用于确定车辆的车轴几何学的方法和装置制造方法及图纸

一种用于确定车辆（2）的车轴几何学的特征参量的方法，所述方法具有如下步骤：将固定在车辆（2）的车轴（8a）上的车轮（4a）转向到具有不同的车轮转向角（βi）的不同的车辆转向位置上；在不同的车轮转向位置上确定车轮（4a）的空间位置；在不同的转向位置上由空间位置的确定的结果确定车轮（4a）的旋转轴线（ni）；建立主销轴线（S）的参数模型（f（βi，ns，os，nD））；将主销轴线（S）的参数模型（f（βi，ns，os，nD））与车轮（4a）的、由测量空间位置所确定的旋转轴线（ni）匹配；并且由主销轴线（S）的经过匹配的参数模型（f（βi，ns，os，nD））确定车轴几何学的特征参量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于确定车辆的车轴几何学的方法和装置。本专利技术尤其是涉及在车轴测量期间对转向几何学的检验和测量，具体而言涉及利用以下特征参量对转向轴线(“主销轴线”)进行三维测定主销内倾角(Spreizungswinkel )、主销后倾角(Nachlaufwinkel )、主销后倾移距(Nachlaufstrecke)和转向半径。
技术介绍
在车轴测量的领域中，确定并且必要时调节车辆的轮距角(Spurwinkel)和车轮外倾角(Sturzwinkel)。车轴测量的另一子任务是检验转向几何学。这通过在转向运动期间 对车轮的运动的测量来实现。通常，在此测量主销内倾角和主销后倾角。转向几何学的特征参量取决于转向装置的机械构造。在具有固定的主销轴线的经典几何学与所谓的立体式转向轴线之间存在区别。在标准DIN 70000中定义了用于描述具有固定的主销轴线的转向几何学的特征参量，比如像主销内倾角、主销后倾角、主销后倾移距和转向半径。为了确定所述特征参量，通常在转向运动(“转向盘回转程序”)期间测量轮距角和车轮外倾角。对于不同的车轮转向角来说，接下来由车轮的轮距值和车轮外倾值计算主销内倾角和主销后倾角的数值。在文献“HUNTER ENGINEERING CO, BRIDGETON, MO, USA: "STEERING GEOMETRYAND CASTER MEASUREMENT", SAE TECHNICAL PAPER SERIES,第 850219 期，1985，第 1-10页，XP008068693 WARRENDALE, PA, USA” 中，Daniel B. January 描述了由两个单次测量计算主销内倾角和主销后倾角，所述两个单次测量在车轮回转运动期间实施。因为仅实施了两个单次测量，仅两次轮距测量和车轮外倾测量的测量误差会导致在计算转向几何学时的相应大的误差。在文献EP I 739 390 BI中描述了多于两次轮距测量和车轮外倾测量的结合，以便通过将多项式与轮距角和车轮外倾角的测量曲线匹配(拟合)来提高测量精度。轮距测量和车轮外倾测量可以通过各种已知的、用于车轴测量的方法来进行。用于车轴测量的新方法允许通过对车轮运动的三维检测以光学方式来测量车轴几何学。在该方法中，求得车轮的旋转轴线和旋转中心的几何三维位置并且对准车轮的旋转轴线和旋转中心。这可以通过利用在车辆上的光学目标标记测量所谓的目标(例如参见文献DE 197 57763 AU EP I 042 643 BI)或通过三维检测车轮的表面、例如通过将图案投影到车轮表面来进行(例如参见文献 EP 187 51 64 BUffO 2008/046715 Al)。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种能够实现简单地以高精度确定车轴几何学的方法。该任务通过根据独立权利要求I所述的方法和根据独立权利要求10所述的装置来解决。从属权利要求I至9描述了根据本专利技术的方法的有利的技术方案。本专利技术的基本构思是在使用转向几何学的运动学模型的情况下，针对不同的车轮转向角由车轮的旋转轴线和旋转中心来三维计算主销轴线的参数，其中车轮的旋转轴线和旋转中心通过对车轮位置的三维测量、例如通过测量在车轮上的光学目标或借助车轮的三维表面模型来确定。三维车轴几何学的光学测量允许在整个测量期间对车轮运动进行三维检测。对于转向回转测量而言这意味着，允许在测量的任何时刻知晓车轮的旋转中心的三维位置和车轮旋转轴线的三维的方向向量。这些测量数值根据本专利技术用于主销轴线的三维计算。一种根据本专利技术的、用于确定车辆的车轴几何学的方法尤其包括将固定在车辆的车轴上的车轮转向到具有不同的车轮转向角的多个转向位置上，并且在不同的转向位置上测量车轮的空间位置。在不同的转向位置上由对车轮的空间位置的测量的结果确定车轮 的相应的旋转轴线。如此匹配主销轴线的参数模型的参数，从而使得车轮的、由测量空间位置所确定的旋转轴线尽可能良好地与由参数模型计算出的旋转轴线相一致。车轴几何学的特征参量于是由主销轴线的如此匹配的参数模型来计算。车轴几何学的能够如此确定的特征参量尤其包括主销内倾角和主销后倾角。有利地，根据本专利技术的方法也包括在不同的转向位置上确定车轮的相应的旋转中心，并且主销轴线的参数模型也包括车轮的旋转中心。在这种情况下，由参数模型除了能够确定主销内倾角和主销后倾角之外还可以确定主销后倾移距和转向半径。利用这样的方法，在车轴测量期间通过直接计算主销轴线的参数而不用目前通常地通过求得轮距值和车轮外倾值过渡就能够确定主销轴线的四个特征参量。三维运动几何学的完全建模能够以高精度确定主销轴线的参数。在根据本专利技术的方法的一种实施方式中，在使用最小二乘法的情况下实现主销轴线的参数模型与由三维测量所确定的旋转轴线的匹配。最小二乘法表示一种有待可靠而简单地实施的方法，所述方法用于使主销轴线的参数模型与所测得的值匹配。在一种实施方式中，车轮的空间位置的测量包括对车轮的至少一个表面的光学检测和分析。所述对车轮的至少一个表面的光学检测和分析能够特别简单而精确地确定车轮的空间位置，例如像在文献EP 187 51 64 BI和WO 2008/046715 Al中所公开的那样。在一种实施方式中，该方法包括将三维测量的结果变换到固定在车辆上的坐标系中。为此，车辆的运动例如通过连续地测量至少一个车轮的旋转中心和/或旋转向量来确定，所述至少一个车轮安置在车辆的未转向的车轴上。通过变换到固定在车辆上的坐标系中，在测量过程期间出现的车辆运动被补偿。当车辆在测量过程期间运动时，所述测量也可以以高精度实施。提高了该测量方法的可靠性并且简化了其实施。在一种实施方式中，车辆的回转仅包括从笔直位置开始的、小差异的偏转、尤其是不多于5°的偏转。在有差异的偏转时，也可以可靠地确定具有所谓的立体式转向轴线(Raumlenkerachse)的车辆的车轴几何学。尤其是可以确定转矩旋紧轴线(Momentanschraubachse)的几何数值并且由此对主销轴线的三维数值进行求导。在一种实施方式中，代替转向半径确定在车轮中点上的转向杆臂(Lenkhebelarm)和在行车道平面中的转向杆臂。这样可以确定转向几何学的其他参数。在一种实施方式中，该方法包括将车轮的、所测得的实际运动与车轮的、所储存的额定运动进行比较。这样可以确定车辆的车轴几何学的质量。尤其可以确定并且评价车轴几何学的变形(V erzerrung ),例如像由于车辆的事故损伤所引起的那样。实际值例如可以以表格的形式储存在存储器中。在该表格中并不存在的中间值可以附加地通过内插值法来计算。在一种实施方式中，所储存的车轮的额定运动是车辆的车轮转向角和/或弹动状态(Einfederzustand)的函数。这能够特别精确地实现车轮的实际运动与所储存的额定运动的比较。尤其可靠地避免了在评价车轴几何学时的误差，所述车轴几何学由车辆的不同车轮转向角和/或弹动 状态引起。在一种实施方式中，参数模型也包括车轮悬架的运动链的几何建模，该几何建模例如由铰链、棒状导向件、三角形导向件或梯形导向件构成。这能够实现转向装置几何学的所选的运动参数的确定和/或控制。附图说明以下参照附图对本专利技术的实施例进行详细解释。在此示出 图I是用于实施根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S阿伯拉罕，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：