DE4245022C2

DE4245022C2 - Radpositions-Messsystem für Fahrzeugräder

Info

Publication number: DE4245022C2
Application number: DE4245022A
Authority: DE
Inventors: Donald J Christian; Jun James L Dale; Steven W Rogers
Original assignee: Snap On Technologies Inc
Current assignee: Snap On Inc
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2012-12-19
Also published as: DE4244896C2

Abstract

Es wird ein Radausrichtsystem vorgeschlagen, welches die Winkel zwischen den Ebenen der Räder an der gleichen Seite, an der Vorderseite und diagonal gegenüberliegend an einem Fahrzeug mit vier Rädern mißt. Die Messungen werden verarbeitet, um eine Radspur, eine relative Radebene-Orientierung, einen Vorderradversatz und ein Rückstellen von Vorder- und Hinterrad in Bezug auf den Fahrzeugrahmen zu schaffen, um das Abschätzen einer Beschädigung zu unterstützen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radposition-Messsystem für Fahr zeugräder mit

- acht Sensoren, einschließlich vorderer Querspursensoren und einschließlich eines zusätzlichen Paares rückwärti ger Querspursensoren, zum Messen von Spurwinkeln der Fahrzeugräder,
- wobei jeder Sensor einen Emitter und Detektor aufweist und der in einem Messkopf angeordnete Emitter mit einem Detektor in einem Partner-Messkopf zusammenarbeitet, und
- einer Einrichtung zum Berechnen der gesamten Spur der Fahrzeugräder aus den Sensorsignalen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Radposition- Messsystem zu schaffen, bei dem das Messsystem mehrere Mög lichkeiten der Bestimmung der gesamten rückwärtigen Spur aus den Sensorsignalen bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Im Unteranspruch 2 ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung angegeben.

Die Figuren dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahr zeug mit vier Rädern mit der Installation eines Radposition-Messsystems;

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, welches die Ausführungs form 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 wie bei spielsweise RCA-Typ SG1004. Ein zweckmäßiger Detektor ist ein Lage fühldetektor wie beispielsweise Typ L30 von SiTek Electro Optics, Schwe den, der in den Vereinigten Staaten von EG und G Foton Devices, Salem, Massachusetts vertrieben wird.

In Fig. 1 ist bei A2 ein Emitter/Detektorpaar gezeigt, das als A2_E und A2_R bezeichnet wird. In ähnlicher Weise ist in der Position B2 hinter dem Rad B ein Emitter B2_E und ein Detektor B2_R vorgesehen. In der Position C1 in Fig. 1 am Rad C befinden sich ein Emitter C1_E und ein Detektor C1_R. In der Position D1 am Rad D ist ähnlich ein Emitter D1_E und ein Detektor D1_R vorgesehen. Der Emitter A2_E ist von dem Detektor D1_R aufgenommen, welcher den Winkel 5 zwischen der Ebene des Rades D und dem empfangenen Strahl definiert, der von A2_E ausgeht, wie dies in gestrichelter Linie gezeigt ist. Ähnlich projiziert der Emitter D1_E einen Strahl längs der gleichen gestrichelten Linie, der vom Detektor A2_R 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 B2_E in Fig. 1 projiziert einen Strahl zum Detektor C1_R, wie dies gestrichelt angedeutet ist. C1_R definiert dann den Winkel 3 zwischen der Ebene des Rades C und dem von B2_E projizierten Strahl. Der Emitter C1_E projiziert einen Strahl längs der gleichen gestrichelten Linie, der von dem Detektor B2_R zu empfangen ist, welcher dann den Winkel 6 zwischen der Ebene B und dem von C1_E projizierten Stahl definiert. Der Winkel zwischen den Ebenen der Räder C und B ist demzufolge Winkel 6 minus Winkel 3. Der Emitter A2_E projiziert eben falls einen Strahl längs der gestrichelten Linie zum Detektor C1_R, wel cher den Winkel 1 zwischen der Ebene des Rades C und dem projizier ten Strahl definiert. Der Emitter C1_E projiziert einen Strahl längs der gleichen gestrichelten Linie, der vom Detektor A2_R zu empfangen ist, der dann den Winkel 2 zwischen der Ebene des Rades A und dem vom Emitter C1_E 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 B2_E projiziert einen Strahl längs der gestrichelten Linie, die sich zum Detektor D1_R erstreckt, welcher dann den Winkel 7 zwischen der Ebene des Rades D und dem empfangenen Strahl definiert. In ähnlicher Weise projiziert der Emitter D1_E einen Strahl längs der glei chen Linie zum Detektor B2_R, 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 wie beispielsweise Typ 68HC11 von Motorola 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 D1_R zum Beispiel den projizierten Strahl vom Emitter B2_E und Emitter A2_E empfängt, so daß er Winkel 7 und Winkel 5 nach Fig. 1 definieren kann. 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 B2_E erregt ist und lediglich Winkel 3 in Fig. 1 zu messen ist, nur Detektor C1_R einen projizierten Strahl empfangen. Da der Prozessor weiß, daß der Emitter B2_E projiziert und der Detektor C1_R 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 C1_R)) wird erhöht, während der Emitter (in dem vorhergehenden Beispiel Emitter B2_E) "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 die Radbasis (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 eine Radbasis oder 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 A3_E 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 D3_E projiziert einen Strahl diagonal über das Fahrzeug auf der gleichen Linie zum linken Vorderrad A vom rechten Hinterrad D, der vom Detektor A3_R 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 B3_E einen Strahl diagonal über das Fahrzeug vom rechten Vorderrad B zum linken Hinterrad C, der vom Detektor C3_R zu empfangen ist, um somit einen Winkel 3 zwischen der Ebene des linken Hinterrades C und dem empfangenen Strahl zu definieren. Der Emitter C3_E projiziert einen Strahl vom linken Hinterrad C längs derselben Linie, der am rechten Vorderrad B durch den Detektor B3_R 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 A3_E/A3_R angeordnet werden und ähnlich können Winkelmeßinstrumente am rech ten Hinterrad D an Stelle des Emitter/Detektors D3_E/D3_R angeordnet werden, wobei sich ein Spannband dazwischen auf der gezeigten gestri chelten Linie erstreckt. Ähnlich kann ein Winkelmeßinstrument an Stelle des Emitter/Detektors C3_E/C3_R am linken Hinterrad C und an Stelle des Emitter/Detektors B3_E/B3_R am rechten Vorderrad B angeordnet werden, wobei sich ein Spannband dazwischen längs der gezeigten gestri chelten Linie zwischen C3_E/C3_R und B3_E/B3_R 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 A1_E gezeigt sind. Die Detektoren, beispielsweise B1_R 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 B1_R-Ausgang während der "EIN"-Zeit des Emitters A1_E 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 körnen 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 D4ED4R 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 körnen, daß die Emitter Strahlen unterhalb des Fahr zeuges projizieren, die von Detektoren empfangen werden, die diagonal am Fahrzeug angeordnet sind. Auf ähnliche Weise können, wenn eine elektromechanische Winkelmeßeinrichtung wie beispielsweise ein Drehpo tentiometer für die Winkelmessung verwendet wird, kann sich das die ektromechanische 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

1. Radposition-Messsystem für Fahrzeugräder mit
acht Sensoren, einschließlich vorderer Querspursensoren und einschließlich eines zusätzlichen Paares rückwärti ger Querspursensoren, zum Messen von Spurwinkeln der Fahrzeugräder,
wobei jeder Sensor einen Emitter und Detektor aufweist und der in einem Messkopf angeordnete Emitter mit einem Detektor in einem Partner-Messkopf zusammenarbeitet, und
einer Einrichtung zum Berechnen der gesamten Spur der Fahrzeugräder aus den Sensorsignalen,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Falle eines Hindernisses zwischen dem projizierenden Emitter im Messkopf und dem empfangenden Detektor in dem Partner-Messkopf kein Signal erfasst wird, für die Be stimmung der gesamten rückwärtigen Spur entweder die Sensoren für die linke Fahrspur, die rechte Fahrspur und die vordere Querspur oder
unter Fortlassen der vorderen Querspursensoren die rück wärtigen Querspursensoren vorgesehen sind.

2. Radposition-Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn kein Hindernis zwischen dem Emitter und dem Detektor liegt, durch einen Vergleich der beiden ermittelten Ausgangsgrößen für die gesamte rückwärtige Spur in der Berechnungseinrichtung eine Überprüfung der Kalibrierung des Messsystems vorge sehen ist.