(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成部品を交番応力で負荷し、かつ前記構成部品の運動中の光学式検出に基づいて遊びに関する情報を導出する形式の、互いに連結された構成部品の軸受遊び又はジョイント遊びを評価する方法において、種々異なった時点における前記構成部品の運動中の位置及び／又はその運動を少なくとも１つのカメラを用いて画像的に直接的又は間接的に検出し、かつ、検出した位置データ及び／又は運動データから、位置及び／又は運動の画像データの評価によって、遊びについての情報を導出することを特徴とする、互いに連結された構成部品の軸受遊び又はジョイント遊びを評価する方法。
【請求項２】
構成部品が車両の車輪懸架構成部品又はステアリング構成部品であり、基準標識ユニットの画像データと１つの車輪の画像データ、又は基準標識ユニットの画像データと車体の少なくとも一部分の画像データ、又は車輪の画像データと車体の少なくとも一部分の画像データ、或いは前記３つのすべての画像データつまり基準標識ユニットの画像データと車輪の画像データと車体の少なくとも一部分の画像データを、車体運動及び／又は車輪運動が解像されるような短く順次に続く時点で同時に検出し、車輪運動及び／又は車体運動を画像データから特定し、かつ、車体に対する相対的な車輪運動の計測に基づいて、或いは車輪位置の変化を計測することによって、遊びを全ての遊びの総和として特定する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
同一車軸の車輪を時間的に同期に計測する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
光学式検出と交番応力の導入とを走行中に行なう、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
交番応力の導入を、加速と制動又は逆向きのハンドル切りによって、或いは交番応力の導入が得られるように走行路面を成形することによって、或いは車輪に外的な力を加えることによって行なう、請求項４記載の方法。
【請求項６】
光学式検出及び交番応力の導入を車両の停止状態で行い、しかも前記交番応力を発生させるためにステアリング・ハンドルを逆向きに切るか又は動力導入装置を使用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
車輪におけるステアリング遊びを検出するために、付加的にステアリング・ハンドルのハンドル切り角度を、電子式又は光学式に検出して評価に算入する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
個々の軸受遊び又はジョイント遊びを測定するために、被検構成部品対に、光学的な計測前に測定マーキングを付けるか、又は、構成部品に何れにしても存在している構成部品標識を検出し、かつ構成部品相互の相対運動又は相対位置を確認する、請求項１記載の方法。
【請求項９】
互いに連結された構成部品の軸受遊び又はジョイント遊びを評価する装置において、両構成部品の少なくとも一方を直接的又は間接的に交番応力で負荷するための動力導入装置を有しており、連結された両構成部品に直接的に、又は前記の両構成部品に連結する別の構成部品に、光学的に認識可能な標識（３，４）が配置されているか又は存在しており、かつ、運動中の前記標識を把捉するための撮像装置（２）と、前記構成部品の種々異なった時点における運動中の位置又は構成部品の運動から遊びを求めるための評価装置とを装備した光学式の測定装置が設けられていることを特徴とする、互いに連結された構成部品の軸受遊び又はジョイント遊びを評価する装置。
【請求項１０】
構成部品が車両の車輪懸架構成部品又はステアリング構成部品であり、撮像装置（２）が、少なくとも１つの車輪の車輪標識（３）及び少なくとも隣接した車体部分の車体標識（４）を走行中に検知するために設けられているか、或いは、少なくとも１つの車輪の車輪標識（３）及び少なくとも隣接した車体部分の車体標識（４）又は構成部品に装着された標識を検知するために設けられている、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
ステアリング・ハンドルの切り角度を付加的に検出するように構成されている、請求項９又は１０記載の装置。
【請求項１２】
基準標識ユニット（６）が設けられており、該基準標識ユニット（６）が、絶対的な測定データの導出に関係づけられている、請求項９から１１までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、交番応力で負荷される互いに連結された構成部品、特に自動車の車輪懸架部品又はステアリング部品の軸受遊び又はジョイント遊びを評価する方法と装置に関する。
【０００２】
背景技術
前記形式の方法もしくは該方法を実施するために設けられた装置は例えば、自動車の技術状態の主検査のための検査装置に設けられている。車輪懸架装置及びステアリング装置の構成部品における軸受遊び及びジョイント遊びを検査するためには、被検車輪が、大抵は空圧式に作動されるプラットフォーム上へ走行させられる。このプラットフォームを用いて、空圧装置のマニュアル操作によりタイヤを介して走行方向に対し直角方向の力が１つの車両車輪に対して加えられる。
【０００３】
その場合、軸受遊びもしくはジョイント遊びの存在に基づいて、構成部品間のシフトが生じ、このシフトは目視される。次いで検査員の経験に基づいて主観的な可否評価が下され、この評価は同時に、整備作業を実施する必要の有無を決定するためのベースと成る。
【０００４】
更にまた軸受及びジョイントにおける精密遊びを計測するために、例えばダイアル・ゲージによるような、公知の長さ計測法を使用することが公知である。その場合構成部品は、交番応力方向の変化時の特定応力の作用によって相互にシフトされる。しかしながらこの方法の問題点は、遊びを伴う構成部品に測定素子を装着せねばならない点にあり、従ってこの計測法は実地では適用することが難しい。
【０００５】
発明の開示
本発明の課題は、明細書冒頭で述べた形式の方法及び装置を改良して、軸受遊びもしくはジョイント遊びの評価を簡便な方式で自動的に実施できるようすることである。
【０００６】
前記課題は、請求項１の特徴部もしくは請求項９の特徴部に記載した構成手段によって解決される。
【０００７】
本発明の方法上の構成手段は、構成部品を交番応力で負荷し、種々異なった時点における前記構成部品の位置及び／又はその運動を光学式に直接又は間接に（基本的には前記構成部品に連結された別の部品を介して）検出し、かつ、検出した位置データ及び／又は運動データから、遊びに就いての情報を導出する点にある。また本発明の装置上の構成手段は、連結された両構成部品に直接的にか、又は前記の両構成部品に連結する別の構成部品に、光学的に認識可能な標識が配置されており、かつ、運動中に前記標識を把捉するための撮像装置と、前記構成部品の位置又は構成部品の運動から遊びを求めるための評価装置とを装備した光学式の測定装置が設けられている点にある。このようにして構成部品の位置もしくはその運動が客観的に特定され、かつ測定データから、例えば種々異なった時点における構成部品の種々異なった位置パターン或いは運動パターンに基づいて、遊びが検出される。評価の場合には、導入された応力及びその応力変動も考慮することができる。このようにして遊びに関する一義的な情報が得られ、かつ客観的な可否評価を下すことが可能になる。
【０００８】
本方法は例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７ ５７ ７６３号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７ ５７ ７６０号明細書に記載されているように、車輪及び車軸の幾何学的形状を特定するためにも使用される検査場で実施することができ、その場合、交番応力の導入が行われ、かつ、連結された構成部品の運動もしくはその位置画像が評価時に考慮されるのは勿論のことである。車体に対する車輪の相対運動の計測によって、或いは車輪位置の変化（車軸の幾何学的形状）の計測によって、車輪懸架構成部品もしくはステアリング構成部品の遊びの和の測定が可能になる。
【０００９】
このために適した構成手段は、基準標識ユニットの画像データと１つの車輪の画像データ、又は基準標識ユニットの画像データと車体の少なくとも一部分の画像データ、又は車輪の画像データと車体の少なくとも一部分の画像データ、或いは前記３つのすべての画像データつまり基準標識ユニットの画像データと車輪の画像データと車体の少なくとも一部分の画像データを、車体運動及び／又は車輪運動が解像されるような短く順次に続く時点で同時に検出し、車輪運動及び／又は車体運動を画像データから特定し、かつ、車体に対する相対的な車輪運動の計測に基づいて、或いは車輪位置の変動を計測することによって、遊びを遊びの和として特定する点にある。
【００１０】
遊びの測定精度を更に改善するためには、同一車軸の車輪を時間的に同期に計測するのが有利である。
【００１１】
遊びの測定は、例えば光学式検出と交番応力の導入とを走行中に行なうことによって簡便に実施することができる。この場合の運動変化は、制動と加速によって又はステアリング・ハンドルの右切りと左切りによって、或いは走行路面の適当な成形によって、或いは車輪の外的な励発によって行なうことができる。
【００１２】
択一的な実施形態では遊びの測定もしくは評価は次のように行うこともできる、すなわち車両を停止したままで光学式検出と交番応力の導入が行われ、前記交番応力を発生させるために逆方向にステアリング・ハンドルが切られるか、又は自体公知の動力導入装置が使用される。
【００１３】
動力導入装置としては主検査の場合、例えば空圧作動式のプラットフォームが車輪接地面として慣用されている。
【００１４】
更にステアリング遊びの評価を改善するための手段としては、車輪におけるステアリング遊びを検出するためにステアリング・ハンドルのステアリング切り角度が付加的に、自体公知の装置を用いて電子式又は光学式に検知されて評価に算入される。
【００１５】
請求項１０〜請求項１３に記載したように装置を構成すれば、それ相応の利点が得られる。
【００１６】
前記の手段によって客観的な測定値が得られ、これによって車両オーナーに対して修理を実施する必要を客観的に鑑定することができる。
【００１７】
本発明の方法もしくは装置は同一の測定工程内において、一次元的な遊び計測（例えば軸方向遊び）、二次元的な遊び計測（例えば偏位した軸受、半径方向遊び）或いは三次元的な遊び計測を可能にするのに対して、主観的な目視鑑定の場合には実質的に一次元的な遊び検出だけが可能になるにすぎない。
【００１８】
本発明の方法は、車両の標準的な使用条件下（走行中）或いは特別の検査条件下（例えば空圧作動式プラットフォームを用いて特定応力を導入することによって）において発生するところの、車両車輪もしくは車輪位置に対して及ぼす現存の軸受遊びもしくはジョイント遊びの作用の計測を可能にする。これによって、タイヤ摩耗及び走行安全性にとって極めて重要な、具体的な車両に存在する軸受遊び及びジョイント遊びの影響が測定技術的に検出される。
【００１９】
例えば光学式車軸計測のような光学式撮像装置、特にカメラによる別の光学式検査法を併用して遊び測定を実施する場合には、本発明の装置は多重的に活用でき、しかも付加的な経費は僅かである。
【００２０】
発明を実施するための最良の形態
次に図面に基づいて本発明の１実施例を詳説する。
【００２１】
図１には、自動車の車輪懸架構成部品及び／又はステアリング構成部品の軸受遊び又はジョイント遊びの評価装置１を装備した検査場が図示されている。評価装置１は、検査場フロア５上に１つの基準標識ユニット６と、側方に設置された撮像器２．１、特にカメラを装備した複数の撮像装置２とを有している。自動車はその車体の車輪近傍に複数の車体標識４を、かつ車輪には複数の車輪標識３を装備している。
【００２２】
評価装置に接続しているか又は該評価装置をそれ自体有している撮像装置２によって、迅速な画像順序で車輪標識位置及び車体標識位置の評価によって、各車輪位置及び各車体位置もしくは、少なくとも１つの車輪運動もしくは車体運動が確認され、かつ、こうして得られた位置データ又は運動データに基づいて、例えば加速又は制動によって、又は走行中の種々異なった方向へのハンドル切りによって、又は走行路面の適当な成形によって、又は車輪の外的励発によって発生される交番応力の影響下における軸受遊び又はジョイント遊びが測定される。その場合、交番応力自体を評価に一緒に組み入れることも可能である。また例えば１本の車軸の両車輪の運動を同期的に検知し、かつ測定成績の改善のために互いに相殺し合うことも可能である。
【００２３】
走行中の構成部品間の遊びを決定するために撮像装置２を備えたこの評価装置１を使用することによって、運動変化の順序で交番応力の影響下における全ての軸受遊びもしくはジョイント遊びの総和的な検出が可能になる。その場合、現存する軸受遊びもしくはジョイント遊びに基づいて、車輪の幾何学的形状に変化が発生するが、該変化は本発明の評価装置１によって測定技術的に検出される。１本の車軸の車輪を同期的に計測することによって、同一の運転条件下における同一車軸の右車輪と左車輪との相異点を検知し、評価時にこれを考慮することが可能である。
【００２４】
車輪においてステアリング遊びを検出する場合、付加的にハンドル切り角度を例えば既に公知の装置によって電子式に検知して評価に併合することによって、精度の付加的な改善が得られる。択一的な実施形態では、ステアリング・ハンドルのステアリング角度の検出を、光学式に付加的なカメラを用いて行うことも可能である。
【００２５】
遊びの和を測定する場合に交番応力を発生させるために、公知の動力導入装置（例えば空圧作動式の動力導入装置）を使用し、この動力導入装置の上に車両を位置させることも可能である。その場合、交番負荷の順序で生じる車輪位置の変動が検知される。その場合、同一車軸の車輪は同一の負荷条件下で同期的に計測されるのが有利である。
【００２６】
本発明の方法の更なる変化態様は、個々の軸受又は個々のジョイントにおける遊びを測定する点にある。このために被検構成部品対は計測前に、例えば構成部品に適当な測定マークを付けることによってマーキングされ、これによって交番荷重の影響下における構成部品相互の相対運動が、光学的に検知され測定技術的に評価される。特別の測定マークに代えて、簡単な着色マーキング或いは、公知の画像処理法によって検知可能な特性的な構成部品標識の評価法を使用することも可能である。
【００２７】
複数の軸受もしくはジョイントが、少なくとも１つのカメラの視野範囲内に位置している場合には、複数の軸受もしくはジョイントを同時に計測することが可能である。その場合も、特別の検査条件（例えばハンドル切り或いはプラットフォーム運動）によって交番負荷を惹起することが可能である。
【００２８】
例えば据付け機械の場合の測定は、標準的な使用条件の場合に発生する交番荷重下でも実施することができる。
【００２９】
軸受又はジョイントにおける遊びが、１つの運動平面においてしか生じない場合、光学的な計測のためにただ１つのカメラを使用すれば十分である。この場合も、複数の軸受／ジョイントが１つのカメラによって撮像され、かつ、その運動平面が相互に平行であるか、或いは相互の角度位置が測定系に既知である場合には、この複数の軸受／ジョイントを同時に計測することが可能である。
【００３０】
遊びの複数の自由度−例えば線遊び（軸方向遊び）、平面遊び（軸受遊び）或いは回転遊び（ステアリング・ハンドル遊び）−を検知するために、異なったパースペクティブからの被検構成部品対もしくは、これと連結された部品の観察は、例えば２台のカメラによって行われる。カメラの各位置決めを簡便かつ自動的に求めるために、検査場上には、撮像装置には既知の基準標識ユニット６を、明細書冒頭で挙げたドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７ ５７ ７６３号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７ ５７ ７６０号明細書に記載の通りに設けておくことが可能である。較正された基準標識ユニット６を用いることによって、簡便な方式で同時に絶対的な測定データを得ることも可能である。これによって絶対的な測定値を導き出すために、例えば撮像装置の製作所側で較正する必要も無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  自動車の車輪懸架構成部品及び／又はステアリング構成部品の軸受遊び又はジョイント遊びの評価装置を装備した検査場の斜視図である。
【符号の説明】
１    評価装置、２    撮像装置、２．１    撮像器、３    車輪標識、４    車体標識、５    検査場フロア、６    基準標識ユニット
【図１】
0004488476.tif 000002