störanfällige Messung möglich wird, deren Ergebnisse auf dem Graphikdisplay in Form von verschiedenen Kurven anschaulich dargestellt werden können.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein Schemabild des erfindungsgemäßen Stoßdämpferprüfgerätes,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Sendeimpulse und der Empfangszeiträume.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der Sensor erfindungsgemäß aus einem Ultraschallsender 2 und einem Ultraschallempfänger 3. Die Sendefrequenz des Ultraschallsenders 2 liegt im Ultraschallbereich, z. B. bei 40 kHz. Das Prinzip der Entfernungsmessung durch Ultraschallwellen ist zwar bekannt; es gibt auf diesem Prinzip beruhende Meßstäbe z. B. zum Ausmessen eines Raumes, was mit der Erfindung in keinerlei Zusammenhang steht. - Der Ultraschallsender 2 wird von einem Taktgeber 4 mit einer bestimmten Taktfrequenz angesteuert, z. B. 40 Hz. Die so definierten Sendeimpulse gehen vom Ultraschallsender 2 aus, treffen auf ein Objekt 10, von dem sie auf den Ultraschallempfänger 3 reflektiert werden. Das Objekt 10 kann - je nach Stärke des Ultraschallsenders 2 und nach Beschaffenheit der Objektoberfläche bis einige Meter vom Sensor 1 entfernt sein. Der Ultraschallempfänger 3 wird ebenfalls vom Taktgeber 4 angesteuert, allerdings antizyklisch zum Ultraschallsender 2.

Solange der Taktgeber 4 aktiviert ist, werden also abwechselnd Ultraschallsender 2 und Ultraschallempfänger 3 aktiviert.

Der Taktgeber 4 steuert gleichzeitig mit jedem den Ultraschallsender 2 aktivierenden Signal den Mikroprozessor 5 an, der einen Zähler 5a aufweist. Dadurch wird der Zähler 5a jeweils auf Null gestellt und gestartet. Der Zähler 5a läuft so lange, bis er vom Ultraschallempfänger 3 ein Empfangssignal erhält. Die so ermittelte Zahl ist der Zeit proportional, die der Ultraschallimpuls vom Ultraschallsender 2 über das Objekt 10, bis zum Ultraschallempfänger 3 benötigt hat. Diese Zeit entspricht einer Entfernung. Die für jeden Sendeimpuls ermittelte Zahl wird im Mikroprozessor 5 gespeichert. Nach einer festzulegenden Meßzeit, die dadurch definiert werden kann, daß die Differenz zweier ermittelter Zahlen unter einer bestimmten Schwelle liegt, wird der Taktgeber 4 vom Mikroprozessor 5 gestoppt.

War während der Meßzeit zwischen dem Objekt 10 und dem Sensor 1 eine Relativbewegung meßbar, dann sind die den einzelnen Impulsen zugeordneten Zahlen (bzw. Entfernungen) unterschiedlich. Da es sich hier konkret um ein an einem in Schwingung versetzten Automobil befestigtes Stoßdämpferprüfgerät 11 und eine feststehende Reflektionsfläche 10 handelt, ergeben sich beim Auftragen der ermittelten Zahlen Punkte, die auf einer für die schwingende Bewegung charakteristischen Kurve liegen. Durch Verbinden dieser Punkte ergibt sich somit eine Kurve, die der Karosserieschwingung entspricht.

Diese Auswertung, die von den Zahlen bis zur Schwingungskurve führt, wird vom Mikroprozessor 5 ausgeführt. Es ist auch möglich, z. B. zwei Stoßdämpferwerte einer Achse durch Überlagerungs- Subtraktions- oder Fourier-Darstellung bildlich zu vergleichen. Die Schwingungskurve und auch Meßwerte werden vom Mikroprozessor 5 an das Graphikdisplay 6 weitergegeben, wo sie angezeigt werden. Sie können auch vom Graphikdrucker 7, der z. B. als praktisch wartungsfreier Thermodrucker ausgelegt ist, ausgegeben werden. Dieser Graphikdrucker 7 ist zweckmäßigerweise wie die anderen Einheiten im Stoßdämpferprüfgerät 11 integriert. Beim Graphikdrucker entfällt das bei Matrixdruckern, wie sie bisher verwendet wurden, erforderliche Wechseln des Farbbandes. Somit kann dieses Gerät aus Garantiegründen versiegelt werden. Über eine Tastatur 9 werden Befehle eingegeben, die z. B. die Dateneingabe, den Meß- oder den Auswertevorgang bzw. die Ausgabe betreffen.

Die durch die Tastatur 9 einzugebenden Befehle können z. B. auf dem Graphikdisplay 6 angezeigt und wie jede Anzeige des Graphikdisplays 6 auch ausgedruckt werden. Auch ein Testprogramm und Fehlermeldungen sollen vom Stoßdämpferprüfgerät 11 ausgeführt werden.

Es ist sinnvoll, die bei einer Vielzahl von Messungen anfallenden Daten mit einer mit dem Mikroprozessor 5 verbundenen Kartenleseeinheit 8 auf einer RAM-Card zu speichern oder Vergleichsdaten von einer ROM-Card zu laden.

In Fig. 2 sind die Sendeimpulse 12 und dazugehörige Empfangszeiträume 13 in einem Intensität-Zeit-Diagramm aufgetragen. Die Sendezeit pro Impuls ist wesentlich kürzer als der zugehörige Empfangszeitraum und die Intensität der Empfangssignale 13 geringer als die der Sendesignale 12, so daß sich das aus Fig. 2 ersichtliche Bild ergibt.

Nun können innerhalb des Empfangszeitraums 13 verschiedene Zeiträume ausgeblendet werden, um Störeinflüsse, z. B. durch ein zweites, z. B. zwischen dem gewünschten Objekt 10 und dem Sensor liegendes Störobjekt, auszuschalten.

Da von diesem Störobjekt die Ultraschallwellen schneller auf dem Ultraschallempfänger 3 ankommen als von dem gewünschten Objekt 10, wird der links von der punktierten Linie 14 liegende Teil des Empfangszeitraumes 13 bei der Auswertung nicht vom Mikroprozessor 5 berücksichtigt. Genauso kann ein hinter dem gewünschten Objekt 10 liegendes Störobjekt durch Nichtberücksichtigung des rechts von der punktierten Linie 15 im Empfangszeitraum 13 ausgeblendet werden. Die dazu erforderlichen Anweisungen werden über die Tastatur 9 in den Mikroprozessor 5 eingegeben.

Somit wird ein auf dem Prinzip der Ultraschallmessung basierendes Stoßdämpferprüfgerät 11 bereitgestellt, das trotz seiner großen Leistungsfähigkeit durch Einsatz von Mikroelektronik handlich bleibt.

Claims (2)

1. Stoßdämpferprüfgerät mit elektronischen Einheiten zur Erfassung von Schwingbewegungen der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem Sensor, einem Mikroprozessor zur Signalaufbereitung und -Verarbeitung, einer Tastatur und einem Display sowie mehrerer geeigneter Schnittstellen zum Anschluß weiterer Peripheriegeräte, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) aus einem Ultraschallsender (2) und einem Ultraschallempfänger (3) besteht, daß der Ultraschallsender (2) von einem Taktgeber (4) ansteuerbar ist, daß der Ultraschallempfänger (3) vom Taktgeber (4) antizyklisch zum Ultraschallsender (2) ansteuerbar ist, wobei die jeweilige Empfangsdauer wählbar ist, daß ein Mikroprozessor (5) als Zähler (5a) sowohl vom Taktgeber (4) als auch vom Ultraschallempfänger (3) ansteuerbar ist und daß zur Befehlswahl und zur Darstellung der aufbereiteten Meßergebnisse ein mit dem Mikroprozessor (5) verbundenes Graphikdisplay (6) und/oder ein Graphikdrucker (7) vorgesehen sind.

2. Stoßdämpferprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Mikroprozessor (5) eine Kartenleseeinheit (8) zum Laden und zum Speichern von Daten verbunden ist.