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Die vorliegende Erfindung betrifft
im Allgemeinen ein Verfahren zum Ausrichten einer Fahrzeugaufhängung. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Kompensieren
von Einstellungen der Radnachlaufausrichtung, um Veränderungen
der Radsturzwinkel auszugleichen.
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Bei der Herstellung eines Motorfahrzeugs enthält einer
der abschließenden
Schritte beim Montageprozess das Ausrichten der Fahrzeugräder. Die richtige
Ausrichtung der Fahrzeugräder
ist notwendig, um die richtigen Fahrcharakteristiken wie auch die
optimale Reifenabnutzung zu gewährleisten.
Eine solche Fahrcharakteristik ist das Abdriften oder Querziehen,
was die Neigung eines Fahrzeugs bezeichnet, von einer Geraden abzuweichen.
Für ein Fahrzeug,
dessen Querzieh- oder Driftcharakteristiken als schlecht beschrieben
werden, ist ein Abweichen von der beabsichtigten Geradeausfahrt
wahrscheinlich. Das kann neben vielen anderen Faktoren durch solche äußeren Faktoren
wie Querwinde oder gewölbte
Straßen
beeinflusst werden.
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Die einstellbaren Ausrichtungsparameter, die
gewöhnlich
mit den lenkbaren Rädern
des Fahrzeugs verknüpft
sind und gewöhnlich
an der Stirnseite des Fahrzeugs bestimmt werden, umfassen Radnachlauf-,
Radsturz- und Vorspurwinkel. Ein Radsturzwinkel bezeichnet einen
Winkel, der von einer Achse, die mit einer Radmittellinie zusammenfällt, und
einer Vertikalachse, die von vorn aus betrachtet durch einen Mittelpunkt
des Fahrzeugrades hindurchführt, eingeschlossen
wird. Der Radsturzwinkel ist positiv, wenn die Radmittellinie oben
am Fahrzeugrad von der Vertikalachse aus nach außen weist. Ein Radnachlaufwinkel
bezeichnet einen Winkel, der von einer Achse, die durch obere und
untere Kugelgelenke (welche die Lenkachse festlegen) hindurchführt, und der
Vertikalachse, die von der Seite aus betrachtet durch den Mittelpunkt
des Fahrzeugrades hindurchführt,
eingeschlossen wird. Der Radnachlaufwinkel ist positiv, wenn die
Achse, die durch die Kugelgelenke hindurchführt, hinter der Vertikalachse
liegt. Ein Vorspurwinkel bezeichnet einen Winkel zwischen der Achse,
die mit der Radmittellinie zusammenfällt, und einer Längsachse,
die von oben aus betrachtet durch den Mittelpunkt des Fahrzeugrades
führt.
Der Vorspurwinkel wird als positive Vorspur bezeichnet, wenn die
Radmittellinie an der Vorderseite eines Fahrzeugrades von der Längsachse
aus nach innen liegt, er wird als negative Vorspur bezeichnet, wenn sie
von der Längsachse
aus nach außen
liegt.
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Gewöhnlich stellt ein Operator
die Radsturz-, Radnachlauf und Vorspurwinkel so ein, dass sie in
einen vorgegebenen Wertebereich fallen, der so festgelegt ist, dass
er die gewünschten
Fahrcharakteristiken gewährleistet.
Zum Ausführen
der jeweiligen Justagen werden sowohl beträchtliche Zeiten und Anstrengungen
als auch Spezialwerkzeuge benötigt, um
die Justagen schnell und genau auszuführen. Deshalb wäre es wünschenswert,
die Anzahl der Justagen, die ein Operator bei der abschließenden Ausrichtung
der Fahrzeugräder
auszuführen
hat, zu verringern.
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Im US-Patent 5,600,893 wird ein Verfahren zum
Ausrichten einer Aufhängung
eines Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei das Fahrzeug ein Chassis,
das in einer vorgegebenen Höhe über dem
Erdboden befestigt ist, eine zum Verhindern ihrer Bewegung verriegelte
Lenkwelle sowie eine Nabe aufweist, und wobei das Verfahren die
Schritte umfasst: Bereitstellen eines Aufhängungsmesssystems einschließlich einer
Lichtquelle, eines Reflektors und eines Targets; Anpassen der Höhe der Aufhängung an eine
Höhe über dem
Erdboden, die im Wesentlichen gleich einem Radius des in der Aufhängung verwendeten
Reifens ist; Reflektor an der Nabe abnehmbar anbringen, wobei der
Reflektor vertikal und im Wesentlichen senkrecht zur Nabenmittelachse
ausgerichtet ist; Positionieren des Targets in einem vorgegebenen
Abstand vom Reflektor; Ausrichten eines Lichtstrahls auf die Mitte
des Reflektors zur Reflexion auf das Target, wobei die Lichtquelle
so angeordnet ist, dass der reflektierte Lichtstrahl im Wesentlichen in
einer Ebene mit dem einfallenden Lichtstrahl liegt; schrittweises
Anpassen der Höhe
der
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Aufhängung ausgehend von einer Anfangshöhe und Anbringen
von Markierungen an Orten auf dem Target, zu denen sich der reflektierte
Lichtstrahl hin bewegt, wobei jede Markierung einer Höhe der Aufhängung entspricht,
die über
oder unter der Anfangshöhe
liegt; und Messen eines Abstandes zwischen einem Markierungspaar
in einer ersten Ausrichtung, das im Vergleich zu einem beliebigen
anderen Markierungspaar in der ersten Ausrichtung den größten Abstand
einschließt.
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Nachstehend wird ein Verfahren zum
Ausrichten der Fahrzeugaufhängung
offengelegt, das weniger Schritte als das bisher ausgeführte erfordert, um
die richtigen und erwünschten
Fahrcharakteristiken zu gewährleisten.
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Das Verfahren zum Ausrichten einer
Aufhängung
eines Fahrzeugs mit einem Chassis, das drehbar einen lenkbaren Satz
von Fahrzeugrädern
trägt, umfasst
die Schritte: (a) Messen der aktuellen Vorspur-, Radsturz- und Radnachlaufwinkel
für jedes Fahrzeugrad
und Erzeugen der dazugehörigen
aktuellen Vorspur-, Radsturz und Radnachlaufsignale; (b) Abschätzen finaler
Radsturzwinkel für
jedes Fahrzeugrad unter Verwendung der aktuellen Vorspursignale
und Erzeugen dazugehöriger
geschätzter
Radsturzsignale; (c) Abschätzen
finaler Radnachlaufwinkel für
jedes Fahrzeugrad unter Verwendung der aktuellen Vorspursignale
und Erzeugen dazugehöriger geschätzter Radsturzsignale;
(d) Erzeugen eines einseitigen Radnachlauf-Justagesignals, das zum
Beheben der durch den Radsturz erzeugten Abdrift ausgeglichen ist,
wobei die abgeschätzten
Radnachlaufsignale und die abgeschätzten Radsturzsignale verwendet
werden; und (e) Einstellen nur eines der Fahrzeugräder gemäß dem einseitigen
Radnachlauf-Justagesignal.
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Es ist ein Vorzug der vorliegenden
Erfindung, dass ein effizientes Verfahren zum Ausrichten einer Aufhängung zur
Verfügung
gestellt wird, indem die Anzahl der Justagen, die zum Erreichen
gewünschter
Fahrcharakteristiken des Fahrzeuges benötigt werden, verringert wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden in
Form eines Beispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
wobei
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Fahrzeugs ist, das gemäß vorliegender
Erfindung in einer Radausrichtungsstation angeordnet ist;
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2 eine
schematische Darstellung der Komponenten zum Ausrichten einer Fahrzeugaufhängung gemäß vorliegender
Erfindung ist;
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3 ein
Logikblock-Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung ist.
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Im Weiteren wird auf die Zeichnungen
Bezug genommen, wobei 1 ein
Fahrzeug 12 darstellt, das in einer Radausrichtungsstation 14 positioniert ist,
die eine Radausrichtungsvorrichtung 15 enthält. Das
Fahrzeug 12 befindet sich über einer Werkstattgrube 13,
in der ein Operator Justagen am Fahrzeug 12 leicht ausführen kann.
Das Fahrzeug umfasst ein Lenkrad 16, eine vordere Fahrzeugradgruppe 18 und eine
hintere Fahrzeugradgruppe 20. Das Fahrzeug 12 enthält außerdem eine
Lenkwelle, ein Lenkgetriebe und ein Paar Spurstangen, die alle in
einer bekannten Weise zusammenwirken, um das Lenkrad 16 mit
den vorderen Fahrzeugrädern
zu verbinden. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird nur die linke
Seite des Fahrzeugs dargestellt, es ist selbstverständlich,
dass die rechte Seite des Fahrzeugs 12 und die Vorrichtung
gemäß vorliegender
Erfindung ähnlich
aufgebaut sind.
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Die dargestellte Radausrichtungsvorrichtung 15 ist
ein "statischer
Herauslaufkompensations-Radausrichtungsprüfer", der von der Anzen Motor Car Company,
Ltd. hergestellt und ausführlich
in den U.S.-Patenten mit den Nummern 3,453,740; 4,962,664 und 4,901,560
beschrieben wird. Es können
jedoch auch andere Typen bekannter Radausrichtungsvorrichtungen
verwendet werden, es ist selbstverständlich, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf die hier beschriebene Radausrichtungsvorrichtung
allein beschränkt
werden soll. Die Radausrichtungsvorrichtung 15 ist ein
Gerät zum
Messen der geometrischen Eigenschaften der Aufhängung einschließlich des
Vorspurwinkels und der Radsturzwinkel der Fahrzeugräder 18, 20 sowie
des Radnachlaufwinkels, der gebildet wird durch das obere und untere
Kugelgelenk oder durch auf andere Art drehbare Befestigungen des
(nicht dargestellten) Radlagerungsbauteils an der Aufhängung, die
eine mit dem Lenkrad 18 verbundene Lenkachse bilden.
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Die Radausrichtungsvorrichtung 15 umfasst eine
vordere Walzengruppe 22 und eine hintere Walzengruppe 24.
Zwischen allen Walzen einer jeden Gruppe 22, 24 befindet
sich ein Messwertgeber, der die Winkelabweichung der Räder ausgehend
von einer longitudinalen Mittellinie auf dem Fahrzeug misst, was üblicherweise
als Vorspurwinkel der Fahrzeugräder
bekannt ist.
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Die Radausrichtungsmaschine 15 umfasst außerdem ein
Vorderradherauslauf-Messgerät 26 und
ein Hinterradherauslauf-Messgerät 30.
Diese können
zum Bestimmen des Radsturzwinkels des entsprechenden Rades verwendet
werden. Jedes der Herauslaufmessgeräte 26, 30 umfasst
eine Anzahl von dazugehörigen,
dreieckförmig
angebrachten Walzen 28, 32, die Messwertgeber
enthalten, welche gegen die Seitenflächen der Fahrzeugräder drücken. Obwohl 1 nur die äußeren Herauslaufgeräte zeigt,
umfasst die Radausrichtungsvorrichtung 15 innere Herauslaufmessgeräte, die
gegen die inneren Seitenflächen
der Fahrzeugräder
gesetzt sind. Die inneren und äußeren Herauslaufmessgeräte umfassen
Hilfsmittel zum Messen des Herauslaufens des Fahrzeugrades.
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Die Radausrichtungsvorrichtung 15 umfasst außerdem ein
(nicht dargestelltes) Vorderrad-Nachlaufmessgerät, das Messwertgeber umfasst,
die gegen vorgegebene Bezugspunkte auf der Aufhängung, wie z. B. das obere
und das untere Kugelgelenk; drücken,
um den Nachlaufwinkel des Fahrzeugrades zu bestimmen. Obwohl 1 nur die linksseitigen
Geräte
zeigt, umfasst die Radausrichtungsmaschine 15 wieder die
Geräte,
die ein Messen sowohl der linksseitigen als auch der rechtsseitigen
Radausrichtungswinkel erlauben.
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Jeder Messwertgeber der Radausrichtungsmaschine 15,
einschließlich
der Messwertgeber, welche Vorspur-, Radsturz- und Radnachlaufwinkel
der Fahrzeugräder
messen, erzeugt Signale, die einem Prozessor 40 übermittelt
werden, wo die Information wie weiter unten beschrieben gespeichert
wird. Für Fachleute
auf dem Gebiet sollte es leicht ersichtlich sein, dass sich die
vorliegende Erfindung mit anderen Typen von Radausrichtungseinheiten
verwenden lässt,
selbst mit solchen, die zu einer Radherauslaufmessung nicht geeignet
sind. Die Vorrichtung gemäß vorliegender
Erfindung kann ohne eine Radherauslaufmessung eingesetzt werden,
indem das Herauslaufen nach bekannten Verfahren angenähert wird.
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Die Vorrichtung gemäß vorliegender
Erfindung umfasst außerdem
ein Lenkradwinkel- Messgerät 34,
das mit dem Lenkrad 16 des Fahrzeuges verbunden ist. Das
Lenkradwinkel-Messgerät 34 steht mit
der Anzeigeeinheit 38 in Verbindung, die über das Kabel 36 mit
dem Prozessor 40 funktionsfähig verbunden ist. Die Radausrichtungsmaschine 15 umfasst
auch eine zweite, unter dem Fahrzeug in der Grube angeordnete Anzeigeeinheit 42,
welche der Operator in der Grube sehen kann. Die Anzeigeeinheit 42 ist
ebenfalls mit dem Prozessor 40 verbunden. Wie weiter unten
ausführlicher
dargestellt wird, erzeugt das Lenkradwinkel-Messgerät 34 ein
kontinuierliches Signal für
den Prozessor, das der augenblicklichen Lage des Lenkrades mit Bezug
auf eine vertikale Achse des Lenkrades entspricht. Das Gerät 34 selbst
enthält
Hilfsmittel zum Messen einer Lageabweichung des Lenkrads aus einer
neutralen Mittelstellung, die zu einem vorher festgelegten Vorspurwinkel
der Fahrzeugräder
gehört,
und zum Erzeugen eines zur Abweichung gehörenden Signals. Wie aus 1 ersichtlich wird, ist
das Gerät 34 am
Lenkrad befestigt, das sich beim Ausrichtungsvorgang mit Bezug auf
das Fahrzeugchassis frei dreht.
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Wie in 2 gezeigt
wird, umfasst das Lenkradwinkel-Messgerät 34 ein T-förmiges Bauteil,
das einen Längsarm 44 und
einen Querarm 46 aufweist. Wie es dargestellt ist, überspannt
der Längsarm 44 des
Geräts
den inneren Durchmesser des Lenkrads 16 und stützt sich
auf eine Speiche 17 des Lenkrads. Das Querbauteil 46 des
Geräts 34 umfasst
einen Stempel 50, der mittels eines Federbauteils gegen das
Lenkrad 16 gedrückt
wird, um das Gerät
im Lenkrad 16 zu befestigen. Ein Neigungsmesser 52 ist
auf dem Lenkradwinkel-Messgerät 34 angeordnet,
um den Winkel zu bestimmen, um den das Lenkrad von einer Vertikalachse
V des Lenkrades abweicht. Der Neigungsmesser kann ein beliebiges
der bekannten elektronischen Nivelliergeräte enthalten, so z. B. Höhenmesswertgeber
oder digitale Neigungsmesser. Das Signal wird auch dem Prozessor 40 zugeleitet.
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Eine Anzeigeeinheit 38 erfüllt in der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zwei Aufgaben. Die Anzeigeeinheit 38 empfängt zuerst
das Signal vom Lenkradwinkel-Messgerät 34 und wandelt das
Signal um, so dass es durch den Prozessor 40 auswertbar ist.
Wie weiter unten erklärt
wird, zeigt die Anzeigeeinheit auch die Relativmessung der Lenkradstellung mit
Bezug auf die Vorspurwinkelstellung an. Zum Beispiel entspricht
eine Anzeige + 0.00, wie sie in 2 dargestellt
ist, der Situation, in der die Lenkradstellung direkt der Vorspurwinkelstellung
der Fahrzeugräder
entspricht, so dass das Lenkrad bei einer Geradeauseinstellung der
Fahrzeugräder
in der neutralen Mittel- oder
Geradeausstellung ist. Die Anzeigeeinheit gibt die aktuelle Messung
der Stellung des Lenkrads mit Bezug auf dessen Vertikalachse wieder.
Wie unten erläutert
wird, stellt ein Operator in der Ausrichtungsvorrichtung 15 den
Vorspurwinkel der Fahrzeugräder
einfach so ein, dass eine Nullanzeige auf der Anzeigeeinheit 38 erscheint,
um die momentane Lenkradstellung mit der momentanen Stellung des Vorspurwinkels
der Fahrzeugräder
in Beziehung zu setzen.
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Wie oben beschrieben wurde, misst
die Radausrichtungsvorrichtung 15 die Vorspur-, Radnachlauf-
und Radsturzwinkel der Fahrzeugräder
und übermittelt
Signale entsprechend den gemessenen angesteuerten Vorspur-, Radnachlauf-
und Radsturzwinkeln an den Prozessor 40. Der Prozessor 40 verwendet
diese Signale zur Festlegung einer einseitigen Radnachlaufjustage,
die ein Querziehen ausgleicht, welches durch Unterschiede des Radsturzes von
einer Seite zur anderen hervorgerufen wird. Ist der Radnachlaufwinkel
einmal eingestellt, dann empfängt
der Prozessor die Signale vom Lenkradwinkel-Messgerät 34 sowie
den gemessenen Vorspurwinkel von der Radausrichtungsvorrichtung 15 und verwendet
diese Signale für
eine dynamische Bestimmung eines erwünschten Vorlaufwinkels entsprechend
der momentanen Stellung des Lenkrades und teilweise ausgehend von
den Vorgaben des Fahrzeugherstellers sowie der gemessenen Lenkradabweichung,
wie weiter unten noch erläutert
wird. Der Prozessor 40 erzeugt dann ein Vorspurjustagesignal
für die
Anzeigeeinheit 38, um die relative Übereinstimmung zwischen der
momentanen Vorspurwinkelmessung und der Lenkradwinkelmessung anzuzeigen.
Bei einer Übereinstimmung
dieser Messungen zeigt die Anzeigeeinheit , wie in 2 dargestellt ist, „0.00" an und das Lenkrad liegt in einem vorher gewählten Toleranzbereich
der Geradeausstellung, wenn die Fahrzeugräder in der Geradeauseinstellung
sind.
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Mit Bezug auf 3 wird nun eine Darstellung des Verfahrens
der vorliegenden Erfindung gegeben. Beginnend mit dem Block 58 von 3 wird das auszurichtende
Fahrzeug so auf die Radausrichtungsvorrichtung 15 gefahren,
dass die vorderen Fahrzeugräder 18 und
die hinteren Fahrzeugräder 20 an
den vorderen Walzen 22 bzw. den hinteren Walzen 24 postiert
werden. Beim Block 60 wird das Lenkradwinkel-Messgerät 34 auf
dem Fahrzeuglenkrad 16 angebracht. Das Lenkrad 16 dreht
sich frei bezüglich
des Fahrzeugchassis während
des gesamten Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung. Nachdem das Gerät 34 auf
dem Lenkrad angebracht ist, beginnt der Vorgang beim Startblock 62.
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Beim Block 64 beginnt ein
Radherauslaufzyklus, wobei die Radherauslauf-Messgeräte 26, 30 die inneren
und äußeren Seitenflächen der
vorderen und hinteren Fahrzeugräder
berühren.
Die Walzen 22 und 24 drehen die Vorder- und Hinterräder ungefähr zwei
Umdrehungen und die verschiedenen Messwertgeber übertragen Signale an den Prozessor 40, der
gemessene aktuelle Vorspur-, Radnachlauf- und Radsturz-Winkelwerte berechnet,
die zu verwenden sind, um einen Wert für eine einseitige Radnachlaufjustage
und einen erwünschten
Wert für
einen Vorlaufwinkelsatz zu bestimmen.
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Beim Block 63 berechnet
der Prozessor Schätzwerte
der finalen Radnachlauf- und Radsturzwinkel in Hinblick auf die
erwartete Vorspuränderung. Das
ist nötig,
weil die Radnachlauf- und Radsturzwinkel sich bei einer Anpassung
der Vorspurwinkel verändern.
Die abgeschätzten
finalen Radsturzwinkel werden zur Bestimmung eines Differenz- Radsturzwinkels
verwendet, der sich aus der Differenz zwischen den Radsturzwinkeln
auf der rechten und linken Seite ergibt. Unter Verwendung dieses
Wertes kann der Radnachlauf eingestellt werden, um ein beliebiges
Querziehen auszugleichen, das durch das Auftreten einer Radsturzwinkeldifferenz
erzeugt würde.
Zuvor wäre
der Radsturz direkt einzustellen gewesen, um das durch den Radsturz
erzeugte Querziehen zu beseitigen. Der Prozessor schätzt die
finalen Radnachlaufwinkel ähnlich
wie den Radsturz ab, um Veränderungen
der Radnachlaufwinkel zu berücksichtigen,
die auftreten, wenn die Vorspurwinkel eingestellt werden. Wegen
der Empfindlichkeit des Fahrzeugs insgesamt bei Veränderungen
des Vorspurwinkels und zur Kontrolle der Lenkrad-Geradeausstellung
wird als letztes die Vorspur eingestellt. Der Prozessor 40 schätzt den
finalen Radsturz nach der folgenden Beziehung ab: LRadsturzgesch
= LRadsturzaktuell – (LVorspuraktuell – LVorspurVorgabe – DW)*FXz
RRadsturzgesch = RRadsturzaktuell – (RVorspuraktuell – RVorspurVorgabe – DW)*FXz
wobei:
LRadsturzgesch
und RRadsturzgesch = geschätzte rechts-
und linksseitige finale Radsturzwinkel nach Abschluss der Vorspurjustagen;
LRadsturzaktuell
und RRadsturzaktuell = gemessene rechts- und linksseitige aktuelle
Radsturzwinkel;
LVorspuraktuell und RVorspuraktuell = gemessene rechts-
und linksseitige aktuelle Vorspurwinkel;
LVorspurVorgabe und
RVorspurVorgabe = vorgegebene rechte- und linke Vorspurwinkel beruhend
auf Konstruktionsvorgaben;
DW = hinterer Druckwinkel (linker
hinterer Vorspurwinkel minus rechter hinterer Vorspurwinkel geteilt durch
2);
FXz = vorgegebene Konstante zur Fahrzeugkonstruktion, stellt
dar, um welchen Wert sich der Radsturzwinkel bei einer Änderung
des Vorspurwinkels um ein Grad verändert.
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In gleicher Weise schätzt der
Prozessor 40 den finalen Radnachlaufwinkel nach der folgenden Beziehung
ab: LRadnachlaufgesch = LRadnachlaufaktuell – (LVorspuraktuell – LVorspurVorgabe – DW)*FYz
RRadnachlaufgesch = RRadnachlaufaktuell – (RVorspuraktuell – RVorspurVorgabe – DW)*FYzwobei:
LRadnachlaufgesch
und RRadnachlaufgesch = geschätzte
rechts- und linksseitige finale Radnachlaufwinkel nach Abschluss
der Vorspurjustagen;
LRadnachlaufaktuell und RRadnachlaufaktuell
= gemessene rechts- und linksseitige aktuelle Radnachlaufwinkel;
FYz
= vorgegebene Konstante zur Fahrzeugkonstruktion, stellt dar, um
welchen Wert sich der Radnachlaufwinkel bei einer Änderung
des Vorspurwinkels um ein Grad verändert.
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Der Prozessor 40 geht dann
zum Block 65 über,
wo er eine Radnachlaufjustage festlegt, die benötigt wird zur Kompensation
eines Querziehens oder Abdriftens, welches durch eine Differenz
der Radsturzwinkel hervorgerufen werden kann. Vorteilhaft kann diese
Justage durch Einstellen einer einzigen Fahrzeugseite ausgeführt werden,
statt beide Seiten einstellen zu müssen. Die Justage kann an einer
der beiden Seiten ausgeführt
werden, deshalb wird bei der hier beschriebenen Ausführungsform
der rechtsseitige Radnachlauf angepasst, was als einseitige Justage
beschrieben wird, wobei darunter die rechte oder die linke Seite
verstanden werden könnte.
Deshalb fährt
der Prozessor mit der Erzeugung eines einseitigen Radnachlaufjustagesignals
nach folgender Beziehung fort: ESRadnachlaufTarget
= ESRadnachlaufFinal – ΔRadnachlaufVorgabe – Z*(ΔRadsturzFinal)wobei:
ESRadnachlaufTarget
= einseitiges (rechtsseitiges) Radnachlaufjustagetarget;
ESRadnachlaufFinal
= geschätzter
finaler Radnachlaufwinkel für
eine Seite (rechte Seite);
ΔRadnachlaufVorgabe
= durch Konstruktion vorgegebener Wert für die Radnachlaufdifferenz;
Z
= Querziehfaktor mit Bezug auf einen Wert der Radnachlaufdifferenz,
der für
das Beseitigen oder Auslöschen
des Querziehens benötigt
wird, das durch ein Grad Radsturzdifferenz erzeugt wird; Δ
RadsturzFinal
= Radsturzdifferenz ausgehend von geschätzten finalen Radsturzwinkeln,
(LRadsturzgesch minus RRadsturzgesch)
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Der Prozessor 40 verwendet
das einseitige Radnachlaufjustagetarget, um zu bestimmen, wie viel
der rechtsseitige Radnachlauf angepasst werden muss unter Verwendung
der folgenden Beziehung: ESRadnachlaufJustage
= ESRadnachlaufTarget – ESRadnachlaufFinal,in
der die Änderungen
der Radnachlaufwinkel berücksichtigt
werden, die dann auftreten, wenn die Vorlaufwinkel angepasst werden.
Unter bestimmten Umständen,
insbesondere bei einer komplizierten Ausrichtungsanlage, kann es
von Vorteil sein, die Größe der noch
auszuführenden
Radnachlaufjustage anzuzeigen, so dass am Block 67 ein
Operator den Radnachlauf einfach einstellen kann, bis die Anzeigeeinheit
Null anzeigt. In diesem Falle wird die obige Beziehung modifiziert,
so dass der Operator ein Signal wahrnimmt, das durch die folgende
Beziehung gegeben ist: ESRadnachlaufJustage =
ESRadnachlaufTarget – ESRadnachlaufFinal
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Das kann die Häufigkeit von Fehlern, die mit den
einseitigen Radnachlaufjustagen verbunden sind, beträchtlich
verringern.
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Der Prozessor geht dann zum Block 66 über, wo
das Lenkradwinkel-Messgerät 34 Signale
erzeugt, die der momentanen Stellung des Lenkrads mit Bezug auf
seine Vertikalachse entsprechen. Beim Block 68 werden die
erwünschten
Vorspurwinkelwerte für
die gemessene momentane Lenkradwinkelstellung, die beim Block 66 gemessen
wurde, bestimmt. Die erwünschten
Vorspurwinkelwerte werden durch den Prozessor 40 wie folgt
bestimmt: LVorspurTarget = LVorspuraktuell – (CVaktuell – CVVorgabe)/LQ – DW
RVorspurTarget = RVorspuraktuell – (CVaktuell – CVVorgabe)/LQ
+ DWwobei:
LVorspurTarget und LVorspurTarget = erwünschte Radvorspurwinkel
rechts und links;
LVorspuraktuell und LVorspuraktuell = links
und rechts gemessene aktuelle Vorspurwinkel;
CVaktuell = gemessene
Lenkwinkelabweichung;
CVVorgabe = vorgegebene Winkelstellung
des Lenkrads mit Bezug auf seine Vertikalachse beruhend auf Konstruktionsvorgaben;
LQ
= Quotient aus der Winkeldifferenz, um die sich das Lenkrad dreht,
zur Winkelbewegung der betreffenden Fahrzeugräder. Ein typischer Lenkquotient
für einen
Lastkraftwagen liegt bei etwa 19,5 : 1 und für einen PKW bei etwa 15 : 1.
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Beim Block 70 wird der Vorspurwinkel
des Fahrzeugs durch einen Operator mittels bekannter mechanischer
Hilfsmittel, wie z. B. durch Bewegen der Spurstangeneinsteller,
angepasst, um eine Anzeige 0.00 auf der Anzeigeeinheit 38 zu
erreichen. Beim Betätigen
der Vorspureinsteller geschieht es oft, dass sich das Lenkrad bezüglich seiner
Ausgangslage bewegt. Infolge der Bewegung des Lenkrads zeigt Block 72 an,
dass eine fortlaufende Messung der Lenkradwinkelstellung CV vorgenommen wird.
Diese Messung liefert den fortlaufenden momentanen Stand der Lenkradabweichung
von der Vertikalachse des Lenkrads. Diese aktuelle CV-Anzeige wird
in die obige Formel eingesetzt, um erneut einen erwünschten
Vorspurwert zu bestimmen. Diese fortlaufende, in Echtzeit erfolgende
Berechnung bestimmt dynamisch den erwünschten Vorspurwinkel entsprechend
der momentanen Stellung des Lenkrads.
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Am Entscheidungsblock 74 bestimmt
der Prozessor, ob vordere und hintere Vorspur innerhalb der vorgegebenen
Grenzen liegen, die durch den Fahrzeughersteller festgelegt werden.
Ist das nicht der Fall, dann kehrt das Verfahren zum Block 68 zurück, um die
Berechnung des erwünschten
Vorspurwinkels bezogen auf die momentane Stellung des Lenkrads erneut
zu beginnen. Liegt die vordere Vorspur im Block 74 innerhalb
der vorgegebenen Grenzen, dann zieht der Operator beim Block 76 die
Vorspureinsteller fest, und das Fahrzeug wird aus der Radausrichtungseinheit 14 herausgefahren.
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Fachleute auf diesem Gebiet sollten
erkennen, dass die oben beschriebenen fortlaufenden Mess- und Aktualisierungsschritte
zum Einstellen der vorderen Vorspur, Blöcke 68–74,
in gleicher Weise auch bei dem oben beschriebenen Vorgang zum Einstellen
des Radnachlaufes verwendet werden könnten. Insbesondere könnten die
Blöcke 63–67 in
eine Schleifenstruktur ähnlich
zu 68–74 eingefügt werden, wobei – da es
jetzt um das Einstellen des Radnachlaufes geht – die vorliegenden Vorspur-,
Radnachlauf- und Radsturzwinkelsignale aktualisiert werden, was
zu einem weiteren Vertrauen in die finale Radnachlaufeinstellung über das
Verfahren führt,
welches nur die Ausgangswerte für
das Einstellen des Targets der einseitigen Radnachlaufjustage verwendet.
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Von dem obigen Verfahren ausgehend
sollte es offensichtlich sein, dass die Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer Neufahrzeugmontagefabrik verwendet werden kann,
um den Vorspurwinkel der vorderen und hinteren Fahrzeugräder auf
die momentane Stellung des Lenkrades hin auszurichten, wobei im
Wesentlichen die gleichen Schritte wie im oben beschriebenen Verfahren
verwendet werden. Außerdem
kann die Vorrichtung in Werkstätten
und anderen Dienstleistungseinrichtungen eingesetzt werden. Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf einen alleinigen Einsatz bei
der Montage von Neufahrzeugen beschränkt, sondern kann ebenso gut
auch im Dienstleistungssektor eingesetzt werden.
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Für
Fachleute sollte leicht einzusehen sein, dass viele andere Ausgestaltungen
und Vertauschungen der vorliegenden Erfindung einfach verfügbar sind.
Der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung wird durch die folgenden
Patentansprüche festgelegt.