Verfahren und Einrichtung zum Prüfen der Bremsanlage eines Fahrzeuges

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Prüfen der Bremsanlage eines Fahrzeuges.

Ein Verfahren und eine Einrichtung zum Prüfen der Bremsanlage von Fahrzeugen ist in der US 5,467,645 angegeben. Bei diesem bekannten Verfahren bzw. dieser bekannten Einrichtung wird z.B. auf der Basis des Dopplereffekts mittels Radar die Geschwindigkeit und die Geschwindigkeitsänderungsrate bzw. Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeuges gemessen, während mittels eines weiteren Sensors das Fahrzeuggewicht erfasst wird. Aus den verschiedenen Sensordaten wird mittels einer Auswerteeinrichtung der Zustand der Bremsanlage insbesondere bezüglich der verfügbaren Bremskraft beurteilt.

In der DE 197 57 760 A1 ist eine Vorrichtung zum Bestimmen der Rad- und/oder Achsgeometrie von Fahrzeugen offenbart, wobei mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung mit zwei Bildaufnehmern aus verschiedenen Perspektiven Rad- und/oder Karosseriemerkmale während einer Vorbeifahrt erfasst und daraus die Rad- und/oder Achsgeometriedaten ermittelt werden. Diese Druckschrift macht keine Angaben zum Prüfen einer Bremsanlage.

Üblicherweise wird die Überprüfung der Bremsanlage eines Fahrzeuges auf einem Bremsenprüfstand mit angetriebenen Rollen und einer mit diesen zusammenwirkenden Messeinrichtung vorgenommen. Ein derartiger Bremsenprüfstand erlaubt die Messung der Bremskraft und auch der Gleichmäßigkeit der Bremswirkung bezüglich der Räder einer Achse. Hingegen sind Rückschlüsse auf die Reaktion des Fahrzeuges auf der Fahrbahn bei einem realen Bremsvorgang nicht unmittelbar herzuleiten. Auch ist die Installation eines derartigen Bremsenprüfstandes mit erheblichem Aufwand verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Prüfen der Bremsanlage eines Fahrzeuges bereitzustellen, mit dem/der auch Aussagen über das Verhalten des Fahrzeuges bei einem realen Bremsvorgang auf der Fahrbahn möglich sind, wobei die Einrichtung relativ einfach installiert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und bei der Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.

Durch die Erfassung der räumlichen Bewegung der Merkmale und Gewinnung ihrer Bewegungsdaten während des Bremsvorganges kann nicht nur die Bremsverzögerung, sondern auch die Reaktion des Fahrzeuges bei einem realen Bremsvorgang auf der Fahrbahn bestimmt werden. Dadurch werden genauere Aussagen zur Wirkung der Bremsen und z.B. deren Gleichmäßigkeit auf das Verhalten des Fahrzeuges möglich. Die Bewertung der Bremswirkung wird dabei dadurch verbessert, dass die optische Erfassung auf beiden Seiten des Fahrzeuges gleichzeitig erfolgt und die Bewegungsdaten beider Seiten ausgewertet werden.

Ist vorgesehen, dass auch vor dem Bremsvorgang die räumliche Bewegung der Merkmalsanordnung erfasst und eine Ausgangsgeschwindigkeit vor dem Bremsvorgang bestimmt wird, so lässt sich die Bremswirkung in Abhängigkeit von unterschiedlichen Ausgangsgeschwindigkeiten untersuchen.

Verschiedene Einflüsse im Zusammenhang mit der Bremsbewertung lassen sich dadurch ermitteln, dass zumindest ein auf der Karosserie vorhandenes oder angebrachtes Merkmal erfasst wird und daraus mindestens einer der Vorgänge Abbremsbeschleunigung, Gierbewegung des Fahrzeuges, Nickbewegung des Fahrzeuges, Fahrachse, Lenkeinschläge aus der Änderung der Fahrtrichtung bei unverzögerter Bewegung und Bremsweg zum Bewerten der Bremsanlage bestimmt wird/werden.

Entsprechende und weitere Einflüsse im Zusammenhang mit der Bremswirkung lassen sich dadurch ermitteln, dass zumindest ein an dem Rad vorhandenes oder angebrachtes Merkmal erfasst wird und daraus mindestens eine(r) der Eigenschaften oder Vorgänge Abbremsbeschleunigung, Gierbewegung des Fahrzeuges, Fahrachse aus der Beobachtung eines virtuellen Drehpunktes auf der Drehachse am Rad, Spur und Sturz vor und während des Abbremsens, Lenkeinschläge aus der Änderung der Fahrtrichtung bei unverzögerter Bewegung, Lenkeinschläge aus dem Vergleich der Spur der gelenkten Räder zur beobachteten Fahrtrichtung bei verzögerter und unverzögerter Bewegung, Drehwinkel eines Rades aus der Lageänderung eines Radmerkmals bezüglich des virtuellen Drehpunktes, Rollradius aus Drehwinkel und zurückgelegtem Fahrweg des virtuellen Drehpunktes bei unverzögerter Bewegung, Reifendruck aus dem ermittelten Rollradius, Schlupf zwischen Rad und Fahrbahn während des Abbremsens aus der aktuellen Geschwindigkeit und dem Rollradius, Funktion eines ABS-Bremssystems bis zum Blockieren des betreffenden Rades und Bremsweg zum Bewerten der Bremsanlage bestimmt wird/werden. Der virtuelle Drehpunkt bedeutet dabei, dass der beobachtete Drehpunkt nicht physikalisch vorhanden ist, sondern aus der Drehebene mindestens einer Radmarke ermittelt wird, z.B. durch rechnerische Ermittlung des Drehzentrums in der Drehebene des Radmerkmales.

Verbesserte Möglichkeiten zur Bewertung der Bremsanlage ergeben sich dadurch, dass zusätzlich eine Pedalkraft an einem Bremspedal erfasst wird und ein Zeitverzug zwischen Betätigung der Bremse und Einsetzen des Bremsvorganges ermittelt wird.

Ferner ist es mit dem Verfahren möglich, dass der Rollradius unter Erfassen mindestens eines Radmerkmales und Ermitteln der Lage der Fahrbahn bezüglich des Messsystems mit Hilfe zusätzlicher Merkmale auf der Fahrbahn oder einer Bezugsmerkmalsanordnung bestimmt wird.

Erweiterte und genauere Aussagen zur Bremswirkung können dadurch gemacht werden, dass sowohl mindestens ein Radmerkmal als auch ein Karosseriemerkmal erfasst werden und mindestens eine Eigenschaft oder ein Vorgang gemäß Anspruch 3 oder 4 bestimmt wird und/oder ein Achsspiel eines Rades entlang der Drehachse aus der Relativbewegung gegenüber der Karosserie bestimmt wird/werden.

Bei der Einrichtung sind verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen, mit denen sich vorstehend genannte Vorteile erzielen lassen, in dem Unteranspruch 10 angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

Die Fig. zeigt einen Prüfplatz mit einem Prüfplatzboden 5 auf dem auf beiden Seiten eines Fahrbahnabschnittes Bildaufnahmevorrichtungen 2 mit Bildaufnehmern 2.1, insbesondere Kameras, angeordnet sind. Mit den Bildaufnehmern 2.1 werden während der Vorbeifahrt eines Kraftfahrzeuges an diesem angebrachte Merkmale in Form von Radmarken 3 und Karosseriemarken 4 z.B. gleichzeitig auf beiden Seiten des Kraftfahrzeuges aus mindestens zwei unterschiedlichen Perspektiven erfasst, wobei sich die Positionierung der Bildaufnehmer 2.1 auf dem Prüfplatz 1 beispielsweise auch mittels prüfplatzfester Bezugsmarken, wie in der DE 197 57 763 A1 und auch der DE 197 57 760 A1 angegeben, oder mit Hilfe eines pendelnd aufgehängten mobilen Bezugsmarkensystems feststellen lässt, wobei die Anordnung der Bezugsmarken der Auswerteeinrichtung bekannt oder unbekannt sind. Mit der Bezugsmerkmalsanordnung 6 ist es gleichzeitig auch vorteilhaft möglich, den absoluten Maßstab festzulegen, so dass damit absolute Messdaten errechnet werden können.

In einer an die Bildaufnahmevorrichtungen 2 angeschlossenen Auswerteeinrichtung werden die räumlichen Bewegungen der Karosseriemarken 4 und/oder Radmarken 3 ermittelt und aus den so erhaltenen Bewegungsdaten Aussagen zur Bremswirkung hergeleitet. Die Ermittlung der Eigenschaften oder Vorgänge erfolgt dabei mittels an sich bekannter Algorithmen, die auf den jeweiligen Fahrzeugtyp abgestimmt bzw. durch Erfahrungswerte angepasst sein können. Die Bremskräfte lassen sich z.B. errechnen, wenn das Fahrzeuggewicht bekannt ist.

Mit der angegebenen, auf dem Prüfplatz 1 angeordneten optischen Messvorrichtung werden Reaktionen der Räder und/oder der Karosserie des Fahrzeuges in Folge eines Bremsvorganges unmittelbar erkennbar. Aus den Reaktionen kann auf die Wirkung der Bremsen, z.B. die Bremsverzögerung, die Gleichmäßigkeit der Bremswirkung und weitere Messgrößen, wie sie einleitend genannt sind, rückgeschlossen werden. Beispielsweise deutet eine Gierbewegung des Fahrzeuges während des Abbremsens, die sich in einem Ausbrechen nach rechts oder links zeigt, oder eine ungleiche Nickbewegung zwischen linker und rechter Fahrzeugseite auf die Ungleichmäßigkeit oder einen ungleichen Einsatz der Bremswirkung hin. Zudem kann die Ausgangsgeschwindigkeit erfasst und die Bremswirkung in Abhängigkeit von dieser bestimmt werden.

Durch synchrone Erfassung der Bewegung der Radmerkmale 3 und/oder Karosseriemerkmale 4 auf beiden Seiten des Fahrzeuges und Verrechnung der Bewegungsdaten miteinander lassen sich die Messergebnisse verbessern.

Die Fahrachse lässt sich beispielsweise aus der Beobachtung eines virtuellen Drehpunktes auf der Drehachse eines Rades bestimmen, wobei virtuell bedeutet, dass der beobachtete Drehpunkt nicht physikalisch vorhanden ist, sondern aus der Drehebene mindestens eines Radmerkmals, zweckmäßigerweise aus mehreren einzelnen Radmerkmalen z.B. durch rechnerische Mittelung der Drehzentren der einzelnen Drehebenen der Marken auf der zugehörigen, gemeinsamen Drehachse.

Wird zusätzlich zu der optischen Messvorrichtung noch ein Pedalkraftgeber am Bremspedal angebracht, so lässt sich der Zeitverzug zwischen Betätigung der Bremse und Einsetzen des Bremsvorganges ermitteln.