DE4244896C2 - System und Verfahren zur Überprüfung der Meßgenauigkeit von Radausrichtungen und Radpositionen - Google Patents

System und Verfahren zur Überprüfung der Meßgenauigkeit von Radausrichtungen und Radpositionen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Radmeßsystem für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug wird durch eine Stützstruktur, also einen Fahrzeugrahmen, getragen und weist mindestens zwei Paare von tragenden Rädern auf. Die relative Position der Räder zueinander sowie ihre Spurwinkelausrichtung ist für jeden Fahrzeugtyp vorgegeben. Zur Überprüfung von Radausrichtungen und/oder Radpositionen ist es üblich, an den Radpaaren Winkelmeßköpfe zu montieren. Ausgehend von der Ebene, die durch das Rad aufgespannt wird, wird der Winkelmeßkopf in einer bekannten Winkelbeziehung zu dieser Radebene, üblicherweise 0° oder 90°, montiert. Dadurch ergibt sich für jeden Winkelmeßkopf eine Bezugsrichtung, von der aus die Winkel­ messung erfolgen kann.
Gemessen wird diejenige Richtung, unter der ein Meßkopf an einem Rad einen anderen Meßkopf an einem anderen Rad beobachten kann. Ein Meßstrahl oder ein Meßband wird in bekannter Weise auf einen zweiten Meßkopf gerichtet. Der zweite Meßkopf kann auf derselben Fahrzeug­ seite (links oder rechts) liegen, er kann auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite montiert sein (vorn oder hinten), oder der Meßkopf kann auch - wenn es um die Messung aller Radpositionen geht - einen diago­ nal gegenüberliegenden Meßkopf anpeilen. Ein Meßsystem, bei dem mit Hilfe von 10 Sensoren vier Längswinkel, zwei Querwinkel und vier Diagonalwinkel gemessen werden, ist in dem Stammpatent DE 42 43 103 der vorliegenden Teilanmeldung beschrieben.
Durch das Ausrichten der Meßköpfe auf benachbarte - und ggf. diagona­ le - Meßköpfe werden also einzelne Meßwerte für die Winkel zwischen den Ebenen bestimmter Paare von Rädern ermittelt. Eine Auswertevor­ richtung, im allgemeinen ein Rechner, empfängt die gemessenen Winkel­ werte und berechnet aus ihnen Ausgangsgrößen, die Radausrichtungen, sogenannte Spurwerte, und gegebenenfalls Radpositionen bezeichnen. Die Radspuren und die Radpositionen werden als relative Ausrichtung und relative Lage der Räder zueinander angegeben.
Mit einer 6-Sensor-Vorrichtung, wie sie aus dem Patent DE 29 34 411 von Beissbarth bekannt ist, können alle Spurwerte der Fahrzeugräder gemessen werden, die von Interesse sind. In der nachfolgenden Beschrei­ bung von Ausführungsbeispielen der Erfindung wird auf diesen Stand der Technik ebenso Bezug genommen wie auf die zuvor erwähnte 10-Sensor- Anordnung gemäß dem Stammpatent DE 42 43 103. Nach dem 6-Sensor- Patent DE 29 34 411 werden ein erstes und ein zweites Winkelmeßgerät an den Enden von Tragarmen angeordnet, die an den Vorderrädern befestigt sind, und in Fahrtrichtung über die Vorderräder hinausstehen. Weiterhin ist ein drittes und ein viertes Winkelmeßgerät auf den Rota­ tionsachsen der Vorderräder befestigt. Auf den Rotationsachsen der Hinterräder sind ein fünftes und ein sechstes Winkelmeßgerät montiert. Das erste und zweite Winkelmeßgerät messen die Winkel zwischen den Ebenen der Vorderräder und der Verbindungslinie zwischen dem ersten und dem zweiten Winkelmeßgerät, die in der vorliegenden Beschreibung als vordere Querspur bezeichnet werden. Für jedes Vorderrad wird ein solcher Querspurwinkel gemessen. Das dritte Winkelmeßgerät mißt den Winkel zwischen der Ebene des Vorderrades und der Verbindungslinie zwischen dem dritten Winkelmeßgerät und dem fünften Winkelmeßgerät; umgekehrt mißt das fünfte Winkelmeßgerät den Winkel zwischen der Ebene des Hinterrades und der Verbindungslinie zwischen dem fünften Meßgerät und dem dritten Meßgerät. Diese beiden Meßwerte werden in der vorliegenden Beschreibung als linke Fahrspur bezeichnet, jeweils bezogen auf das linke Vorderrad oder das linke Hinterrad. Entsprechend messen das vierte Winkelmeßgerät den Winkel zwischen der Ebene des Vorderrads und der Verbindungslinie zwischen dem vierten Winkelmeßge­ rät und dem sechsten Winkelmeßgerät und umgekehrt mißt das sechste Winkelmeßgerät den Winkel zwischen der Winkelstellung des Hinterrades und derselben Verbindungslinie. Diese Meßwerte werden in der vor­ liegenden Beschreibung als rechte Fahrspur bezeichnet, jeweils bezogen auf das rechte Vorderrad oder das rechte Hinterrad.
Die erhaltenen Meßwerte werden in der bekannten Rechenschaltung gemäß DE 29 34 411 so ausgewertet, daß dem Bediener die folgenden Radspurwerte angezeigt werden: die Einzelspur der Vorderräder (diese Werte sind von Interesse bzgl. der geometrischen Fahrachse oder Schubli­ nie des Fahrzeugs), die Gesamtspur der Vorderräder, die Gesamtspur der Hinterräder und die Einzelspur der Hinterräder (diese Werte sind von Interesse bzgl. der Symmetrieachse oder Mittellinie des Fahrzeugrah­ mens).
In einem Zusatzpatent DE 30 22 071 zu dem 6-Sensor-Patent von Beissbarth wird darauf hingewiesen, daß es die 6-Sensor-Anordnung darüberhinaus noch erlaubt, außer den genannten Spurwerten den soge­ nannten Radversatzwinkel der Vorderräder zur Symmetrieachse zu bestim­ men und anzuzeigen. Diese geometrische Abweichung ist in der vor­ liegenden Anmeldung als Rückversatz oder Rückstellung (englisch: set­ back) der Vorderachse bezeichnet. Weitere Aussagen über die relative Lage der Vorder- und Hinterräder zueinander sind mit der bekannten 6- Sensor-Anordnung nicht möglich.
Mit einer 10-Sensor-Anordnung gemäß dem Stammpatent DE 42 43 103 können die Positionen der Räder vollständig bestimmt werden. Positions­ fehler der Räder werden als Versatz (in Achsrichtung, englisch: offset) oder Rückstellung (rückwertiger Versatz, englisch: setback) bezeichnet. Durch Bestimmung solcher Positionsfehler kann abgeschätzt werden, ob ein Fahrzeug beschädigt ist, beispielsweise nach einer Kollision. Auch etwaige Korrekturen der relativen Lage der Fahrzeugräder zueinander können mit Hilfe der 10-Sensor-Anordnung kontrolliert werden.
Aus dem US Patent 4 383 370 ist eine Anordnung mit acht Winkelmeß­ gebern bekannt geworden. Mit diesem bekannten Radausrichtsystem wird an einem Fahrzeug mit einem Paar ungesteuerter Räder die Schublinie des Fahrzeugs ermittelt. Diese Schublinie wird in mehrfacher Hinsicht weiter verwendet. Die erste Verwendung der Schublinie besteht darin, die gesteuerten Räder des Fahrzeugs parallel zur Schublinie einzustellen. Bei paralleler Ausrichtung der gesteuerten Räder könne Messungen des sogenannten Radsturzes am genauesten durchgeführt werden. Ferner wird die Schublinie verwendet, um einen Rückversatz der Vorderräder und einen Rückversatz der Hinterräder zu bestimmen. Nach der Lehre der US 4 383 370 kann der Rückversatz gemessen werden als Winkel zwi­ schen den Rädern jedes Paars, wobei die Schublinie als Referenzlinie benützt wird. Auch bei dieser Messung sollen die Räder; deren relativer Rückversatz gemessen wird, parallel zur Schublinie eingestellt werden. Für die Parallelstellung eines gesteuerten Rades werden gemäß US 4 383 370 vier Winkelmeßwerte herangezogen; für die Parallelstellung des anderen gesteuerten Rades werden vier teilweise andere Winkelmeßwerte herangezogen. Zur Berechnung des Rückversatzes vorn oder hinten wird jeweils ein weiterer Winkelmeßwert (Querspur vorn oder hinten) hin­ zugenommen.
Aus dem US-Patent 4,336,658 ist ein Radmeßsystem für ein Fahrzeug bekannt, das eingerichtet ist, eine Eliminierung und Kompensation unerwünschter Effekte, also eine Überprüfung des Radsystems herbeizuführen. Diese Überprüfung des Radmeßsystems wird jedoch mit anderen Maßnahmen als denen der vorliegenden Erfindung erreicht.
Auch die Druckschrift DE 40 39 881 betrifft ein Radmeßsystem für ein Fahrzeug, bei dem mittels an den Rädern angeordneten Bauelementen eine Aussage über den jeweili­ gen Winkel der Räder gemacht werden kann. Aus den von den vier Bauelementpaaren gemessenen Winkeln lassen sich die Spuren der einzelnen Räder, die Gesamtspur der Vorderräder, die Gesamtspur der Hinterräder, die Einschlagwinkel der einzelnen Räder, der Radversatz der Vorder- bzw. Hinterräder und die Winkelabweichung der geome­ trischen Fahrachse von der Fährzeugmittellinie ermitteln. Obwohl, wie sich aus den Ausführungen zu der Druckschrift DE 29 34 411 ergibt, für diese Ermittlung drei Paare von Winkelmeßeinrichtungen ausreichend wären und somit bei dem System nach der DE 40 39 881 ein "an und für sich überschüssiges" Paar von Winkelmeßeinrich­ tungen vorhanden ist, geht aus dieser Entgegenhaltung nicht hervor, daß dieses "an und für sich überschüssige" Paar von Winkelmeßeinrichtungen zur Überprüfung des Radmeßsystems gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
In der nachveröffentlichten, auf eine Anmeldung mit älterem Zeitrang zurückgehenden Druckschrift EP 05 28 552 ist ein Radmeßsystem für ein Fahrzeug beschrieben, bei dem Einrichtungen zum Messen der Winkel zwischen den Ebenen bestimmter Räder, und zwar den gegenüberliegenden Rädern, den auf gleicher Fahrzeugseite liegenden Rädern und den diagonal gegenüberliegenden Rädern, vorgesehen sind. Zur Messung der jeweiligen Winkel werden die entsprechenden erforderlichen Winkelmeßeinrichtungen verwendet. Eine Überprüfung der erhaltenen Radsystemmeßdaten ist in dem System nach der Entgegenhaltung EP 05 28 552 jedoch nicht möglich.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Genauigkeit von Radmeß­ vorrichtungen. Es wird ein System und ein Verfahren zur Überprüfung der Winkelmeßgenauigkeiten vorgeschlagen. Für den Bediener stellt es einen erheblichen Vorteil dar; wenn er eine Anzeige erhält, die besagt, daß die Meßvorrichtung ihre Winkelmeßgenauigkeit selbst überprüft hat, und daß die gemessenen Winkelwerte innerhalb akzeptabler Fehlergren­ zen liegen. In diesem Fall kann er sich nämlich darauf verlassen, daß auch die aus den Winkelmeßwerten abgeleiteten Radspurwinkel und Radpositionen mit ausreichender Genauigkeit angezeigt werden.
Zur Lösung dieses Problems ist ein Radmeßsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch ein überschüssiges Paar von Winkelsensoren gekennzeichnet, deren Winkelmeßwerte zu einer Anzeige führen, die aussagt, ob sich eine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 berechnete Ausgangsgröße eines Radmeßwerts innerhalb akzeptabler Fehlergrenzen befindet. Der Patentanspruch 6 enthält ein entsprechendes Verfahren zur Überprüfung der Winkelmeßgenauigkeit eines Radmeßsy­ stems. Das zusätzliche Paar von Winkelsensoren ist überschüssig oder redundant insofern, als deren Winkelmeßsignale zum Zwecke einer Kontrollrechnung verwendet werden. Das Prinzip besteht darin, einen der gewünschten Radmeßwerte ein zweites Mal auf unterschiedliche Weise zu bestimmen und die beiden Rechenergebnisse miteinander zu vergleichen.
Zweckmäßige Weiterbildungen dieses Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen ausgeführt. Die Unteransprüche 2, 3, 7 und 8 wenden den Erfindungsgedanken des redundanten Paars von Winkelsensoren beispielhaft auf Spurmeß-Anordnungen an, wie sie erstmals aus dem Patent DE 29 34 411 bekannt geworden sind. Solche Systeme messen bestimmungsgemäß die Spurwerte sämtlicher Räder und den sogenannten Rückversatz (engl. setback). Die Unteransprüche 4, 5, 9 und 10 wenden den Erfindungsgedanken auf das Beispiel der 10-Sensor-Anordnung an, wie sie in dem Stammpatent DE 42 43 103 beschrieben ist. Derartige Anordnungen mit diagonal wirksamen Winkelmeßsensoren können zusätz­ lich sämtliche Radpositionen relativ zueinander bestimmen.
Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 6 näher beschrieben. Dabei werden zunächst die bestimmungsgemäßen und unverzichtbaren Meßelemente und Anzeigefunktionen und anschließend die überschüssigen Meßelemente und Anzeigefunktionen beispielhaft erläutert. Ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzt die Signale von sechs Emittern und sechs Detektoren, zu denen sich erfindungsgemäß zwei redundante Emitter und zwei redundante Detektoren gesellen. Ein anderes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung arbeitet mit den Signalen von zehn Emit­ ter/Detektor-Paaren, zu denen sich ebenfalls das erfindungsgemäße Extrapaar von zwei Emittern und zwei Detektoren gesellt. Mit diesen Ausführungsbeispielen können sowohl die individuellen Radspuren als auch die Radpositionseigenschaften, wie beispielsweise Radversatz und Radrückstellung genauer als bisher bestimmt werden.
Bei den eingangs zitierten Radmeßsystemen, von denen die Erfindung ausgeht, hat sich gezeigt, daß eine zunehmend größere Anzahl von Radpositionswerten ermittelt und dem Bediener angezeigt wird. Bis zum Jahre 1979 wurden nur 4 Winkel gleichzeitig gemessen. Danach wurde die Zahl der Sensoren erhöht, um zunächst alle Spurwerte und dann eine immer größere Zahl von Radpositionswerten vermessen zu können. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Paar redundanter Winkelmeß­ sensoren hinzugefugt, um die Genauigkeit von bestimmungsgemäß gemes­ senen Radausrichtungen oder die Genauigkeit von bestimmungsgemäß gemessenen Radpositionen zu überprüfen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit vier Rädern mit der Installation einer Ausführungsform,
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, welches die Ausführungsform nach Fig. 1 repräsentiert,
Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem Vorderradversatz,
Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Hinterrad-Zurückstellung,
Fig. 5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit vier Rädern, wobei die Installation einer weiteren Ausführungsform gezeigt ist,
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm des Systems nach Fig. 5.
In Fig. 1 ist ein Fahrzeugrahmen 11 mit einer Mittellinie 12 gezeigt, die sich longitudinal hinzu erstreckt, wobei ein vorderes Ende durch den Pfeil auf der Mittellinie angezeigt ist. Der Fahrzeugrahmen 11 ist in Fig. 1 von vier Fahrzeugrädern gestützt, die ein Vorderradpaar A und B und ein Hinterradpaar C und D einschließen. Die Ebenen der vier Räder sind durch gerade Linien dargestellt, die sich durch die Punkte A, B, C und D erstrecken. Radpaare A/B und C/D werden als gegenüberliegende Seitenräder bezeichnet Radpaare A/C und B/D werden als gleichseitige Räder bezeichnet. Radpaare A/D und C/B werden als diagonal gegen­ überliegende Räder bezeichnet. Eine geometrische Mittellinie 13 ist für den Rädersatz dargestellt, die sich durch die Mittelpunkte zwischen dem Vorderradpaar A und B und dem Hinterradpaar C und D erstreckt. Die geometrische Mittellinie 13 ist winkelmäßig von der Rahmenmittellinie 12 in übertriebener Darstellung in Fig. 1 zum Zwecke der Illustration versetzt. Eine Schublinie 14 für das Fahrzeug nach Fig. 1 erstreckt sich von dem Mittelpunkt zwischen den Hinterrädern C und D. Wie es bekannt ist, ist die Schublinie die Winkelhalbierende zwischen den Ebenen der beiden Hinterräder C und D eines Fahrzeuges und definiert die Spurrichtung für das Fahrzeug. Es ist gezeigt, daß das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeug schlecht ausgerichtet ist. Der Zweck besteht in der deutlichen Darstellung der Versatz-/Rückstellung bzw. Versatz nach hinten betreffenden Fehlausrichtungszustände, um diese Zustände zu beschreiben und zu definieren. Ein Vorderradversatz ist als der Abstand zwischen der Rahmenmittellinie 12 und dem Mittelpunkt zwischen den Vorderrädern A und B definiert, durch welche die geometrische Mittel­ linie 13 läuft. Eine Rückstellung der Vorderräder ist in Fig. 1 als Ab­ stand in Richtung der Rahmenmittellinie 12 zwischen den beiden Dreh­ achsen der Vorderräder A und B erkennbar. Der longitudinale bzw. rückwärtige Versatz der Hinterräder wird in ähnlicher Weise als der Abstand in Richtung der Rahmenmittellinie 12 zwischen den beiden Drehachsen der Hinterräder C und D definiert. Diese Zustände werden unter Diskussion von Fig. 3 und 4 im Detail untersucht. Einige der mit dem beschriebenen Ausrichtsystem erhaltenen Vorteile beziehen sich auf die fertige Messung von Versatz und Rückstellung (rückwärtiger Versatz) zum Zwecke des Einschätzens einer Beschädigung eines Fahrzeuges oder zwecks Durchführung von Korrekturen bezüglich der Relativlagen zwi­ schen den Rädern eines Fahrzeuges, und zwar nach einer Kollision der Fahrzeugtragstruktur.
Es sei hervorgehoben, daß die Vorrichtung und das Verfahren, wie hier beschrieben, sich auf das Ausrichten von ein Fahrzeug tragenden Rädern zueinander sowohl hinsichtlich Ausrichtung und Lage beziehen. Es wird angenommen, daß der Rahmen auf den Fahrzeugrädern abgestützt ist, der sich in einem ziemlich gleichen Abstand seitlich in Bezug auf die Radpaare befindet.
In Fig. 1 ist erkennbar, daß ein Emitter- und Detektorpaar bei A1 an dem linken Vorderrad A angeordnet und im allgemeinen quer zum Vorderteil des Fahrzeuges gerichtet ist, dargestellt durch den abgestützten Rahmen 11. Ein Emitter- und Detektorpaar B1 befindet sich an dem rechten Vorderrad B und ist allgemein quer zum Vorderteil des Fahr­ zeuges gerichtet, dargestellt durch den Rahmen 11. Eine Bezugsrichtung ist durch die ausgezogenen Linien dargestellt, die von A1 und B1 ausge­ hen, wobei die Bezugslinie allgemein rechtwinklig zu der Ebene der Räder A bzw. B ist. Der Emitter A1E projiziert einen fächerartigen oder etwas gestreuten Strahl, welcher die Strahlkomponente einschließt, die durch die sich zwischen A1 und B1 erstreckende gestrichelte Linie dargestellt ist und auf den Detektor B1R in einem Winkel 10 in Bezug auf die rechtwinklige Referenz der Ebene des Rades B auftrifft. Auf ähnliche Weise hat der vom Emitter B1E emittierte Strahl eine Strahl­ komponente, die sich längs derselben gestrichelten Linie erstreckt und auf den Detektor A1R trifft, welcher am Rad A angeordnet ist, um eine Definition eines Winkels in Bezug auf die Senkrechte zur Radebene des Rades A zu schaffen, der in Fig. 1 mit der Ziffer 9 bezeichnet ist. Hier und im Zusammenhang mit der Kombination von Winkeln zum Bestim­ men der Winkel zwischen den Radebenen wird angenommen, daß der Leser mit der Technik hinsichtlich positiver und negativer Winkel in Bezug auf eine Referenzrichtung entweder parallel zu oder senkrecht zu den Radebenen vertraut ist. Demzufolge werden Winkel zwischen Rad­ ebenen als Unterschiede ausgedrückt, wobei anerkannt wird, daß diese Winkel tatsächlich Summen absoluter Winkelwerte sein können. So ist der Winkel zwischen den Senkrechten auf die Ebenen der Räder A und B durch Winkel 9 minus Winkel 10 dargestellt, wobei erkannt wird, daß einer der Winkel 9 und 10 negativ ist, so daß die Differenz die Summe der Absolutwerte der Winkel ist. Ein für die beschriebene Funktion zufriedenstellender Emitter ist eine Licht emittierende Diode. Ein zweckmäßiger Detektor ist ein Lage­ fühldetektor.
In Fig. 1 ist bei A2 ein Emitter/Detektorpaar gezeigt, das als A2E und A2R bezeichnet wird. In ähnlicher Weise ist in der Position B2 hinter dem Rad B ein Emitter B2E und ein Detektor B2R vorgesehen. In der Position C1 in Fig. 1 am Rad C befinden sich ein Emitter C1E und ein Detektor C1R. In der Position D1 am Rad D ist ähnlich ein Emitter D1E und ein Detektor D1R vorgesehen. Der Emitter A2E ist von dem Detektor D1R aufgenommen, welcher den Winkel 5 zwischen der Ebene des Rades D und dem empfangenen Strahl definiert, der von A2E ausgeht, wie dies in gestrichelter Linie gezeigt ist. Ähnlich projiziert der Emitter D1E einen Strahl längs der gleichen gestrichelten Linie, der vom Detektor A2R zu erfassen ist und welcher einen Winkel 4 zwischen dem empfangenen Strahl und der Ebene des Rades A definiert. Der Winkel zwischen der Ebene des Rades A und des Rades D ist demzufolge Winkel 4 minus Winkel 5.
Der Emitter B2E in Fig. 1 projiziert einen Strahl zum Detektor C1R, wie dies gestrichelt angedeutet ist. C1R definiert dann den Winkel 3 zwischen der Ebene des Rades C und dem von B2E projizierten Strahl. Der Emitter C1E projiziert einen Strahl längs der gleichen gestrichelten Linie, der von dem Detektor B2R zu empfangen ist, welcher dann den Winkel 6 zwischen der Ebene B und dem von C1E projizierten Stahl definiert. Der Winkel zwischen den Ebenen der Räder C und B ist demzufolge Winkel 6 minus Winkel 3. Der Emitter A2E projiziert eben­ falls einen Strahl längs der gestrichelten Linie zum Detektor C1R, wel­ cher den Winkel 1 zwischen der Ebene des Rades C und dem projizier­ ten Strahl definiert. Der Emitter C1E projiziert einen Strahl längs der gleichen gestrichelten Linie, der vom Detektor A2R zu empfangen ist, der dann den Winkel 2 zwischen der Ebene des Rades A und dem vom Emitter C1E projizierten Strahl definiert. Der Winkel zwischen den Ebenen der Räder A und C kann demzufolge als Winkel 2 minus Winkel 1 betrachtet werden.
Der Emitter B2E projiziert einen Strahl längs der gestrichelten Linie, die sich zum Detektor D1R erstreckt, welcher dann den Winkel 7 zwischen der Ebene des Rades D und dem empfangenen Strahl definiert. In ähnlicher Weise projiziert der Emitter D1E einen Strahl längs der glei­ chen Linie zum Detektor B2R, der seinerseits den Winkel 8 zwischen dem empfangenen Strahl und der Ebene des Rades B definiert. Der Winkel zwischen den Ebenen der Räder B und D kann demzufolge als Winkel 7 minus Winkel 8 betrachtet werden.
Es sei hervorgehoben, daß die tatsächlichen Positionen der Emitter und Detektoren längs der Ebenen der Räder; an denen sie angeordnet sind, nicht auf die nach Fig. 1 beschränkt sind, solange die anderen Kriterien befolgt werden. Beispielsweise könnten die Emitter- und Detektorpaare bei A1 und B1 an den ungefähren Positionen der Detektorpaare A2 und B2 angeordnet sein, solange A1 und B1 miteinander in Verbindung stehen.
Die von den Detektoren geschaffenen Winkeldaten werden mit Ver­ stärkern 16 variabler Verstärkung in Fig. 2 gekoppelt. Ein Prozessor/- Regler 17 ist in Fig. 2 gezeigt, welcher eine automatische Verstärkungs­ regelung bei G schafft. Die Funktion des Prozessor/Reglers 17 wird von einem Mikroprozessor durchgeführt.
In Fig. 2 sind sechs Emitter und sechs Detektoren vorgesehen Zehn Emitter- und Detektorenkästen sind gezeigt, weil vier der Detektoren je mit zwei unterschiedlichen Emittern arbeiten, wie dies oben beschrieben ist. Zwecks Übersichtlichkeit ist demzufolge in Fig. 2 gezeigt, daß der Detektor D1R zum Beispiel den projizierten Strahl vom Emitter B2E und Emitter A2E empfängt, so daß er Winkel 7 und Winkel 5 nach Fig. 1 definieren kam Zwecks geeigneter Identifikation und zum Vermeiden eines Übersprechens zwischen den projizierten Strahlen und Detektoren betreibt der Prozessor/Regler 17 die Emitter im Zeitmultiplex, so daß nicht zwei Emitter-Detektor-Paare zur gleichen Zeit aktiv sind. Als Ergebnis kann, wenn der Emitter B2E erregt ist und lediglich Winkel 3 in Fig. 1 zu messen ist, nur Detektor C1R einen projizierten Strahl empfangen. Da der Prozessor weiß, daß der Emitter B2E projiziert und der Detektor C1R auf Empfang geschaltet ist, weiß der Prozessor; daß die erhaltenen Daten den Winkel 3 darstellen.
Das Winkelausgangssignal von den Detektoren nach Fig. 2 ist bei 16 mit Verstärkern variabler Verstärkung gekoppelt. Die zeitliche Aufeinand­ erfolge des Emitter-An/Aus-Zyklus wird von dem Regler besorgt. Die Verstärkung des Detektors (in dem vorhergehenden Beispiel C1R)) wird erhöht, während der Emitter (in dem vorhergehenden Beispiel Emitter B2E "ein" ist, bis entweder das Signal erfaßt oder die maximale Ver­ stärkung des Verstärkers variabler Verstärkung erreicht ist. Wenn bei maximaler Verstärkung kein Signal erfaßt ist, ist entweder die Radbasis zu lang oder die Spurbreite zu groß, um von dem System erfaßt zu werden, oder es ist ein Fehler vorhanden Fehlermöglichkeiten umfassen unzweckmäßiges Anordnen der Köpfe an den Fahrzeugrädern, ein Hin­ dernis zwischen dem Emitter und dem empfangenden Detektor; Schmutz an optischen Linsen in dem System oder einen anderen Mangel der Ein­ richtung. Der Verstärker variabler Verstärkung bringt das erfaßte System auf ein brauchbares Niveau für das System, wobei niedrigere Emitter­ strahl-Energiepegel ausgeglichen werden, die an den Detektoren auf Grund längerer Projektionsabstände für große Spurbreite oder Fahrzeuge mit langer Radbasis empfangen werden.
Der Signalausgang aus dem Verstärker 16 variabler Verstärkung wird in einen logarithmischen Verstärker eingegeben, welcher einen Logarithmus­ maßstäblichen Ausgang schafft, der mit einem A/D-Wandler 20 verbun­ den wird. Der digitalisierte Winkelausgang auf verwendbarem Level und im logarithmischen Format hat eine erhöhte Winkelauflösung nahe der Mitte des Winkelbereiches oder bei geringen gemessenen Winkelwerten. Um die logarithmische Verzerrung durch den logarithmischen Verstärker zu korrigieren, enthält der Prozessor eine "Nachschlage"-Tabelle mit gegenläufiger logarithmischer Funktion, welche die Winkelausgangswerte linearisiert. Die linearisierten Werte werden zu einer Anzeige 18 ge­ bracht, wo programmierte Radausrichtwerte angezeigt werden oder spezi­ fische Radausrichtwerte mit Hilfe eines manuellen Einganges oder einer Tastatur 19 abgerufen werden können. Die Anzeige kann eine Kathoden­ strahlröhre (CRT) sein. Der manuelle Eingang oder die Tastatur 19 kann auch verwendet werden, um bekannte Spurbreitenabmessungen oder Radbasisabmessungen für ein auszurichtendes Fahrzeug einzugeben, so daß quantitative Radpositionen von dem Prozessor/Regler 17 errechnet werden können Alternativ kann der Prozessor/Regler 17 eine Liste von Fahrzeugradabstandsabmessungen haben, die von einem Operator abgeru­ fen werden können, wenn mit dem beschriebenen System ein besonderes Fahrzeug einer Ausrichtung unterworfen wird.
Unter Bezugnahme auf das Vorstehende ist erkennbar, daß die Emitter und Detektoren in Ausrichtköpfen angeordnet sind, die mit Präzision an den auszurichtenden Rädern angeordnet sind. Die Präzision gibt eine bekannte Beziehung zwischen den Detektoren und den Ebenen der Räder, an welchen die Köpfe angeordnet sind. Ein Paar von Ausricht­ köpfen mißt zwei Winkel an dem Paar von Rädern, an denen die Köpfe angeordnet sind. Die beiden Winkel sind der Winkel an jedem Kopf zwischen der Ebene des Rades, an welchem der Kopf angeordnet ist, und dem projizierten Lichtstrahl, welcher die Köpfe verbindet. Der Winkel wird von dem Detektor gemessen, welcher das primäre Meß­ instrument ist.
Fig. 3 ist eine vereinfachte Darstellung, um deutlicher den Vorderradver­ satz zu zeigen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, fallen die Rahmenmittellinie 12 und die geometrische Mittellinie 13 nicht zusammen. Die Mittellinien fallen nicht zusammen, weil die Vorderräder A und B nicht symmetrisch zu den Hinterrädern C und D positioniert sind. Der Mittelpunkt zwi­ schen den Vorderrädern A und B ist um einen Abstand M von der Rahmenmittellinie versetzt. Der Vorderradversatz ist demzufolge ein Abstand M, wie dies gezeigt ist.
Unter Bezug auf Fig. 4 ist eine vereinfachte Darstellung gezeigt, um die Hinterrad-Zurückstellung zu zeigen. Die Vorderrad-Zurückstellung kann ähnlich dargestellt werden, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, aber eine Zurückstellung der Vorderräder ist in Fig. 4 nicht gezeigt. Die Rahmen­ mittellinie 12 und die geometrische Mittellinie 13 fallen in Fig. 4 zu­ sammen, weil kein Vorderradversatz vorhanden ist. Jedoch ist das linke Hinterrad C vor dem rechten Hinterrad D positioniert, wie dies gezeigt ist. Als Ergebnis ist eine Hinterrad-Zurückstellung in der Größe vorhan­ den, die der Abmessung N äquivalent ist, wie dies in der Darstellung nach Fig. 4 gezeigt ist.
Da in Fig. 3 und 4 weniger Symbole vorhanden sind, wird unter Be­ zugnahme auf diese Figuren eine kurze Erläuterung der Art und Weise gegeben, auf welche die von dem beschriebenen System bestimmten Winkel Radspur; Vorderradversatz und gegenseitige Zurückstellung von Vorder- und Hinterrad schaffen. Zwei Dreiecke sind durch Messungen mit dem beschriebenen System definiert. Dies sind die Dreiecke ABC und BAD. Die beiden Dreiecke haben eine gemeinsame Seite AB. Alle drei Winkel eines jeden Dreiecks sind bekannt, wie dies oben beschrie­ ben ist. Demzufolge kann unter Bezug auf die Rahmenmittellinie ein Vorderradversatz und ein Zurückstellen von Vorder- oder Hinterrad genauso wie die Spur für jedes der vier Räder bestimmt werden. Es kann wünschenswert sein, diese Radpositionseigenschaften in Bezug auf die Rahmenmittellinie zum Zwecke des Abschätzens von Rahmenschäden zu kennen. Es kann ein Grund vorhanden sein, die Radpositionen auf andere Bezugsrichtungen wie beispielsweise die geometrische Mittellinie 13 oder die Schublinie 14 nach Fig. 1 zu beziehen. Wenn eine der Radpositionsabmessungen bekannt ist, wie beispielsweise die Spurbreite, (2X in Fig. 4) oder der Radstand (wie beispielsweise der Abstand von A zu C in Fig. 3), können alle anderen Dimensionen aus den beiden erwähnten Dreiecken mit bekannten Winkeln und einer bekannten Seite berechnet werden. Alternativ kann ein Radstand oder eine Spurbreite an­ genommen oder über den manuellen Eingang oder die Tastatur 19 eingegeben oder von einer Liste erhalten werden, die in dem Prozessor/-Regler 17 gespeichert ist, und zwar nach Angabe der zweckmäßigen Modellnummer über den manuellen Eingang 19.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 ist ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß anstatt sechs zehn Emitter/Detektor-Paare verwendet werden. Spezielle Emitter/Detektor-Paare sind in den Ausricht­ köpfen vorgesehen, die an den Rädern A, B, C und D zwecks Projektion diagonal über das Fahrzeug angeordnet sind. Der Emitter A3E projiziert einen Strahl vom linken Vorderrad A zum rechten Hinterrad D, so daß ein Winkel 5 zwischen der Ebene des Rades D und dem projizierten Strahl gemessen wird. Ein Emitter D3E projiziert einen Strahl diagonal über das Fahrzeug auf der gleichen Linie zum linken Vorderrad A vom rechten Hinterrad D, der vom Detektor A3R empfangen wird, um somit den Winkel zwischen der Ebene des Rades A und dem empfangenen Strahl als Winkel 4 zu definieren. Ähnlich projiziert der Emitter B3E einen Strahl diagonal über das Fahrzeug vom rechten Vorderrad B zum linken Hinterrad C, der vom Detektor C3R zu empfangen ist, um somit einen Winkel 3 zwischen der Ebene des linken Hinterrades C und dem empfangenen Strahl zu definieren. Der Emitter C3E projiziert einen Strahl vom linken Hinterrad C längs derselben Linie, der am rechten Vorderrad B durch den Detektor B3R zu empfangen ist, um den Winkel 6 zwischen dem empfangenen Strahl und der Ebene des Rades B zu definieren. Die weiteren Winkel 1, 2, 7, 8, 9 und 10 werden in der gleichen Weise erhalten, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 oben be­ schrieben ist.
Wie oben in Bezug auf Fig. 1 beschrieben ist, sind die Positionen der Emitter und Detektoren längs der Ebene der Räder nicht auf die in Fig. 5 gezeigten begrenzt, solange andere Kriterien eingehalten werden und die Wege zwischen zusammenwirkenden Emittern und Detektoren offen bleiben.
Es sei unter Bezugnahme auf Fig. 5 hervorbehoben, daß die zum Messen der Winkel diagonal über das Fahrzeug verwendeten Emitter und Detek­ toren durch Spannbänder ersetzt werden können, die sich zwischen elektromechanischen oder opto-mechanischen Winkelmeßinstrumenten erstrecken, welche an diagonal positionierten Rädern an den Enden der Spannbänder angeordnet sind. Demzufolge kann ein Winkelmeßinstrument an dem linken Vorderrad A an Stelle des Emitter/Detektors A3E/A3R angeordnet werden und ähnlich können Winkelmeßinstrumente am rech­ ten Hinterrad D an Stelle des Emitter/Detektors D3E/D3R angeordnet werden, wobei sich ein Spannband dazwischen auf der gezeigten gestri­ chelten Linie erstreckt. Ähnlich kann ein Winkelmeßinstrument an Stelle des Emitter/Detektors C3E/C3R am linken Hinterrad C und an Stelle des Emitter/Detektors B3E/B3R an, rechten Vorderrad B angeordnet werden, wobei sich ein Spannband dazwischen längs der gezeigten gestri­ chelten Linie zwischen C3E/C3R und B3E/B3R erstreckt. Der Rest der Winkelsensoren kann auch elektromechanische oder opto-mechanische Winkelsensoren wie beispielsweise Drehtöpfe bzw. Drehpotentiometer sein, oder er kann als elektrooptische Winkelmeßvorrichtungen verbleiben, wie dies beschrieben ist.
Für die Ausführungsform nach Fig. 5, bei welcher alle Winkelsensoren elektrooptische Winkelsensoren sind, wie dies beschrieben ist, trifft das Blockdiagramm nach Fig. 6 zu. Wie dort gezeigt ist und im Unterschied von dem Blockdiagramm nach Fig. 2 bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind zehn einzelne Detektoren im Gegensatz zu den vier doppelt arbeitenden Detektoren vorgesehen, wie dies in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 beschrieben ist. Ansonsten arbeitet die Ausführungsform nach Fig. 6 so, wie dies für die Ausführungsform nach Fig. 2 beschrieben ist, wobei der Prozessor/Regler 17 die An/Aus- Folge der Emitter regelt, die beispielsweise durch A1E gezeigt sind. Die Detektoren, beispielsweise B1R erzeugen einen Ausgang, der mit dem Verstärker 16 variabler Verstärkung für die Zwecke gekoppelt ist, die oben in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 2 beschrieben sind. Der Ausgang aus dem Verstärker variabler Verstärkung ist mit dem logarithmischen Verstärker nach Fig. 6 gekoppelt, der dann in dem Analog/Digital-Wandler 20 digitalisiert wird. Der Prozessor/Regler 17 wählt den B1R-Ausgang während der "EIN"-Zeit des Emitters A1E in diesem Beispiel als Messung des Winkels 10 in Fig. 5. In ähnlicher Weise schaltet der Prozessor/Regler 17 aufeinanderfolgend den Rest der Emitter ein, empfängt die logarithmische Form des entsprechenden Detektors und unterwirft das empfangene Winkelausgangssignal einer gegenläufigen logarithmischen Funktion, um den Winkelausgang zu linea­ risieren, der für die Verwendung durch einen Operator beispielsweise zur Anzeige 18 gegeben wird, die ein CRT sein kann. Wie in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 vorgeschlagen ist, können die dimensionalen Abstandseigenschaften eines Fahrzeugrades in den Prozessor/Regler 17 zu dem Zweck eingegeben werden, um quantitative Angaben der Radpositionen in Bezug auf eine vorbestimmte Referenz wie beispielsweise die Rahmenmittellinie 12 zu erhalten. Somit können eine individuelle Radspur als auch Radpositionseigenschaften wie bei­ spielsweise Versatz und Rückstellung zum Zwecke der Radausrichtung und Abschätzung einer Beschädigung des Fahrzeuges erhalten werden.
Fig. 5 wird verwendet, um ein überschüssiges Paar Sensoren (zwölf Emitter/Detektor-Paare) und die Art und Weise zu illustrieren, in wel­ cher sie verwendet werden können, um eine Gegenkontrolle für die Akzeptanz der Winkelmeßgenauigkeit zu schaffen. Das System nach Fig. 1 kann auch modifiziert werden, so daß es Emitter/Detektor-Paare C4E/C4R und D4E/D4R umfaßt (insgesamt acht EmitterDetektor-Paare), um die gleichen Gegenkontrollmöglichkeiten zu erhalten, die für das System nach Fig. 5 zu beschreiben sind. Der Emitter C4E und Detektor D4R arbeiten, um den Winkel 12 nach Fig. 5 zu messen, und der Emitter D4E und Detektor C4R arbeiten, um den Winkel 11 zu messen, wie dies für die anderen Emitter und Detektoren beschrieben ist, um eine Messung der anderen Winkel in Fig. 5 zu erhalten.
Das Verfahren zur Kontrollmessung besteht darin, genug Messungen zu erhalten, um eine Radorientierungscharakteristik durch Berechnung zu bestimmen und dann die berechneten Orientierungscharakteristiken direkt zu messen. Ein Vergleich der berechneten und direkt gemessenen Grö­ ßen schafft eine Anzeige, ob sich die berechnete Größe (aus gemessenen Winkeln) innerhalb akzeptabler Fehlerwerte befindet. Beispielsweise können vordere Querspur, linke Fahrspur und rechte Fahrspur verwendet werden, um die gesamte rückwärtige Spur zu berechnen, wie dies be­ kannt ist. Die gesamte rückwärtige Spur kann auch von den Sensoren gemessen werden, welche die Winkel 11 und 12 messen. Ein Vergleich schafft die Querkontrolle.
Die Positionen der Räder können auch unter Einschluß eines Extrapaares von Emitter/Detektoren geprüft werden. Wenn beispielsweise die Winkel 1 bis 10 gemessen sind, sind die Dreieckformen ABC und ABD defi­ niert. Die Länge AB kann beispielsweise auf 1,00 eingestellt werden. Die Relativlängen von AC, BD, AD und BC können dann berechnet werden Der Winkel eines Schenkels, beispielsweise AC, kann einer Richtung von Null Grad zugeordnet werden. Die Koordinaten eines Punktes A bei­ spielsweise können den Werten 0,0 zugeordnet werden. Die Koordinaten der Punkte B, C und D können dann unter Verwendung bekannter Winkelbeziehung und geometrischer Prinzipien berechnet werden. Dies ergibt Radpositionen mit oder ohne die zusätzlichen Paare von Emitter/- Detektoren C4E/C4R und D4E/D4R nach Fig. 5. Jedoch können unter Verwendung der zusätzlichen rückwärtigen Querspursensoren und Fort­ lassen eines der zuerst verwendeten Winkelpaare, beispielsweise vordere Querspur, Dreieckformen ACD und BCD definiert werden. Unter Ver­ wendung einer der Längen, die in dem ersten Teil dieser Näherung berechnet sind, beispielsweise AC, können die Längen (relativ) der Seiten CD, AD, BD und BC berechnet werden. (CD ist die gemeinsame Seite).
Setze den Punkt A auf 0,0-Koordinaten. Stelle den Winkel der Seite AC auf Null Grad ein. Berechne die Relativlagen der Punkte B, C und D (der Räder). Vergleiche die Positionsergebnisse aus der ersten und zweiten Berechnung. Die Positionswerte müssen innerhalb akzeptabler Fehlergrenzen liegen.
Mit dem beschriebenen System kann die Spur bei Lenkausschlägen mit dem Spursystem an Stelle von mechanischen oder elektromechanischen Drehtischen für die Vorderräder eines Fahrzeuges gemessen werden. Ein kontinuierliches eindeutiges Signal, welches für die Spur aller stützender Räder eines Fahrzeuges darstellend ist, wird über große Radwinkelberei­ che erhalten. Es sei hervorgehoben, daß die Fahrzeugausrichtköpfe so ausgebildet sein können, daß die Emitter Strahlen unterhalb des Fahr­ zeuges projizieren, die von Detektoren empfangen werden, die diagonal am Fahrzeug angeordnet sind. Auf ähnliche Weise kann, wenn eine elektromechanische Winkelmeßeinrichtung wie beispielsweise ein Drehpo­ tentiometer für die Winkelmessung verwendet wird, sich das die elektromechanische Winkelmeßeinrichtung verbindende Spannband diagonal unterhalb des Fahrzeuges erstrecken.
Es lassen sich zweckmäßige Abänderungen und Modifikationen durch­ führen, ohne sich jedoch dabei vom Kern der Erfindung zu entfernen.

Claims (10)

1. Radmeßsystem für ein Fahrzeug
mit einer Stützstruktur und mindestens zwei Paaren von tragenden Rädern,
wobei das Radmeßsystem Winkelmeßeinrichtungen umfaßt, die an den tragenden Radpaaren montiert sind in bekannter Winkelbeziehung zu der Ebene des tragenden Rades,
um gemessene Winkelausgangssignale relativ zu diesen Ebenen zu liefern,
ferner Einrichtungen umfassend zum Auslenken der Winkelmeßeinrich­ tungen, um die Winkel zwischen den Ebenen bestimmter Räder der beiden Radpaare gesondert zu messen,
und Empfangs-Berechnungs-Einrichtungen umfassend, welche die gemes­ senen Winkelausgangssignale empfangen und eine erste Ausgangsgröße berechnen, die ein Maß für eine relative Spurausrichtung und/oder Position eines bestimmten Rades ist,
gekennzeichnet durch ein überschüssiges Paar von Winkelmeßeinrich­ tungen (C4E/C4R, D4E/D4R),
wobei die Empfangs-Berechnungs-Einrichtungen eine zweite Ausgangs­ größe bestimmen, die ein Maß für die genannte relative Spurausrichtung und/oder Position ist,
und zu dieser Bestimmung die gemessenen Winkelausgangssignale der überschüssigen Winkelmeßeinrichtungen heranziehen,
und die Empfangs-Berechnungs-Einrichtungen eine Einrichtung zum Vergleichen der ersten und zweiten Ausgangsgröße enthalten, um eine Überprüfung des Radmeßsystems herbeizuführen.
2. Radmeßsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß es ausge­ bildet ist für
Winkelmessungen (1, 2, 7, 8, 9, 10) zwischen den Ebenen von Rädern auf gegenüberliegenden Seiten und auf gleichen Seiten des Fahrzeugs, die Berechnung der genannten ersten Ausgangsgröße als Maß für die relative Spurausrichtung bestimmter Räder,
die Bestimmung der zweiten Ausgangsgröße unter Benutzung des über­ schüssigen Paars von Winkelmeßeinrichtungen, und
den Vergleich dieser ersten und zweiten Ausgangsgröße zur Überprüfung der Spurausrichtgenauigkeit des Radmeßsystems.
3. Radmeßsystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß es ausge­ bildet ist für Messungen
der vorderen Querspuren zwischen den Ebenen gegenüberliegender Vorderräder,
der linken Längsspuren zwischen den Ebenen der links angeordneten Räder und
der rechten Längsspuren zwischen den Ebenen der rechts angeordneten Räder,
und zur Berechnung der hinteren Gesamtspur aus diesen Werten
und zum Vergleich der berechneten Größe der hinteren Gesamtspur mit einer Größe der hinteren Gesamtspur,
die es mit Hilfe des überschüssigen Paars von Winkelmeßeinrichtungen bestimmt durch Messung zusätzlicher Winkel (11, 12) der hinteren Querspur.
4. Radmeßsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß es ausgebildet ist für Messungen von Win­ keln (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
zwischen den Ebenen von Rädern, die diagonal gegenüberliegen, direkt gegenüberliegen und auf derselben Seite des Fahrzeugs angeordnet sind,
und für Berechnungen derart, daß die genannten Ausgangsgrößen ein Maß für die relative Position (A, B, C, D) der Räder zueinander darstellen.
5. Radmeßsystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß es ausgebildet ist für die Berechnung von Radpositionsgrößen (A, B, C, D)
unter Verwendung von Winkeln (1-10) zwischen den Ebenen diagonal gegenüber liegender, gegenüberliegender und auf derselben Fahrzeug­ seite angeordneter Räder ohne die Winkel (11, 12) des überschüssigen Paares von Winkelmeßeinrichtungen heranzuziehen,
für die Berechnung von Radpositionswerten (A, B, C, D) unter Ver­ wendung von Winkeln (1-8, 11, 12), die die Winkel (11, 12) des überschüssigen Paares von Winkelmeßeinrichtungen einbeziehen, und für den Vergleich der berechneten Radpositionsgrößen.
6. Verfahren zur Überprüfung der Winkelmeßgenauigkeit eines Radmeßsy­ stems, das die folgenden Schritte umfaßt:
  • - Winkelmeßeinrichtungen werden auf tragenden Radpaaren eines Fahrzeugs montiert in bekannter Winkelbeziehung zu der Ebene des jeweils tragenden Rades,
  • - es werden Meßsignale für Winkel erzeugt, die sich auf diese Radebenen beziehen,
  • - die Winkelmeßeinrichtungen werden so ausgelenkt, daß sie geson­ derte Meßwerte für die Winkel zwischen den Ebenen bestimmter Räder von mindestens zwei Radpaaren liefern,
  • - aus den gemessenen Winkelsignalen wird eine erste Ausgangsgröße berechnet, die ein Maß ist für die relative Spurausrichtung und/oder Position bestimmter Räder,
  • - ein überschüssiges Paar von Winkelmeßeinrichtungen (C4E/C4R, D4E/D4R) wird angebracht,
  • - eine zweite Ausgangsgröße wird berechnet, die ein Maß für die relative Ausrichtung und/oder Position ist, wobei die durch die zusätzlichen Winkelmeßeinrichtungen gemessenen Winkelaus­ gangssignale herangezogen werden, und
  • - die erste und zweite Ausgangsgröße werden verglichen zum Zwec­ ke der Überprüfung des Radmeßsystems.
7. Prüfverfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch
Messen der Winkel (1, 2, 7, 8, 9, 10) zwischen den Ebenen gegen­ überliegender und auf der selben Fahrzeugseite angeordneter Räder, Berechnen der ersten Ausgangsgröße als Maß für die relative Spuraus­ richtung bestimmter Räder,
Bestimmen der zweiten Ausgangsgröße unter Benutzung des zusätzlichen Paars von Winkelmeßeinrichtungen, und
Vergleichen der ersten und zweiten Ausgangsgröße, um die Positions­ meßgenauigkeit des Radmeßsystems zu überprüfen.
8. Prüfverfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Messung
der vorderen Querspuren zwischen den Ebenen gegenüberliegender Vorderräder,
der linken Längsspuren zwischen den Ebenen der linksseitig angeord­ neten Räder,
der rechten Längsspuren zwischen den Ebenen der rechtsseitig angeord­ neten Räder,
ferner gekennzeichnet durch Berechnung der hinteren Gesamtspur aus diesen Werten und
Vergleich der berechneten Größe der hinteren Gesamtspur mit einer Größe der hinteren Gesamtspur, die durch das zusätzliche Paar von Winkelmeßeinrichtungen bestimmt wird, indem die Winkel (11, 12) der hinteren Querspur gemessen werden.
9. Prüfverfahren nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch Messung der Winkel (1-10) zwischen den Ebenen diagonal gegenüberliegender, gegenüberliegender und auf der selben Fahrzeugseite angeordneter Räder,
und durch Berechnung der genannten Ausgangsgrößen als Maß für die relative Position (A, B, C, D) der Räder.
10. Prüfverfahren nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch Berechnen der Radpositionsgrößen (A, B, C, D) unter Benutzung der Winkel (1-10) zwischen den Ebenen diagonal gegenüberliegender, gegenüberliegender und auf der selben Fahrzeugseite angeordneter Räder, ohne die Winkel (11, 12) des zusätzlichen Paares von Winkelmeßeinrichtungen heranzuziehen,
und durch Berechnen der Radpositionsgrößen (A, B, C, D) unter Benutzung von Winkeln (1-8, 11, 12), welche die Winkel (11, 12) des zusätzlichen Paars von Winkelmeßeinrichtungen einschließen, und Vergleichen der berechneten Radpositionsgrößen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116105004A (zh) * 2022-11-16 2023-05-12 南京晨光东螺波纹管有限公司 一种膨胀节冷紧方式及检验

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2934411C2 (de) * 1979-08-24 1981-12-17 Osmond 8000 München Beissbarth Radstellungs-Meßvorrichtung.
US4336658A (en) * 1980-07-28 1982-06-29 Hunter Engineering Company Method of effecting compensation of cooperatively coupled vehicle wheel aligner instruments
US4383370A (en) * 1979-06-25 1983-05-17 Nortron Corporation Wheel alignment system and method
DE3022071C2 (de) * 1980-06-12 1984-05-03 Osmond 8000 München Beissbarth Radstellungs-Meßvorrichtung
DE4039881A1 (de) * 1990-12-13 1992-06-17 Hofmann Werkstatt Technik Verfahren und vorrichtung zur optischen messung eines winkels, den stellungen von bauteilen, insbesondere radstellungen an fahrzeugen, zueinander haben
EP0528552A1 (de) * 1991-08-01 1993-02-24 V.L. Churchill Limited Radstellungsmessvorrichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4383370A (en) * 1979-06-25 1983-05-17 Nortron Corporation Wheel alignment system and method
DE2934411C2 (de) * 1979-08-24 1981-12-17 Osmond 8000 München Beissbarth Radstellungs-Meßvorrichtung.
DE3022071C2 (de) * 1980-06-12 1984-05-03 Osmond 8000 München Beissbarth Radstellungs-Meßvorrichtung
US4336658A (en) * 1980-07-28 1982-06-29 Hunter Engineering Company Method of effecting compensation of cooperatively coupled vehicle wheel aligner instruments
DE4039881A1 (de) * 1990-12-13 1992-06-17 Hofmann Werkstatt Technik Verfahren und vorrichtung zur optischen messung eines winkels, den stellungen von bauteilen, insbesondere radstellungen an fahrzeugen, zueinander haben
EP0528552A1 (de) * 1991-08-01 1993-02-24 V.L. Churchill Limited Radstellungsmessvorrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116105004A (zh) * 2022-11-16 2023-05-12 南京晨光东螺波纹管有限公司 一种膨胀节冷紧方式及检验
CN116105004B (zh) * 2022-11-16 2024-01-30 南京晨光东螺波纹管有限公司 一种膨胀节制造厂冷紧方式的检验方法

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