专利名称：用于车辆的车轮定位的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及车辆的车轮定位。具体地，本发明涉及用于测定车轮轴的歪斜的方法和系统。
背景技术：
车辆的车轮定位包含测量、计算和测定与车辆的车轮和车轮轴相关的若干个不同角度。对于保持或提高车辆的安全性、功能性和经济性是重要的这样的角度的示例是前束角、方向盘对中、前轮外倾角、主销后倾角、主销倾角、转向时负前束以及最大转向角。另外并尤其是对于重车，诸如载重汽车、卡车、巴士、救援车辆、拖车以及半拖车而言，轮轴尤其是后轮轴的歪斜是非常重要的。歪斜，有时称为推力角，被定义为在车辆的纵向中心线与正在讨论的轮轴的所谓的推力线之间形成的角。推力线继而被定义为轮轴的纵 轴的法线。然而，实际上轮轴的歪斜通常被定义且计算为左轮和右轮的前束角之间的差除以2。不管歪斜被如何定义和计算，它都是非常重要的，因为精确测定歪斜则能精确测定车辆的纵向几何中心线。更重要的是能够测定歪斜，并且通过对车辆进行调整以使歪斜最小化，因为不同于零的任何歪斜基本上都会增大车辆的轮胎磨耗和燃料消耗。除零以外的歪斜也增大车辆在道路上行驶时所占据的有效宽度。这继而增大车辆的空气阻力，从而进一步导致增大燃料消耗并使行车安全恶化。现有技术现有技术中已知用于测量和测定各个车轮定位参数的若干不同的方法和系统。EP0946857B1公开了一种方法和系统，其中当车辆借助车轮在表面上滚动并驶过测量单元而经过时，测量车辆的车轮角、行驶方向以及纵向几何中心线。EP0664436A2描述了用于测量车辆的车轮角的装置和方法。该系统包括标尺对，所述标尺设置在车辆的前面和后面并且被连接至计算机。激光器被紧固到车辆并且向标尺发射光束。光束在标尺上的位置由标尺记录并且计算机计算车轮的前束和前轮外倾角。SE512165C2描述了另一种用于测定车轮角的包括照相机而不是激光器的光学系统。照相机枢转地安装到待测量的每个车轮。照相机记录设置在车轮的前面和后面的基准标记。所述基准标记可以定位在车辆周围，由此可以测定前束。另选地，基准标记可以附接到车辆，对称地位于车辆的每一侧上，由此也可以测定轮轴的推力角。EP0757779B1公开了一种用于测量车辆的车轮角和底盘单元位置的系统。该系统包括测量单元，该测量单元包括激光器以及用于检测反射激光束的角度的装置。测量单元附接到待测量的车轮。系统还包括设置有敏感点的测量标尺。所述标尺借助于横向表尺和附接装置固定到车架的前端和后端，所述附接装置确保标尺和车架之间的距离，从而确保标尺和车辆的纵轴之间的距离对于所有标尺而言都是相同的。测量单元发射激光束，该激光束由标尺反射到测量单元，该测量单元记录反射光束的角度。EP0757779B1所公开的系统允许测定相对于车辆的纵轴的不同的车轮和轮轴角。
EP0943890A2公开了用于测量汽车的特征姿态角的基于照相机的方法和装置。该装置包括设置在测量场地的车辆升降机，附接到汽车的各个车轮的四个照相机以及在汽车前面固定到车辆升降机的两个基准标记。该装置还能包括固定到车辆升降机、位于汽车一旁的超声波传感器，该超声波传感器用于测量汽车的纵轴和测量场地的纵轴之间的偏差。该文献还说明了汽车的纵轴可以通过利用附接到汽车的车轮的照相机来测定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的用于测定车辆的车轮定位的方法和系统。另一个目的在于提供一种用于允许方便地测定车辆的轮轴的歪斜的方法和系统。又一目的在于提供一种使得能够以高精度容易地测定歪斜和其它车轮定位参数的方法和系统。又另一个目的在于提供一种方法和系统，借助于该方法和系统能测定轮轴的歪斜，而不需要将标尺或其它基准设备紧固到车辆的车体或底盘。这些和其它目的通过权利要求I的前序部分所限定的类型的方法实现，该方法包括如权利要求I的特征部所限定的特定技术特征。所述方法旨在用于测定车辆的车轮定 位，所述车辆包括第一轮轴，该第一轮轴具有轴端，所述轴端具有位于所述车辆的相应的纵向侧的至少一个轮构件。所述方法包括以下步骤对于所述车辆的每一纵向侧，在测量场地的固定位置处设置第一光学基准元件和第二光学基准元件，每个光学基准元件均具有限定基准面的至少两个测量标记，并且使得所述基准面大致彼此平行；将所述车辆定位在所述测量场地，使得对于所述车辆的每个纵向侧，在所述轮构件与相应的所述第一光学基准元件和所述第二光学基准元件之间均存在自由视野；将光学测量仪器安装到位于所述第一轮轴的每个轴端处的轮构件；以及将光学测量仪器安装到位于第二轮轴的每个轴端处的轮构件或者安装到被安装到所述车辆的测量杆的每端。根据本发明，所述方法还包括以下步骤借助于所述光学测量仪器以及设置在所述车辆的每侧的所述第一基准元件和所述第二基准元件，来测定每个轮构件和安装有所述光学测量仪器的每个测量杆端的第一相对位置；借助于所述光学测量仪器以及设置在所述车辆的每侧的所述第一基准元件和所述第二基准元件，来测定位于所述第一轮轴的每个轴端处的所述轮构件的第一前束角；基于所述第一相对位置测定所述车辆的第一几何中心线；使每个轮构件旋转大约180° ;借助于所述光学测量仪器以及设置在所述车辆的每侧的所述基准元件测定每个轮构件和每个测量杆端的第二相对位置，光学仪器已被安装到所述测量杆端；借助于所述光学测量仪器以及设置在所述车辆的每侧的所述第一基准元件和所述第二基准元件，测定位于所述第一轮轴的每个轴端处的所述轮构件的第二前束角；基于所述第二相对位置测定所述车辆的第二几何中心线；以及基于所述车辆的所述第二几何中心线、所述第二前束角、所述第一几何中心线和所述第二几何中心线之间的差以及相应的所述第一前束角和所述第二前束角之间的差，计算所述第一轮轴的歪斜。以本发明的方法足以使所述轮构件旋转180°或二分之一转。可以通过提升所述车辆并且旋转每个轮构件或通过将所述车辆推动或以其它方式移动与所述轮构件的周长的一半对应的短距离来使所述轮构件旋转180°或二分之一转。用这种方法，能保持所述测量场地的纵向延伸相对短，出于空间和成本节约的原因这是有利的。另外，所述方法的结果可以直接用于进行所述车辆的现场必要调整，此后再一次应用所述方法以便所述调整已导致正确的车轮定位。以这种重复测量进行每次测量操作时，所述轮构件可以沿任一方向旋转。由此，可以在相对短的测量场地交替地前后移动所述车辆。这种交替应用所述方法以及进行调整可以因此在有限空间处反复地被重复，直到已经实现正确的车轮定位，而不需要从所述场地移动所述车辆。根据本发明，设置在第一轮轴和第二轮轴的相应端处的轮构件的相对位置或测量杆的相应端的位置的测定用于测定所述车辆的所述纵向几何中心线。要理解的是，所述歪斜的计算能基于所述车辆的实际纵向中心线或平行于所述车辆的所述实际纵向中心线的任何虚拟矢量或线。在该文献中，术语“车辆的纵向中心线”也包含这样的虚拟线所述虚拟线平行于所述车辆的实际中心线。所使用的轮构件可以是相应的车轮的安装到设置在所述轮轴的每个轴端处的轮毂的轮缘。所使用的轮构件也可以是相应的轮毂。可以在不需要将任何基准标记等固定到所述车辆的情况下，测定所述轮构件的这些相对位置。这意味着相对于先前已知的方法具有实质性优点，其中，在上述已知的方法中需要将基准装置精确且精密地定位和固定到所述车辆以允许测定所述车辆的所述纵向中心线以及相对于该中心线的任何角度。将所述基准装置精确固定到所述车辆是麻烦、耗时的且需要使用专用工具和安装装置。在根据本发明的方法中，所述基准元件被代替为设置在所述车辆周围的场 地处，由此用于将所述基准装置精确固定到所述车辆的任何劳动和材料可以被省除。另外，所述方法包括利用位于所述车辆的每一纵向侧的两个基准元件。利用位于每侧的两个不同的基准元件显著提高了所述光学测量仪器测定所述轮构件以及在可适用时测量杆端的相对位置和前束角的精确度。在根据本发明的方法中，所述车辆的所述纵向中心线被测定且用于计算至少一个轮轴的歪斜。所获得的中心线的定义和所述歪斜还可以用于计算其他车轮定位参数，诸如轴平行度、方向盘对中以及双转向定位。所述方法包括在所述轮构件旋转180 °前后测量每个轮构件以及在可适用时测量每个测量杆端的相对位置。而且，每个轮构件的前束角也在每个轮构件旋转180°前后被测量。轮构件的前束角在这里用于命名对于特定轮构件的相对于所述车辆的所述纵向中心线的沿行驶方向的偏差。根据本发明，所述轮构件的相对位置以及在可适用时的所述测量杆端的相对位置的第一测定和第二测定用于测定所述车辆的纵向中心线的变化并由此测定在所述轮构件旋转期间所述车辆的行驶方向的变化。所述车辆的纵向的这种变化可以由不同车辆部件的许多不同的不准确度引起。这种不准确度的示例为位于所述车辆的每一纵向侧的轮构件的前轮外倾角、轮胎高度、轮胎气压以及轮胎磨损的差异。通过测定第一相对位置和第二相对位置并且计算所述车辆的第一纵向和第二纵向，所有这些不准确度可以在计算特定轮轴的歪斜时得到补偿。另选地，每个轮构件的第一前束角和第二前束角的测定用于补偿任何不准确度，该不准确度由所述光学测量仪器安装到相应的轮构件引起。典型地，这种不准确度由于所述光学测量仪器未能以以下方式附接到所述轮构件而引起所述光学仪器的基准线优选地平行于或垂直于相应的轮构件的轮轴。这种不准确度也可能由所述轮构件的偏斜或其它变形引起。根据本发明，对于每个轮构件的第一前束角和第二前束角的测定用于在计算特定轮轴的歪斜时补偿任何这种不准确度。因此，通过实施根据本发明的方法，能够以有效且节省时间的方式实现不受各种不同车辆部件的任何不准确度的影响的非常精确的测定。所述方法还仅需要用于容易进行的有限空间，并且能够通过仅包括有限数量的测量系统部件的相对简单的测量系统来实现。当所述方法应用于具有至少一个前轮轴和至少一个后轴的车辆时，所述方法可以包括测定位于第一轮轴和第二轮轴的每个轴端处的轮构件的第一相对位置和第二相对位置。这借助于所述光学测量仪器和设置在所述车辆的每侧的所述第一基准元件和所述第二基准元件来进行。在上述实施方式中，所述车辆的所述第一几何中心线和所述第二几何中心线基于位于所述第一轮轴和所述第二轮轴的每个轴端处的所述轮构件的所述第一相对位置和所述第二相对位置来测定。当所述方法应用于例如没有任何前轮轴的车辆(诸如半拖车)时，所述方法可以包括将杆附接到所述车辆使得杆端设置在所述车辆的相应的纵向侧。典型地，所述杆可以附接到所述半拖车的主销。所述方法于是还包括将光学测量仪器安装到每个杆端，借助于所述光学测量仪器以及设置在所述车辆的每侧的所述第一基准元件和所述第二基准元件测定每个杆端的第一相对位置和第二相对位置；以及基于所述杆端以及位于所述第一轮轴的每个轴端的所述轮构件的所述第一相对位置和所述第二相对位置测定所述车辆的第一几 何中心线和第二几何中心线。位于所述车辆的每个纵向侧的两个基准元件可以定位在所述车辆前面或后面。然而，如果在所述车辆的每侧处，第一基准元件设置在所述车辆前面并且第二基准元件设置在所述车辆后面，那么这是有利的。因此能够确定，对于每个轮构件以及在可适用时对于每个测量杆端，所述光学测量仪器以及所述基准元件中的至少一个之间的距离相对大。这种大距离有助于以显著的方式提高所述光学测量仪器测定相对位置和前束角的精确度。可以使用单对第一基准元件和第二基准元件。所述基准元件接着首先设置在所述车辆的一个纵向侧处用于测量在该侧的车轮，并且此后被移到并设置在另一纵向侧用于测量在该侧的车轮。然而，优选地所述方法包括对于所述车辆的第一纵向侧设置第一和第二基准元件形成的第一对，并且对于所述车辆的第二纵向侧设置由第一和第二基准元件形成的第二对。由此，在所述车辆的两侧上的车轮可以被测量而不需要重新设置任何基准元件。所述方法可以包括利用单个光学测量仪器并且从而将所述单个光学测量仪器安装到位于所述轮轴的每个轴端处的相应的轮构件，并且在可适用时安装到所述测量杆的每端，用于顺序测定相应的轮构件和杆端的相对位置。因为仅需要一个光学测量仪器，因此这允许以相对低的投资成本实施所述方法。另选地，所述方法可以包括利用第一光学测量仪器和第二光学测量仪器。由此，能以比使用单个光学测量仪器更短的时间实施所述方法。一个光学测量仪器例如可以用于所述车辆的每侧，并且实施所述方法的操作员能将所述光学测量仪器按以下顺序安装到不同的轮构件和测量杆端即，该顺序对于操作员而言最方便和/或包括最短的总步行距离。本发明还包含，单独的光学测量仪器用于待被测量的每个轮构件和测量杆端。由此能进一步减少实施所述方法所需的时间。然而该实施方式需要相对大的投资成本。能借助于设置在所述轮构件和所述光学测量仪器之间的轮适配器将所述光学测量仪器安装到轮构件。从而有利于所述光学测量仪器关于所述轮构件的旋转轴线的正确定位。所述轮适配器的使用也可以减少将所述光学测量仪器固定到所述轮构件所需的时间。测定每个轮构件的实际前束角的步骤还包括首先测定每个轮的第一相对前束角，此后使所有的轮构件同时旋转大约180°，此后测定每个轮的第二相对前束角。这允许快速且省工地补偿待测量的所有轮构件的偏斜和其它变形。能利用包括激光器的光学测量仪器有利地实施所述方法。从而能以相对低的成本容易地获得精确的结果。用于车轮定位的基于激光器的测量仪器还提供了大角度的操作范围，即，宽阔的视野。这有助于进一步改善在应用所述方法的场地处自由且灵活地定位的所述基准元件的可能性。另选地，能利用包括照相机的光学测量仪器实施所述方法。基于照相机的测量仪器的使用在所述方法的一些应用中提供了优势，因为所述基于照相机的仪器通常较轻并且有时比基于激光器的仪器更耐用。本发明还涉及用于实施所述方法的系统。根据本发明的系统在从属权利要求13中被限定。根据本发明的系统显示出与关于根据本发明的所述方法在上陈述的相同和相应的目的和优点。
本发明的另外的目的和优点通过实施方式的下列详述并且通过从属权利要求变
得更清楚。
将在下文参照附图描述本发明的示例性实施方式，附图中图I是根据本发明的实施方式的系统和示意地示出的车辆的示意性平面图；图2是与图I对应的示意性平面图并且示出了根据本发明的第二实施方式的系统；图3是根据本发明的一个实施方式的方法的示意图。
具体实施例方式图I示出了根据本发明的第一实施方式的用于车轮定位的系统。车辆由其车架I、其第一轮轴12、第二轮轴13以及第三轮轴14示出。由车轮2a、2b表示的轮构件设置在第一轮轴12的相应的轴端。车轮3a、3b设置在第二轮轴13的相应的轴端。车轮4a、4b相应地设置在第三轮轴14的相应的轴端。第三轮轴14另外承载内轮4c、4d。该系统包括光学测量仪器，在本实施方式中该光学测量仪器由激光仪器5a_b、光学基准元件6a_d以及轮适配器7-9构成。在所示的示例中，该系统包括借助于相应的轮适配器7a_b附接到车辆的相应的前轮2a_b的第一激光仪器和第二激光仪器5a_b。激光仪器5a_b设置成通过发射光来测量角度，该光由光学基准元件6a_d反射到相应的激光仪器5a_b，所述光学基准元件6a_d设置在例如可以设置在机修间的测量场地处。在所示的示例中，该系统包括设置在车辆的一个纵向侧的第一对基准元件6a、6c以及设置在车辆的相反的纵向侧的第二对基准元件6b、6d。每对基准元件的第一基准元件6a,6b设置在位于第一轮轴12处的相应的前轮2a、2b的前面和外面。第二基准元件6c、6d设置在位于第二轮轴13和第三轮轴处的相应的车轮3a、3b、4a、4b后面和外面。每个光学基准元件6a_6d均包括两个基准标记21a、21b，这两个基准标记设置成使得它们在其间限定水平基准线。这两个基准标记21a、21b之间沿着基准线的距离是已知的，并且对于每个基准元件6a_6d优选地是相等的。基准元件6a_6d还设置成使得所有的基准线彼此平行。在所示的示例中，第一基准元件6a、6b的基准线沿第一公用线设置，并且第二基准元件6c、6d的基准线沿第二公用线设置，第一公用线和第二公用线彼此平行。然而，基准元件6a-6d可以自由地设置在场地处，只要基准标记21a、21b之间的距离已知并且基准线彼此平行即可。基准元件6a_6d还需要设置成使得在基准标记21a、21b以及待测量的相应的车轮之间存在自由视野。基准元件6a_6d例如可以固定到底板中的杆，或者作为车辆待定位的区域前面和后面的壁上的标记。激光仪器和基准元件优选地是上述欧洲专利EP0757779B1中所述的类型。该系统还包括计算单元10，该计算单元设置成与激光仪器5a、5b通信。优选地，激光仪器5a、5b由无线通信装置(诸如蓝牙)连接到计算单元10，但是也包含其他通信装置，诸如电线。参看图3，现在将描述根据本发明的实施方式的方法。当实施该方法时，可以使用上述系统。
在该方法的一个步骤101中，基准元件6a_6d设置在如上所述的场地。在所有随后进行所述方法之前预先进行一次上述布置，例如当在机修间的测量场地处设立该系统时。然而，也可以在每次进行所述方法之前或期间设置基准元件6a_6d，并且例如当某些尺寸的车辆需要被测量时偶尔重新设置基准元件6a_6d。在图I所示的示例中，使用两对基准元件。然而，还可以仅使用一对基准元件。这些基准元件接着首先设置在车辆的一个纵向侧，之后，当在该侧的车辆已被测量时，这些基准元件被重新设置在车辆的另一侧上。在另一步骤102中，将车辆定位在测量场地。车辆应定位成使得在待测量的每个车轮以及每对相应的基准元件中的两个基准元件之间存在自由视野。在所示的示例中，车辆的纵向轴线设置成大致垂直于基准标记21a、21b之间的水平基准线，并且使得轮轴12、13、14设置在第一和第二基准元件6c、6d的相应的平面6a、6c之间。另一步骤103包括将激光仪器5a、5b安装到位于第一轮轴12、第二轮轴13以及可能的任何附加轮轴14的每个轴端的相应的车轮。在所示的示例中，使用两个激光仪器5a、5b。当利用包括两个激光仪器的这样的系统时，激光仪器首先安装到第一轮轴12的相应的车轮。当已经对这些车轮进行了测量操作时，激光仪器被移到第二轮轴上的相应的车轮，这些车轮此后被测量。此后，激光仪器可以被移动到轴并且用于测量任何附加数量的轴。然而，也可以使用一个单激光仪器，由此该激光仪器被顺序安装到不同的车轮并且用于以连续顺序测量这些不同的车轮。当所使用的激光仪器的数量低于待测量的车轮的数量时，该方法提供了以下优点操作员自由选择不同的待被测量的车轮的任何顺序。通常，操作员将选择将测量仪器附接到相应的车轮并且测量这些车轮的顺序，该顺序包括对于操作员而言最短的总步行距离。也可以使用与待测量的车轮的数量对应的激光仪器的数量。因此，激光仪器能附接到相应的车轮，之后，所有的车轮能被同时测量。能根据情况以任何期望且合适的顺序进行上述步骤101、102和103。在步骤101、102和103已被进行之后，进行该方法的下列更多步骤。在步骤104中，附接有激光仪器的四个车轮的第一相对位置由相应的激光仪器以及设置在车辆的相应侧的相应的一对基准元件测定。在示例性实施方式中，车辆的第一纵向几何中心线通过首先测定设置在两个轮轴的相应的轴端的两个车轮的第一相对位置来测定。为了实现第一几何中心线的精确测定，使用前轮轴12以及后轮轴13、14。换言之，四个车轮的第一相对位置首先被测定。在使用单个激光仪器的情况下，该仪器顺序地设置在所述车轮的第一相对位置并且用于测定正在讨论的所述第一相对位置。在使用两个激光仪器的情况下，这些激光仪器首先被设置在位于第一轮轴的相应的轴端处的两个车轮的第一相对位置并且用于测定该第一相对位置，此后被移动到第二轮轴的相应的车轮的相对位置并且用于测定该相对位置。在使用四个或更多个激光仪器的情况下，所有车轮的第一相对位置可以被同时测定。在待测量的车辆不包括任何前轮轴的情况下，诸如在半拖车的情况下，直线测量杆(未示出)首先附接到车辆的主销或类似元件。该杆水平地设置并且使得在车辆的每一纵向侧定位一个杆端。该杆因此用作虚拟轮轴，并且光学测量仪器附接到相应的杆端，用于测定它们的第一相对位置。每个车轮的第一相对位置，并且在可适用时，每个杆端的第一相对位置，在示例性实施方式中通过首先计算该车轮的第一前束角来测定。这通过相应的激光仪器5a_b记录位于设置在车辆的相应侧的相应的两个基准元件6a_d中的每个上的两个基准标记21a_b来实现。除基准标记2la、2Ib之外，附加标记也可以设置在基准元件6a_d上，使得基准元件 6a_d容易地彼此区分，例如以区分车辆前面的光学基准6a_b与车辆后面的光学基准6c_d，或者区分位于左侧的光学基准6a、6c与位于右侧的基准6b、6d。从激光仪器5a_5d的基准轴23到基准标记21a_b的角度24a_27a借助于向前基准元件和向后基准元件的激光仪器来测量。因为基准标记21a_b之间的距离对于所有基准元件6a_d是已知的，因此所测量的角度24a_27a可以用于测定相应的车轮的第一前束角。实际上，对于每个车轮而言，这通过由计算单元10进行的重复计算过程来完成。最初，用于两个基准元件6a、6c的每个基准标记21a_b的相对于激光仪器5a的在xy平面中的近似xy位置(见图I)以及从激光仪器5a到每个基准标记21a_b的近似距离利用所测量的角度24a_27a来计算。在该最初近似计算中，假定由每个基准元件6a、6c上的基准标记21a-b限定的水平基准线与激光仪器的基准线23平行。此后，基于每个基准标记21a_b的相对xy位置以及它们至激光仪器5a的相应的距离来计算车轮的近似第一前束角。所计算出的近似第一前束角接着用于再一次计算用于两个基准元件6a、6c的每个基准标记21a_b的xy位置以及从激光仪器5a到每个基准标记21a_b的距离。在该操作中，不作关于由基准标记21a-b限定的水平基准线的取向的假定。由此，获得的xy位置和上述距离的新值再次用于计算第一前束角的新值。最近提及的两个操作接着被反覆地重复，典型地重复大约五次。该重复计算结果获得了正在讨论所述车轮的第一前束角的精确值。由该重复计算获得的所得到的第一前束角、基准标记21a_b的xy位置以及基准标记和激光仪器之间的距离接着用于借助由计算单元10进行的几何计算，来测定激光仪器的以及因此车轮的在图I所示的xy平面中的第一相对位置。为了清楚，基准轴23以及从该轴到基准标记21a_b的角度24a_27a在图I中仅对一个仪器5a示出，但是对于另一仪器5b或所有仪器也测量相同的角度，从而测定车轮的相对位置并且可能测定待测量的杆端的相对位置。一旦设置在至少两个轮轴的相应端的车轮的第一相对位置已被测定，就进行上述方法的以下步骤105。在步骤105中，对车辆的第一纵向几何中心线或与实际中心线平行的虚拟线进行测定。这通过计算设置在每个轮轴的相应端的车轮或激光仪器和可能的每个杆端之间的距离来进行。第一纵向几何中心线此后被定义为直线，该直线与两个轮轴在它们的相应的中心点处，即在位于轮轴的相应端的车轮之间的中途的点处相交。在该方法的步骤106中，可以测定位于第二轮轴的每个轴端的车轮的第一前束角。这些前束角此后在用于计算第二轮轴的歪斜的步骤中使用。然而，在这里所述方法的示例实施方式中，设置在第二轮轴上的车轮的第一前束角已被测定并且这些已测定的第一前束角值可以被存储并在以下步骤111中再次使用。在车轮的第一相对位置已被测定而没有测定相应的第一前束角的情况下，可以在步骤106中以与上述步骤104中所述的方式对应的方式测定第二轮轴的车轮的第一前束角。在步骤107中，待被测量的每个车轮均被旋转大约180°。这可以通过提升车辆并且在不移动车辆的情况下旋转每个车轮来完成。例如，当待测量的车辆是半拖车，没有任何前轮轴时，可以应用上述提升车辆并且旋转车轮。在包括至少一个前轮轴和至少一个后轮轴的车辆中，有利的是，通过沿向前或向后方向移动整个车辆同时保持车轮与地面接触来使所有车轮同时旋转。接着，车辆仅被移动与车轮的周长的一半对应的距离。 在步骤108中，每个车轮的第二相对位置以及在可适用时每个杆端的第二相对位置被以与参照步骤104在上描述的相同的方式测定。在步骤109中，车辆的第二纵向中心线被以与参照步骤105在上描述的相同的方式计算。在步骤110中，第二轮轴的每个轮构件的第二前束值可以以与参照步骤106的在上描述的相同的方式测定。在该方法的步骤111中，计算第二轮轴的歪斜。这可以通过利用设置在第二轮轴处的车轮的第二相对位置来进行，该第二相对位置用于测定第二轮轴的纵向和垂直于该方向的几何法线。歪斜此后被计算为构成第二轮轴的推力线的上述法线和车辆的第二纵向几何中心线之间的角度。然而，因为上述测定相应的车轮的前束角的方式已经产生与车辆的纵向几何中心线相关的值，因此第二轮轴的歪斜可以简单地计算为每个轴端处的轮构件的第二前束角之间的差除以2。该方法还包括由于例如位于车辆的每一纵向侧的轮构件的前轮外倾角、轮胎高度、轮胎气压以及轮胎磨损的差异产生的任何不准确度而补偿歪斜。这种不准确度的其它原因可以是偏斜或轮构件的其它变形以及激光仪器的基准线与相应的轮轴的纵向轴线的不准确对齐。当用第一中心线和第二中心线之间的差以及对于前束角已被测定的每个轮构件的相应的第一前束角和第二前束角的差来调节所计算的公称歪斜时，这种不准确度被补偿。也可以在通过在计算歪斜的单个真值中，即没有首先计算歪斜的公称值的情况下，合并所述差来计算真正的歪斜期间直接进行歪斜的补偿。借助于上述系统和方法，至少一个轮轴的歪斜被容易且快速地测定，而不需要将任何基准装置固定到车辆，其中轮轴可以是包括在车辆中的两个或多个轴中的任一个。另夕卜，通过相对简单且时间有效的方法来获得歪斜的非常精确且准确的值。该方法还借助于包括少量测量部件的相对简单的测量系统来应用。该方法还可以在仅要求有限空间并且尤其是仅需要相对小的纵向延伸的测量场地处进行。在该方法的另一实施方式中，激光仪器借助于相应的轮适配器7a-b、8a-b、9a_b附接到车轮。单独的轮适配器优选地安装到待测量的每个车轮。不管使用多少光学测量仪器，这个或这些仪器可以容易地被附接到相应的轮适配器。轮适配器7a-b、8a-b、9a-b有利于光学测量仪器的正确对齐并且通过促进光学测量仪器的安装来加速方法的实施。通过在车轮旋转之前和之后测定每个车轮的第一前束角和第二前束角，该方法也补偿在该方法的上述实施方式中的车轮的任何偏斜或其它变形。优选地，首先对于所有车轮顺序地或同时地测定第一相对前束值，并且在同时旋转所有车轮之后，即，通过将整个车辆驱动或推动与车轮旋转大约180°对应的距离，此后对于所有车轮顺序地或同时地测定第二相对前束值。在上述系统和方法中，已经描述了包括激光器的光学测量仪器。然而本发明还包含可以以相应的方式使用其它光学测量仪器。例如，可以使用包括照相机的光学测量仪器(诸如SE512165C2中所述的仪器)。这种利用照相机的系统和方法实现了与上述基于激光器的系统和方法相同的优点。图2示出了这样的实施方式，其中光学测量仪器由照相机形成。该系统包括作为 光学仪器的数字照相机15a_b。数字照相机安装在位于车辆两侧的轮适配器7-9上。数字照相机15a_b捕捉定位在与参照图I在上描述的一致的测量场地的基准元件16a_d的图像。照相机15a_b可以枢转地布置在轮适配器7-9上并且可以从前视方向到后视方向旋转。另选地，能够使用能同时观察两个方向的数字照相机15a_b，该照相机不必被旋转并且固定地附接到轮适配器。除计算一个或若干个轮轴的歪斜之外，该系统和方法还可以用于测定和计算其它车轮定位参数。尤其是与车辆的纵向几何中心线相关的那些参数可以有利地通过利用根据本发明的系统和方法来测定。这些车轮定位参数的示例为两个或若干个轮轴的平行度，以及双转向定位。基于本发明的方法容易计算出并且呈现给操作员的车轮定位参数的更多示例是方向盘对中，总前束、任何轮轴的推力线、任何轮轴的偏移以及任何轮轴的后移。已经描述了本发明的上述示例实施方式。然而本发明不限于这些实施方式相反，本发明可以在所附权利要求的范围内自由地变化。例如，除了将基准元件设置在待测量的车轮的前面和后面之外，也可以利用如下设置的第一基准元件和第二基准元件该第一基准元件和第二基准元件两者都设置在待测量的车轮的前面或后面。例如，第一对基准元件可以设置在车辆的一个纵向侧，使得两个基准元件设置在前轮前面，一个在一旁设置在另一个外面。两个基准元件的水平基准线应该彼此平行设置，例如，使得两个基准线设置成彼此成一直线。第二对基准元件可以相应地设置在车辆的另一侧。
权利要求
1.一种用于測定车辆的车轮定位的方法，所述车辆包括具有轴端的第一轮轴(13)，所述轴端具有位于所述车辆的相应纵向侧的至少ー个轮构件(3a_b)，所述方法包括以下步骤 -对于所述车辆的每个纵向侧，在测量场地的固定位置处设置第一光学基准元件(6a_b、16a_b)和第二光学基准兀件(6c_d、16c_d),姆个光学基准兀件均具有限定水平基准线的至少两个測量标记(21a、21b)，并且使得所述基准线大致彼此平行； -将所述车辆定位在所述测量场地，使得对于所述车辆的每个纵向侧，在所述轮构件与相应的第一光学基准元件和第二光学基准元件之间均存在自由视野， -将光学测量仪器(5a-b、15a_b)安装到位于所述第一轮轴(13)的每个轴端的轮构件(3a,3b),以及 -将光学测量仪器安装到位于所述车辆的第二轮轴(12)的每个轴端的轮构件(2a、2b)或安装到所述车辆所安装的测量杆的每个杆端，所述方法的特征在于以下步骤 -借助于光学测量仪器以及设置在所述车辆的每侧的所述第一基准元件和所述第二基准元件，測定安装有所述光学测量仪器的每个轮构件(2a、2b、3a、3b)的第一相对位置和安装有所述光学测量仪器的每个杆端的第一相对位置； -借助于所述光学测量仪器以及设置在所述车辆的每侧的所述第一基准元件和所述第二基准元件，测定位于所述第一轮轴(13)的每个轴端的所述轮构件(3a、3b)的第一前束角； -基于所述第一相对位置測定所述车辆的第一几何中心线； -使每个轮构件旋转大约180° ； -借助于光学测量仪器以及设置在所述车辆的每侧的所述第一基准元件和所述第二基准元件，測定安装有所述光学测量仪器的每个轮构件(2a、2b、3a、3b)的第二相对位置和安装有所述光学测量仪器的每个杆端的第二相对位置； -借助于所述光学测量仪器以及设置在所述车辆的每侧的所述第一基准元件和所述第二基准元件，测定位于所述第一轮轴(13)的每个轴端的所述轮构件(3a、3b)的第二前束角； -基于所述第二相对位置測定所述车辆的第二几何中心线； -基于所述车辆的所述第二几何中心线、所述第二前束角、所述第一几何中心线和所述第二几何中心线之间的差以及相应的所述第一前束角和所述第二前束角之间的差计算所述第一轮轴(13)的歪斜。
2.根据权利要求I所述的方法，该方法包括借助于所述光学测量仪器以及设置在所述车辆的每侧的所述第一基准元件(6a-b、16a_b)和所述第二基准元件(6c-d、16c-d)，测定位于所述第一轮轴(13)和所述第二轮轴(12)的每个轴端的所述轮构件(2a-b、3a_b)的所述第一相对位置和所述第二相对位置，其中基于位于所述第一轮轴(13)和所述第二轮轴(12)的每个轴端的所述轮构件的所述第一相对位置和所述第二相对位置測定所述车辆的所述第一几何中心线和所述第二几何中心线。
3.根据权利要求I所述的方法，该方法包括将ー杆附接到所述车辆使得杆端设置在该车辆的相应的纵向侧；将光学测量仪器安装到每个杆端；借助于所述光学測量仪器以及设置在所述车辆的每侧的所述第一基准元件和所述第二基准元件測定每个杆端的所述第ー相对位置和所述第二相对位置；以及基于所述杆端的所述第一相对位置和所述第二相对位置以及设置在所述第一轮轴的每个轴端的所述轮构件的所述第一相对位置和所述第二相对位置測定所述车辆的所述第一几何中心线和所述第二几何中心线。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，该方法包括将所述第一基准元件(6a-b、16a_b)设置在所述车辆的前面并且将所述第二基准元件(6c_d、16c_d)设置在所述车辆的后面。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，该方法包括将第一基准元件和第二基准元件设置在所述车辆的旁边以及前面或后面。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，该方法包括对于所述车辆的第一纵向侧设置由第一基准元件(6a、16a)和第二基准元件(6c、16c)形成的第一对，并且对于所述车辆的第二纵向侧设置由第一基准元件(6b、16b)和第二基准元件(6d、16d)形成的第二对。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，该方法包括利用单个光学測量仪器并将所述单个光学測量仪器顺序地安装到位于所述至少ー个轮轴的每个轴端的相应的车轮，用于顺序測定相应的所述轮构件的相对位置。
8.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，该方法包括利用第一光学测量仪器(5a、15a)和第二光学测量仪器(5b、15b)。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的方法，其中，所述光学测量仪器借助于设置在车轮和所述光学测量仪器之间的轮适配器(7a-b、8a-b、9a_b)安装到该车轮。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，其中，测定车轮(2a-b、3a-b)的相对位置包括借助于安装在所述车轮上的所述光学测量仪器(5a-b、15a_b)以及所述第一基准兀件(6a_b、16a_b)和所述第二基准兀件(6b_c、16b_c)测定所述车轮的前束角。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的方法，其中，所述光学测量仪器(5a_b)包括激光器。
12.根据权利要求1-10中的任一项所述的方法，其中，所述光学测量仪器(15a_b)包括照相机。
13.一种用于測定车辆的车轮定位的系统，所述车辆包括第一轮轴(13)，所述第一轮轴具有轴端，所述轴端具有位于所述车辆的相应的纵向侧的至少ー个轮构件(3a_b)，所述系统包括 -第一光学基准兀件(6a-b、16a-b )和第二光学基准兀件(6c_d、16c_d),姆个光学基准元件均具有限定基准线的至少两个測量标记(21a、21b)，并且所述第一光学基准元件和所述第二光学基准元件设置成放置在位于测量场地的固定位置处，使得所述基准线大致彼此平行； -至少ー个光学测量仪器(5a-b、15a_b)，所述至少ー个光学測量仪器设置成能安装到位于所述第一轮轴和第二轮轴的每个轴端的轮构件并且能安装到所述车辆所能安装的杆的杆端，所述系统的特征在干， 计算单元(10)，所述计算单元连接到所述光学测量仪器并且设置成用于测定安装有所述光学测量仪器的每个轮构件(2a、2b、3a、3b)的第一相对位置和每个杆端的第一相对位置；测定位于所述第一轮轴(13)的每个轴端的所述轮构件(3a、3b)的第一前束角；基于所述第一相对位置測定所述车辆的第一几何中心线；在使每个轮构件旋转大约180°之后，測定安装有所述光学测量仪器的每个轮构件(2a、2b、3a、3b)的第二相对位置和安装有所述光学测量仪器的每个杆端的第二相对位置；测定位于所述第一轮轴(13)的每个轴端的所述轮构件( 3a、3b)的第二前束角；基于所述第二相对位置測定所述车辆的第二几何中心线；以及基于所述车辆的所述第二几何中心线、相应的所述第二前束角、所述第一几何中心线和所述第二几何中心线之间的差以及相应的所述第一前束角和所述第二前束角之间的差计算所述第一轮轴(13)的歪斜。
全文摘要
一种用于测定车辆的车轮定位的方法，所述车辆包括至少一个轮轴(12、13、14)，所述至少一个轮轴具有轴端，所述轴端具有位于所述车辆的相应的纵向侧的至少一个轮构件(2a-b、3a-b、4a-b)。所述方法包括确定所述轮轴相对于所述车辆的纵向几何中心线的歪斜的步骤。用于实施所述方法的系统也被描述。
文档编号G01B11/275GK102770738SQ201180010976
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月26日
发明者H·卡尔松, M·弗维尔, T·柏克伦德, 佛朗哥·吉考米尼 申请人:Josam公司