DE69819788T2 - Verfahren zur messung des radwinkels eines steuerbaren fahrzeugs - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen großer Radwinkel, vorzugsweise der Vorderräder, an lenkbaren Fahrzeugen. Das Haupterfordernis zum Erreichen guter Laufeigenschaften und eines geringen Radabriebs ist es, dass die Antriebsräder des Fahrzeugs spezifische Winkelpositionen innerhalb enger Toleranzgrenzen einnehmen. Beim Geradeausfahren wird deshalb eine gewisse Vorspur eingehalten, was bedeutet, dass beide Räder im Verhältnis zur Fahrtrichtung leicht nach innen gerichtet sind. Die Räder sollen auch einen gewissen Sturz bzw. Sturzwinkel im Verhältnis zur Ebene einer Straßenfläche haben. Beim Um-die-Kurve-Fahren werden beide Radachsen um individuelle Achsschenkelbolzen gedreht, die im Verhältnis zur Normalrichtung der Straßenflächen-Ebene sowohl in der Nachlauf- als auch in der Schräglagen-Richtung des Fahrzeugs eine gewisse Neigung aufweisen sollen (KPI). Anforderungen bestehen auch an die Kurvenwinkel-Differenz, d. h. das Verhältnis der Fahrtwinkel der beiden Räder zueinander beim Kurvenfahren.
• Eine große Anzahl verschiedener Messsysteme für den Radwinkel wurden entwickelt, um diese Winkel zu messen. In den meisten davon werden Messeinrichtungen mit Hilfe von Haltern an den Rädern angebracht, deren Winkel gemessen werden sollen. Die Messeinrichtungen umfassen Messwandler für den Sturz, die Vorspur und die Richtung. Der Sturz wird normalerweise als Abweichung von der Vertikalen gemessen, und es wird dabei angenommen, dass das Fahrzeug auf einer ebenen, horizontalen Fläche geparkt ist. Die Hinterachse wird verwendet, wenn die Vorspur und die Richtung im Falle kleinerer Fahrzeuge wie Privatautos gemessen werden, während eine rechtwinklig zum Gehäuse oder Rahmen des Fahrzeugs verlaufende Referenzlinie im Falle großer Fahrzeuge bevorzugt ist. Die verwendeten Messverfahren beruhen in der Regel auf Leinen, die zwischen den Rädern gespannt werden, oder auch optischen Prinzipien, in denen Spiegel an den Hinterrädern angebracht werden oder Platten mit Markierungen an den Vorder- und Hinterenden des Fahrzeugrahmens oder -gehäuses aufgehängt werden.
• Diese Vorrichtungen werden verwendet, um die Vorspur und den Sturz direkt zu messen. Die Schräglage der Achsschenkelbolzen wird indirekt durch Messen des Einflusses der Achsschenkelbolzen-Neigung auf den Sturz bei einigen wenigen, unterschiedlichen Steuerwinkeln, vorzugsweise in Geradeausstellung, einer 20° nach links gerichteten Stellung und einer 20° nach rechts gerichteten Stellung, bestimmt. Die Schräglage der Achsschenkelbolzen wird auf die gleiche Weise oder durch die Messung bestimmt, wie weit ein arretiertes Rad in Rotationsrichtung gedreht wird, wenn es nach links oder nach rechts eingeschlagen wird. Die Achsschenkelbolzen-Neigungen werden aus dem Sturz oder aus den erhaltenen Rad-Dreh-Werten unter Verwendung bekannter trigonometrischer Formeln berechnet, entweder mit Hilfe von Rechnungstabellen, oder, in der heutigen Zeit, von Computerprogrammen.
• Eine Beschränkung bei den meisten bestehenden Rad-Messsystemen ist die Schwierigkeit der Messung großer Steuerwinkel. Dies ist von Interesse, wenn die Kurvenwinkel-Differenz und der maximale, für ein Fahrzeug mögliche Radausschlag gemessen werden. Das Hauptproblem liegt darin, dass der maximale Radausschlag, d. h. die Radauslenkung in vielen Fahrzeugen so groß ist, dass die Radnabe mit der daran befestigten Messvorrichtung im Radkasten verschwindet, was sowohl optische Messungen als auch das Spannen eines geraden Messstrangs oder -fadens unmöglich macht. Darüber hinaus versperrt das Rad die Sicht auf das Rad, das die äußere Kurve beschreibt, wenn die Hinterachse während der Messung als Referenz verwendet wird. Ein Weg, dieses Problem zu lösen, ist es, die übliche Messvorrichtung an einem Verlängerungsschaft anzubringen, so dass sie sich außerhalb des Radkastens befindet. Dies macht jedoch eine Anzahl zusätzlicher Handhabungen erforderlich und geht außerdem davon aus, dass die Gestalt des Radkastens ausreichend Platz für eine solche Verlängerung bietet. Das bisher ansonsten am meisten verwendete Verfahren zur Vermeidung dieses Problems war es, spezielle, getrennte Messvorrichtungen für diese großen Winkel einzusetzen. Eine solche Messvorrichtung kann aus schwenkbaren, mit einer Einteilung versehenen Messplatten bestehen, die unter den Rädern angebracht werden, oder aus einer Messskala, die auf dem Boden nahe dem Rad angeordnet ist, wobei ein Messstrahl von der Messvorrichtung am Rad schräg hinunter in Richtung dieser Messskala gerichtet wird. Charakteristisch für die Messvorrichtungen ist, dass sie die Anwendung einer ärgerlich großen Anzahl von Manipulationen und eine Kalibrierung vor Ort erfordern oder dass sie aufgrund ihrer Komplexizität unvertretbar hohe Kosten verursachen. Als Folge daraus wird das Messen großer Steuerwinkel in der Praxis häufig unterlassen – selbst in Fällen, in denen es verlangt ist.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines leicht handhabbaren Verfahrens, das sich für die Automatisierung eignet, zur Bestimmung des maximalen Radausschlags und anderer großer Steuerwinkel von Fahrzeugen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Messen der Vorspur und des Sturzwinkels in Geradeaus-Richtung auf übliche Weise und außerdem das Messen der üblichen Winkel, wenn die Räder angetrieben oder gefahren werden, und hieraus das Berechnen der Neigung des Achsschenkelbolzens in Längsrichtung (Nachlauf) und in Querrichtung (Schräglage, KPI). Daraufhin wird der zu messende Steuerwinkel eingestellt, z. B. die maximale Radauslenkung. Charakteristisch für das erfindungsgemäße Verfahren ist es, dass anstelle des Versuchs, den Steuerwinkel direkt zu messen, der Radsturz, oder alternativ das Drehen des Rades nach Anziehen der Bremsen, gemessen wird. Der gesuchte Steuerwinkel wird dann mit Hilfe des so gemessenen Winkels wie auch der anderen gemessenen und berechneten Winkel berechnet. Dies ist möglich, da genauso wie die Achsschenkelbolzenwinkel auf der Basis einiger weniger Kombinationen von Steuer- und Radsturzwinkeln berechnet werden können, auch ein individueller, unbekannter Steuerwinkel auf der Basis seines äquivalenten Sturz- oder Drehwinkels und der Achsschenkelbolzenwinkel gemessen werden kann. In der Praxis kann dies leicht unter Verwendung einer entsprechenden Tabelle oder mit Hilfe eines Computerprogramms erfolgen. Da der Geradeauslauf-Winkel und die Achsschenkelbolzen-Winkel bei der Vermessung eines Fahrzeugs routinemäßig bestimmt werden, bedeutet das Verfahren in der Praxis, dass nur eine Sturz(winkel)- oder Drehmessung durchgeführt werden muss, und dies kann im allgemeinen unter Verwendung von vorhandener Messausrüstung geschehen.
• Im Hinblick auf die Berechnung des Steuerwinkels fällt die Variante, bei der man anstelle der Verwendung der Achsschenkelbolzen-Winkel direkt von den gemessenen Werten ausgeht, aus denen die Achsschenkelbolzen-Winkel berechnet werden, in den Rahmen der Erfindung.

Claims (1)

1. Verfahren zum Messen großer Steuerwinkel von Lenkrädern in Fahrzeugen, bei denen die Geradeauslauf-Winkel, die Vorspur und der Sturzwinkel) gemessen werden, wie auch notwendige Winkel, um die Bestimmung von Nachlauf und Schräglage (KPI) des Achsschenkelbolzens des Rades zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehen des Rades nach Anziehen der Bremsen, oder alternativ der Sturzwinkel, ebenfalls bei dem zu bestimmenden Steuerwinkel gemessen wird, und dass der gesuchte Steuerwinkel unter Verwendung sowohl des Drehwinkels oder des Sturzwinkels als auch des bekannten Geradeauslauf-Winkels und des Achsschenkelbolzenwinkels oder des Winkels, aus dem diese berechnet wurden, berechnet wird.