DE4243104C2

DE4243104C2 - Radausrichtsystem

Info

Publication number: DE4243104C2
Application number: DE19924243104
Authority: DE
Inventors: Steven W Rogers; Jun James L Dale; M Todd Foreman; Hanford D Monroe; Carl W Pruitt; C Sherman Paul
Original assignee: Snap On Technologies Inc
Current assignee: Snap On Inc
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 2001-12-13
Anticipated expiration: 2012-12-19
Also published as: DE4243104A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Radausrichtsystem zur Messung von Ausrichtwinkeln von Rädern, die ein Fahrzeug auf einer laufenden Oberfläche tragen. Die Erfindung betrifft zudem ein Erfaßsystem für ein Spurwinkelsignal zur Erfassung/Messung des Spurwinkels eines Paars ein Fahrzeug tragender Räder zum Fahren auf einer darunterliegenden Oberfläche.

Radausrichtsysteme der hier angesprochenen Art sind aus den Druckschriften US 4,319,838, DE 29 26 337 A1, DE 41 42 973 A1 und US 4,239,389 bekannt.

Ein Radausrichtsystem der hier angesprochenen Art ist zudem in der Druckschrift US 4,594,789 beschrieben. Das Radausrichtsystem dieser Druckschrift weist eine Mehrzahl von Sensoren sowie eine verarbeitende Rechnereinheit auf. Bei diesem Radausrichtsystem sind die präzise Erfassung der Ausrichtwinkel der Räder durch die Sensoren wie auch die optimale Weiterverarbeitung der dadurch bewirkten Signale durch die Rechnereinheit nicht gewährleistet.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Radausrichtgerät der hier angesprochenen Art bereitzustellen, bei dem sowohl die präzise Erfassung der Ausrichtwinkel der Räder wie auch die optimale Weiterverarbeitung der dadurch bewirkten Signale gewährleistet sind.

Die Aufgabe wird durch ein Radausrichtsystem zur Messung von Ausrichtwinkeln von Rädern, die ein Fahrzeug auf einer laufenden Oberfläche tragen, gelöst, wobei das Radausrichtsystem umfaßt: eine Systemfunktionskontrolleinrichtung zum Liefern von Systemarbeitsinstruktionen und zum Empfangen von Ausrichtwinkeldaten, Winkelmeßeinrichtungen, die an wenigstens zwei der das Fahrzeug tragenden Räder montiert sind, zum Liefern von Winkelmeßsignalen, die den Winkel zwischen den Ebenen der tragenden Räder und einer Referenzrichtung angeben, wobei die Winkelmeßeinrichtungen Signal-Amplituden-Abtasteinrichtungen aufweisen, um die Winkelsignalmessung zu ermöglichen, eine Sensor- und Systemschnittstellenkontrolleinrichtung zum Empfangen und zur Vorverarbeitung der Winkelmeßsignale und externer Systemkontrolleingaben und zur Ermöglichung von Datenflüssen in zwei Richtungen zwischen den Winkelmeßeinrichtungen, der Sensor- und Systemschnittstellenkontrolleinrichtung und der Systemfunktions kontrolleinrichtung und eine Graphikkontroll- und eine Anzeigeeinrichtung zum Empfang und zur Darstellung von gemessenen Ausrichtwinkeldaten.

Die Aufgabe wird zudem durch ein Radausrichtsystem zur Messung von Ausrichtwinkeln von Rädern, die ein Fahrzeug auf einer laufenden Oberfläche tragen, gelöst, wobei das Radausrichtsystem umfaßt: eine Systemfunktionskontrolleinrichtung zum Liefern von Systemarbeitsinstruktionen und zum Empfangen von Ausrichtwinkeldaten, Winkelmeßeinrichtungen, die an wenigstens zwei der das Fahrzeug tragenden Räder montiert sind, zum Liefern von Winkelmeßsignalen, die den Winkel zwischen den Ebenen der tragenden Räder und einer Referenzrichtung angeben, wobei die Winkelmeßeinrichtungen Spurwinkelmeßeinrichtungen aufweisen, um die Winkelsignalmessung zu ermöglichen, eine Sensor- und Systemschnittstellenkontrolleinrichtung zum Empfangen und zur Vorverarbeitung der Winkelmeßsignale und externer Systemkontrolleingaben und zur Ermöglichung von Datenflüssen in zwei Richtungen zwischen den Winkelmeßeinrichtungen, der Sensor- und Systemschnittstellenkontrolleinrichtung und der Systemfunktions kontrolleinrichtung und eine Graphikkontroll- und eine Anzeigeeinrichtung zum Empfang und zur Darstellung von gemessenen Ausrichtwinkeldaten, wobei die Winkelmeßeinrichtung ferner umfaßt: eine Einrichtung zur Projizierung einer Mehrzahl von Lichtstrahlen mit einer vorbestimmten Trägerfrequenz zu bekannten aufeinanderfolgenden Zeitintervallen und in bekannter Orientierung relativ zu der Ebene von einem der wenigstens zwei tragenden Räder, in bekannter Ausrichtung relativ zu der Ebene des anderen der wenigstens zwei Tragräder und in dem Weg der Mehrzahl von Lichtstrahlen montierte Lichtstrahlempfangseinrichtungen, wobei ein Winkelausgangssignal bei Empfang eines der Lichtstrahlen geliefert wird, eine Hochpaßfiltereinrichtung, angeschlossen zum Empfang des Winkelausgangssignals, wobei das Hochpaßfilter ein Durchgangsband im wesentlichen oberhalb der Rauschfrequenzen des Umgebungslichtes hat, und die Trägerfrequenz einschließt, so daß das Winkelausgangssignal im wesentlichen rauschfrei durchgelassen wird, eine Einrichtung zum Erfassen des im wesentlichen rauschfreien Winkelausgangssignals und zum Speichern eines seiner Amplitude entsprechenden Signals und eine Kontrolleinrichtung zum Empfang des der Amplitude entsprechenden gespeicherten Signals und zum Löschen dieses gespeicherten Signals, bevor der nächstfolgende projizierte Lichtstrahl durch die Lichtstrahlempfangseinrichtung erfaßt wird.

Schließlich wird die Aufgabe auch durch ein Erfaßsystem für ein Spurwinkelsignal zur Erfassung/Messung des Spurwinkels eines Paars ein Fahrzeug tragender Räder zum Fahren auf einer darunterliegenden Oberfläche gelöst, bei welchem eine Mehrzahl von Lichtstrahlen mit einer vorbestimmten Trägerfrequenz zu bekannten aufeinanderfolgenden Zeiten und unter bekannten Winkeln auf die Ebene eines der Räder des Räderpaares projiziert werden und ein Lichtstrahlempfänger in bekannter Position in dem Weg der Mehrzahl von Lichtstrahlen montiert ist und ein Winkelausgangssignal erzeugt, welches den Empfang von einem der Lichtstrahlen anzeigt, umfassend: eine Hochpaßfiltereinrichtung, angeschlossen zum Empfang des Winkelausgangssignals mit einem Durchgangsband im wesentlichen oberhalb der Rauschfrequenzen des Umgebungslichts und beinhaltend die Trägerfrequenz, um ein Ausgangssignal des Hochpaßfilters zu bewirken, welches dem Winkelausgangssignal entspricht, eine Einrichtung zum Erfassen des Ausgangssignals des Hochpaßfilters und zum Speichern eines seiner Amplitude entsprechenden Signals, eine Steuereinrichtung zum Empfangen und zum Löschen des gespeicherten, der Amplitude entsprechenden Signals, bevor der nächstfolgende Lichtstrahl von dem Lichtstrahlempfänger erfaßt wird und eine Signal-Amplituden-Abtasteinrichtung zur Weiterleitung des Spurwinkelsignals.

Aufgrund des Aufbaus des Radausrichtungssystems, insbesondere aufgrund der Wirkungsweise von deren Sensor- und Systemschnittstellenkontrolleinrichtung, sowie der Funktionsweise des Erfaßsystems sind sowohl die präzise Erfassung der Ausrichtwinkel der Räder wie auch die optimale Weiterverarbeitung der dadurch bewirkten Signale gewährleistet.

Weitere Ausführungsbeispiele und deren Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnung.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung,

Fig. 1A ein anderes Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht die relativen Montageposi tionen der Neigungsmesser für Sturz und Lenkachsennei gung,

Fig. 3 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Spurmeßschalt kreises,

Fig. 4 ein Diagramm zu der Messung des Signals, welches mit dem Schaltkreis nach Fig. 3 erzeugt wird,

Fig. 5 eine Frontansicht zur Veranschaulichung einer Gestellver schiebung,

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf ein Paar von ein Fahrzeug tragen den Rädern, die durch eine starre Achse verbunden sind,

Fig. 6A eine Draufsicht auf eine Federschäkelplatte,

Fig. 7 ein Diagramm eines symmetrischen Radaufhängungsbauteils,

Fig. 7A einen zu der Radaufhängung nach Fig. 7 gehörenden Graph,

Fig. 8 eine Darstellung einer anderen Radaufhängung,

Fig. 8A einen zu der Radaufhängung nach Fig. 8 gehörenden Graph,

Fig. 9 eine Darstellung noch einer anderen Radaufhängung,

Fig. 9A einen zu der Radaufhängung nach Fig. 9 gehörenden Graph,

Fig. 10 eine Veranschaulichung einer Anzeige für eine Radausricht messung,

Fig. 11 eine Veranschaulichung einer anderen Darstellungsart einer Radausrichtmessung,

Fig. 12 noch eine andere Anzeigeart einer Radausrichtmessung, und

Fig. 13 eine weitere Anzeigeart einer Radausrichtmessung.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher beschrieben. Das Radausrichtsystem entsprechend der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, die charakteristischen Werte der Ausrichtung für alle vier Räder, die ein Fahrzeug auf einer darunterliegenden Ober fläche tragen, zu messen. Die Bedeutung einer korrekten Ausrichtung von Rädern ist gut bekannt und eine Diskussion darüber soll hier nicht vorgenommen werden. Ein Radausrichtsystem, bei welchem die hier vorgeschlagenen Verbesserungen nützlich sein würden ist beschrieben in der US-PS 4,761,749. In diesem Patent wird ein Radausrichtsystem beschrieben zur Ausrichtung von Rädern an einem vierrädrigen Fahrzeug, wobei das System Ausrichtköpfe zur Montage auf jedem der vier Räder umfaßt, um Ausrichtdaten über das jeweilige Rad, auf dem das System montiert ist, zu erhalten, sowie eine Systemkonsole, um die Daten zu empfangen, aufzubereiten und zum Speichern und/oder Anzeigen der Daten je nach Bedarf. Die Sensoren zur Messung der Ausrichtgrößen an jedem auf ein Rad montierten Ausrichtkopf umfassen Neigungsmesser 11 und 12, die in orthogonalen Ebenen 13 und 14 montiert sind, wie in Fig. 2 der vorliegenden Zeichnung zu sehen ist. Die Ebene 13 ist eine vertikale Ebene, die quer zu den das Fahrzeug tragenden Rädern an geordnet ist, und Ebene 14 ist eine vertikale Ebene, die in Längsrichtung der tragenden Räder angeordnet ist. Fig. 2 zeigt diese Beziehung zusätz lich zur Veranschaulichung einer dritten orthogonalen Ebene 16. Ebene 13 ist bekannt als die Ebene des Sturzes, der Längsachsenneigung und des eingeschlossenen Winkels, wohingegen die Ebene 14 bekannt ist als die Nachlaufebene, weil die erwähnten Messungen in diese Ebenen projiziert werden. Ebene 16 ist bekannt als die Spurlaufebene, in welcher Spurmessungen für die vier Räder gemacht werden.

Fig. 1 zeigt zwei Blöcke 17 und 18 mit "Köpfe" benannt. Diese Blöcke bedeuten die einzelnen auf Räder montierten Ausrichtungsköpfe, welche die Instrumente zur Messung der Ausrichtwinkel tragen, wie z. B. den Sturzneigungsmesser 11 und den Neigungsmesser 12 für die Lenkachsen neigung. Die auf die Räder montierten Ausrichtungsköpfe umfassen auch eine Spurmeßvorrichtung, welche im Prinzip offenbart ist in der oben erwähnten US-PS 4,761,749 ebenso wie in der US-PS 4,180,326. Wie ebenso in Fig. 1 zu erkennen ist, können die Köpfe entweder durch Verbindungsleitungen 19 oder durch Infrarot- oder Radiofrequenz-Daten übermittlung 21 mit einem Kontrollbaustein 22 mit Sensorschnittstelle des beschriebenen Ausrichtungsmeßsystems verbunden sein. Eine Tastatur 23, ein optischer Systemkontrollsensor 24 und ein Lautsprecher 26 sind ebenfalls mit dem Kontrollbaustein mit Sensorschnittstelle verbunden. Eine Systemkontrolle 27 ist ebenfalls dargestellt. Der Kontrollbaustein 22 mit Sensorschnittstelle arbeitet als ein Vermittler für digitale und analoge Systemeingangssignale, für serielle Weiterleitung von Daten und digitalen System- oder Kontrollausgangssignalen zwischen der Systemkontrolle 27 und den Komponenten 17, 18, 23, 24 und 26. Die Systemkontrolle 27 umfaßt RAM, ROM, eine Tastaturkontrolle, einen Mikroprozessor und zugehörige logische Schnittstellen und eine Computerarchitektur.

Es sollte festgehalten werden, daß ein Computer für allgemeine Zwecke, wie er zu der Systemkontrolle 27 gehört, nicht für eine schnelle Daten annahme und Verarbeitung bestimmt ist. Einer bis vier serielle Datenein gabeanschlüsse sind üblich, was es notwendig macht, die Daten in einem Multiplexverfahren zu lesen, zu speichern und abzurufen. Dies ist ein relativ langsamer Vorgang. Der Kontrollbaustein 22 mit Sensorschnittstelle empfängt Daten von den Systemsensoren und führt eine Vorverarbeitung der Daten durch zur Darstellung auf einen Systembildschirm, so daß eine sofortige Datenanzeige verfügbar ist. Dies befreit das Kontrollsystem 27 von der harten Arbeit des Umwandelns und Verarbeitens der Rohdaten von den Systemsensoren und überläßt diesem andere einfachere Auf gaben, wie z. B. die Berechnung von Ausrichtgrößen, Durchführung einer Kalibrierung, Betrieb eines Expertensystems, etc. So bewirkt der Kontroll baustein 22 mit Sensorschnittstelle eine gut definierte Funktion mit hoher Geschwindigkeit und Leistung zwischen der Systemkontrolle 27 und den verschiedenen Ausrichtsensoren und Kontrollen, die in dem Ausricht system vorhanden sind.

Wie aus Fig. 1A erkennbar ist, enthält der Kontrollbaustein 22 mit Sensorschnittstelle einen elektrischen, löschbaren, programmierbaren Lese- Speicher 80 (EEPROM) und programmierbare Lese-Speicher 81 (PROM) nur für den Gebrauch durch den Host-Rechner. Ein beliebig zugreifbarer Speicher 82 mit zwei Ausgängen (RAM) ist vorhanden, um für die Kommunikation zwischen einem Schnittstellenmikroprozessor 83 und der Systemkontrolle 27 zu sorgen. Die Schnittstellenkarte hat zusätzlich zu dem RAM ein EEPROM 84 zum Empfang von ladbaren Programmen und Kalibrierungsfaktoren und ein PROM 85 zur Aufnahme des Haupt arbeitsprogramms.

Ein oktaler UART (Universeller asynchroner Empfänger-Sender) 86 stellt acht Verbindungskanäle zur Verfügung, welche programmierbar sind. Diese Kanäle werden - benutzt, um mit ferngesteuerten Sensoren zu kommunizieren, wie z. B. die in den Köpfen 17, 18 oder jeglichen Peri pheriegeräten, die dem Ausrichtsystem angegliedert sind. Daten können auf diesen Kanälen sowohl gesendet wie auch empfangen werden. Ein Digital-Analog Wandler 87 ist mit einem Tonverstärker 88 über eine digitale Lautstärkenkontrolle 89 verbunden, welche ein elektrisch lösch bares Potentiometer ist. Ein weiter Bereich von Klängen kann daher durch den Mikroprozessor 83 erzeugt werden, und außerdem können externe Audio-Eingangssignale zu einem Audio-Ansgangssignal verarbeitet werden.

Der Kontrollbaustein 22 mit Sensorschnittstelle empfängt analoge oder digitale Sensorausgangssignale und erzeugt digitale Ausgangskontrollsigna le. Software kann über den RAM 82 mit zweifachem Ausgang in den EEPROM 84 geladen werden, was einfache Leistungssteigerungen bzw. Verbesserungen am Betriebsort ermöglicht, ohne die Komponente mit integrierten Schaltkreisen in dem System zu verändern. Ein ferngesteuer ter Empfangssektor 90 ist vorgesehen, um digitale Ausgangssignale von dem optischen Sensor 24 zu empfangen oder andere digitale Eingangs signale des Ausrichtsystems.

Fig. 1 zeigt auch eine Kontrolleinrichtung 28 für ein "Compact Disc" (CD) ROM, welches mit der Systemkontrolle 27 verbunden ist. Das CD ROM-Kontrollsystem ist mit einem CD Antrieb 29 verbunden, der die mechanische Abtastung ermöglicht. Audio-Ausgangssignale von einer CD- Platte werden zu dem Kontrollbaustein 22 mit Sensorschnittstelle geleitet, der die Audio-Signale zu zugehörigen Lautsprechern 26 führt.

Eine TM Video-Graphikschaltung (VGA) Kontrolle 31 ist mit der Sy stemkontrolle 27 verbunden und wird von der Systemkontrolle gesteuert, um Anzeigen auf einem Monitor 32 zu erzeugen. Auch sind mit der Systemkontrolle 27 eine Festplatte, ein Plattenlaufwerk und eine Ein gangs Ausgangs-Kontrolle 33 verbunden. Die Kontrolle 33 steuert einen Festplattenantrieb 34 und einen Diskettenlaufwerkantrieb 36, welche weitere Eingaben in das System ermöglichen. Die Kontrolle 33 steuert auch einen Drucker 37 und einen Eingangs-Ausgangs-Verbindungsanschluß 38.

Während die Neigungsmesser 11 und 12 eine vertikale Referenz für bestimmte Radausrichtmessungen liefern, wird die Spurmessung in der Ebene 16 von Fig. 2 aufgenommen, wobei auf die Fig. 3 der vorliegen den Zeichnung zur Beschreibung der in dieser Anmeldung beschriebenen Verbesserungen der Spurmessung Bezug genommen wird. Wie in den oben zitierten Patenten beschrieben, ist eine Struktur vorgesehen zur Projektion einer Mehrzahl von Lichtstrahlen mit einer vorbestimmten Trägerfrequenz in einer Folge von bekannten Zeitpunkten und mit einer bekannten Winkelorientierung relativ zu der Ebene eines Rades, auf welchem so ein Projektor montiert ist. Ein Lichtstrahlempfänger 39 ist in Fig. 3 gezeigt, welcher diejenigen der Lichtstrahlen empfängt, die in nerhalb des Sichtfeldes des Empfängers sind. Die Trägerfrequenz des Lichtstrahles ist etwa 16000 Hertz und der empfangene Lichtstrahl wird an Hand seiner bekannten Aussendezeit identifiziert. Daher ist der Winkel des projizierten Strahls zu der Radebene, auf der der Projektor montiert ist, bekannt. Als Ergebnis ist der Winkel der Ebene des Rades, auf dem der Projektor montiert ist, relativ zu einer Referenzrichtung bekannt, wenn die empfangenen Signale des Lichtstrahls analysiert wer den, um zu bestimmen, welche der Strahlen die am direktesten auf treffenden aus der Mehrzahl von Lichtstrahlen sind.

Der Empfänger 39 empfängt zwischen drei und fünf der projizierten Lichtstrahlen zu jedem Zeitpunkt. Wie im unteren Teil der Fig. 4 der Zeichnung zu sehen ist, ist der durch die 16000 Hertz Trägerfrequenz dargestellte Lichtstrahl, der zur Zeit t1 beginnt, nicht der erste oder am direktesten auftreffende Strahl. Da der Lichtstrahl, welcher zum Zeitpunkt t4 angeschaltet wird, näher an einem direkten Auftreffen auf den Empfänger 39 ist, ist dies der Strahl, der zu einem Zeitpunkt t8 an kommt, und der der hauptsächlich auf den Empfänger 39 auftreffende Strahl ist. Dies ist erkennbar durch die höhere Amplitude des empfange nen Signals, was am besten erkennbar in der im wesentlichen recht eckigen Signaldarstellung im oberen Teil der Fig. 4 vom Zeitpunkt t9 zum Zeitpunkt t10 mit einer Signalhöhe von V3 ist.

Das empfangene Signal beim Empfänger 39, welches die 16000 Hertz- Trägerfrequenz enthält, wird zu einem Hochpaßfilter 41 geleitet, welches niederfrequentes Rauschen des Lichtes entfernt. Das empfangene Signal mit der 16000-Hertz-Frequenz liegt deutlich oberhalb der Empfindlich keitsschwelle des Filters und deutlich innerhalb des Durchlaßbandes. Das gefilterte Signal, welches das 16000-Hertz-Signal des empfangenen Lichtstrahls enthält, wird zu einem variablen Verstärker geleitet, der den am direktesten oder hauptsächlich auftreffenden Lichtstrahl herausfindet. Der variable Verstärker umfaßt ein elektrisch gesteuertes Potentiometer 42 am Eingang, weiches von einem Mikroprozessor 43 in dem Spursi gnalmeß- und Kontrollschaltkreis kontrolliert wird. Das elektrisch gesteu erte Potentiometer 42 ist mit dem Eingang eines Breitbandverstärkers 44 verbunden, um dessen Verstärkung zu kontrollieren. Die Verstärkung wird für die erste Abtastung der durch die empfangenen Lichtstrahlen erzeugten Signale festgelegt. Jedes Signal wird digitalisiert und gespei chert, wie im folgenden beschrieben. Das höchste gespeicherte Signal der ersten Abtastung wird ausgewählt. Wenn die Verstärkung des Verstärkers das höchste empfangene Signal nicht in den Bereich eines Fensters von 2 bis 4 1/2 Volt bringt, berechnet der Mikroprozessor einen neuen Verstärkungsfaktor und regelt das elektrisch gesteuerte Potentiometer 42 zur Anpassung des Verstärkungsfaktors auf einen solchen Wert, daß das höchste verstärkte Ausgangssignal innerhalb dieses Fensters liegt. Die übrigen empfangenen Signale werden dann mit dem neuen festgelegten Wert verstärkt und bewirken niedrigere Werte, wie in dem unteren Teil von Fig. 4 erkennbar ist, abhängig davon, wie schräg sie auf den Sensor 39 treffen. Das elektrisch gesteuerte Potentiometer 42 ist im Handel erhältlich. Diese Ausführungsform erlaubt dem Abstandskreis die Verarbeitung von empfangenen Lichtstrahlen für die Spurweite und den Radstand, während die Verstärkung jeweils für die Spurweite und die Radstandsmessung optimiert wird, um dadurch direkter interpretierbare Meßsignale zu erhalten.

Ein Halbwellengleichrichter 46 richtet das gefilterte und verstärkte 16000- Hertz-Ausgangssignal von dem Empfänger 39 gleich, so daß nur die eine Hälfte des im unteren Teil der Fig. 4 gezeigten Signals übrig bleibt. Das gleichgerichtete Halbwellensignal wird in einem Kondensator C in Fig. 3 gespeichert, wie dargestellt durch die Signalamplituden V1, V2, V3 und V4 in Fig. 4. Man kann sehen, daß das Hochpaßfilter 41 dem Halbwel lengleichrichter 46 ein verstärktes Signal liefert, dessen Amplitude von dem Haltekondensator C innerhalb von weniger als drei Zyklen der Trägerfrequenz abgetastet wird. Die Periode eines Zyklus ist 62,5 Mikro sekunden. Daher wird die volle Amplitude des aus einem empfangenen Lichtstrahlsignals resultierenden Signals an dem Kondensator C in weni ger als 200 bis 250 Mikrosekunden aufgenommen. Als Ergebnis ähneln die gespeicherten Signale V1, V2, V3 und V4 in der oberen Hälfte von Fig. 4 annähernd Rechtecksignalen. Das im wesentlichen rechteckige Signal, welches vom Zeitpunkt t9 zum Zeitpunkt t10 in Fig. 4 auftritt, ergibt sich aus dem am direktesten auftreffenden Lichtstrahl auf den Empfänger 39 und ist deshalb, zusammen mit den Signalen, die aus zeitlich benachbarten empfangenen Lichtstrahlen resultieren (Signale V1, V2, V4), Anzeige für den Winkel der Ebene des Rades, auf welchem der Lichtprojektor montiert ist, relativ zu einer vorgegebenen Referenzrich tung.

Der Schaltkreis in Fig. 3 hat einen Transistor Q, der parallel zum Speicherkondensator C geschaltet ist. Wenn der Mikroprozessor den Transistor in leitenden Zustand versetzt, wird die Ladung des Speicher kondensators unmittelbar abgeleitet. In diesem Zustand ist der Kondensa tor verfügbar, um ein neues Signal zu speichern, welches von dem nächsten empfangenen Lichtstrahl erzeugt wird.

Die Art, in welcher der Schaltkreis von Fig. 3 funktioniert, wird nun in Verbindung mit dem Diagramm in Fig. 4 beschrieben. Ein erster Licht strahl wird vom Empfänger 39 zu einem Zeitpunkt t0 (Fig. 4) empfan gen, und der Transistor Q wird von dem Mikroprozessor 43 zum Zeit punkt t1 in einen nichtleitenden Zustand versetzt. Der Kondensator C wird von dem 16000 Hertz-Signal zu einer Spannungsamplitude V1 innerhalb von etwa 3 Zyklen aufgeladen, und ein im wesentlichen recht eckiges Signal beginnt zu einer Zeit t1. Die Spannung V1 wird von einem Analog/Digital Wandler (A/D) 47 digitalisiert und zu einem Mikroprozessor 43 übertragen. Zum Zeitpunkt t2 wird der Transistor von dem Mikroprozessor 43 in leitenden Zustand versetzt und der Rechteck impuls bei V1 wird beendet (oberer Teil von Fig. 4). Der erste Licht strahl wird etwa zur Zeit t3 (unterer Teil von Fig. 4) ausgeschaltet. Zum Zeitpunkt t4 wird der nächste Lichtstrahl angeschaltet und zum Zeitpunkt t5 versetzt der Mikroprozessor 43 den Überbrückungstransistor Q in den nichtleitenden Zustand. Die Speicherung des aus dem Empfang des näch sten Lichtstrahls resultierenden Signals am Kondensator C beginnt zu einem Zeitpunkt t6 und erreicht den vollen Wert der Amplitude V2 innerhalb von ein paar Zyklen der Trägerfrequenz und wird von dem Kondensator C als eine im wesentlichen rechteckige Welle gehalten. Das Signal V2 wird zu dem A/D-Wandler 47 geleitet, digitalisiert und zum Mikroprozessor 43 weitergeleitet zur Speicherung und zur weiteren Verwendung in Verbindung mit dem Arbeitsprogramm des Ausrichters. Zu einer Zeit t7, wenn der Mikroprozessor 43 den Überbrückungstransi stor Q in den leitenden Zustand versetzt, wird der Kondensator C entladen.

Der zweite empfangene Lichtstrahl wird kurz danach abgeschaltet und der dritte zu empfangene Lichtstrahl zum Zeitpunkt t8 eingeschaltet. Der Überbrückungstransistor Q wird von dem Mikroprozessor 43 aus dem leitenden Zustand genommen und der Kondensator C beginnt sich zum Zeitpunkt t9 aufzuladen. Die Spannung V3 wird auf dieselbe Weise erhalten wie die Spannungen V1 und V2. Die abgetastete Spannungs amplitude wird einem Analog/Digital Wandler 47 zugeführt, der einen der Amplitude V3 entsprechenden digitalen Wert dem Mikroprozessor 43 zuführt. Dieser Prozeß wird für jedes Signal durchgeführt, welches durch Empfang von einem der Mehrzahl von Lichtstrahlen hervorgerufen wird. Im Ergebnis können die Signalhöhen von dem Mikroprozessor oftmals aktualisiert werden, welches die Wahrscheinlichkeit für eine genaue Messung des Systems erhöht.

Der Hochpaßfilter 41 verbessert die Ansprechzeit des Abstandsmeßkrei ses, so daß eine genaue Messung der Amplitude des von dem empfange nen Lichtstrahl erzeugten Signals in weniger als 250 Mikrosekunden durchgeführt wird. Früher enthielt das Abstandsmeßsystem ein Bandpaßfil ter und brauchte ungefähr 2500 Mikrosekunden, um das von einem empfangenen Lichtstrahl erzeugte Signal aufzunehmen. Im Ergebnis war die Frequenz zum Aktualisieren der Daten begrenzt. Nun ist es möglich, die Daten in dem System öfter zu aktualisieren und daher eine glattere und genauere Messung zu erzielen. Das glattere oder reinere empfangene Signal erlaubt die Umsetzung in eine Digitalzahl von 10 Bit, während früher eine Digitalzahl von 8 Bit erhalten wurde. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Genauigkeit um einen Faktor 4 (von 256 auf 1024).

Gelegentlich tritt es auf, daß eine Struktur auf einem Fahrzeug zwischen zwei einzeln aufgehängten Rädern sich seitlich verschieben kann, was einen unausgerichteten Zustand der Räder verursacht. Wenn solch eine Verschiebung möglicherweise aufgetreten ist, ist es hilfreich, dies festzu stellen und eine Neupositionierung des verschobenen Teiles vor der Einstellung der Radausrichtung in Betracht zu ziehen, um dadurch die Einstellung auf die spezifizierten Ausrichtwerte viel Meiner und deshalb leichter zu machen. So ist z. B., unter Bezugnahme auf Fig. 5, ein Paar einzeln aufgehängter Vorderräder 51 und 52 in gestrichelten Linien gezeigt, welche an unteren Radaufhängungen 53 und 54 aufgehängt sind, welche sich innenseitig von den Rädern erstrecken. Die tatsächliche Aufhängung ist unterdrückt, um die Klarheit der Zeichnung zu erhöhen. Zwischen den inneren Enden der unteren Radaufhängungen 53 und 54 liegt ein starres Verbindungsglied, in diesem Falle ein Motorgestell 56. In gestrichelten Linien sind die unteren Aufhängungen und das Gestell nach rechts verschoben in Fig. 5 dargestellt, so daß der Sturz des linken Rades in der Figur positiv ist und der Sturz des rechten Rades in der Figur negativ ist. Wie dargestellt, ist die Lenkachsenneigung 57 für das linke Rad in der Figur negativ und die Lenkachsenneigung 58 für das rechte Rad ist positiv. Der obere Befestigungspunkt, der die Lenkachsen neigung auf jeder Seite des Fahrzeugs definiert, ist als stabil zu erkennen und an dem Fahrzeugkörper 59 befestigt. Man kann sehen, daß es schwierig sein würde, die Räder in diesem Zustand auszurichten, um die spezifizierten Werte für den Sturz und die Lenkachsenneigung zu erhal ten. Der in Fig. 5 gezeigte Zustand tritt generell als Ergebnis eines Stoßes, den das Fahrzeug erlitten hat, auf und sollte korrigiert werden vor dem Versuch die Räder zum Erhalt der spezifizierten Ausrichtwerte einzustellen. Bei dieser Gelegenheit werden geeignete Bolzen oder Halte rungen gelöst und eine Brechstange benutzt, um das Gestell 56 seitlich nach links in Fig. 5 zu bewegen, um deren normale neutrale mit durch gezogenen Linien dargestellte Position zu erreichen. Als Ergebnis nehmen die Räder 51 und 52 eine neutrale Position bezüglich des Sturzes ein, von der aus eine Einstellung auf einen spezifizierten Radsturz sehr viel einfacher wird. Auch die Lenkachsenneigungen 57 und 58 haben eine normalere, mit durchgezogenen Linien dargestellte Position eingenommen, von der aus eine Einstellung der Lenkachsenneigung oder des einge schlossenen Winkels direkt erreichbar ist. Wenn der Sturz von der einen Seite zur anderen verschieden ist und wenn die abgelesenen Werte der Lenkachsenneigung von einer Seite zur anderen des Fahrzeugs verschie den 'sind und wenn die Differenzen im Vorzeichen unterschiedlich sind und ungefähr gleich in der Größe, wird eine Verschiebung des Gestells angezeigt und es wäre angebracht, die seitliche Position des Gestells vor dem Versuch der zusätzlichen Einstellung der Radausrichtung einzustellen. Auf diese Weise können die Werte für den Sturz und die Lenkachsen neigung für jedes Paar von unabhängig aufgehängten Rädern überprüft werden, um zu sehen, ob es angebracht ist, die seitliche Position eines starren Verbindungsgliedes, welches sich zwischen den Rädern erstreckt, einzustellen.

Fig. 6 zeigt ein Paar von ein Fahrzeug tragenden Rädern 61 und 62, die durch eine starre Achse 63 verbunden sind. Die starre Achse ist an einem Chassis mittels einem Paar Federn 64 und 66 aufgehängt mittels Federschäkel 67, welche die starre Achse umfassen und an Schäkelplatten 68 angebracht sind, welche an den Federn 64 und 66 befestigt sind. Die geometrische Mittellinie 65 des Fahrzeuges ist durch eine Linie durch die Mittelpunkte zwischen dem Vorderradpaar und dem Hinterradpaar definiert. Wenn die Ebenen der Räder 61 und 62 nicht parallel zu der Mittellinie 65 sind, muß die gesamte Achse 63 und die Radaufhängung um einen Winkel α verschoben werden, wie in Fig. 6 gezeigt.

Als Anweisung für einen Mechaniker, die Achse ohne mehrere iterative Schritte zu verschieben, kann das System ihm die Größe der Nachstel lung der Schäkelplatten, die erforderlich ist, vorhersagen. Auf diese Weise kann er die Montagelöcher um einen geeigneten Wert verlängern und mit einer Iteration die Achsen und die Laufrichtung der Räder in die richtige Ausrichtung mit der Mittellinie des Fahrzeuges schieben.

Die Einstellung der Räder 61 und 62 in Fig. 6 kann durch das hier beschriebene System durchgeführt werden, indem die Spurweite zwischen den Rädern 61 und 62 gemessen und zweigeteilt wird, um die Spur der Räderlaufrichtung zu erhalten, welche den Winkel a mit der geome trischen Mittellinie 65 des Fahrzeugs bildet. Der Abstand W zwischen den Federn 64 und 66 ist bekannt oder gemessen. Die Berechnung L = W sin α wird dann durchgeführt, wobei L die Verlängerung der Löcher 69 in Fig. 6A ist. Durch Ermittlung der Dimension L und Verlängerung der Löcher in einer der Schäkelplatten 68 um diese Dimension können die starre Achse und die daran befestigten Räder 61, 62 in einen solchen Winkel verschoben werden, daß die Radlaufrichtung nun auf die geome trische Mittellinie 65 ausgerichtet ist. Es sollte festgehalten werden, daß die Länge L für die Verlängerung der Löcher 69 auch zur Hälfte auf der einen Seite und zur anderen Hälfte auf der gegenüberliegenden Seite des Fahrzeuges vorgenommen werden kann, wodurch dieselbe Korrektur der Radspuren erreicht werden körnte. Die Länge L ist in Fig. 6A dargestellt als sich erstreckend in einer Richtung von dem Loch 69 für die Drehung der Laufrichtung in eine Richtung und in entgegengesetzter Richtung vom Loch 69 für eine Drehung der Laufrichtung der Räder 61 und 62 in entgegengesetztem Sinn. Es ist offenbar, daß die Korrektur des in Fig. 6 gezeigten Zustandes auf der linken Seite der Schäkelplatte 68 gemacht werden muß, indem Loch 69 rückwärts verlängert wird, wie in Fig. 6A bei L_r gezeigt. Alternativ könnte der Zustand von Fig. 6 korrigiert werden, indem die Löcher 69 zur einen Hälfte L_r in der linken Schäkelplatte verlängert werden und zur anderen Hälfte L_f (vor wärts) in der rechten Schäkelplatte.

Das hier beschriebene Ausrichtsystem kann zur Einstellung von Sturz, Lenkachsenneigung und/oder eingeschlossenem Winkel (der Winkel zwischen Lenkachsenneigung und Sturz) benutzt werden, während das Fahrzeug angehoben ist und während die Anzeige Werte anzeigt, die solchen Werten entsprechen, die sich ergeben würden, wenn die Fahr zeugräder auf eine darunterliegende Oberfläche abgesetzt wären. Früher war es Praxis, das Fahrzeug anzuheben, die Lenkachsenneigung durch eine Bewegung eines lenkbaren Rades und Berechnung zu bestimmen, das Fahrzeug abzusenken, die Änderung des bei angehobenem und abgesenktem Fahrzeug abgelesenen Sturzes anzusehen und die Lenk achsenneigung mit der Änderung des abgelesenen Sturzes zu korrigieren. Wie hier vorgeschlagen wird, körnen die Lenkachsenneigung, der einge schlossene Winkel und der Sturz gemessen werden, indem die lenkbaren Räder geradeaus gelenkt werden und der vom Sturzneigungsmesser (Teil 11 in Fig. 2) abgelesene Wert gespeichert wird. Es ist ein normales Vorgehen, dann die Bremsen anzuziehen und die Köpfe in Rotations richtung der Räder zu blockieren und das Fahrzeug von der darunter liegenden Oberfläche abzuheben. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ände rung des Ablesewertes für den Sturz beobachtet und als Delta-Sturz gespeichert.

Die Lenkachsenneigung wird bei angehobenen Rädern gemessen, indem von einem bekannten linken Lenkwinkel, bei dem ein Meßwert von dem Neigungsmesser (Teil 12 in Fig. 2) für die Lenkachsenneigung genommen wird, in eine bekannte rechte Richtung gelenkt wird, in dem eine weitere Ablesung des Neigungsmessers für die Lenkachsenneigung abgenommen wird. Die Lenkachsenneigung wird von den rechts und links abgenomme nen Ablesewerten berechnet, wie dem Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet bekannt ist. Danach wird eine geänderte Lenkachsenneigung und ein geänderter Wert für den eingeschlossenen Winkel berechnet, wobei der bei angehobenem Fahrzeug gespeicherte Wert Delta-Sturz verwendet wird. Die geänderte Lenkachsenneigung und der Wert des eingeschlosse nen Winkels werden gespeichert. Die Räder werden geradeaus gelenkt und der Ablesewert für den Sturz (schon von der Ablesung vor Anheben des Fahrzeugs bekannt) wird wiederhergestellt. Zu diesem Zeitpunkt liegen die Werte für den Sturz und die Lenkachsenneigung so vor, als ob das Fahrzeug auf die darunterliegende Oberfläche abgesenkt wäre. Die Ablesewerte werden untersucht, um zu sehen, ob irgendeine Ein stellung des Gestells erforderlich ist, entsprechend der vorangegangenen Beschreibung der Fig. 5. Falls eine Einstellung des Gestells erforderlich erscheint und falls der Bearbeiter das Gestell nachzustellen wünscht, erfolgt dies wie für Fig. 5 beschrieben. Zu diesem Zeitpunkt werden die Lenkachsenneigung, der eingeschlossene Winkel und der Sturz mit sol chen Werten dargestellt, als wäre das Fahrzeug auf die darunterliegende Oberfläche abgesetzt, und die Werte werden in dem angehobenen Zu stand eingestellt, wobei die für den abgesetzten Zustand abgelesenen Werte benutzt werden.

Wenn der eingeschlossene Winkel fixiert ist, welches der üblichste Fall ist, wird der eingeschlossene Winkel als fixiert dargestellt und die Lenk achsenneigung und der Sturz werden als veränderliche Werte angezeigt.

Ein veränderlicher Wert auf einer Anzeige oder einem Bildschirm ist ein Wert, welcher sich auf der Anzeige ändert, wenn eine Einstellung an dem Wert vorgenommen wird. Ein eingefrorener oder fixierter Wert ist ein Wert, welcher sich auf der Ausrichtwertanzeige nicht ändert, wenn eine Einstellung vorgenommen wird. Wenn der eingeschlossene Winkel einstellbar ist, zeigt die Anzeige die Lenkachsenneigung als fixiert und den eingeschlossenen Winkel und den Sturz als veränderliche Werte. Danach werden die Einstellungen vorgenommen. Die Werte für Lenk achsenneigung, eingeschlossenen Winkel und Sturz nach der Einstellung werden gespeichert. Das Fahrzeug wird dann abgesenkt, um auf der darunterliegenden Oberfläche zu ruhen, und die Änderung des Wertes für den Sturz vom angehobenen zum abgesenkten Zustand wird beobach tet. Falls sich eine Änderung zwischen dem Wert in angehobener und abgesenkter Position infolge der Absenkung des Fahrzeuges auf die darunterliegende Oberfläche ergibt, sollte diese Änderung in die Rech nung einbezogen werden, um die Ablesewerte für die Lenkachsenneigung und den Sturz zu korrigieren, da dies die letzte verfügbare Information ist. Falls als Ergebnis einer solchen Korrektur ein Ausrichtwert außerhalb der Spezifikation zu liegen kommt, gibt es die Möglichkeit, den Vorgang der Einstellung der angehobenen Messung zu wiederholen und dabei die abgesenkten Werte zu benutzen, oder die Ausrichtwerte bei abgesenktem Fahrzeug einzustellen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 ist nun ein Aufhängeteil 71 gezeigt, welches eine Radanordnung auf einem Lenkzapfen 72a und einer Spindel 72b, welche gestrichelt dargestellt sind. Eine Radanordnung ruht auf der Spindel 72b, und die Spitze der Lenkachse ist, wie aus Fig. 7 ersichtlich, durch einen Punkt P dargestellt. Ein vorderes Ende F und ein hinteres Ende R des Aufhängungsteils 71 sind gezeigt. Das Teil 71 ist üblicherweise als ein "A"-Arm bezeichnet und ist von symmetrischer Gestalt, wie in Fig. 7 zu sehen ist. Eine Änderung der Einstellung an dem Punkt F durch Einfügen oder Entfernen von Abstandsstücken zwi schen dem Fahrzeug und dem Teil 71 an dem Punkt F ergibt an dem Punkt P eine Bewegung in Richtung Ft. In ähnlicher Weise bewegt das Hinzufügen oder Entfernen von Abstandsstücken am Einstellpunkt R den Punkt P in die Richtung Rt. Fig. 7A zeigt in einem Graph die Ände rung des Sturzes als Funktion der Änderung des Nachlaufs, indem die Bewegung von Ft und Rt für bestimmte Einstellungen bei F oder bei R entsprechend gezeigt wird. Es ist bekannt, daß diese Bewegungen unge fähr um 90 Grad auseinanderliegen. Falls es gewünscht wird, eine Ände rung des Sturzes und eine Änderung des Nachlaufes, wie durch den mit "SPEC' bezeichneten Punkt im Graph der Fig. 7A dargestellt, zu erhalten, dann ist es bekannt, daß eine Einstellung von Ft1 und Rt1 gemacht werden kann, um den gewünschten Sturz und den gewünschten Nachlauf zu erhalten.

In ähnlicher Weise bewegt der "A"-Arm 73 von Fig. 8, der den Punkt P auf der Lenkachse einer Radaufhängung hat, den Punkt P in die Rich tung von Ft bei Einstellungen durch Einfügen von Abstandsstücken bei Punkt F und in die Richtung von Rt für Einstellungen durch Einfügen von Abstandsstücken bei Punkt R Richtungen für "innen", "außen" und "vorwärts" sind in Fig. 8 gezeigt und treffen ähnlich für die Fig. 7 und 9 zu. Als Ergebnis zeigt der Graph von Fig. 8A die Einstellungen und Auswirkungen auf die Änderung des Sturzes und die Auswirkungen auf die Änderung des Nachlaufs wie zu Fig. 7A erklärt. In gleicher Weise müssen Einstellungen für eine Änderung von Sturz und Nachlauf ent sprechend dem Punkt "SPEC" im Graphen der Fig. 8A bei den Punkten F und R des "A"-Arms 73 vorgenommen werden, um die Änderungen Ft2 und Rt2 zu erreichen, wie aus Fig. 8A zu sehen.

In Fig. 9 ist ein "A"-Arm 74 in noch einer anderen Konfiguration zu sehen. Die Konfiguration des "A"-Arms 74 ermöglicht Verschiebungen in den Richtungen Ft und Rt für Einstellungen an den entsprechenden Punkten F und R. Um eine Änderung von Sturz und Nachlauf entspre chend dem Punkt "SPEC" im Graph der Fig. 9A zu erreichen, ist es notwendig, den Punkt F einwärts zu verstellen, um die Bewegung von Punkt P über den Abstand Ft3 zu erreichen und den Punkt R einwärts zu bewegen, um die Bewegung des Punktes P über den Abstand Rt3 zu erreichen.

Das vorher Gesagte macht deutlich, daß die Reaktion auf die Einstellung eines Radaufhängungsteils, wie z. B. eines "A"-Armes, einem Einsteller (F oder R) benutzt werden kann, um die Wirkung der Einstellung auf den anderen Einsteller (R oder F) vorherzusagen, weil die Reaktionen zu Einstellungen um 90° versetzt sind, wie aus den Fig. 7 bis 9A zu ersehen ist. Durch Veranlassung einer gewissen Bewegungsgröße von jedem Einsteller wird die Reaktion der Aufhängung gemessen und das hier beschriebene System berechnet eine vorhergesagte Reaktion für den anderen Einsteller. Diese vorhergesagten Reaktionen werden dann be nutzt, um den Bearbeiter durch den Einstellprozeß für Sturz und Nach lauf zu leiten, trotz der Tatsache, daß die Einsteller untereinander abhängige Wirkungen auf die zu korrigierenden Winkel von Sturz und Nachlauf haben. Unter Bezugnahme auf Fig. 7A wird ein Bearbeiter beispielsweise davon informiert, daß eine Einstellung (insbesondere Größe eines Abstandsstückes oder Einstellung einer Nocke) bei F gemacht werden muß, um eine Verschiebung der Aufhängung durch Ft1 zu erhal ten, und daß eine andere Einstellung bei R gemacht werden muß, um eine Verschiebung nach Rt1 zu erhalten. Die beschriebene Methode erfordert als Konsequenz, daß Sturz und Nachlauf kontinuierlich gemes sen werden und daß einer der Einsteller bewegt und die Wirkungen von dem hier beschriebenen Ausrichtsystem überwacht werden. Danach sagt das Ausrichtsystem die Wirkungen auf andere Einsteller vorher und berechnet die notwendigen Bewegungen für jeden Einsteller (insbesondere die Größe von Abstandsstücken), die zu einer Einstellung der Aufhän gung auf die vorgegebenen oder Spezifikationswerte führen. Als ein zusätzliches Beispiel im Hinblick auf das Aufhängungsteil 74 von Fig. 9 sind eine einwärts gerichtete Einstellung an Punkt F von Ft3 und eine einwärts gerichtete Einstellung an Punkt R von Rt3 notwendig, um an dem gewünschten Punkt "SPEC" anzukommen. Der Bearbeiter wird von der Systemanzeige durch die geeigneten Einstellungen geführt, so daß er den Wert bei "SPEC" für Sturz und Nachlauf beim ersten Versuch unterschiedlicher Einstellungen zum einen bei F und zum andern bei R erreichen kann. Die Sensorausgangssignale werden während der Einstel lung überwacht und mit den vorhergesagten Ausgangswerten verglichen. Wenn sie wie vorhergesagt sind oder innerhalb akzeptabler Toleranzen dazu liegen, wird eine Weiterführung des Verfahrens zugelassen. Wenn der Vergleich anzeigt, daß wahrscheinlich ein Fehler auftreten wird, wird der Bearbeiter gewarnt und dazu geführt, den Fehler zu finden. Die beschriebene Technik ist anwendbar bei Aufhängungen, die einstellbare untere Haltearme als Radaufhängungsteil haben, obwohl Einstellungen Reaktionen mit entgegengesetztem Vorzeichen erzeugen können.

Übergehend zu den Fig. 10 bis 13 der Zeichnung werden verschiedene Darstellungsformen der Anzeige für das hier beschriebene Radausricht system vorgestellt. In Fig. 10 sind Darstellungen von Meßgeräten 75 auf der Anzeige vorgesehen, welche mit den entsprechenden Ausrichtgrößen, Sturz, Nachlauf, Spurweite, Lenkachsenneigung (SAI), eingeschlossener Winkel (IA), etc. bezeichnet sind und einen Zeiger 76 sowie eine stark gefärbte Linie haben, um den akzeptablen Bereich für eine Einstellung auf dem Meßgerät zu illustrieren. Wie in Fig. 10 zu sehen ist, werden alle Größen, einschließlich Quersturz, Quernachlauf, totale Spurbreite und Rückwärtsversatz für die Vorderräder des Fahrzeugs gezeigt, und zwar werden alle Werte als veränderliche Werte dargestellt oder als Werte, die sich mit der Einstellung einer Größe verändern, ebenso wie der Wert von jeder davon abhängigen Größe. Fig. 11 enthält die gleiche Information wie die Anzeige von Fig. 10, mit der Ausnahme, daß die Ausrichtinformation auf der Anzeige in alphanumeri scher Form dargestellt ist. In Fig. 12 ist eine Anzeige gezeigt, in der dieselbe Information wie in den Anzeigen der Fig. 10 und 11 vorgesehen ist, mit der Ausnahme, daß die Information durch den Gebrauch von ausrichtbaren Lichtbalken 78 und Text dargestellt wird. In jeder der Anzeigen der Fig. 10, 11 und 12 sind alle Ausrichtgrößen veränderliche Größen.

In der Anzeigeausführung in Fig. 13 der Zeichnung sind Ausrichtgrößen für ein Fahrzeug mit vorderen und hinteren lenkbaren Rädern gezeigt, wobei die Meßgeräteform (Teile 75, 76 und 77) von Fig. 10 verwendet ist, wobei Sturz, Nachlauf, Spurbreite, Lenkachsenneigung oder einge schlossener Winkel, Quersturz, Quernachlauf und totale Spurbreite für vordere und hintere Radpaare gezeigt sind. Der rückwärte Versatz für die Fronträder und der Schubwinkel für die hinteren Räder sind in Fig. 13 gezeigt. Alle in der Anzeige von Fig. 13 dargestellten Werte sind veränderliche Werte, die Gegenstand von Änderungen sein körnen bei Einstellung der charakteristischen Ausrichtungsgrößen selbst oder jeder damit zusammenhängenden Ausrichtungsgröße.

Claims

1. Radausrichtsystem zur Messung von Ausrichtwinkeln von Rädern, die ein Fahrzeug auf einer laufenden Oberfläche tragen, umfassend:
eine Systemfunktionskontrolleinrichtung (27) zum Liefern von System arbeitsinstruktionen und zum Empfangen von Ausrichtwinkeldaten (21), Winkelmeßeinrichtungen (17, 18), die an wenigstens zwei der das Fahrzeug tragenden Räder montiert sind, zum Liefern von Winkelmeßsignalen (21), die den Winkel zwischen den Ebenen der tragenden Räder und einer Referenzrichtung angeben,
wobei die Winkelmeßeinrichtungen (17, 18) Signal-Amplituden-Abtasteinrichtungen (39, 41, 42, 44, 46, 47) aufweisen, um die Winkelsignalmessung zu ermöglichen,
eine Sensor- und Systemschnittstellenkontrolleinrichtung (22) zum Empfangen und zur Vorverarbeitung der Winkelmeßsignale (21) und externer Systemkontrolleingaben (23) und zur Ermöglichung von Datenflüssen (19, 21) in zwei Richtungen zwischen den Winkelmeßeinrichtungen (17, 18), der Sensor- und
Systemschnittstellenkontrolleinrichtung (22) und der Systemfunktionskontroll einrichtung (27) und
eine Graphikkontroll- und eine Anzeigeeinrichtung (31, 32) zum Empfang und zur Darstellung von gemessenen Ausrichtwinkeldaten.

2. Radausrichtsystem zur Messung von Ausrichtwinkeln von Rädern, die ein Fahrzeug auf einer laufenden Oberfläche tragen, umfassend:
eine Systemfunktionskontrolleinrichtung (27) zum Liefern von Systemarbeitsinstruktionen (21, 26) und zum Empfangen von Ausrichtwinkeldaten (21),
Winkelmeßeinrichtungen (17, 18), die an wenigstens zwei der das Fahrzeug tragenden Räder montiert sind, zum Liefern von Winkelmeßsignalen (21), die den Winkel zwischen den Ebenen der tragenden Räder und einer Referenzrichtung angeben,
wobei die Winkelmeßeinrichtungen Spurwinkelmeßeinrichtungen (11, 12) aufweisen, um die Winkelsignalmessung zu ermöglichen,
eine Sensor- und Systemschnittstellenkontrolleinrichtung (22) zum Empfangen und zur Vorverarbeitung der Winkelmeßsignale (21) und externer Systemkonfrolleingaben (23, 24) und zur Ermöglichung von Datenflüssen in zwei Richtungen (19) zwischen den Winkelmeßeinrichtungen (17, 18), der Sensor- und Systemschnittstellenkontroll einrichtung (22) und der Systemfunktionskontrolleinrichtung (27) und
eine Graphikkontroll- und eine Anzeigeeinrichtung (31, 32) zum Empfang und zur Darstellung von gemessenen Ausrichtwinkeldaten,
wobei die Winkelmeßeinrichtung ferner umfaßt:
eine Einrichtung zur Projizierung einer Mehrzahl von Lichtstrahlen mit einer vorbestimmten Trägerfrequenz zu bekannten aufeinanderfolgenden Zeitintervallen und in bekannter Orientierung relativ zu der Ebene von einem der wenigstens zwei tragenden Räder,
in bekannter Ausrichtung relativ zu der Ebene des anderen der wenigstens zwei Tragräder und in dem Weg der Mehrzahl von Lichtstrahlen montierte Lichtstrahl empfangseinrichtungen (39), wobei ein Winkelausgangssignal bei Empfang eines der Lichtstrahlen geliefert wird,
eine Hochpaßfiltereinrichtung (41), angeschlossen zum Empfang des Winkelausgangs signals, wobei das Hochpaßfilter ein Durchgangsband im wesentlichen oberhalb der Rauschfrequenzen des Umgebungslichtes hat, und die Trägerfrequenz einschließt, so daß das Winkelausgangssignal im wesentlichen rauschfrei durchgelassen wird,
eine Einrichtung zum Erfassen (42, 44, 46) des im wesentlichen rauschfreien Winkel ausgangssignals und zum Speichern eines seiner Amplitude entsprechenden Signals und eine Kontrolleinrichtung (28, 29, 43) zum Empfang des der Amplitude entspre chenden gespeicherten Signals und zum Löschen dieses gespeicherten Signals, bevor der nächstfolgende projizierte Lichtstrahl durch die Lichtstrahlempfangseinrichtung erfaßt wird.

3. Radarausrichtsystem nach Anspruch 2, mit einem variablen Verstärker, der zwischen dem Hochpaßfilter (41) und der Erfaßeinrichtung (42, 44, 46) angeordnet und mit der Kontrolleinrichtung (28, 29, 43) verbunden ist, zur Veränderung der Verstärkung, um ein der Amplitude entsprechendes gespeichertes Signal zu bewirken, welches innerhalb vorbestimmter Amplitudengrenzwerte liegt.

4. Radausrichtsystem nach Anspruch 2, in welchem die Erfaßeinrichtung (42, 44, 46) eine Einrichtung umfaßt, um ein im wesentlichen vollständiges Amplitudensignal in weniger als 250 Mikrosekunden zu erhalten und zu speichern, wobei häufige Aktualisierungen der Signale möglich sind und dadurch eine genaue Winkelmessung gewährleisten.

5. Radausrichtsystem nach Anspruch 4, in welchem die Kontrolleinrichtung (28, 29, 43) einen Analog/Digital-Wandler zur Digitalisierung des gespeicherten, der Amplitude entsprechenden Signals umfaßt und in welchem die häufigen Aktualisierungen des Signals eine minimale Änderung der Signalamplitude zwischen aufeinanderfolgenden aktualisierten Signalen bewirken, wobei das digitalisierte gespeicherte Signal zusätzliche Bits für eine höhere Spurwinkelgenauigkeit enthält.

6. Erfaßsystem für ein Spurwinkelsignal zur Erfassung/Messung des Spurwinkels eines Paars ein Fahrzeug tragender Räder zum Fahren auf einer darunterliegenden Oberfläche, bei welchem eine Mehrzahl von Lichtstrahlen mit einer vorbestimmten Trägerfrequenz zu bekannten aufeinanderfolgenden Zeiten und unter bekannten Winkeln auf die Ebene eines der Räder des Räderpaares projiziert werden und ein Lichtstrahlempfänger (39) in bekannter Position in dem Weg der Mehrzahl von Lichtstrahlen montiert ist und ein Winkelausgangssignal erzeugt, welches den Empfang von einem der Lichtstrahlen anzeigt, umfassend:
eine Hochpaßfiltereinrichtung (41), angeschlossen zum Empfang des Winkelausgangssignals mit einem Durchgangsband im wesentlichen oberhalb der Rauschfrequenzen des Umgebungslichts und beinhaltend die Trägerfrequenz, um ein Ausgangssignal des Hochpaßfilters zu bewirken, welches dem Winkelausgangssignal entspricht,
eine Einrichtung (42) zum Erfassen des Ausgangssignals des Hochpaßfilters und zum Speichern eines seiner Amplitude entsprechenden Signals,
eine Steuereinrichtung (28, 29, 42, 44, 46) zum Empfangen und zum Löschen des gespeicherten, der Amplitude entsprechenden Signals, bevor der nächstfolgende Lichtstrahl von dem Lichtstrahlempfänger erfaßt wird und
eine Signal-Amplituden-Abtasteinrichtung (43, 47) zur Weiterleitung des Spurwinkelsignals.

7. Erfaßsystem für Spurwinkelsignale nach Anspruch 6, umfassend eine variable Verstärkereinrichtung, die zwischen dem Hochpaßfilter (41) und der Erfaßeinrichtung (42) mit der Steuereinrichtung zum Erfassen der Änderung der Verstärkung verbunden ist, um ein der Amplitude entsprechendes gespeichertes Signal zu schaffen, welches innerhalb vorgegebener Amplitudenwerte liegt.

8. Erfaßsystem für Spurwinkelsignale nach Anspruch 6, in welchem die Erfaßeinrichtung (42) eine Einrichtung zum Erhalten und Speichern eines im wesentlichen vollständigen Amplitudensignals in weniger als 250 Mikrosekunden umfaßt, wobei häufige Aktualisierungen der Signale erhaltbar sind, um eine genaue Winkelmessung zu bewirken.

9. Erfaßsystem für Spurwinkelsignale nach Anspruch 8, in welchem die Steuereinrichtung (28, 29, 42, 44, 46) einen Analog/Digital-Wandler zur Digitalisierung des gespeicherten Signals umfaßt und in welchem die häufige Aktualisierung der Signale eine minimale Signaländerung zwischen aufeinanderfolgenden aktualisierten Signalen bewirkt, wobei das digitalisierte gespeicherte Signal zusätzliche Bits für eine höhere Genauigkeit des Spurwinkelsignals enthält.

10. Erfaßsystem für Spurwinkelsignale nach Anspruch 6, in welchem die Erfaßeinrichtung (42) eine Einrichtung zur Erzeugung des der Amplitude entsprechenden Signals als im wesentlichen rechteckförmiges Signal umfaßt.

11. Radausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei die Graphikkontrollschaltung und die Anzeigeeinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung veränderlicher Anzeigewerte für die Ausrichtgrößen von Sturz, Nachlauf, Spurweite, Quersturz, Quernachlauf, Radstand, Lenkachsenneigung und Radrückversatz aufweist, wobei Änderungen durch Einstellung jeder Größe und resultierende Änderungen in anderen Größen angezeigt werden.

12. Radausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei die Graphikkontrollschaltung und die Anzeigeeinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung und Darstellung von veränderlichen Anzeigewerten von Ausrichtgrößen von vorderem und hinterem Sturz, Quersturz, Nachlauf, Quernachlauf, Spurweite, und Radstand, Lenkachsenneigung, Lenkradrückversatz und Schublinie des Antriebsrades aufweist, so daß Änderungen durch Einstellung jeder der Ausrichtgrößen und daraus resultierende Änderungen in andere Ausrichtgrößen angezeigt werden.

13. Radausrichtsystem nach Anspruch 11, wobei die veränderlichen Anzeigewerte dargestellte Meßgeräteanzeigen umfassen.

14. Radausrichtsystem nach Anspruch 11, wobei die veränderlichen Anzeigewerte dargestellte alphanumerische Werte umfassen.

15. Radausrichtsystem nach Anspruch 11, wobei die veränderlichen Anzeigewerte angezeigte Einstellbalken und Text umfassen.

16. Radausrichtsystem nach Anspruch 12, wobei die veränderlichen Anzeigewerte darstellte Meßgeräteanzeigen umfassen.

17. Radausrichtsystem nach Anspruch 12, wobei die veränderlichen Anzeigewerte dargestellte alphanumerische Anzeigen umfassen.

18. Radausrichtsystem nach Anspruch 12, wobei die veränderlichen Anzeigewerte angezeigte Einstellbalken und Text umfassen.