DE19900018A1 - Vorrichtung zum Ausrichten eines Einstellgeräts für Scheinwerfer oder ein Abstandsradar eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum Ausrichten eines Einstellgeräts für Scheinwerfer oder ein Abstandsradar eines Kraftfahrzeugs

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausrichten eines mit einer Peileinheit und einer Messeinheit ausgerüsteten Einstellgeräts für Scheinwerfer oder ein Abstandsradar eines Kraftfahrzeugs auf einem Prüfplatz. Eine verbesserte Einstellung der Scheinwerfer oder eines Abstandsradars wird dadurch erreicht, daß zum Ermitteln einer Fahrachse (f) des Kraftfahrzeugs eine Bestimmungseinrichtung vorgesehen ist, die eine bezüglich der Fahrachse (f) auf dem Prüfplatz in eindeutiger Orientierung vorgesehene Markierungsanordnung (2, 2') aufweist, auf die das Einstellgerät mittels der Peileinheit einstellbar ist, und dass die Peileinheit gegenüber der Messeinheit in einer zum Prüfplatzboden parallelen Ebene winkelverstellbar ausgebildet ist, so dass die Messeinheit auf die ermittelte Fahrachse (f) einstellbar ist (Fig. 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausrichten eines Einstellgeräts für Scheinwerfer oder ein Abstandsradar eines Kraftfahrzeugs.
Eine Vorrichtung dieser Art ist in der DE 197 07 590 A1 als bekannt ausgewiesen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird ein Einstellgerät für einen Radar-Abstandssensor mittels einer Peileinheit auf Symmetrieachsen der Fahrzeug-Karosserie eingestellt. In der Regel weicht aber die Karosserieachse von der Fahrachse des Kraftfahrzeugs um einen gewissen Winkel ab, der meist kleiner als 0,5 Grad ist, in Einzelfällen aber bis zu einigen Grad betragen kann. Die Fahrachse wird dabei aus den Einzelspuren der Räder der ungelenkten Fahrzeugachse, in der Regel der Hinterachse, durch Mittelung bestimmt, d. h., sie ist die Winkelhalbierende der beiden Einzelspuren. Durch den Bezug der Einstellung des Abstandssensors auf die Karosserieachse können sich im Zusammenhang mit der Funktion des Abstandssensors negative Auswirkungen auf die Fahrsicherheit ergeben. Entsprechende Probleme sind auch bei der Scheinwerfereinstellung festzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art bereitzustellen, die eine hinsichtlich der Fahrsicherheit verbesserte Einstellung der Scheinwerfer oder des Abstandsradars gewährleistet.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmaien des Anspruchs 1 gelöst. Hiernach ist vorgesehen, dass zum Ermitteln einer Fahrachse des Kraftfahrzeugs eine Bestimmungseinrichtung vorgesehen ist, die eine bezüglich der Fahrachse auf dem Prüfplatz in eindeutiger Orientierung vorgesehene Markierungsanordnung aufweist, auf die das Einstellgerät mittels der Peileinheit einstellbar ist, und dass die Peileinheit gegenüber der Messeinheit in einer zum Prüfplatzboden parallelen Ebene winkelverstellbar ausgebildet ist, so dass die Messeinheit auf die ermittelte Fahrachse einstellbar ist, oder dass die Bestimmungseinrichtung ein gegenüber der Markierungsanordnung winkelverstellbares Lineal aufweist, das in seiner Ausgangslage parallel zur Markierungsanordnung liegt, so dass es senkrecht zu der ermittelten Fahrachse (f) ausgerichtet ist, wobei das Einstellgerät mit Hilfe seiner Peileinheit auf das Lineal ausgerichtet wird, so dass die dabei fest an dem Einstellgerät angebrachte Messeinheit auf die ermittelte Fahrachse (f) einstellbar ist.
Mittels der Bestimmungseinrichtung lässt sich die Fahrachse eindeutig relativ zu der Markierungsanordnung bestimmen. Da die Peileinheit auf die Markierungs­ anordnung eingestellt wird und die Messeinheit gegenüber der Peileinheit in der zum Prüfplatzboden parallelen Ebene winkelverstellbar augebildet ist, kann die Messeinheit eindeutig auf die ermittelte Fahrachse eingestellt werden. Bei der Alternative, bei der die Messeinheit ebenso wie die Peileinheit fest mit dem Einstellgerät verbunden ist, wird die Messeinheit infolge der Winkelausrichtung der Peileinheit auf das Lineal ebenfalls auf die Fahrachse ausgerichtet. Die anschließende Einstellung der Scheinwerfer oder des Abstandsradars erfolgt damit bezüglich der Fahrachse, unabhängig von Abweichungen zwischen der Karosserieachse und der Fahrachse. Bei jedem Kraftfahrzeug ergibt sich dadurch in gleicher Weise eine Einstellung auf die für das Fahrverhalten wesentliche Fahrzeugachse.
Eine für die Ermittlung der Fahrachse günstige Ausbildung der Markierungs­ anordnung besteht darin, dass die Markierungsanordnung mindestens eine auf dem Prüfplatzboden angeordnete gerade Markierungsskala ist.
Die Bestimmung der Fahrachse auf dem Prüfplatz wird dadurch einfach, dass die Markierungsandordnung eine vor dem Fahrzeug angeordnete erste und eine davon beabstandete, hinter dem Fahrzeug liegende zweite Markierungsskala aufweist.
Die Einzelspuren der Räder lassen sich unabhängig von dem Sturz auf einfache Weise dadurch ermitteln und zur Bestimmung der Fahrachse heranziehen, dass die Bestimmungseinrichtung einen an den angelenkten Rädern ankoppelbaren Lichtprojektor zum Erzeugen einer senkrecht zu einer jeweiligen Radachse stehenden Lichtebene aufweist und dass die Fahrachse als Winkelhalbierende zwischen den Schnittgeraden der Lichtebene mit dem Prüfplatzboden ermittelt wird, die die Einzelspurrichtungen wiedergeben.
Eine für die einfache Ermittlung der Fahrachse günstige Anordnung der Markierungsskalen besteht darin, dass die beiden Markierungsskalen parallel zueinander und mit sich rechtwinklig gegenüberliegenden Bezugspunkten ihrer Skalierung angeordnet sind und dass die Fahrachse aus den vier Schnittpunkten der rechten und der linken Einzelspur mit den beiden Markierungsskalen nach der Beziehung tg (ϕ) = (AL - BL + AR - BR)/(2a) ermittelt wird, wobei ϕ der Winkel zwischen der Senkrechten der ersten Markierungsskala und der Fahrachse und a der Abstand zwischen den beiden Markierungsskalen ist.
Andererseits sind die Markierungsskalen auf dem Prüfplatzboden einfacher anzuordnen, wenn vorgesehen ist, dass die beiden Markierungsskalen parallel zueinander aber mit zueinander versetzten Bezugspunkten angeordnet sind und dass die Fahrachse aus den vier Schnittpunkten der rechten und der linken Einzeispur mit den beiden Markierungsskalen nach der Beziehung tg (ϕ) = [(AL + AR) - (BL + BR + 2s)]/(2a) ermittelt wird, wobei ϕ der Winkel zwischen der Senkrechten der ersten Markierungsskala und der Fahrachse, a der Abstand zwischen den beiden Markierungsskalen und s der Skalenversatz sind, bzw. wenn vorgesehen ist, dass die beiden Markierungsskalen schräg zueinander angeordnet sind und dass die Fahrachse aus den vier Schnittpunkten der rechten und der linken Einzelspur mit den beiden Markierungsskalen erfolgt.
Grundsätzlich kann die Fahrachse bei den vorstehenden angegebenen Ausführungsformen beispielsweise mittels eines Taschenrechners bestimmt werden. Vorteilhaft für die Ermittlung sind jedoch die weiteren Maßnahmen, dass die Winkelverstellung zwischen der Peileinheit und der Messeinheit automatisch mittels einer Auswerteeinrichtung und eines Motors erfolgt und dass ein Ablesen von Daten auf den Markierungsskalen automatisch erfolgt und dass die Fahrachse aus den Daten mittels eines Rechners automatisch ermittelt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines Prüfplatzes mit einer Vorrichtung zum Ausrichten eines Einstellgeräts für Scheinwerfer oder ein Abstandsradar mit Drauf­ sicht und
Fig. 2 bis Fig. 5 verschiedene Ausführungsbeispiele der Vorrichtung in einer weiter schematisierten Darstellung.
Die Fig. 1 zeigt einen Prüfplatz, auf dem im Abstand zueinander zwei parallele Messskalen 2, 2', beispielsweise in Form von Maßbändern, auf dem Boden an­ gebracht sind, die sich von A nach A* bzw. von B nach B* erstrecken. Die erste Messskala 2 liegt dabei vor dem Kraftfahrzeug, während die zweite Messskala 2' hinter dem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Die beiden Messskalen 2, 2' werden von den beiden zu den ungelenkten Hinterrädern 1 gehörenden Spuren L-L* und R-R' in Punkten AL, AR bzw. BL, BR geschnitten. Die beiden Einzelspuren der ungelenkten Hinterräder 1 werden mittels in Verlängerung der Radachsen angebrachter Lichtprojektoren P auf dem Prüfplatzboden sichtbar gemacht. Die Fahrachse f, die die Winkelhalbierende zwischen den beiden Einzelspuren L-L* und R-R* darstellt, wird mittels eines Winkels ϕ zwischen einer Senkrechten zu der ersten Messskala 2 und der Winkelhalbierenden trigonometrisch bzw. mit Methoden der Vektorrechnung bestimmt.
Die Adaption der Lichtprojektoren P an den zugeordneten Hinterrädern 1 geschieht z. B. über Schnellspannhalter, die sich an bearbeiteten Flächen an der Radnabe orientieren, oder über einstellbare Felgenklammern, die einer üblichen Felgenschlag-Kompensation unterzogen werden. Letzteres ist ein bei der Fahrwerksvermessung eingeführtes Verfahren. Jeder Lichtprojektor P sendet eine "Lichtebene" aus, die nach Justierung der Halterung senkrecht zur jeweiligen Radachse steht. Beispielsweise wird die Lichtebene von einem Laserstrahl gebildet, der von einem rotierenden oder schwingenden Spiegel abgelenkt wird. Es ist wichtig, dass sich der Lichtstrahl auf einer Ebene und nicht etwa auf einem Kegelmantel bewegt. Die Lichtspur auf dem Boden ist demzufolge eine Gerade. Sie zeigt die Richtung der Einzelspur L-L* bzw. R-R* des jeweiligen Hinterrades 1 auf dem Prüfplatzboden auf. Da der Prüfplatzboden horizontal ist, ist diese Geradenrichtung unabhängig von einem vorhandenen Sturz des Rades.
Alternativ kann als Lichtprojektor P auch ein drehbar gelagerter Punktlaser eingesetzt werden, dessen Lichtpunkt auf die Messskalen 2 und 2' ausgerichtet wird.
Zur Bestimmung der Winkelhalbierenden, d. h. der Richtung der Fahrachse f, liegt die erste Messskala 2 vorzugsweise zwischen einem nicht gezeigten Scheinwerfer-Einstellgerät oder Justiergerät für Radar-Abstandssensoren eines Abstandsradars und noch vor dem Fahrzeug. Sie stellt die Bezugsrichtung für die Ermittlung der Fahrachse f dar und ist beispielsweise mit einer Millimeter-Skala versehen. Die Skala dient dazu, den Schnittpunkt der projizierten Einzelspuren R-R* und L-L* mit der Bezugsrichtung A-A* abzulesen.
Das zweite Maßband B-B* liegt vorzugsweise hinter dem Fahrzeug. Es sollte einen möglichst großen Abstand von der Bezugsrichtung A-A* haben, weil das die Genauigkeit des Verfahrens erhöht. Es sollte ungefähr parallel zu A-A* sein. Um die Vorgehensweise im Einzelnen zu beschreiben, wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, wobei folgende Einschränkungen angenommen sind:
  • a) die Richtung B-B* der zweiten Messskala ist genau parallel zu der Bezugsrichtung A-A* in einem Abstand a montiert,
  • b) eine Senkrechte zu der Bezugsrichtung A-A* trifft die Gerade der Richtung B-B* genau auf der gleichen Skalierung.
Die bereits erwähnten Schnittpunkte AR, AL, BR, BL werden abgelesen und in einen Rechner, z. B. Taschen-Rechner, eingegeben um dort nach folgender Formel ausgewertet zu werden:
d = [(AL + AR) - (BL + BR)]/2
tg (ϕ) = d/a.
Dabei ist d der zu dem Winkel ϕ gehörende Abschnitt auf der zweiten Messskala 2'. Das Ergebnis ist der Winkel ϕ zwischen der Fahrachse f und der Senkrechten zur Bezugsrichtung A-A*. Der berechnete Winkel ϕ wird benutzt, um eine Peileinheit des Einstellgeräts, die gezielt auf die Bezugsrichtung A-A* eingestellt worden ist, und eine Messeinheit des Einstellgeräts gezielt gegeneinander zu verdrehen, so dass die Messeinheit auf die Fahrachse f senkrecht bzw. genau parallel ausgerichtet ist, unabhängig davon, wie das Fahrzeug auf den Prüfplatz eingefahren ist.
Eine Alternative zur Verdrehung der Messeinheit des Einstellgeräts um den Winkel ϕ ist ein weiteres Maßband oder Lineal, das parallel zur Bezugsrichtung A-A* liegt. Dieses Lineal wird um den Winkel 19 mit Hilfe einer senkrecht dazu angebrachten Messskala gedreht. Nun wird das gesamte Einstellgerät mit Hilfe seiner Peileinheit auf dieses Lineal ausgerichtet, so dass das Einstellgerät senkrecht zur Fahrachse f ausgerichtet ist.
Eine erste Vereinfachung des Prüfplatzes ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei ist die Messskala 2' mit ihrer Skalierung nicht genau senkrecht über der Skalierung der ersten Messskala 2 angeordnet, sondern um einen Skalenversatz s verschoben.
Als Hilfsgröße ist eine diagonale Messung h zwischen den beiden parallelen Messskalen 2, 2' erforderlich, um den aktuellen Skalenversatz s zu berechnen. Diese Messung ist an einem eingerichteten Prüfplatz nur einmal erforderlich. Der Winkel ϕ lässt sich dabei folgendermaßen errechnen:
tg (ϕ) = [(AL + AR) - (BL + BR + 2s)]/(2a)
Eine weitere Vereinfachung des Prüfplatzaufbaus besteht darin, dass auch noch die Parallelität der zweiten Messskala 2' bezüglich der ersten Messskala 2 nicht mehr exakt eingehalten werden muss. Zur (einmaligen) Prüfstandsvermessung sind jetzt vier diagonale Messungen zwischen den beiden Messskalen 2, 2' erforderlich, um die aktuelle Lage der Richtung B-B* der Messskala 2' bezüglich der Bezugsrichtung A-A* der ersten Messskala 2 zu berechnen. Diese Vorgehensweise ist in Fig. 4 dargestellt. Die zum Ermitteln des Winkels ϕ geeigneten Beziehungen lauten dabei folgendermaßen:
AO = (O,O)
AH = (Lo, o)
BO = (x, y)
x = [L2 o + (L1 - L3)(L1 + L3)]/(2 Lo)
BH = (u, v)
u = [L2 o + (L2 - L4)(L2 + L4)]/(2 Lo)
Hierbei bedeuten AO Und BO Bezugspunkte auf den Messskalen 2, 2'. AH und BH Hilfspunkte auf den Messskaten 2, 2', LO - L4 die Strecken AO - AH, AO - BO, AO - BH, BH - AH bzw. AH - BH. Mit x, y sind Koordinatenpunkte des Bezugspunkts BO und mit u, v Koordinatenpunkte des Hilfspunkts BH bezeichnet.
Alternativ lässt sich der Winkel ϕ bei der Anordnung der Messskalen 2, 2', wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, auch mit der in Fig. 5 veranschaulichten Vorgehensweise mit Hilfe der Vektvrrechnung bestimmen, wobei folgende Gleichungen verwendet werden:
S = (Sx, Sy)
s
AO = (O, O)
AH = (LO, O)
BO = (x, y)
BH = (u, y)
Sx = x + λ(u-x)
Sy = y + λ(v-y)
Dabei ist S entweder BL oder BR, s entweder sL, d. h. Abstand BL von BO, oder sR, d. h. Abstand BR von BO, λ ist ein Parameter. Die Koordinaten von BL und BR werden auf das Koordinatensystem von A-A* umgerechnet. Die Winkelberechnungen erfolgen mit Hilfe der dann im Koordinatensystem A-A* bekannten Koordinaten von AL, AR, BL. BR.
Zur Vereinfachung der Bestimmung des Winkels ϕ bzw. der Fahrachse f können die Skalenwerte automatisch abgelesen und die Messwerte auf einen Rechner übertragen werden, wobei dies auch mittels Funk oder Infrarot/Fernbedienung erfolgen kann. Der Winkel ϕ zwischen der Peileinheit und der Messeinheit kann mit Hilfe eines Servomotors eingestellt werden.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Ausrichten eines mit einer Peileinheit und einer Messeinheit ausgerüsteten Einstellgeräts für Scheinwerfer oder ein Abstandsradar eines Kraftfahrzeugs auf einem Prüfplatz, dadurch gekennzeichnet,
dass zum Ermitteln einer Fahrachse (f) des Kraftfahrzeugs eine Bestimmungseinrichtung vorgesehen ist, die eine bezüglich der Fahrachse (f) auf dem Prüfplatz in eindeutiger Orientierung vorgesehene Markierungsanordnung (2, 2') aufweist, auf die das Einstellgerät mittels der Peileinheit einstellbar ist, und
dass die Peileinheit entweder gegenüber der Messeinheit in einer zum Prüfplatzboden parallelen Ebene winkelverstellbar ausgebildet ist, so dass die Messeinheit auf die ermittelte Fahrachse (f) einstellbar ist, oder dass die Bestimmungseinrichtung ein gegenüber der Markierungsanordnung winkelverstellbares Lineal aufweist, das in seiner Ausgangslage parallel zur Markierungsanordnung liegt, so dass es senkrecht zu der ermittelten Fahrachse (f) ausgerichtet ist, wobei das Einstellgerät mit Hilfe seiner Peileinheit auf das Lineal ausgerichtet wird, so dass die dabei fest an dem Einstellgerät angebrachte Messeinheit auf die ermittelte Fahrachse (f) einstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungsanordnung eine auf dem Prüfplatzboden angeordnete gerade Markierungsskala ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungsanordnung eine vor dem Fahrzeug angeordnete erste und eine davon beabstandete, hinter dem Fahrzeug liegende zweite Markierungsskala (2, 2') aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bestimmungseinrichtung einen an den angelenkten Rädern ankoppelbaren Lichtprojektor (P) zum Erzeugen einer senkrecht zu einer jeweiligen Radachse stehenden Lichtebene aufweist und
dass die Fahrachse (f) als Winkelhalbierende zwischen den Schnittgeraden der Lichtebene mit dem Prüfplatzboden ermittelt wird, die die Einzelspurrichtungen wiedergeben.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Markierungsskalen (2, 2') parallel zueinander und mit sich rechtwinklig gegenüberliegenden Bezugspunkten ihrer Skalierung angeordnet sind und
dass die Fahrachse (f) aus den vier Schnittpunkten (AR, AL, BR, BL) der rechten und der linken Einzelspur mit den beiden Markierungsskalen (2, 2') nach der Beziehung
tg (ϕ) = (AL - BL + AR - BR)/(2a)
ermittelt wird, wobei ϕ der Winkel zwischen der Senkrechten der ersten Markierungsskala (2) und der Fahrachse (f) und a der Abstand zwischen den beiden Markierungsskalen (2, 2') ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Markierungsskalen (2, 2') parallel zueinander aber mit zueinander versetzten Bezugspunkten angeordnet sind und
dass die Fahrachse (f) aus den vier Schnittpunkten (AR, AL, BR, BL) der rechten und der linken Einzelspur mit den beiden Markierungsskalen (2, 2') nach der Beziehung
tg (ϕ) = [(AL + AR) - (BL + BR + 2s)]/(2a)
ermittelt wird, wobei ϕ der Winkel zwischen der Senkrechten der ersten Markierungsskala (2) und der Fahrachse (f), a der Abstand zwischen den beiden Markierungsskalen (2, 2') und s der Skalenversatz sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Markierungsskalen (2, 2') schräg zueinander angeordnet sind und
dass die Fahrachse (f) aus den vier Schnittpunkten (AO, AH, BO, BH) der rechten und der linken Einzelspur mit den beiden Markierungsskalen (2') ermittelt wird.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelverstellung zwischen der Peileinheit und der Messeinheit automatisch mittels einer Auswerteeinrichtung und eines Motors erfolgt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Ablesen von Daten auf den Markierungsskalen (2, 2') automatisch erfolgt und
dass die Fahrachse (f) aus den Daten mittels eines Rechners automatisch ermittelt wird.
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