JP3138156B2 - 自己整合車輪アライメント装置及び方法 - Google Patents

自己整合車輪アライメント装置及び方法

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JP3138156B2 JP06242329A JP24232994A JP3138156B2 JP 3138156 B2 JP3138156 B2 JP 3138156B2 JP 06242329 A JP06242329 A JP 06242329A JP 24232994 A JP24232994 A JP 24232994A JP 3138156 B2 JP3138156 B2 JP 3138156B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の車輪に取り付け
られて車輪の方向を示す信号を生成するセンサを備える
車両の車輪整合装置に関する。特に、本願発明は、車輪
整合装置の通常の操作の間にセンサを自動的に較正する
装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】車両の車輪整合装置は従来から公知であ
る。その様な整合装置は一般的には、車輪に搭載可能で
車輪の角度的な方向を示す信号を発生するセンサを含む
4つのアライメントヘッドを備えている。典型的な例と
しては、別々のセンサがトー、キャンバ及びキャスター
面における各車輪の角度を測定するために設けられてい
る。トー面内における角度は、一般には、ベイスバース
(Beissbarth)に付与された米国特許第4,341,02
1号に開示されているような電気機械ストリング型の測
定器具、またはティッツウォース(Titsworth)他に付与
された米国特許第4,761,749号に開示されたよ
うな光電角度測定器具のいずれかを用いて測定されてい
る。キャンバ及びキャスター面における角度は当業者に
公知の傾斜計を用いて測定することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】車輪整合装置に伴う1
つの問題は、それらを使用する過程においてはセンサは
較正されないことになるという点にある。センサが規則
的に較正されないと、較正されない状態が時々現れるこ
とがあり、その結果適切でない車輪アライメントセット
が行われることになる。しかし、整合技術者は整合過程
を実行することをしばしば苦痛であると感じ、その過程
自体が車輪整合装置の生産的な使用の価値を減少させて
いる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本願発明は、車両の車輪
整合装置の主センサが較正されていない場合を検出し、
別に較正手続きを必要とせずに、通常の操作の間にその
主センサを自動的に較正する装置及び方法を提供する。
本願発明の1つの実施例においては、補助センサがアラ
イメントヘッドに与えられて車輪が第1の既知の角度の
向きにあるときに信号を発生する。主センサのゼロ設定
較正を監視するために、車輪整合装置のプログラム可能
な制御装置が既知の角度で主センサからの出力を記録
し、それを既知の角度と比較する。出力が所定の許容角
度値内に無い場合には主センサは較正されない状態であ
り、車輪整合装置は技術者に従来の較正技術を用いて主
センサを較正するように促す。ゼロ設定較正のために主
センサを自動的に修正するためには、制御装置は主セン
サからの出力と既知の角度との間の差を主センサからの
将来の出力に適用する。他の実施例においては、補助セ
ンサも車輪が第2の既知角度の向きにあるときに信号を
出力する。主センサのスパン較正を監視するためには、
制御装置は2つの既知の角度における主センサからの出
力間の差を2つの既知の角度の間の差と比較する。出力
間の差が既知の角度間の差よりも大きいかまたは小さい
場合には、車輪整合装置は技術者に主センサの較正を促
す。スパン較正のために主センサを修正するためには、
制御装置が2つの既知の角度とこれらの2つの既知の角
度における主センサからの出力との間の較正関係を算出
する。制御装置はそれからこの関係を主センサからの将
来の出力に適用する。
【0005】本願発明のこれらの及び他の目的及び利点
は添付図面に関連する下記の詳細な説明により明確にな
るものと思われる。
【0006】
【実施例】図1には、本発明の装置が車輪整合装置のア
ライメントヘッドに組み込まれた状態を示す。本願発明
の装置および方法に係る有用な典型的な整合装置が、テ
ィツウォース(Titsworth)他に認められた米国特許第
4,761,749号、ロジャース(Rogers)他に認めら
れた米国特許第5,208,646号およびクリスチァ
ン(Christian) 他に認められた米国特許第5,220,
399号に開示されており、これらのすべての特許は本
願の出願人に譲渡されている。図1に示された車輪整合
装置は4つのアライメントヘッド10、12、14およ
び16を備えており、それらは車両(図示せず)の前輪
LFおよびRF並びに後輪LRおよびRRのそれぞれに
結合されている。上掲のティツウォース他の米国特許に
より詳しく説明されているように、各アライメントヘッ
ドはハブHを備えており、それを介してヘッドが搭載固
定具(図示せず)のシャフトに回転自在に保持されてい
る。さらに、車輪の面がセンターラインCに対して垂直
になるように、各ハブHのセンターラインCは、周知の
振れ補償技術を用いて、対応する車輪の回転軸線に整合
されている。
【0007】アライメントヘッドはセンサを備えてお
り、そのセンサは、3つの整合面、つまり、車輪の回転
軸線に対して直立する垂直面であるキャスター面、この
キャスター面と直交する垂直面であるキャンバー面並び
にキャスター面およびキャンバー面と直交する水平面で
あるトー面における車輪の方向を示す信号を発生する。
ここで主センサと称するセンサは、様々な種類の角度測
定器具のなかのいずれであってもよい。例えば、図1の
車輪整合装置の実施例においては、第1のトー角度セン
サは、上掲のティツウォース他の米国特許に説明されて
いる種類の光電式角度測定器具である。この実施例によ
ると、交差トーセンサはヘッド10に設けられた光エミ
ッタ18とヘッド12に設けられた対応検出器20とか
らなる。追加的な交差トーセンサは、ヘッド12に設け
られた光エミッタ22とヘッド10に設けられた検出器
24とからなる。エミッタ18から出力されて検出器2
0で検出される光ビームは、車輪LFおよびRFの回転
軸線と平行なヘッド10および12の間に延在する基準
ラインに対する車輪LFの面の傾斜角度の指示を与え
る。同様に、エミッタ22から出力されて検出器24で
検出された光ビームは、基準ラインに対する車輪RFの
面の傾斜角度の指示を与える。トラックトーセンサがヘ
ッド10に設けられた光エミッタ26とヘッド14に設
けられた検出器28とからなる。追加のトラックセンサ
がヘッド14に設けられた光エミッタ30とヘッド10
に設けられた検出器32とからなる。エミッタ26から
出力されて検出器28で検出される光ビームは、車輪L
FおよびLRの回転軸線と直交するヘッド10および1
4の間に延在する基準ラインに対する車輪LFの面の傾
斜角度の指示を与える。同様に、エミッタ30から出力
されて検出器32で検出される光ビームは、基準ライン
に対する車輪LRの平面の傾斜角度の指示を与える。ヘ
ッド12及び16にある同様なトラックトーセンサが、
車輪RF及びRRの面の傾斜角度に関する情報を提供す
る。本願発明の装置及び方法は、上掲のベイスバースの
米国特許に記載された電気機械式センサまたはヘッシェ
ル(Hechel)に認められた米国特許第5,056,233
号に記載されたCCDカメラセンサのような他の種類の
トー角度測定器具に用いることもできる。
【0008】図2に示すように、各アライメントヘッド
に傾斜計34を設けてヘッドが搭載された関連車輪のキ
ャスター面における角度を測定してもよい。同様に、傾
斜計36によって車輪のキャンバ面における角度を測定
することもできる。ただし、本願発明に係る装置及び方
法は、キャスター面及びキャンバ面における角度を測定
するために他の種類のセンサを用いることもできる。
【0009】センサから出力された信号はコンソール3
8に伝達される。そのコンソールは、整合装置の操作を
制御し、信号を処理しさらに各整合面における各車輪の
角度の向きに関するデータを発生するプログラム可能な
制御装置を備える。その制御装置はマイクロプロセッサ
からなる中央演算処理ユニットであることが望ましい。
コンソール38にデータを表示するための表示装置を設
けてもよい。
【0010】本願発明によると、主センサの各々の測定
は監視され、各アライメントヘッドに設けられた補助セ
ンサによって修正される。その補助センサは、対応する
アライメントヘッドのハブHのセンターラインCを基準
にして、車輪、すなわちアライメントヘッドの面が既知
の角度の向きにあるときに信号を発生するように作用す
る。既知の角度にある主センサからの出力は監視用に用
いられて主センサのゼロ設定及びスパン較正を自動的に
修正する。
【0011】簡略化のため、補助トー角度センサの実施
例は、ヘッド14のエミッタ30を備える主トラックト
ーセンサを参照して説明するが、すべての補助トー角度
センサは概略同一であることが理解されるであろう。主
トラックトーセンサのゼロ設定較正を監視するために、
補助トラックトーセンサは細いミラー40を備えてお
り、そのミラーは、センターラインCと平行なヘッド1
4のハブHに載置され、さらにエミッタ30と垂直に整
列する。また、補助トラックトーセンサはまたヘッド1
0に設けられた広角点光源42を備えており、それは検
出器32と垂直に整列する。光源42は光ビーム44を
ヘッド14に向けて出力する。ミラー40はセンターラ
インCと平行に設けられているので、車輪LRの回転面
と、ヘッド10とヘッド14との間を結ぶ基準ラインと
の角度がゼロになるときのみに、ビーム44はミラー4
0で反射されて検出器32に戻る。従って、主トラック
トーセンサがゼロ設定較正状態にあると、その主トラッ
クトーセンサからの出力は、検出器32がビーム44を
検出するときにはゼロ角度となる。主トラックトーセン
サからの出力が所定の許容値だけゼロから異なっている
ときには、制御装置はプロンプトを発生してサービス技
術者に主トラックトーセンサの較正を促す。
【0012】本願発明の他の実施例によると、ゼロ設定
較正のために主トラックトーセンサを自動的に修正する
ために、制御装置は、検出器32がビーム44を検出す
ると主トラックトーセンサからの出力を較正要素として
記録し、その構成要素を主トラックトーセンサが将来求
める角度値に利用する。
【0013】本願発明の他の実施例において、エミッタ
30を備える主トラックトーセンサのスパン較正を監視
するために、補助トラックトーセンサに第2ミラー46
を設けており、ミラー46は、ミラー40に対して、す
なわちセンターラインCに対して既知の角度でハブHに
設けられている(例えば、図2参照)。この既知の角度
は例えば1度にすることができる。従って、車輪LRの
回転面とヘッド10及び14の間に延在する基準線との
間の角度がその既知の角度であると、ビーム44はミラ
ー46で反射して検出器32に検出される。制御装置
は、車輪LRの面がゼロ度にあるときの主センサからの
出力及び既知の角度を記録し、そしてその出力間の差を
既知の角度と比較する(つまり、その差は既知の角度と
ゼロ度との間の差である)。その差が既知の角度よりも
所定の許容値だけ大きいかまたは小さいときには、制御
装置は技術者に主トラックトーセンサの較正を促す。
【0014】本願発明のさらに他の実施例においては、
スパン較正のために主センサを自動的に修正するため
に、制御装置は、2つの既知の角度と、この2つの既知
の角度における主トラックトーセンサからの出力との間
における較正関係を算出し、その較正関係を主トラック
トーセンサからの将来の出力に適用する。その様な関係
の例を図3にグラフとして示す。
【0015】検出器28がいずれのビームを受け取って
いるのかを認識するために、整合装置の制御装置がエミ
ッタ30及び光源42を時間的に多重化してそれらが同
時に作動しないようにする。加えて、統計的方法を用い
て構成要素を平均化して個々の較正における僅かな誤差
による影響を減少させることもできる。補助センサもま
たミラー40とミラー46との間で開閉を行う手段を有
する。その開閉手段は制御装置から制御され光源42と
時間的に多重化され、これにより、制御装置は補助セン
サがいずれの固定された角度を測定しているのかを決定
することができる。その開閉手段は、1回に1ミラーの
みを露出させるように作動するような機械的なシャッタ
ーまたは適当な時間にそれぞれのミラーを遮蔽するよう
にそれぞれのミラーを覆うように配置された電子液晶表
示のいずれをも用いることができる。
【0016】主交差トーセンサ、例えば、ヘッド12の
エミッタ22を有する主交差トーセンサ用の補助センサ
は、90度反射プリズム48を備えており、そのプリズ
ムはこの実施例ではヘッド12に設けられている。補助
交差トーセンサにおける光42から出力される光ビーム
44は、90度曲げられるのでヘッド12のハブHに設
けられたミラー40及び46で反射することができる。
従って、ヘッド10の検出器24は、車輪RFの面がヘ
ッド10とヘッド12とを結ぶ基準線に対して90度の
位置にあると、ミラー40から反射したビーム44を検
出することができる。同様に、検出器24は、車輪RF
の面がヘッド10とヘッド12とを結ぶ基準線に対する
90度の位置から既知の角度にあると、ミラー46から
反射したビーム44を検出することができる。トラック
トーセンサに関する上記の方法において、制御装置は、
それらの2つの角度における主交差トーセンサからの出
力を用いてゼロ設定及びスパン較正のために主交差トー
センサを監視して自動的に修正を行う。
【0017】キャスター及びキャンバ傾斜計を較正する
補助センサは、小さな角度スパンにおいても正確な流体
ガラス瓶タイプのような精密レベル測定装置が望まし
い。しかし、主センサに類似する傾斜計を補助センサと
して用いることもできる。図2を参照すると、主キャス
ター傾斜計34のゼロ設定較正を監視するために、補助
キャスターセンサは、キャスター面においてハブHに垂
直に設けられた第1測定装置50を備える。車輪の方向
がキャスター面内でゼロ度の位置にあると、測定装置5
0は制御装置に信号を送る。傾斜計34からの出力が所
定の許容値だけゼロと異なるときには、制御装置は技術
者に傾斜計34の較正を促す。
【0018】他の実施例においては、ゼロ設定較正のた
めに傾斜計34を自動的に修正するために、制御装置
は、測定装置50が信号を発生すると傾斜計34からの
出力を較正要素として記録し、この構成要素を傾斜計3
4が決定する将来の角度に利用する。制御装置は、受け
取るのに適切でない較正要素の影響を減少させるために
プログラムすることができ、また、統計的な方法を用い
て構成要素を平均化して個々の較正における僅かな誤差
の影響を減少させることができる。
【0019】本願発明の他の実施例においては、主キャ
スター傾斜計34のスパン較正を監視するために、補助
キャスターセンサも、キャスター面内において垂直面か
ら例えば1度のように既知の角度でハブHに取り付けら
れた第2の測定装置52を備えることができる。車輪の
方向が既知の角度にあるときには、測定装置52は制御
装置に信号を送る。補助トーセンサに関して説明したの
と同様な方法で、制御装置は、測定装置50及び52の
両方が制御装置に信号を送ると主傾斜計34からの出力
を記録し、そして、出力間の差を既知の角度間の差と比
較する。傾斜計34からの出力間の差が所定の許容値ま
で既知の角度間の差よりも大きいかまたは小さい場合に
は、制御装置は技術者に傾斜計34の較正を促す。
【0020】他の実施例においては、スパン較正のため
に主傾斜計34を自動的に較正するために、制御装置は
2つの既知の角度とこの2つの既知の角度における傾斜
計34からの出力との間の較正関係を算出し、その較正
関係を傾斜計34からの将来の出力に利用する。
【0021】キャンバ傾斜計36のゼロ設定及びスパン
較正を監視し修正するための補助センサは、キャスター
傾斜計34を修正するのに用いる補助センサに類似す
る。キャンバ傾斜計36のゼロ設定較正を監視し修正す
るために、補助キャンバセンサはキャンバ面内でハブH
に垂直に設けられた第1測定装置54を備える。主キャ
ンバ傾斜計36のスパン較正を監視し修正するために、
補助キャンバセンサはさらに垂直面から既知の角度でキ
ャンバ面内でハブHに設けられた第2の測定装置56を
備える。測定装置54及び56は測定装置50及び52
と同様に作動するので、それらを別に説明する必要はな
い。
【0022】本願発明は望ましい実施例に関して説明し
たが、当業者は本願発明の原理から逸れることなく較正
の詳細の広範な変形を作り出すことができることは認識
すべきである。従って、特許請求の範囲は、本願発明の
真の範囲及び意図に含まれる等価のもののすべてをカバ
ーするものと解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の較正装置を含む車両の車輪整合装置の
アライメントヘッドを示す斜視図である。
【図2】図1に示すアライメントヘッドの1つの拡大斜
視図である。
【図3】本願発明に係る、車輪の主センサによって求め
られる角度と補助センサによって求められる角度とのあ
いだにおける起こり得る較正関係を示す図である。
【符号の説明】
10,12,14,16 アライメントヘッド 18,22,26,30 エミッタ 20,24,28,32 検出器 40,46 ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 599061970 420 Barclay Bouleva rd,Lincolnshire,Il linois 60069,U.S.A. (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 17/007 G01B 11/275 G01B 21/26 G01B 7/30

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ある基準に対する車輪の角度的な向きを
    示す出力を発生する主センサを少なくとも1つ有する車
    輪整合装置の較正装置であって、 車輪が前記基準に対して第1の既知の角度を向くと信号
    を発生する第1センサ装置と、 車輪が第1の角度を向くときの前記主センサからの第1
    の出力を前記第1の既知の角度と比較し、前記第1の出
    力が前記第1の既知の角度と異なるとプロンプトを発生
    する装置とを備えており、 前記プロンプトが技術者に前記主センサの較正が必要で
    あることを伝える較正装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の装置において、前記第1の出
    力と前記第1の既知の角度との間の差を前記主センサか
    らの後続の出力に適用する装置をさらに備え、前記差が
    ゼロ設定較正のために前記主センサを修正するのに用い
    られる装置。
  3. 【請求項3】 ある基準に対する車輪の角度的な向きを
    示す出力を発生する主センサを少なくとも1つ有する車
    輪整合装置の較正装置であって、 車輪が前記基準に対して第1の既知の角度を向くと信号
    を発生する第1センサ装置と、 前記車輪が前記基準に対して第2の既知の角度を向くと
    信号を発生する第2センサ装置と、 前記第1及び第2の既知の角度の間の第1の差を、前記
    車輪が前記第1の既知の角度にあるときの前記主センサ
    からの第1の出力と、前記車輪が前記第2の既知の角度
    にあるときの前記主センサからの第2の出力との間の差
    と比較し、さらに、前記第1の差が前記第2の差と異な
    るときにプロンプトを発生する装置とを備え、 前記プロンプトが技術者に前記主センサの較正が必要で
    あることを伝える較正装置。
  4. 【請求項4】 請求項3の装置のおいて、前記第1及び
    第2の既知の角度と前記第1及び第2の出力との間の関
    係を決定して該関係を前記主センサからの後続の出力に
    適用する装置をさらに備え、 前記関係がスパン較正のために前記主センサを修正する
    のに用いられる装置。
  5. 【請求項5】 ある基準に対する車輪の角度的な向きを
    示す出力を発生する主センサを少なくとも1つ有する車
    輪整合装置の較正方法であって、 車輪が前記基準に対して第1の既知の角度を向くときの
    前記センサからの第1の信号を記録する段階と、 前記第1の出力を前記第1の既知の角度と比較する段階
    と、 前記第1の出力が前記第1の角度と異なるとプロンプト
    を発生する段階とを含む方法。
  6. 【請求項6】 ある基準に対する車輪の角度的な向きを
    示す出力を発生する主センサを少なくとも1つ有する車
    輪整合装置の較正方法であって、 車輪が前記基準に対して第1の既知の角度を向くときの
    前記センサからの第1の信号を記録する段階と、 前記第1の出力と前記第1の既知の角度との差を前記主
    センサからの後続の出力に適用する段階とを含み、 前記差が前記後続の出力を修正するために用いられる方
    法。
  7. 【請求項7】 ある基準に対する車輪の角度的な向きを
    示す出力を発生する主センサを少なくとも1つ有する車
    輪整合装置の較正方法であって、 車輪が前記基準に対して第1の既知の角度を向くときの
    前記主センサからの第1の出力を記録する段階と、 前記車輪が前記基準に対して第2の既知の角度を向くと
    きの前記主センサからの第2の出力を記録する段階と、 前記第1及び第2の出力の間の差を前記第1及び第2の
    既知の角度の間の差と比較する段階と、 前記第1及び第2出力の間の差が前記第1及び第2の既
    知の角度の間の差よりも大きいかまたは小さいとプロン
    プトを発生する段階とを含む方法。
  8. 【請求項8】 ある基準に対する車輪の角度的な向きを
    示す出力を発生する主センサを少なくとも1つ有する車
    輪整合装置の較正方法であって、 車輪が前記基準に対して第1の既知の角度を向くときの
    前記主センサからの第1の出力を記録する段階と、 前記車輪が前記基準に対して第2の既知の角度を向くと
    きの前記主センサからの第2の出力を記録する段階と、 前記第1及び第2の出力と前記第1及び第2の既知の角
    度との間の関係を算出する段階と、 前記関係を前記センサからの後続の出力に適用する段階
    とを含み、 前記後続の出力が前記関係にしたがって修正される方
    法。
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