DE60038497T2

DE60038497T2 - Verfahren und vorrichtung zur messung des abrollradius eines fahrzeugrades

Info

Publication number: DE60038497T2
Application number: DE60038497T
Authority: DE
Inventors: David A. Point Roberts Jackson; Hoshang Cupertino SHROFF; Stephen L. Los Gatos Glickman
Original assignee: Snap On Inc; Snap On Tools Corp
Current assignee: Snap On Inc
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2020-09-27
Also published as: AU4024501A; EP1216396A1; DE60038497D1; JP2003510590A; CN1283978C; US6237234B1; CN1607374A; CA2383989A1; KR20020035154A; CN1238690C; HK1047312A1; EP1216396B1; WO2001023834A1; CN1376258A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Motorfahrzeugreparaturausrüstung und auf Motorfahrzeugreparaturverfahren, und sie bezieht sich noch spezifischer auf eine Vorrichtung und auf Verfahren, die Messwerte für den Rollradius von Motorfahrzeugrädern und ähnliche Messwerte erstellt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Motorfahrzeugradausrichtungssysteme sind wichtig, um sicherzustellen, dass die Ausrichtungen der Räder innerhalb der Spezifikationen liegen, die von den Motorfahrzeugherstellern bereitgestellt werden. Wenn die Räder nicht ausgerichtet sind, kann es zu einer übermäßigen oder ungleichen Reifenabnutzung kommen. Darüber hinaus kann die Fahrzeugleistung, besonders das Handling und die Stabilität, nachteilig beeinflusst werden, wenn die Räder nicht ordnungsgemäß ausgerichtet sind. Der hier verwendete Begriff „Rad" bezieht sich auf die Reifen-und-Rad-Einheit, die an einem Motorfahrzeug zu finden ist. Eine derartige Einheit enthält im Allgemeinen einen konventionellen Reifen, der auf ein Metallrad oder „Felge" montiert ist.
Die Räder eines Motorfahrzeuges können in einer Vielzahl von Möglichkeiten ausgerichtet werden. Ein Benutzer oder ein Ausrichttechniker kann beispielsweise eine Bilderfassungsvorrichtung verwenden, wie beispielsweise ein Bildverarbeitungssystem, das optische Sensorbauteile, wie beispielsweise Kameras, nutzt zum Bestimmen der Positionen verschiedener Objekte. Ein Beispiel für derartige Bildverarbeitungssysteme ist die Vorrichtung und das Verfahren, die beschrieben werden in U.S. Pat. No. 5,809,658 mit dem Titel „Method amd Apparatus For Calibrating Cameras Used in the Alignment of Motor Vehicle Wheels", U.S. Pat. No. 5,724,743 , mit dem Titel „Method and Apparatus for Determining the Alignment of Motor Vehicle Wheels", und U.S. Pat. No. 5,535,522 , mit dem Titel „Method and Apparatus for Determing the Alignment of Motor Vehicle Wheels". Die Vorrichtung, die in diesen Offenbarungen beschrieben wird, wird manchmal eine „3D-Ausrichtstation" oder einfach „Ausrichtstation" genannt. 1 bietet eine schematische Draufsicht einer derartigen Ausrichtstation. Die Ausrichtstation in 1 wird unten detaillierter beschrieben. US-A-4479382 umfasst das Bestimmen des effektiven Rollradius eines Reifens, gegen den eine Rollladetrommel gedrückt wird. „Rollladeimpulse" und „Reifenimpulse" werden innerhalb entsprechender Zeitabstände gemessen, um die Rotationsgeschwindigkeit einer Rollladetrommel und die Rotationsgeschwindigkeit des Reifens darzustellen. Ein Prozessor führt einen Algorithmus aus, nach dem entsprechend der effektive Rollradius das Produkt aus dem Verhältnis von zwei Rotationsgeschwindigkeiten und dem Radius der Rollladetrommel ist. US-A-5675515 beschreibt ein Verfahren zum Messen eines Flächenwinkels zwischen einer Abstellebene und einer Fahrzeugebene eines Motorfahrzeuges, das sich auf einer Ausrichthalterung befindet, dieses enthält die Schritte:
Messen der Differenz eines ersten Rollradiuswertes eines ersten Rades des Motorfahrzeuges und eines zweiten Rollradiuswertes eines zweiten Rades des Motorfahrzeuges, Messen eines horizontalen Distanzwertes zwischen dem ersten Mittelpunkt eines ersten Rades und einem zweiten Mittelpunkt eines zweiten Rades, und Bestimmen des Flächenwinkelwertes von diesen Werten.
Das Ausrichten der Räder eines Motorfahrzeuges kann durch Veränderungen der Größe der Räder beeinflusst werden. Sogar kleine Veränderungen in der Größe der Räder können große Veränderungen in der Ausrichtung verursachen. Als Folge daraus empfehlen die meisten Automobilhersteller, dass der Ausrichttechniker alle Räder inspiziert, um sicherzustellen, dass alle zueinander passen (z. B. dass sie alle die selbe Größe haben), dass die Reifen auf den Rädern nicht abgefahren sind, und dass jeder Reifen richtig aufgepumpt ist. Falls eines dieser Probleme vorliegt, sollte der Ausrichttechniker diese korrigieren, bevor das Ausrichten fortgeführt wird. Unglücklicherweise, kann ein Ausrichttechniker vergessen derartige Inspektionen und Reparaturen durchzuführen, oder der Ausrichttechniker kann Schwierigkeiten haben die Zustände der Reifen zu bewerten. In jedem Fall, kann das Ausrichten nachteilig beeinflusst werden, dass möglicherweise zu einer verschlechterten Leistung des Fahrzeuges führen kann.
Des Weiteren beziehen sich die Ausrichtspezifikationen, die von den Automobilherstellern bereitgestellt werden, auf die Ebene, auf der sich das Fahrzeug befindet, welche auch als „Schwerkraftebene" oder „Abstellebene" bekannt ist. In einigen Ausrichtsystemen, wie beispielsweise in der obig beschrieben Ausrichtstation, beziehen sich jedoch die Ausrichtmesswerte, die vorgenommen werden, auf die Ebene, die durch den Mittelpunkt der Räder verläuft, diese ist auch als „Fahrzeugsebene" bekannt. Bei Fahrzeugen mit gleichgroßen Rädern, sind die Abstellebene und die Fahrzeugebene parallel. Aber wenn die Räder unterschiedliche Größen haben, sind die Abstellebene und die Fahrzeugebene nicht parallel. Das führt dazu, dass die Herstellerspezifikationen nicht mit den Ausrichtmesswerten, die von der Ausrichtstation aufgenommen werden, direkt verglichen werden können.
Der Ausrichttechniker muss auch relevante Informationen leichtgängig bereitstehen haben, um die Ausrichtung ordnungsgemäß durchzuführen. Derartige Informationen können enthalten: die Größe der Räder, die relative Größe der Räder im Verhältnis zueinander, die Spezifikationen der Automobilhersteller, die gemessenen Radausrichtungen sowie die Resultate des Justierens entweder der gemessenen Radausrichtungen oder der Herstellerspezifikationen für den Winkel zwischen der Abstellebene und der Fahrzeugebene, wenn Ausrichtsysteme, wie beispielsweise die obig beschriebene Ausrichtstation, verwendet werden.
Basierend auf dem vorhergegangenen, besteht ein eindeutiger Bedarf in diesem Fachgebiet an einer Vorrichtung und einem Verfahren, das Messwerte erstellt, die die Größe der Räder eines Motorfahrzeuges anzeigt.
Es besteht außerdem Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren, das feststellt, wenn Unterschiede zwischen den Größen der Räder eines gegebenen Motorfahrzeuges bestehen.
Es besteht des Weiteren Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren, das die Ergebnisse der Radmessungen anzeigt, um den Ausrichttechniker bei den folgenden Aufgaben zu unterstützen: Erkennen von Rädern mit niedrigem Luftdruck; Ermitteln, ob einige Räder mehr Abnutzung aufweisen als andere; Feststellen, ob die Räder eines Fahrzeuges nicht zueinander passen; oder Anzeigen, dass eine ungleiche Belastung der Radaufhängung vorliegt.
Es besteht auch Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren, das den Winkel zwischen der Abstellebene und der Fahrzeugebene misst, so dass ein Techniker bestimmen kann, ob diese Ebenen parallel sind.
Es besteht darüber hinaus Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren, das die gemessenen Ausrichtungen anpassen kann, um ein ordnungsgemäßes Ausrichten zu erreichen, falls diese Ebenen nicht parallel sind.
Es wäre vorteilhaft, über eine Vorrichtung und ein Verfahren zu verfügen, das, als Teil des Ausrichtvorganges, automatisch wichtige Informationen bestimmt und anzeigt, wie beispielsweise die folgenden: die Größen der Räder; die Vergleiche zwischen den Rädern eines Motorfahrzeuges; die Ausrichtspezifikationen des Automobilherstellers; die gemessenen Ausrichtungen; und die Ergebnisse des Einstellens eine der gemessenen Radausrichtungen für den Winkel zwischen der Abstellebene und der Fahrzeugebene.
Die obig erwähnten Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen aus Anspruch 13 gelöst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird in beispielhafter und nicht in einschränkender Weise dargestellt, in den Figuren der angefügten Zeichnungen beziehen sich die selben Verweisnummerbezeichnungen auf die gleichen Bauteile und auf denen:
1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fahrzeugradausrichtsystems, das eine einzelne Kamera benutzt, ist.
2 eine Darstellung eines Rades, das den Radradius und den Rollradius zeigt, ist.
3A eine Darstellung einer Wegstrecke, die von einem Rad zurückgelegt wird, wenn es gerollt wird, ist.
3B eine Darstellung eines Drehwinkels eines Rades, wenn es gerollt wird, ist.
4 eine Darstellung eines beispielhaften Anzeigens von Rollradiusmesswerten eines Rades ist.
5 eine Darstellung eines beispielhaften Anzeigens der Vergleichsergebnisse der Rollradiusmessungen für die Räder einer Seite eines Fahrzeuges ist.
6A eine Darstellung eines Fahrzeuges mit gleich großen Rädern, die zeigen, dass die Abstellebene und die Fahrzeugebene parallel sind, ist.
6B eine Darstellung eines Fahrzeuges mit unterschiedlich großen Rädern, die zeigen, dass die Abstellebene und die Fahrzeugebene nicht parallel sind, ist.
7 eine Darstellung, die die Information zeigt, um den Winkel zwischen der Abstellebenen und der Fahrzeugebene zu messen, ist.
8 den Gebrauch eines Linearwandlers zum Messen der Wegstrecke zeigt.
9 ein Blockdiagramm eines Computersystems, auf dem eine Ausführungsform ausgeführt werden kann, ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
Die Vorrichtung und die Verfahren zum Messen eines Fahrzeugradrollradius und des Winkels zwischen der Abstellebene und der Fahrzeugebene werden beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden im Sinne des Erläuterns zahlreiche spezifische Details vorausgesetzt, um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung darzustellen. Es ist jedoch für den Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden kann. In anderen Fällen werden wohl bekannte Strukturen und Vorrichtungen in Form von Blockdiagrammen dargestellt, um eine unnötige Verundeutlichung der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
HINTERGRUND UND GRUNDKONZEPTE
DEFINITION DES ROLLRADIUS
2 ist die Darstellung eines Fahrzeugrades 202, das einen Radradius 204 und einen Rollradius 206 aufweist. Das Rad 202 besitzt im allgemeinen einen konstanten Raddurchmesser 208 und ist in 2 im Ruhestellung auf der Oberfläche 214 dargestellt. Der Radius der Rades 202 ist als die Entfernung zwischen dem Radmittelpunkt 212 und der Radoberfläche 210 festgelegt. Der Radius variiert entsprechend dem Punkt auf der Radoberfläche 210, der für die Messungen ausgewählt wird. Wenn beispielsweise der Radius von dem Radmittelpunkt 212 zu der oberen Oberfläche des Rades 202 gemessen wird, ist das Ergebnis der Radradius 204, welcher der Hälfte des Raddurchmessers 208 entspricht. Durch das Gewicht des Fahrzeuges verformen sich der Reifen jedoch und flacht an der Oberfläche 214 ab, auf der das Rad 202 entweder sitzt oder rollt. Außerdem, wenn der Luftdruck des Reifens von Rad 202 unterhalb der Herstellerspezifikationen liegt, neigt das Rad ebenfalls stark dazu an der Oberfläche 214 abzuflachen und eine große Flachstelle oder Kontaktfläche zu erzeugen. Deshalb ergibt eine Radiusmessung des Rades 202 von dem Radmittelpunkt 212 zu der unteren Oberfläche des Rades 202, die in Kontakt mit der Oberfläche 214 steht, einen Rollradius 206, der kleiner ist als der Radradius 204.
Der Unterschied zwischen dem Rollradius 206 und dem Radradius 204 kann das Ausrichten, das an dem Fahrzeug vorgenommen wird, nachteilig beeinflussen, und dadurch die Leistung des Fahrzeuges beeinträchtigen. Darüber hinaus kann ein Vergleich der Rollradiusmesswerte der Fahrzeugräder dem Ausrichttechniker Hinweise geben auf einen Radunstimmigkeit, eine ungleiche Abnutzung, einen zu niedrigen Reifendruck oder eine ungleiche Belastung der Radaufhängung.
BESTIMMEN DES ROLLRADIUS
Da der Rollradius 206 kleiner ist als der Radradius 204, ist die zurückgelegte Entfernung, die das Rad 202 rollt, bei einer festgelegten Strecke auf der Oberfläche 214, größer, als wenn das Rad 202 ordnungsgemäß aufgepumpt ist. Das Rad 202 verhält sich, als wäre es ein Rad mit einem kleineren Unfang, das einen Radius gleich dem Rollradius 206 besitzt. Der Rollradius 206 kann gemessen werden, indem das Rad 202 eine kurze Strecke gerollt wird. In diesem Fall kann durch das Ermitteln der Strecke, die das Rad gerollt wurde und den Winkel, der vom Rad durchschritten wurde, der Rollradius 206 bestimmt werden.
3A ist eine Darstellung der Positionsänderung des Fahrzeugrades 300, wenn es eine kurze Strecke, von einer Ausgangsposition 302 links zu einer Endposition 304 rechts, gerollt wird. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auch auf das Rollen eines Rades von rechts nach links.
Die Ausgangsposition 302 ist durch einen Ausgangskontaktpunkt 310 gekennzeichnet, der sich zwischen der Oberfläche des Fahrzeugrades 300 an der Ausgangsposition 302 und der Oberfläche 322 befindet, auf der das Rad 300 sitzt oder rollt. Der Ausgangskontaktpunkt 310 liegt direkt unter der Ausgangsposition 312 des Radmittelpunkts. Ein Ziel 307 kann an dem Rad angebracht werden. Das Ziel 307 hat eine Ausgangsausrichtung 306. Das Ziel 307 ist ein quadratisches Bauteil, das durch ein Bildverarbeitungssystem oder einer entsprechenden Vorrichtung optisch erfassbar oder auffindbar ist.
In dem Beispiel, das in 3A gezeigt wird, ist die Endposition 304 durch einen Endkontaktpunkt 318 gekennzeichnet, der sich zwischen der Radoberfläche an seiner Endposition 304 und der Oberfläche 322 befindet. Der Endkontaktpunkt 318 liegt direkt unter einer Endposition 314 des Radmittelpunktes. Das Ziel 307 hat eine Endausrichtung 308.
Der Vergleich des Ausgangskontaktpunktes 310 mit dem Endkontaktpunkt 318 ergibt einen Messwert für eine „Wegstrecke" 316 des Rades 300, wenn es gerollt wird. Die Wegstrecke 316 wird manchmal auch als „Strecke, die durchlaufen wird" (engl. „distance traversed") oder „durchlaufene Strecke" (engl. „traversed distance") bezeichnet. Eine typische Wegstrecke kann 15 cm – 90 cm·(6 Zoll bis 3 Fuß) betragen.
3B ist eine Darstellung eines Drehwinkels 320, durch den ein Fahrzeugrad rollt, das sich von der Ausgangsposition 302 zu der Endposition 304 bewegt. Der Vergleich der Ausgangsausrichtung 306 des Ziels 307 mit der Endausrichtung 308 ergibt einen Messwert des Drehwinkels 320. Der Drehwinkel 320 wird manchmal auch als „Winkel des Rollens" (engl. „angle of roll") oder „Rollwinkel" (engl. „roll angle") bezeichnet. Ein automatisches Bildverarbeitungssystem, das von einer geeigneten Software gesteuert wird, kann benutzt werden, um die Positionsinformation des Ziels 307 zu empfangen, wie es weiter unten beschrieben wird.
Durch das Verwenden von Werten, die die Wegstrecke 316 und den Drehwinkel 320 darstellen, kann der Rollradius des Rades gemessen werden.
Der Umfang eines Kreises wird bestimmt durch die Gleichung: C = 2πR (1) bei der C der Umfang eines Kreises, R der Radius des Kreises und π die geometrische Konstante (Kreiszahl) Pi ist.
Wenn ein Kreis um einen gewissen Winkel gedreht wird, ist das Verhältnis dieses Winkels in Grad, ϑ, zu einer vollen Umdrehung um 360 Grad gleich dem Verhältnis eines Teilstücks des Umfangs, P, um das der Kreis gedreht wird, zu dem vollen Kreisumfang, C. Dieses Verhältnis kann wie folgt dargestellt werden:
Lösen dieser Gleichung für den Umfang, C, ergibt:
Um den Kreisradius, R, zu finden, wird der Wert für den Umfang, C, aus der Gleichung 3 in die Gleichung 1 gesetzt und nach R gelöst. Dies ergibt die folgende Gleichung für den Kreisradius:
Ein ähnlicher Wert kann mit anderen Einheiten für den Drehwinkel ausgedrückt werden. Beispielsweise kann die Konstante „360" durch „2π" ersetzt werden, wenn der Drehwinkel in Radiant gemessen wird.
Wenn die Gleichung für ein Rad angewendet wird, das wie in 3A dargestellt, gerollt wird, entspricht der Teilumfang, P, der Wegstrecke 316. Der Winkel, ϑ, ist der Drehwinkel 320. Der Radius, R, entspricht dem Rollradius 206, wie in 2 dargestellt. Dadurch dass die Wegstrecke 316 und der Drehwinkel 320 bekannt sind, kann der Rollradius 206 des Rades 202 gemessen werden. Die Werte für die Wegstrecke 316 und den Drehwinkel 320 können mittels eines Radausrichtsystems bestimmt werden, wie es hierin weiter beschrieben wird.
ÜBERBLICK EINES COMPUTERGESTÜTZTEN DREIDIMENSIONALEN MOTORFAHRZEUGRADAUSRICHTSYSTEMS
1 ist eine schematische Darstellung eines computergestützten, dreidimensionalen (3D) Motorfahrzeugradausrichtsystems („3D Ausrichter” oder „Ausrichter"). Obwohl 1 ein Ausrichtsystem mit einer einzelnen Kamera zeigt, können auch andere Bildverarbeitungssysteme genutzt werden, einschließlich auch solche, die mehr als eine Kamera besitzen.
In 1 wird ein Fahrzeug 20 durch eine schematische Abbildung eines Fahrzeugchassis dargestellt, das zwei Vorderräder 22L und 22R sowie zwei Hinterräder 24L und 24R besitzt. Das Fahrzeug 20 ist auf einem herkömmlichen Radausrichtprüfstand oder einer Ausrichthalterung 26 positioniert, die durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Die Ziele 54 sind an jedem Rad angebracht.
Eine Videokamera 30 ist mit einem elektronischen Verarbeitungshilfsmittel verbunden, wie beispielsweise einem Computer 32, einem Datenprozessor oder anderen entsprechenden Vorrichtungen, die programmiert werden können, um Informationen zu verarbeiten. Der Computer 32 kann außerdem Ergebnisse anzeigen, wie beispielsweise auf einer visuellen Anzeigeeinheit 34. Eine Eingabevorrichtung wie beispielsweise eine Tastatur 36 kann benutzt werden, um Daten und andere relevante Informationen in den Computer 32 einzugeben. Eine computergenerierte quasi-dreidimensionale (3D) Abbildung der auszurichtenden Räder kann auf der Anzeigeeinheit 34 dargestellt werden zusammen mit Markierungen bzw. Indizes der festgestellten Ausrichtung. Darüber hinaus kann die Anzeigeeinheit 34 Hinweise oder Vorschläge anzeigen, um den Ausrichttechniker anzuleiten, der die Radausrichtung durchführt. Der Computer 32, die Anzeigeeinheit 34, und die Tastatur 36 zeigen eine vereinfachte Darstellung eines Aufbaus einer Computerhardware, auf dem diese Ausführungsbeispiel durchgeführt werden kann. Andere Hardwarevarianten, die in dieser oder anderen Ausführungsformen benutzt werden können, werden unten abgehandelt.
Die Videokamera 30 visiert die Räder 22L, 22R, 24L und 24R entlang einer Betrachtungslinie 38 an, die durch eine Linse 40 und auf einen Strahlenteiler 42 verläuft. Der Strahlenteiler 42 spaltet die Betrachtungslinie 38 in zwei Bestandteile, 38L und 38R, entsprechend auf. Wie in 1 gezeigt, wird der linke Bestandteil 38L der Betrachtungslinie 38 rechtwinklig zu der ursprünglichen Betrachtungslinie von dem Strahlenteiler 42 reflektiert. Auf ähnliche Weise, wird der rechte Bestandteil 38R rechtwinklig zu der ursprünglichen Betrachtungslinie 38 durch ein Prisma oder einen Spiegel 44, der neben dem Strahlenteiler 42 angebracht ist, reflektiert. Die Vorrichtung beinhaltet außerdem ein Gehäuse 48, in dem der Strahlenteiler 42, der Spiegel 44, und wenigstens zwei Schwenk-und-Drehspiegel 46L und 46R angebracht sind. Von diesem Punkt an sind die betreffenden Bauteile der Vorrichtung und die Betrachtungslinie identisch für sowohl die linke als auch die rechte Seite des Motorfahrzeuges, und deshalb ist die Beschreibung von nur einer Seite ausreichend.
Die Ziele 54, die optisch erfassbar sind, sind an jedem der Räder 22L und 24L angebracht. Der linke Bestandteil 38L der Betrachtungslinie 38 wird auf die Ziele 54 durch den linken Schwenk-und-Drehspiegel 46L reflektiert. Der linke Schwenk-und-Drehspiegel 46L ist beweglich, um der Videokamera 30 zu ermöglichen nacheinander das Vorderrad 22L und das Hinterrad 241 des Fahrzeuges 20 zu betrachten. Alternativ dazu kann der linke Schwenk-und-Drehspiegel 46L so gestaltet sein, um sowohl das vordere Rad 22L als auch das hintere Rad 24L gleichzeitig betrachten zu können.
In dieser Ausführungsform eines Ausrichtsystems mit einer einzelnen Kamera verläuft die Betrachtungslinie 38L von dem Schwenk-und-Drehspiegel 46L durch eine Einrichtung 50L in der Gehäusewand 48 und zu den entsprechenden Rädern 22L und 24L. Ein Verschluss 52L ist so angebracht, dass es benutzt werden kann, um die Einrichtung 50L zu schließen, wodurch die Betrachtungslinie 38L wirkungsvoll blockiert wird und der Videokamera 30 ermöglicht wird nur die rechte Seite der Fahrzeugs 20 anzuvisieren. Alternativ dazu können Verschlüsse an den Positionen 53L und 53R angebracht werden und/oder ein elektrischer Verschluss innerhalb der Videokamera 30 kann mit einer oder mehreren Stroboskoplichtquellen synchronisiert werden, um nur dann eine Bildaufnahme zu machen, wenn ein bestimmtes Ziel oder Ziele beleuchtet werden.
In einem typischen Verfahren funktioniert die Vorrichtung dieser Ausführungsform eines Radausrichtsystems im allgemeinen wie folgt:
Ein Fahrzeug 20 ist auf einer Ausrichtungshalterung 26 positioniert, welche angehoben ist, um dem Ausrichttechniker zu ermöglichen das Ausrichten durchzuführen. Die Ziele 54 sind an jedem der Räder 22L, 22R, 24L und 24R angebracht. Die Ausrichtvorrichtung erzeugt eine festgestellte Abbildung von jedem Ziel 54. Diese festgestellten Abbildungen werden im Computer 32 verarbeitet, der die Ausrichtung jedes Ziels zu den entsprechenden Betrachtungslinien 38L und 38R ausrechnet. Der Computer 32 kann außerdem
Üblicherweise, wird auch die Position der Drehspindel bestimmt. In diesem Vorgang erstellt der Computer 32 Abbildungen der Ziele. Das Fahrzeug wird zurückgerollt, und der Computer erstellt einen zweiten Satz an Abbildungen der Ziele. Der Computer errechnet den Winkel, um den das Fahrzeug zurückgerollt wurde, und bestimmt auf Grundlage einer eindeutigen Berechnung die Position der Drehspindel. Wahlweise kann das Fahrzeug auch nach vorne gerollt werden und zur Überprüfung nachgemessen werden.
Des Weiteren führt der Computer 32 die notwendigen Korrekturen durch, um die tatsächliche Ausrichtung der Räder im Verhältnis zu den entsprechenden Betrachtungslinien zu berechnen und um die Ausrichtung der Schwenk-und-Drehspiegel 46L und 46R zu berücksichtigen. Der Computer 32 kann dann die eigentliche Ausrichtung der primären Ebenen von jedem der Räder 221, 22R, 24L und 24R berechnen. Eine „primäre Ebene" ist eine imaginäre Ebene mit einer generell vertikalen Ausrichtung, die parallel zu der Lauffläche des Reifens liegt, die Teil des Rades ist.
Die Ergebnisse der obig beschriebenen Berechnungen werden an der Anzeigeeinheit 34 abgebildet. Der Computer 32 kann außerdem mit der Anzeigeeinheit 34 dem Ausrichttechniker Anweisungen geben, welche Korrekturen benötigt werden, um jede festgestellte Fehlausrichtung der Räder 22L, 22R, 241 und 24R des Fahrzeugs 20 zu korrigieren.
AUSRICHTSTATIONSMESSUNGEN DER WEGSTRECKE UND DES DREHWINKELS
In der bevorzugten Ausführungsform wird ein Ausrichtsystem, in der Art wie in 1 gezeigt, benutzt, zum Messen der Wegstrecke 316 und des Drehwinkels 320 der Räder 22L, 22R, 24L und 24R, wenn das Fahrzeug 20 von der Ausgangsposition 302 zu der Endposition 304 gerollt wird.
Das Fahrzeug 20 ist zu Anfang auf der Ausrichthalterung 26 positioniert und die Ziele 54 sind an jedem Rad 22L, 22R, 24L und 24R angebracht. Die Ausrichtstation nimmt Abbildungen von jedem Ziel 54 auf, um eine Ausgangsposition 302 jedes Rades 22L, 22R, 24L und 24R zu bestimmen. Der Computer 32 erzeugt und speichert Werte, die der Ausgangsposition 302 jedes Rades 22L, 22R, 24L und 24R entsprechen.
Das Fahrzeug 20 wird von der Ausgangsposition 302 zu der Endposition 304 gerollt. Nachdem das Fahrzeug 20 gerollt worden ist, nimmt die Ausrichtstation Abbildungen von jedem Ziel 54 auf, um eine Endposition 304 jedes Räder 22L, 22R, 24L und 24R zu bestimmen. Der Computer 32 erzeugt und speichert Werte, die der Endposition 304 jedes Rades 22L, 22R, 24L und 24R entsprechen. Die Ausrichtstation kann außerdem einen Techniker anweisen das Fahrzeug zu rollen und Positionsmesswerte durch sachgemäße Anweisungen oder Zeichen, die von dem Computer 32 erzeugt werden, aufzunehmen.
Die Ausrichtstation verarbeitet die Abbildungen der Ausgangsposition 302 und der Endposition 304 jedes Rades 22L, 22R, 24L und 24R, um sowohl die Wegstrecke 316 als auch den Drehwinkel 320 für jedes Rades 22L, 22R, 24L und 24R zu bestimmen. Durch die Software und Elektronik werden die Werte für die Wegstrecke 316 und den Drehwinkel 320 erzeugt und gespeichert. Gestützt auf diese beiden Messwerte errechnet die Ausrichtstation den Rollradius 206 jedes Rades 221, 22R, 24L und 24R entsprechend der obigen Gleichung 4. Ein Rollradiuswert wird erzeugt und gespeichert. Die Ausrichtstation zeigt dann die resultierenden Werte zur Auswertung auf der Anzeigeeinheit 34 an. Der Ausrichttechniker kann dann diese Ergebnisse zur Unterstützung nutzen, um den Zustand des Fahrzeuges und der Räder zu prüfen, einschließlich, ob die Räder genau zu einander passen, ob eine übermäßige Abnutzung an einem der Räder vorliegt, ob die Räder richtig aufgepumpt sind, und ob eine ungleiche Belastung der Radaufhängung vorliegt.
Durch Bewegen des Fahrzeuges 20 von der Ausgangsposition 302 zu der Endposition 304 wird das Fahrzeug 20 eine entsprechende Strecke gerollt, um genaue Messwerte für die Wegstrecke 316 und den Drehwinkel 320 für jedes Rad 22L, 22R, 24L und 24R zu erstellen. Es bestehen jedoch Grenzen, wie weit das Fahrzeug 20 bewegt werden kann, durch die zweckmäßige Berücksichtigungen, wie beispielsweise das Fahrzeug auf der Ausrichthalterung 26 zu belassen. In dieser Ausführungsform beträgt der Mindestdrehwinkel 320, um den das Fahrzeug 20 gerollt werden muss, etwa 10 Grad. Wird das Fahrzeug des Weiteren so bewegt, dass der Drehwinkel 320 ungefähr 30 Grad beträgt, werden dadurch genaue Messwerte erstellt, während das Fahrzeug 20 auf der Ausrichthalterung 26 verbleibt.
4 stellt eine Abbildung einer exemplarischen Anzeige 400 dar, die auf der Anzeigeeinheit 34 gezeigt werden kann, und die die Werte des Rollradius 206 für jedes Rad 22L, 22R, 24L und 24R des Fahrzeuges 20 zeigt. Die Anzeige 400 enthält einen Schriftzug 402, der anzeigt, dass die dargestellten Daten der Rollradius 206 jedes Rades 22L, 22R, 24L und 24R sind. Beispielsweise wird der Rollradius 206 des Rades 22L in dem Anzeigenfeld 412 angezeigt. Gleichermaßen wird der Rollradius 206 des Räder 22R, 24L und 24R entsprechend in den Anzeigefeldern 414, 416 und 418 angezeigt. Eine graphische Darstellung 404 eines Motorfahrzeuges wird bereitgestellt, um dem Ausrichttechniker bei der Zuordnung der Messwerte in den Anzeigefeldern zu den entsprechenden Rädern zu helfen.
Zusätzlich kann die Ausrichtstation Vergleiche zwischen den resultierenden Werten für jedes Rad anstellen. Beispielsweise kann die Ausrichtstation einen Wert, der der Ausgangsposition 302 eines Rades entspricht, mit einem Wert, der der Endposition 304 eines Rades entspricht, vergleichen, um daraus eine lineare Differenz zu errechnen, die dem Wegstreckenwert 316 entspricht. Auf ähnliche Weise kann die Ausrichtstation einen Wert, der der Ausgangsposition 302 eines Rades entspricht, mit einem Wert, der der Endposition 304 eines Rades entspricht, vergleichen, um daraus eine Winkeldifferenz zu errechnen, die dem Drehwinkelwert 320 entspricht.
Die Ausrichtstation kann außerdem Ausrichtmesswerte während eines Ausrichtens aufnehmen und eine oder mehrere dieser Ausrichtmesswerte auf Grundlage des Wertes des Rollradius 206 verändern. Darüber hinaus kann die Ausrichtstation Vergleiche anstellen zwischen den Ausrichtmesswerten und den zuvor festgelegten Werten, die ideale Ausrichtwerte darstellen können. Auf ähnliche Weise kann die Ausrichtstation Vergleiche anstellen zwischen den Rollradiusmesswerten und den zuvor festgelegten Werten, die ideale Rollradiuswerte darstellen können.
Die Ausrichtstation kann auch die Ausricht- oder Rollradiusmesswerte von zwei oder mehreren Rädern mit einander vergleichen und die Differenz daraus errechnen. Derartige Differenzen können auch mit zuvor festgelegten Kriterien verglichen werden. Diese Vergleiche können zwischen den beiden Vorderrädern 22L und 22R, und zwischen den beiden Hinterrädern 24L und 24R angestellt werden, um anzuzeigen, ob es Unterschiede gibt von einer Seite zur anderen in der Ausrichtungen oder dem Rollradius der Räder. Auf ähnliche Weise können Vergleiche zwischen vorne und hinten gemacht werden, so wie zwischen den Rädern 22L und 24L als auch zwischen den Rädern 22R und 24R.
Des Weiteren können die einzelnen Rollradiusmesswerte mit einem zuvor festgelegten Wert, einem zuvor festgelegten Wertebereich oder den Herstellerspezifikationen verglichen werden und die Ausrichtstation kann jede anzeigen, die außerhalb dieser spezifischen Toleranzen liegen, so wie durch Erzeugen einer Fehlermeldung, die auch einen Warnhinweis enthalten kann zum Warnen des Ausrichttechnikers. Eine große Auswahl an möglichen Vergleichen der Rollradiusmesswerte kann durchgeführt werden, zusätzlich zu denen, die hier aufgelistet sind. Als Ergebnis des Ablesens der Ergebnisse von der Anzeigeeinheit 34, ist der Ausrichttechniker in einer besseren Lage, zu bestimmen, ob ein Problem vorliegt, das schwerwiegend genug ist, eine übermäßige oder ungleiche Abnutzung der Reifen herbeizuführen oder die Fahrzeugleistung herabzusetzen, so wie das Handling oder die Stabilität zu verschlechtern.
5 stellt eine Abbildung einer beispielhaften Anzeige 500 dar, die auf der Anzeigeeinheit 34 gezeigt werden kann, welche die Ergebnisse des Vergleichs der Räder 22L, 22R, 241 und 24R an den beiden Seiten des Fahrzeuges 20 für jede Achse darstellt. An diesem Beispiel zeigt ein Warnhinweis 502, dass Vergleiche von einer Seite zur anderen Seite durchgeführt wurden für die Vorderräder 22L und 22R, und auch für die Hinterräder 24L und 24R. Die Anzeige 500 benutzt die beispielhaften Rollradiusergebnisse, die in 4 angezeigt werden.
Die Ausrichtstation benutzt die Anzeigeeinheit 34, um durch den Warnhinweis 502 anzuzeigen, dass der Rollradiusunterschied zwischen den Vorderrädern 22L und 22R übermäßig ist. Ein derartiger Hinweis dient dem Ausrichttechniker als Anzeichen herauszufinden, wo der Grund liegt für den übermäßigen Unterschied des Rollradius der Vorderräder, 22L und 22R. Der Unterschied kann beispielsweise durch einen oder mehrere der nachfolgenden Gründe verursacht sein: es liegt eine Unstimmigkeit zwischen den Vorderrädern 22L und 22R vor (z. B. dadurch dass sie unterschiedlicher Größe sind); das rechte Vorderrad 22R ist übermäßig abgenutzt; das rechte Vorderrad 22R hat einen ungenügenden Luftdruck; oder es liegt eine ungleiche Belastung der Radaufhängung vor, die erst korrigiert werden sollte, bevor mit dem Ausrichten fortgefahren wird.
DAS BENUTZEN DES ROLLRADIUS ZUM BERECHNEN DES FLÄCHENWINKELWERTES ZWISCHEN DER ABSTELLEBENE UND DER FAHRZEUGEBENE
Die Rollradiuswerte können auch zum Messen von anderen wichtigen Parametern genutzt werden, welche wiederum genutzt werden können für Vergleiche oder zum Verändern von Parametern, die zum Ausrichten eines Motorfahrzeugs gehören. In diesem Fall kann der Rollradiuswert benutzt werden, zum Messen des Winkels zwischen der Referenzebene oder der Bodenebene (hier als „Abstellebene" bezeichnet) und einer Ebene, die durch den Mittelpunkt der Räder verläuft (hier als „Fahrzeugebene" bezeichnet).
Der Messwert des Winkels zwischen der Abstellebene und der Fahrzeugebene (hier als „Flächenwinkelwert" bezeichnet) kann in vieler Weise genutzt werden. Die gemessenen Ausrichtungen der Räder müssen beispielsweise korrigiert oder angepasst werden, um derartige gemessene Ausrichtungen mit den Ausrichtspezifikationen des Automobilherstellers zu vergleichen. Dies kann besonders wichtig sein, wenn die Ausrichtspezifikationen in Bezug auf die Abstellebene erstellt wurden, aber die gemessenen Ausrichtungen in Bezug auf die Fahrzeugebene ermittelt wurden, und die Abstellebene und die Fahrzeugebene nicht parallel sind, wie es beispielsweise der Fall ist mit der Ausrichtstation in 1. Alternativ dazu können auch die Herstellerspezifikationen angepasst werden.
6A stellt eine Abbildung eines Fahrzeuges 20 dar, das Vorderräder 22 und Hinterräder 24 von gleicher Größe besitzt. In diesem Beispiel sind eine Abstellebene 602 und eine Fahrzeugebene 604 parallel zu einander. Demzufolge ergibt der Flächenwinkel Null Grad. Wenn der Flächenwinkel Null Grad beträgt, können die Ausrichtmesswerte daraufhin direkt mit den Ausrichtspezifikationen des Automobilherstellers verglichen werden.
Jedoch haben die Fahrzeugräder häufig nicht genau die selbe Größe. 6B zeigt ein Fahrzeug 20, das Vorderräder 22 besitzt, die kleiner sind als die Hinterräder 24. Es ist zu beachten, dass in der 6B der Größenunterschied zwischen den Vorderräder 22 und den Hinterrädern 24 übertrieben dargestellt ist zur Verdeutlichung der Ausführung. In diesem Beispiel sind die Abstellebene 602 und die Fahrzeugebene 604 nicht parallel, welches zu einem Flächenwinkel führt, der nicht Null Grad beträgt. Folglich müssen die gemessenen Ausrichtungen von einem System, wie dem in 1, angepasst werden, um sie mit den Ausrichtspezifikationen des Automobilherstellers zu vergleichen, welche üblicherweise in Bezug auf die Abstellebene gemacht werden. Alternativ dazu können auch die Ausrichtspezifikationen des Automobilherstellers angepasst werden. Obwohl 6B einen Unterschied zwischen den Vorderrädern 22 und den Hinterrädern 24 darstellt, können sich auch die Radgrößen von einer Seite zur anderen unterscheiden, in dem Fall wird die gleiche Erörterung geführt.
Das Bestimmen des Flächenwinkels zwischen der Abstellebene 602 und der Fahrzeugebene 604 basiert auf dem geometrischen Verhältnis des Arcustangens. Wie in 7 gezeigt, kann ein rechtwinkliges Dreieck gezeichnet werden zwischen einem vorderen Mittelpunkt 704 der Vorderräder 22, einem hinteren Mittelpunkt 706 des Hinterrades 24, und einem Punkt 708, der direkt unter dem Mittelpunkt 504 des Hinterrades 24 liegt. Wie in 7 dargestellt, ist die horizontale Entfernung zwischen dem vorderen Mittelpunkt 704 des Vorderrades 22 und dem hinteren Mittelpunkt 706 des Hinterrades 24 gleich dem Fahrzeugradstand W_b.
7 zeigt auch, dass das Vorderrad 22 einen vorderen Rollradius 710 hat, der als R1 bezeichnet ist, und dass Hinterrad 24 einen hinteren Rollradius 712 hat, der als R2 bezeichnet ist. Eine vertikale Entfernung 714 zwischen dem hinteren Mittelpunkt 706 des Hinterrades 24 und dem Punkt 708 ist gleich R₂–R₁, d. h. die Differenz zwischen R₂, dem hinteren Rollradius 712 des Hinterrades 24, und R₁, dem vorderen Rollradius 710 des Vorderrades 22.
Dadurch das die vertikale Entfernung 714 und der Radstand 716 gegeben sind, kann der Flächenwinkel 720, der als ψ bezeichnet ist, bestimmt werden basierend auf der Funktion des Arcustangens entsprechend der folgenden Gleichung:
Diese Berechnung für den Flächenwinkel 720, die aus ungleichen Radgrößen der Vorderräder und der Hinterräder resultiert, ist gleichermaßen anwendbar zum Berechnen des Flächenwinkels 720, der aus dem Unterschied der Radgröße von einer Seite zur anderen resultiert.
Sobald der Flächenwinkel 720 bestimmt ist, kann er genutzt werden, um die gemessenen Ausrichtwerte anzuzeigen, nachdem sie angepasst worden sind, so dass sie sich auf die Ausrichtebene beziehen. Ein Nachlaufwert wird der Flächenwinkeldifferenz hinzugefügt, um die Ausrichtebene zu erhalten.
ALTERNATIVE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER MESSUNG DER WEGSTRECKE
8 zeigt ein Beispiel einer Ausführungsform zum Messen der Wegstrecke beim Bewegen des Fahrzeuges, in dem das Fahrzeug 20 von einer Wand 802 und einer Ausgangsposition 804 zu einer Endposition 806 gerollt wird. In 8 ist ein Linearwandler 800, der ein Bauteil 814 aufweist, das an ein festen Punkt an dem Fahrzeug angebracht ist und der einen Körper 816 aufweist, der fest an einen unbeweglichen Punkt der Ausrichthalterung, an dem Boden oder an einer Wand 802 angebracht ist. Die Wegstrecke 808 wird bestimmt durch das Ändern der Angaben des Linearwandlers, wenn das Bauteil 814 sich von einer Ausgangsposition 810 zu einer Endposition 812 bewegt.
In einer anderen alternativen Ausführungsform kann die Wegstrecke 808 manuell gemessen werden durch den Ausrichttechniker mittels eines Laserentfernungsmessers, eines Maßbands oder etwas entsprechendes. Der resultierenden Messwerte der Wegstrecke wird dann in ein Ausrichtsystem eingegeben, wie beispielsweise die obig beschriebene Ausrichtstation.
ÜBERBLICK DER HARDWARE
9 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Computersystem 1000 darstellt, auf dem eine Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden kann. Das Computersystem 1000 enthält ein Bus 1002 oder einem anderen Kommunikationsmechanismus zur Kommunikation von Informationen, und einen Prozessor 1004, der mit dem Bus 1002 verbunden ist zur Bearbeitung von Informationen. Das Computersystem 1000 enthält außerdem einen Hauptspeicher 1006, wie beispielsweise einen Arbeitsspeicher (RAM) oder eine andere dynamische Speichervorrichtung, der mit dem Bus 1002 verbunden ist, zum Speichern von Informationen und Befehlen, die von dem Prozessor 1004 ausgeführt werden sollen. Der Hauptspeicher 1006 kann auch genutzt werden, um temporäre Variable oder andere Zwischeninformationen zu speichern während der Durchführung von Befehlen durch den Prozessor 1004. Das Computersystem 1000 enthält des Weiteren einen Festspeicher (ROM) 1008 oder andere statische Speichervorrichtungen, die mit dem Bus 1002 verbunden sind, zum Speichern von statischen Informationen und Befehlen für den Prozessor 1004. Eine Speichervorrichtung 1010, wie beispielsweise eine magnetische Scheibe oder eine optische Scheibe ist bereitgestellt und mit dem Bus 1002 verbunden zum Speichern von Informationen und Befehlen.
Das Computersystem 1000 kann durch den Bus 1002 mit einem Bildschirm 1012, wie beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre (CRT), verbunden sein, um einem Computerbenutzer Informationen anzuzeigen. Eine Eingabevorrichtung 1014, einschließlich alphanumerischer und anderer Tasten, ist mit dem Bus 1002 verbunden zur Kommunikation von Informationen und dem Auswählen von Befehlen für den Prozessor 1004. Eine andere Art von Benutzereingabevorrichtung ist die Cursorsteuerung 1016, wie beispielsweise eine Maus, ein Trackball oder Cursorrichtungstasten zur Kommunikation von Richtungsinformationen und die Auswahl von Befehlen für den Prozessor 1004 sowie zur Steuerung der Cursorbewegung auf dem Bildschirm 1012. Diese Eingabevorrichtung enthält üblicherweise zwei Freiheitsgrade entlang zweier Achsen, eine erste Achse (z. B. x) und eine zweite Achse (z. B. y), die der Vorrichtung ermöglicht die Positionen auf einer Ebene zu bestimmen.
Die Erfindung steht in Bezug zu dem Gebrauch eines Computersystems 1000 zum Bestimmen des Rollradius für jedes der Räder eines Motorfahrzeuges und auch des Flächenwinkels zwischen der Abstellebene und der Fahrzeugebene. Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung wird der Rollradius und der Flächenwinkel durch das Computersystem 1000 erstellt, indem der Prozessor 1004 eine oder mehrere Sequenzen eines oder mehrerer Befehle ausführt, die in dem Hauptspeicher 1006 enthalten sind. Derartige Befehle können in den Hauptspeicher 1006 eingelesen werden von anderen computerlesbaren Medien, wie beispielsweise der Speichervorrichtung 1010. Die Durchführung von Reihenfolgen an Befehlen, die in dem Hauptspeicher 1006 enthalten sind, veranlassen den Prozessor 1004 dazu die Verfahrensschritte durchzuführen, die nachstehend beschrieben sind. In alternativen Ausführungsformen können fest verdrahtete Schaltkreise genutzt werden anstelle von oder in Verbindung mit den Softwarebefehlen zum Ausführen der Erfindung. Dadurch sind die Ausführungsformen der Erfindung nicht auf eine bestimmte Kombination von Hardwareschaltkreisen und Software beschränkt.
Der hier benutzte Ausdruck „computerlesbares Medium" bezieht sich auf jedes Medium, das beteiligt ist am Bereitstellen von Befehle zum Ausführen durch den Prozessor 1004. Ein derartiges Medium kann viele Formen besitzen, einschließlich, aber nicht einschränkend auf, nichtflüchtiger Speicher, flüchtiger Speicher und Übertragungsmedien. Nichtflüchtige Speicher enthalten beispielsweise optische oder magnetische Scheiben, wie beispielsweise Speichervorrichtung 1010. Flüchtige Speicher enthalten dynamische Speicher, so wie Hauptspeicher 1006. Übertragungsmedien enthält Koaxialkabel, Kupferkabel und Lichtleitfaserkabel, einschließlich der Kabel, die den Bus 1002 enthalten. Übertragungsmedien können außerdem die Form von akustischen Wellen oder Lichtwellen besitzen, so wie solche, die bei Radiowellen- und Infrarotdatenkommunikationen erzeugt werden.
Übliche Formen von computerlesbaren Medien enthalten beispielsweise eine Floppydiskette (5,25''-Diskette), eine Diskette (3,5''-Diskette), eine Festplatte, ein Magnetband oder jedes andere magnetische Medium, eine CD-ROM, jedes andere optische Medium, Lochkarten, Lochstreifen, jedes andere physische Medium mit Anordnungen von Löchern, ein RAM, ein PROM und EPROM, ein FLASH-EPROM, jeden anderen Speicherchip oder Steckmodul, eine Trägerwelle, wie nachstehend beschrieben wird, oder jedes andere Medium von dem ein Computer lesen kann.
Verschiedene Formen von computerlesbaren. Medien können beteiligt sein beim Speichern einer oder mehrerer Sequenzen von einem oder mehreren Befehlen zum Ausführen durch den Prozessor 1004. Die Befehle können beispielsweise anfänglich auf einer Magnetdiskette eines räumlich entfernten Computers gespeichert sein. Der entfernte Computer kann die Befehle in seinen dynamischen Speicher laden und die Befehle dann über eine Telefonleitung mittels eines Modems verschicken. Ein nahe am Computersystem 1000 liegendes Modem kann die Daten aus der Telefonleitung empfangen und diese Daten mittels eines Infrarotsenders in ein Infrarotsignal umwandeln. Ein Infrarotdetektor kann diese Daten empfangen, die durch das Infrarotsignal übertragen werden, und ein geeigneter Schaltkreis kann die Daten in den Bus 1002 einspeisen. Der Bus 1002 übertragt die Daten zum Hauptspeicher 1006, von dem der Prozessor 1004 die Befehle erhält und ausführt. Die Befehle, die von dem Hauptspeicher 1006 empfangen werden, können wahlweise auf der Speichervorrichtung 1010 gespeichert werden, entweder vor oder nach dem Ausführen durch den Prozessor 1004.
Das Computersystem 1000 enthält darüber hinaus eine Kommunikationsschnittstelle 1018, die mit dem Bus 1002 verbunden ist. Die Kommunikationsschnittstelle 1018 bietet einen wechselseitigen bzw. Zweiwege-Datenkommunikationsanschluss an eine Netzwerkverbindung 1020, die mit einem lokalen Netzwerk 1022 verbunden ist. Die Kommunikationsschnittstelle 1018 kann beispielsweise eine Integrated Services Digital Network (ISDN)-Karte oder ein Modem darstellen, um eine Datenkommunikationsverbindung zu einer entsprechenden Art von Telefonleitung zu erstellen. Die Kommunikationsschnittstelle 1018 kann in einem anderen Beispiel eine Local Area Network (LAN)-Karte sein, um eine Datenkommunikationsverbindung zu einem kompatiblen LAN zu erstellen. Kabellose Verbindungen können auch eingerichtet werden. In jeder derartigen Ausführung sendet und empfängt die Kommunikationsschnittstelle 1018 elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, die digitale Datenströme enthalten zum Darstellen von verschiedenen Informationsarten.
Die Netzwerkverbindung 1020 stellt üblicherweise Datenkommunikation zu anderen Datenvorrichtung dar, durch ein oder mehrere Netzwerke. Die Netzwerkverbindung 1020 kann beispielsweise eine Verbindung zu einem Hauptcomputer 1024 durch ein lokales Netzwerk 1022 zur Verfügung stellen oder zu einer Datenstation, die durch einen Internet Service Provider (ISP) 1026 betrieben wird. Der ISP 1026 bietet wiederum Datenkommunikationsleistungen zum weltweiten Paketdatenkommunikationsnetzwerk, mittlerweile allgemein als „Internet" 1028 bezeichnet. Das lokale Netzwerk 1022 und das Internet 1028 nutzen beide elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, die digitale Datenströme übertragen. Die Signale in den verschiedenen Netzwerken und die Signale an der Netzwerkverbindung 1020 sowie an der Kommunikationsschnittstelle 1018, welche die digitalen Daten von und zu dem Computersystem 1000 übertragen, sind beispielhafte Ausführungsformen von Trägerwellen zum Befördern von Information.
Das Computersystem 1000 kann durch das bzw. die Netzwerke, durch die Netzwerkverbindung 1020 sowie durch die Kommunikationsschnittstelle 1018 Nachrichten senden und Daten, einschließlich Programmcodes, empfangen. In dem Internetbeispiel könnte ein Server 1030 einen angeforderten Code für ein Applikationsprogramm durch das Internet 1028, den ISP 1026, das lokale Netzwerk 1022 und die Kommunikationsschnittstelle 1018 übertragen. In Übereinstimmung mit der Erfindung stellt eine derartige heruntergeladene Applikation das Bestimmen des Rollradius der Räder eines Motorfahrzeuges und das Bestimmen des Flächenwinkels, wie hierin beschrieben wird, sicher.
Der erhaltende Code kann durch den Prozessor 1004 ausgeführt werden, sobald er empfangen wird, und/oder in einer Speichervorrichtung 1010 oder anderen nichtflüchtigen Speichern zur späteren Ausführung gespeichert werden. Auf diese Art kann das Computersystem 1000 einen Applikationscode in Form einer Trägerwelle erhalten.
In der vorhergegangenen Beschreibung wurde die Erfindung dargestellt mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen hierzu. Es ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Abwandlungen und Änderungen hierzu gemacht werden können, ohne sich von dem Bereich der Erfindung, wie beansprucht, zu entfernen.

Claims

Verfahren zum Messen eines Rollradiuswertes R eines Rades, das ein daran angebrachtes optisch erfassbares Ziel aufweist, wobei das Verfahren folgende computergestützte Schritte enthält: optisches Abtasten des Zieles, wenn sich das Rad in der Ausgangsposition befindet, und Erzeugen sowie Speichern von Werten, die die Ausgangsposition verkörpern; Rollen des Rades aus der Ausgangsposition in die Endposition; optisches Abtasten des Ziels in der Endposition und Erzeugen sowie Speichern von Werten, die die Endposition verkörpern; Messen eines Wegstreckenwertes P während des Rollens des Rades basierend auf den Positionswerten; Messen eines Drehwinkelwertes ϑ, der vom Rad beim Rollen durchlaufen wird basierend auf den Positionswerten; Erzeugen und Speichern des Rollradiuswertes des Rades entsprechend der Gleichung:
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Messen eines Wegstreckenwertes den Schritt des Vergleichens des Wertes der Anfangsposition mit dem Wert der Endposition und den Schritt des Berechnens einer linearen Differenz hiervon enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Messen eines Wegstreckenwertes den Schritt des Vergleichens des Wertes der Anfangsposition mit dem Wert der Endposition mittels eines Bildverarbeitungssystems und den Schritt des Berechnens einer linearen Differenz hiervon enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Messen eines Drehwinkelwertes, den Schritt des Vergleichens des Wertes der Ausgangsposition mit dem Wert der Endposition und den Schritt des Berechnens einer Winkeldifferenz hiervon enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Messen eines Drehwinkelwertes, den Schritt des Vergleichens des Wertes der Ausgangsposition mit dem Wert der Endposition mittels eines Bildverarbeitungssystems und den Schritt des Berechnens einer Winkeldifferenz hiervon enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt zum Erzeugen des Rollradiuswertes R des Rades die Berechnung der Gleichung:
mittels eines Datenprozessors eines Bildverarbeitungssystems enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, enthalten weiterhin die Schritte: Erzeugen und Speichern eines oder mehrerer Radausrichtungswerte bei der Ausrichtung eines Motorfahrzeuges mittels einer Ausrichtungsstation; und Ändern eines oder mehrerer Radausrichtungswerte entsprechend des Rollradiuswertes.
Verfahren nach Anspruch 1, enthält weiterhin die Schritte: Vergleichen des Rollradiuswertes mit einem vorgegebenen Bereich an Werten; und Erzeugen einer Abweichungsmeldung, falls der Rollradiuswert außerhalb des vorgegebenen Bereichs fällt.
Verfahren nach Anspruch 1, enthält weiterhin den Schritt: Vergleichen des Rollradiuswertes mit einem zweiten vorgegebenen Rollradiuswertes, der dem idealen Rollradiuswert entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, enthalten weiterhin die Schritte: Rollen eines zweiten Rades; Messen eines zweiten Wegstreckenwertes P₂, während des Rollens des zweiten Rades; Messen eines zweiten Drehwinkelwertes ϑ₂, der vom zweiten Rad beim Rollen durchlaufen wird; Ermitteln eines zweiten Rollradiuswertes R₂, für das zweite Rad entsprechend der Gleichung:
Vergleichen des Rollradiuswertes mit dem zweiten Rollradiuswertes; und Erzeugen sowie Speichern eines Abweichungswertes, der den Betrag der Abweichung des Rades zum zweiten Rad zeigt.
Verfahren nach Anspruch 1, enthalten weiterhin die Schritte: Messen eines Flächenwinkelwertes ψ, zwischen einer Ausrichtungsebene und einer Fahrzeugebene eines Motorfahrzeugs, das sich auf der Ausrichtungsebene befindet, durch die Durchführung der Schritte Messen eines ersten Rollradiuswertes R₁, für ein erstes Rad des Motorfahrzeuges und eines zweiten Rollradiuswertes, R₂, für ein zweites Rad des Motorfahrzeuges, Messen eines horizontalen Verschiebungswertes W_b, zwischen dem ersten Mittelpunkt des ersten Rades und dem zweiten Mittelpunkt des zweiten Rades, und Erzeugen sowie Speichern des Flächenwinkelwertes entsprechend der Gleichung:
Verfahren nach Anspruch 11, enthält weiterhin die Schritte: Ändern eines oder mehrerer Werte, die mit einer Ausrichtung eines Motorfahrzeuges verknüpft sind, basierend auf dem Flächenwinkelwert.
Vorrichtung zum Messen eines Rollradiuswertes (206) eines Rades (202, 302), an dem ein Ziel fest angebracht ist und das von einer Ausgangsposition (310) in eine Endposition (318) gerollt wird, enthalten: eine Bildverarbeitungseinrichtung (30, 40, 48), das ein Ausgangsbild des Zieles (306) aufnimmt, wenn sich das Rad (202, 302) in der Ausgangsposition befindet und das ein Endbild des Zieles aufnimmt, wenn sich das Rad (202, 302) in der Endposition befindet; Mittel zum Messen des Wegstreckenwertes (316) zwischen der Ausgangsposition (310) und Endposition (318) des Rades (202, 302) und ein Datenprozessor (32), der programmiert ist, den Rollradiuswert (206) beim Rollen des Rades (202, 302) zu messen basierend auf dem gemessenen Wegstreckenwert (316) zwischen der Ausgangsposition (310) und der Endposition (318) und basierend auf einem Vergleich zwischen dem Ausgangsbild (306) und dem Endbild des Zieles (306, 308).
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei dem die Bildverarbeitungseinrichtung (30, 40, 48) das Ausgangsbild des Zieles (306) durch optisches Abtasten des Zieles, wenn sich das Rad (202, 302) in der Ausgangsposition befindet aufnimmt, und das Endbild des Zieles (308) durch optisches Abtasten des Zieles, wenn sich das Rad (202, 302) in der Endposition (318) befindet aufnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei dem der Datenprozessor (32) programmiert ist: a) zum Messen von einem Wegstreckenwert P, während des Rollen des Rades (202, 302) basierend auf der Ausgangsposition (310) und der Endposition (318) des Rades (202, 302); b) zum Messen von einen Drehwinkelwert ϑ, der vom Rad (202, 302) beim Rollen durchlaufen wird, basierend auf dem Ausgangsbild und dem Endbild; und c) zum Bestimmen eines Rollradiuswertes R des Rades (202, 302) gemäß der Gleichung
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Datenprozessor (32) programmiert ist, um: a) einen Ausgangspositionswert, der dem Ausgangsbild entspricht und einen Endpositionswert, der dem Endbild entspricht; zu erzeugen und zu speichern b) einen Ausgangspositionswert mit einem Endpositionswert zu vergleichen; c) eine lineare Differenz, die dem Wegstreckenwertes P entspricht, hiervon zu berechnen; d) einen Drehwinkelwert ϑ, der vom Rad beim Rollen basierend auf dem Ausgangsbild und Endbild durchlaufen wird, zu messen; und e) einen Rollradiuswert R des Rades (202, 302) gemäß der Gleichung
zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei dem der Datenprozessor (32) programmiert ist, um: a) einen oder mehrere Radausrichtungswerte bei der Ausrichtung eines Motorfahrzeuges mittels einer Ausrichtungsstation zu erzeugen und zu speichern; und b) einen oder mehrere Radausrichtungswerte basierend auf dem Rollradiuswert zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei dem der Datenprozessor (32) programmiert ist, um: a) den Rollradiuswert mit einem vorgebenden Wertebereich zu vergleichen; und b) eine Abweichungsmeldung, falls ein Rollradiuswert außerhalb des vorgegebenen Bereichs fällt, zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei dem der Datenprozessor (32) programmiert ist, um den Rollradiuswert mit einem zweiten vorgebenden Rollradiuswert, der dem idealen Rollradiuswert entspricht, zu vergleichen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei dem der Datenprozessor (32) programmiert ist, um: a) einen zweiten Rollradiuswert, als Ergebnis des Rollens eines zweiten Rades, einen zweiten Wegstreckenwert P₂, einen zweiten Drehwinkelwert ϑ₂, zu messen und einen zweiten Rollradiuswert R₂ gemäß der Gleichung:
zu erzeugen; b) den Rollradiuswert mit dem zweiten Rollradiuswert zu vergleichen; und c) einen Abweichungswert, der die Größe der Abweichung zwischen dem Rad und dem zweiten Rad darstellt, zu erzeugen und zu speichern.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei dem der Datenprozessor (32) programmiert ist, um: a) einen ersten Rollradiuswert R₁ eines ersten Rades eines Motorfahrzeuges mit einem zweiten Rollradiuswert R₂ eines zweiten Rades eines Motorfahrzeuges zu messen; b) einen horizontalen Verschiebungswert W_b, zwischen dem ersten Mittelpunkt eines ersten Rades und dem zweiten Mittelpunkt eines zweiten Rades zu messen; und c) einen Flächenwinkelwert ψ zwischen einer Ausrichtungsebene und der Fahrzeugebene eines Motorfahrzeugs, das sich auf der Ausrichtungsebene befindet, gemäß der Gleichung:
zu erzeugen und zu speichern.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei dem der Datenprozessor (32) weiterhin programmiert ist, um: d) einen oder mehrere Ausrichtungswerte eines Motorfahrzeuges basierend auf dem Flächenwinkelwert zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei dem der Datenprozessor (32) programmiert ist, um eine Vielzahl an Radausrichtungswerten, die von dem Flächenwinkelwert beigesteuert werden abzustimmen, und der weiterhin ein Anzeigengerät (400) enthält, das die abgestimmten Radausrichtungswerte dem Ausrichtungstechniker anzeigt.
Computerlesbares Medium, das in Verbindung mit der Vorrichtung aus den Ansprüchen 13 bis 23 benutzt wird und das eine oder mehrere Anweisungssequenzen enthält, die, wenn sie von dem Prozessor der Vorrichtung aus den Ansprüchen 13 bis 23 ausgeführt werden, den Prozessor der Vorrichtung aus den Ansprüchen 13 bis 23 dazu veranlasst die Vorrichtung aus den Ansprüchen 13 bis 23 dazu veranlasst den Rollradiuswert R eines Rades, das ein dazu angebrachtes optisch erfassbares Ziel aufweist, zu messen, durch Ausführen der Schritte: optisches Abtasten des Zieles, wenn sich das Rad in der Ausgangsposition befindet, und Erzeugen sowie Speichern von Werten zur Beschreibung der Ausgangsposition; Rollen des Rades aus der Ausgangsposition in eine Endposition; optisches Abtasten des Ziels in der Endposition und Erzeugen sowie Speichern von Werten zur Beschreibung der Endposition; Messen eines Wegstreckenwertes P während des Rollens des Rades basierend auf den Positionswerten; Messen eines Drehwinkelwertes ϑ, der vom Rad beim Rollen durchlaufen wird basierend auf den Positionswerten; Erzeugen und Speichern des Rollradiuswertes des Rades entsprechend der Gleichung:
Computerlesbares Medium nach Anspruch 24, bei dem das Messen eines Wegstreckenwertes die Anweisungen zur Ausführung der Schritte des Vergleichens des Wertes der Anfangsposition mit dem Wert der Endposition und den Schritt des Berechnens einer linearen Differenz hiervon enthält.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 24, bei dem das Messen eines Wegstreckenwertes die Anweisungen zur Ausführung der Schritte des Vergleichens des Wertes der Anfangsposition mit dem Wert der Endposition mittels eines Bildverarbeitungssystems und den Schritt des Berechnens einer linearen Differenz hiervon enthält.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 24, bei dem das Messen eines Drehwinkelwertes, die Anweisungen zur Ausführung der Schritte des Vergleichens des Wertes der Ausgangsposition mit dem Wert der Endposition und den Schritt des Berechnens einer Winkeldifferenz hiervon enthält.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 24, bei dem das Messen eines Drehwinkelwertes, die Anweisungen zur Ausführung der Schritte des Vergleichens des Wertes der Ausgangsposition mit dem Wert der Endposition mittels eines Bildverarbeitungssystems und den Schritt des Berechnens einer Winkeldifferenz hiervon enthält.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 24, bei dem der Schritt zum Erzeugen des Rollradiuswertes R des Rades die Berechnung der Gleichung:
mittels eines Datenprozessors eines Bildverarbeitungssystems enthält.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 24, enthält weiterhin Anweisungen zur Ausführung der Schritte: Erzeugen und Speichern eines oder mehrerer Radausrichtungswerte bei der Ausrichtung eines Motorfahrzeuges mittels einer Ausrichtungsstation; und Ändern eines oder mehrerer Radausrichtungswerte entsprechend des Rollradiuswertes.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 24, enthält weiterhin Anweisungen zur Ausführung der Schritte: Vergleichen des Rollradiuswertes mit einem vorgegebenen Wertebereich; und Erzeugen einer Abweichungsmeldung, falls der Rollradiuswert außerhalb des vorgegebenen Wertebereichs fällt.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 24, enthält weiterhin Anweisungen zur Ausführung der Schritte: Vergleichen des Rollradiuswertes mit einem zweiten vorgegebenen Rollradiuswertes, der den idealen Rollradiuswert verkörpert.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 24, enthält weiterhin Anweisungen zur Ausführung der Schritte: Rollen eines zweiten Rades; Messen eines zweiten Wegstreckenwertes P₂, während des Rollens des zweiten Rad; Messen eines zweiten Drehwinkelwertes ϑ₂, der vom zweiten Rad beim Rollen durchlaufen wird; Ermitteln eines zweiten Rollradiuswertes R₂, für das zweite Rad entsprechend der Gleichung:
Vergleichen des Rollradiuswertes mit dem zweiten Rollradiuswerte; und Erzeugen sowie Speichern eines Abweichungswertes, der den Betrag der Abweichung des Rades zum zweiten Rad zeigt.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 24, enthält weiterhin Anweisungen zur Ausführung der Schritte: Messen eines Flächenwinkelwertes ψ, zwischen einer Ausrichtungsebene und der Fahrzeugebene eines Motorfahrzeugs, das sich auf der Ausrichtungsebene befindet, durch Ausführung der Schritte; Messen eines ersten Rollradiuswertes R₁, für ein erstes Rad des Motorfahrzeuges und eines zweiten Rollradiuswertes, R₂, für ein zweites Rad des Motorfahrzeuges, Messen eines horizontalen Verschiebungswertes W_b, zwischen dem ersten Mittelpunkt des ersten Rades und dem zweiten Mittelpunkt des zweiten Rades, und Erzeugen sowie Speichern des Flächenwinkelwertes entsprechend der Gleichung:
Computerlesbares Medium nach Anspruch 24, enthält des Weiteren Anweisungen zur Ausführung des Schrittes: Ändern eines oder mehrerer Ausrichtungswerte eines Motorfahrzeuges basierend auf dem Flächenwinkelwert.