DE102008003609B4

DE102008003609B4 - Pedalwegprüfsystem

Info

Publication number: DE102008003609B4
Application number: DE102008003609A
Authority: DE
Inventors: James A. Sterling Heights Cole; Kennedy U. Ann Arbor Odumodu; Richard E. Algonac Raymond
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2028-01-10
Also published as: US20080169699A1; DE102008003609A1; US7604303B2; CN101221091A

Abstract

Vorrichtung, die zur Verwendung mit einem Fahrzeug, das ein Bremspedal und eine starre Struktur aufweist, und zur Ermittlung einer relativen Distanz zwischen dem Pedal und der Struktur angepasst ist, wobei die Vorrichtung umfasst:
eine Eingriffshalteklammer, die an dem Bremspedal starr angebracht werden kann; und
einen Sensor, der mit der Halteklammer starr verbunden ist und mit einer elektronischen Steuerungseinheit in einer Kommunikationskopplung steht,
wobei der Sensor von der Struktur beabstandet ist und ausgestaltet ist, um eine relative Distanz zwischen dem Sensor und der Struktur drahtlos zu detektieren, wenn die Halteklammer an dem Bremspedal angebracht ist,
wobei die elektronische Steuerungseinheit ausgestaltet ist, um zu veranlassen, dass eine Ausgabe auf der Grundlage der relativen Distanz erzeugt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Bremspedalversatzsensoren und insbesondere eine Pedalwegprüfanordnung, die einen Sensor umfasst, der zur Messung der relativen Distanz zwischen dem Bremspedal und einer übrigen Struktur eines Fahrzeugs angepasst ist, wobei der Sensor von der übrigen Struktur beabstandet ist und ausgestaltet ist, um diese drahtlos zu detektieren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Fahrzeugbremssysteme wurden entwickelt, um die unentbehrlichen Aufgaben eines Verlangsamens und Anhaltens eines sich bewegenden Fahrzeugs auszuführen. Mit Bezug auf Kraftfahrzeuge umfassen diese Systeme ein Bremspedal und mehrere Bremsbeläge, die mit dem Pedal fluidtechnisch gekoppelt sind und darauf ansprechen. Die Beläge sind so angeordnet und ausgerichtet, dass sie mit den Fahrzeugrädern in Eingriff stehen, um die durch Reibung verursachte Verzögerungsrate zu erhöhen. Typischerweise sind die Beläge mit dem Pedal hydraulisch derart gekoppelt, dass die zum Drücken des Pedals aufgebrachte Kraft von dem unter Druck stehenden, nicht komprimierbaren Fluid proportional an jeden Belag übertragen wird. Die Nichtkomprimierbarkeit des Fluids führt jedoch zu einem Anwachsen einer Widerstandskraft auf das Pedal, wenn es gedrückt wird, wodurch eine stetig ansteigende aufgebrachte Kraft erforderlich ist.
In der DE 197 42 988 C1 ist ein rein elektrisches Bremssystem mit redundanten Sensoren zur Erfassung einer Bremsanforderung eines Fahrers sowie mit redundanten Recheneinheiten zur Berechnung der benötigten Bremskraft offenbart, wobei diese Komponenten fest installiert sowie durch Drähte verbunden sind und nicht als mobiles Prüfsystem für den Bremspedalweg gedacht sind.
Die DE 601 24 815 T2 offenbart ein Bremspedalsystem mit Fußstützfunktion und Geschwindigkeitsregelung, bei dem die Fußstützkraft der Fußstützfunktion anhand einer Fahrerlasteinschätzung eingestellt wird, wobei das System fest installiert ist und nicht auf ein mobiles Prüfsystem zur Prüfung des Bremspedalwegs ausgelegt ist.
In der DE 195 10 525 A1 ist ein System zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahrzeugs offenbart, das mindestens zwei diversitäre Messeinrichtungen sowie mindestens zwei Mikrorechner zur Berechnung von Bremssignalen aufweist. Zur Fehlererkennung ist eine zusätzliche Messeinrichtung sowie ein weiterer Mikrorechner vorgesehen. Das System ist fest installiert und nicht als ein mobiles Prüfsystem zur Prüfung des Bremspedalwegs geeignet.
Die US 6 006 868 A offenbart eine Bremsenüberwachungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug, bei der eine Sender-/Empfängereinheit Positionen von Teilen des Bremssystems drahtlos überwacht, um manuelle Prüf- und Überwachungsmaßnahmen zu beseitigen. Das System ist fest installiert und nicht als ein mobiles Prüfsystem zur Prüfung des Bremspedalwegs geeignet.
In herkömmlichen Fabrik- und Herstellungseinrichtungen wurden Prüfsysteme entwickelt, um eine Pedalkraft und einen Pedalweg zu verifizie ren. Diese Prüfsysteme benutzten formal einen Tester, üblicherweise einen menschlichen Arbeiter, der das Bremspedal einer jeden Einheit oder eines jeden Fahrzeugs manuell drückte und die aus der aufgebrachten Kraft resultierende Pedalwegdistanz beobachtete. Der Tester vertraute auf seine persönliche Beobachtung und Erfahrung, um eine Einhaltung zu ermitteln. Herkömmliche Prüfsysteme weisen eingebaute Lastzellen, um die aufgebrachte Kraft quantitativ zu ermitteln, und verschiedene Abstandssensoren auf, beispielsweise Sensoren zur linearen Auslenkung, vom Beschleunigungstyp und vom Neigungsmessertyp, um die Wegdistanz des Bremspedals objektiv zu detektieren. Diese herkömmlichen Systeme zeigen jedoch Probleme bezüglich ihrer Ermittlung des Pedalwegs, insofern als sie im Betrieb an der Bremssystemträgerstruktur angebracht sind und auf diese vertrauen, und insbesondere, als sie anfällig für fehlerhafte Distanz- und Einhaltungsermittlungen sind, die durch Durchbiegungen in der Struktur verursacht werden.
Daher besteht in der Produktionstechnik ein Bedarf für ein verbessertes System und Verfahren zur Prüfung eines Bremssystems, welche ein objektives Mittel zur Ermittlung eines Pedalwegs verwenden und welche nicht anfällig für fehlerhafte Einhaltungsschlussfolgerungen sind, die durch innere Durchbiegungen verursacht werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Ansprechen auf diese und andere Probleme, die herkömmliche Prüfsysteme zeigen, stellt die vorliegende Erfindung eine verbesserte Pedalwegprüfanordnung vor, welche einen drahtlosen Sensor umfasst, der zum Detektieren der relativen Distanz zwischen dem Bremspedal und einer üb rigen Struktur des Fahrzeugs in der Lage ist. Unter anderem ist die Erfindung nützlich, um ein objektives Mittel zur Verifizierung eines akzeptablen Pegels des Wegs und der Härte des Bremspedals bereitzustellen, welches sicherstellt, dass nur nicht akzeptable Pegel dazu führen, dass ein Fahrzeug zur Reparatur gesandt wird. Die Erfindung ist auch nützlich, um eine genaue und wiederholbare Distanzmessung bereitzustellen, wobei von Fahrzeug zu Fahrzeug nahezu keine Sensoreinstellung erforderlich ist.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung, die zur Verwendung mit einem Fahrzeug, welches ein Bremspedal und eine starre Struktur aufweist, und zur Ermittlung einer relativen Distanz zwischen dem Pedal und der Struktur angepasst ist. Die Vorrichtung umfasst eine Eingriffshalteklammer, die an dem Pedal starr angebracht werden kann, und einen Sensor, der mit der Halteklammer starr verbunden ist und in einer Kommunikationskopplung mit einer elektronischen Steuerungseinheit steht. Der Sensor ist von der Struktur beabstandet und ausgestaltet, um eine relative Distanz zwischen dem Sensor und der Struktur drahtlos zu detektieren, wenn die Halteklammer an dem Pedal angebracht ist; und die Einheit ist ausgestaltet, um zu veranlassen, dass auf der Grundlage der relativen Distanz eine Ausgabe erzeugt wird.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner einen zweiten Sensor, der dazu dient, gleichzeitig eine auf das Bremspedal aufgebrachte Kraft zu messen. Die Einheit ist ausgestaltet, um eine Kombination aus einer Kraft/einer entsprechenden Distanz zu ermitteln und um zu veranlassen, dass auf der Grundlage der Kombination aus der Kraft und der entsprechenden Distanz eine Ausgabe erzeugt wird.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung eines Bremssystems eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein versetzbares Bremspedal und eine übrige von dem Pedal beabstandete starre Struktur umfasst. Das Verfahren umfasst die Schritte eines Befestigens erster und zweiter Sensoren in einer starren Position relativ zu dem Pedal und eines Beabstandens des zweiten Sensors von der Struktur. Mehrere sich unterscheidende Kräfte werden auf den ersten Sensor aufgebracht, wobei jede Kraft bewirkt, dass das Pedal um eine entsprechende unterschiedliche Distanz versetzt wird, um mehrere entsprechende Distanzen und Kraft/Distanzkombinationen zu ermitteln. Die mehreren Kräfte werden von dem ersten Sensor gemessen und die mehreren entsprechenden Distanzen werden von dem zweiten Sensor detektiert. Als Nächstes wird auf der Grundlage der mehreren Kräfte und Distanzen ein Trend oder ein Liniendiagramm ermittelt und mit einer Referenz verglichen, um einen Einhaltungs-Status zu ermitteln.
Folglich ist festzustellen und zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung eine Anzahl von Verbesserungen und Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik bereitstellt, welche ein Bereitstellen einer Vorrichtung und einer Anordnung umfassen, die leichter einzustellen und zu verwenden sind. Es ist auch festzustellen, dass die Vorrichtung und Anordnung der Erfindung mit weniger Kostenaufwand herzustellen und/oder zu verwenden ist als ähnliche kommerziell verfügbare Einheiten. Schließlich negiert ein Beabstanden des Sensors von einer übrigen starren Struktur des Fahrzeugs und ein Basieren einer relativen Distanzermittlung auf derselben die Auswirkungen einer Durchbiegung einer Halteklammer, einer Instrumententafel (IP von Instrument Panel) und eines Plenums, welche bei herkömmlichen Prüfsystemen üblich war.
Die voranstehenden Aspekte, Merkmale und/oder Arten der vorliegenden Erfindung werden in dem nachstehenden Abschnitt mit der Überschrift BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN) genauer erörtert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungsfiguren genau beschrieben, in denen:
1 eine Aufrissansicht des Brems- und Gaspedals eines Fahrzeugs ist;
2 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, bei der eine Lastzelle und ein Ultraschallsensor mit dem Bremspedal lösbar gekoppelt sind und der Ultraschallsensor von dem Gaspedal beabstandet ist und der Fuß eines menschlichen Bedieners (gestrichelt dargestellt) sich anschickt, das Bremspedal zu drücken;
3 eine Aufrissansicht einer Anordnung eines Bremspedals und eines Gaspedals gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die speziell den ersten und zweiten Sensor in einer Kommunikationskopplung mit einer Anzeige und erzeugte Ausgaben, die auf der Anzeige gezeigt sind, darstellt;
3a ein Querschnitt durch ein Bremspedal und eine Halteklammer entlang der Linie A-A in 3 ist, der speziell die relative Dimensionierung zwischen diesen darstellt;
3b ein Querschnittsabschnitt einer einstellbaren Halteklammer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, der speziell eine einstellbare Wand, die mit einer Schiene gleitfähig gekoppelt ist, und einen Stift zur Befestigung der Wand relativ zu dem Pedal darstellt;
4 eine Ansicht des Ultraschallsensors und des Gaspedals im Betrieb von unten ist, welche speziell die Übertragung einer Impulswelle an das und den Empfang eines Echos (gestrichelt dargestellt) von dem Gaspedal zeigt;
5 eine Aufrissansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Ultraschallsensors ist, wobei zwei Lithiumbatterien als eine interne Energiequelle arbeiten; und
6 eine Aufrissansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Ultraschallsensors ist, der einen Hilfsenergieadapter zur Verbindung mit der Hilfsenergiesteckdose eines (nicht gezeigten) Fahrzeugs aufweist, sodass er von den (nicht gezeigten) Fahrzeugbatterien extern mit Energie versorgt wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Pedalwegprüfanordnung 10, die zur Verwendung mit einem Fahrzeug 12 angepasst ist, das ein versetzbares Bremspedal 14 und eine von dem Pedal 14 beabstandete übrige Struktur 16 aufweist. Wie weiter hierin beschrieben ist, dient die Anordnung 10 zur Verwendung durch einen menschlichen oder einen Roboterbediener 18 in einem Prozess oder einer Anlage zur Kraftfahrzeugfabrikation, zur Montage, oder zur Reparatur nach dem Verkauf. Fachleute werden jedoch erkennen, dass die Anordnung 10 bei anderen Implementierungen verwendet werden kann, bei denen eine Detektion einer Kraft und eine drahtlose Detektion einer relativen Distanz zwischen einem Ziel und einem starren Objekt, welche aus der Kraft resultiert, gleichzeitig gewünscht ist.
Die Struktur 16 und das Bremspedal 14 sind derart zum Zusammenwirken ausgestaltet, dass die Struktur 16 dem Pedal 14 keine Abstützung bereitstellt und daher während eines Eingriffs durch den Bediener 18 keine Kraftübertragung von dem Pedal 14 erfährt. Während einer Prüfung bleibt die Struktur 16 daher absolut starr und wird fortan als eine übrige starr bleibende Struktur 16 beschrieben. Es ist jedoch festzustellen, dass die Struktur 16 selbst in einer separaten Operation versetzt oder geneigt werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielsweise ist die Struktur 16 das Gaspedal des Fahrzeugs 12 aufgrund seiner typischen Nähe zu dem Bremspedal 14 (siehe 1 bis 3).
Allgemein ist die Anordnung 10 ausgestaltet, um eine auf das Bremspedal 14 aufgebrachte Kraft zu messen und um den resultierenden Pedalweg zu ermitteln. Die bevorzugte Anordnung 10 umfasst mehrere Sensoren, die zum Zusammenwirken ausgestaltet sind, um mit dem Pedal 14 in Eingriff zu stehen, die Kraft zu messen und eine relative Distanz zwischen dem Pedal 14 und der Struktur 16 drahtlos zu detektieren. Die bevorzugte Anordnung 10 ist ferner ausgestaltet, um zu veranlassen, dass eine Ausgabe, beispielsweise Anzeigen (z. B. numerische Darstellungen der Kraft und der Distanz) oder eine Warnung, erzeugt wird, welche den Bediener auf eine Nichteinhaltungsmessung hinweist (siehe 3).
Insbesondere umfasst die Anordnung 10 einen ersten Sensor 20 zur Messung der Kraft, die auf das Bremspedal 14 aufgebracht wird, und einen zweiten Sensor 22 zur drahtlosen Detektion der relativen Distanz zwischen dem Bremspedal 14 und der starren Struktur 16. Der erste und zweite Sensor 20, 22 sind an dem Bremspedal durch eine lösbare Halteklammer 24 befestigt, sodass die Anordnung 10 leicht installierbar und lösbar ist, was ihre Verwendung mit einer großen Vielzahl von Fahrzeugen in einem Montagelinienprozess erleichtert. Eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 26 steht in einer Kommunikationskopplung mit dem ersten und zweiten Sensor 20, 22, ist ausgestaltet, um deren Signale in Kraft- und Distanzwerte umzuwandeln und veranlasst vorzugsweise, dass eine Anzeigeausgabe an einer Anzeige 28 erzeugt wird. Wenn sich der Kraftsensor 20 und das Pedal 14 beispielsweise, wie in 3 gezeigt ist, nicht in Eingriff befinden, wird eine Kraftmessung von ”0” angezeigt und die entsprechende relative Distanz ohne Kraft (z. B. ”3,27”) wird auch angezeigt.
Die ECU 26 ist ferner ausgestaltet, um die Kraft/Distanzkombination mit einer zuvor eingegebenen Kraft/Distanzmatrix akzeptabler Kombinationen zu vergleichen und um ferner zu veranlassen, dass eine Warnausgabe oder ein Alarm erzeugt wird, wenn die aufgebrachte Kraft eine resultierende Relativdistanz bewirkt, welche größer als die akzeptable Distanz für die gegebene Kraft ist. Die ECU 26 ist hierin als eine einzige Einheit beschrieben, es liegt jedoch selbstverständlich in dem Geltungsbereich der Erfindung, dass eine Sensorschaltung als eine separate Komponente umfasst ist, die ausgestaltet ist, um die beschriebenen individuellen Sensoralgorithmen auszuführen, und dass die Komponenteneinheiten mit dem speziellen Sensor derart zusammengebaut sind, dass die ECU 26 aus mehreren Komponenteneinheiten besteht.
Die bevorzugte Halteklammer 24 ist mit dem Pedal 14 zusammenwirkend ausgelegt, sodass sie anschmiegsam über das Bremspedal 14 gleiten kann, welches typischerweise eine komprimierbare äußere Materialschicht darbietet. Wie beispielsweise in 3a gezeigt ist, bei der das Pedal 14 eine Eingriffsoberflächenbreite w₁, die rechtwinklig entlang der Oberfläche gemessen ist, und eine Dicke t darbietet, die senkrecht zu der Oberfläche gemessen ist, bietet die Halteklammer 24 vorzugsweise eine geschlitzte Öffnung mit einer Breite w₂ größer als oder gleich 105% von w₁ und einer Tiefe d gleich oder größer als 105% von t, sodass das Pedal anschmiegsam dort hineingleiten kann. Besonders bevorzugt, und wie in 3b gezeigt ist, bietet die Halteklammer 24 eine einstellbare Wand 30 und eine geschlitzte Öffnung dar, um ihre Verwendung mit einer Vielzahl von Pedalkonfigurationen zu ermöglichen. Wie dargestellt ist, kann die Wand 30 in einer Schiene gleiten und die Halteklammer 24 kann ferner einen Haltemechanismus 32 umfassen, beispielsweise einen Stift, Bolzen oder Hebel, um die Wand 30 in einer Stellung zu befestigen.
Der erste Sensor 20 umfasst vorzugsweise eine Lastzelle, die vorzugsweise durch eine feste Verdrahtung mit der ECU 26 gekoppelt ist. Typischerweise umfasst die Lastzelle einen Kraftumformer, der ausgestaltet ist, um eine Kraft oder eine aufgebrachte Last in ein elektrisches Spannungssignal umzuwandeln. Wie in 2 gezeigt ist, bietet der Kraftsensor 20 vorzugs weise eine Eingriffsoberfläche mit einem ausreichenden Oberflächengebiet und einer Ausrichtung, um das Aufbringen der Kraft typischerweise durch einen Fuß eines menschlichen Bedieners 18 zu erleichtern. Der bevorzugte Kraftsensor 20 und die ECU 26 sind ferner ausgestaltet, um die Änderung bei der Kraft und der Auslenkung zu messen, indem mehrere Kraftmessungen über eine Periode aufgenommen werden. Zum Schutz gegen eine übermäßige ”Härte” sind der bevorzugte erste Sensor 20 und die ECU 26 auch ausgestaltet, um die aufgebrachte Kraft (die für einen anfänglichen Pedalversatz notwendig ist) mit einem zuvor eingegebenen Kraftschwellenwert zu vergleichen.
Wie voranstehend beschrieben umfasst der zweite Sensor 22 ein drahtloses Detektionsmittel zur Ermittlung eines Bereichs oder einer relativen Distanz zwischen dem Brems- und Gaspedal 14, 16 bei herkömmlichen Abständen. Daher umfasst der zweite Sensor 22 vorzugsweise einen Betriebsbereich von 7 bis 25 cm (d. h. etwa 3 bis 10 Zoll) und noch bevorzugter von 4 bis 35 cm (d. h. etwa 1,6 bis 13,8 Zoll).
Wie in 4 gezeigt ist, verwendet der bevorzugte zweite Sensor 22 eine Ultraschalltechnologie und ist daher ausgestaltet, um eine Impulswelle von einem (nicht gezeigten) Übertrager an das Gaspedal 16 zu übertragen, und um ein Echo dieser Welle von dem Gaspedal 16 an einem (ebenfalls nicht gezeigten) Empfänger zu empfangen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Ultraschallsensor 22 so ausgerichtet und angeordnet, dass er die Impulswelle an die Kante des Gaspedals 16 überträgt. Noch bevorzugter jedoch kann der Ultraschallsensor 22 so angeordnet und ausgerichtet sein, dass er seine Impulswelle auf die Eingriffsoberfläche des Pedals 16 statt an dessen Kante richtet. Es wird bevorzugt und ist in der Technik bekannt, einen einzigen Übertrager zur Übertragung der Welle und zum Empfang des Echos zu verwenden. Schließlich sind der Ultra schallsensor 22 und die ECU 26 so zusammenwirkend ausgestaltet, dass sie die zwischen Übertragung und Empfang insgesamt vergangene Zeit ermitteln und diese Zeit auf der Grundlage der Schallgeschwindigkeit in die relative Distanz umwandeln.
Es liegt im Geltungsbereich der Erfindung, dass von dem zweiten Sensor 22 eine andere drahtlose Technologie, beispielsweise Infrarot, Laser oder eine andere geeignete Technologie verwendet wird, sofern die Technologie in der Lage ist, die Struktur 16 genau zu detektieren, während sie von davon vollständig getrennt ist.
Wie in 5 gezeigt ist, wird der zweite Sensor 22 vorzugsweise von einer internen Energiequelle 34 (z. B. zwei Lithium-AA-Batterien) mit Energie versorgt. Alternativ kann der Sensor 22 zur Verwendung mit einer externen Energiequelle angepasst sein. Beispielsweise kann der Sensor 22 einen Hilfsenergieadapter 36 umfassen, der ausgestaltet ist, um den Sensor 22 mit der Batterie des Fahrzeugs 12 zu verbinden, wie in 6 gezeigt ist. Bei noch einer anderen Alternative kann die ECU 26 die interne Energiequelle enthalten oder für eine Verbindung mit einer externen Energiequelle angepasst sein, um sowohl die Sensoren 20, 22 als auch die Anzeige 28 mit Energie zu versorgen.
Im Betrieb liefert der Ultraschallsensor 22 eine Frequenz und ein Strahlmuster, die zu einer ausreichenden Auflösung führen, um eine Änderung bei der relativen Pedalbewegung zu detektieren, die vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,025 cm (d. h. 0,01 Inch) ist. Da der Sensor 22 das in seinem Strahlmuster nächstgelegene Objekt detektieren wird, welches Ultraschall reflektiert, ist es einzusehen, dass das gesamte Strahlmuster des Sensors 22 unter Beibehaltung eines ausreichenden Betriebsbereichs so schmal wie möglich sein sollte. Daher ist es ferner einzusehen, dass Ultra schallsensoren mit einer relativ hohen Frequenz (z. B. 300 kHz) die bevorzugte Auflösung und bevorzugte Strahlmuster zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung bereitstellen.
Es ist einzusehen, dass verschiedene externe Faktoren die Leistungsfähigkeit des Ultraschallsensors 22 beeinflussen und in Betracht gezogen werden sollten. Beispielsweise ist Feuchtigkeit einer der Faktoren, welche die Geschwindigkeit von Schall in Luft beeinflussen. In dieser Hinsicht umfasst die Anordnung 10 vorzugsweise einen (nicht gezeigten) Feuchtigkeitssensor und die ECU 26 ist ausgestaltet, um ihre Berechnungen auf der Grundlage der aktuellen Feuchtigkeit zu verändern. Noch bevorzugter werden Prüfungen in einer kontrollierten Raumumgebung ausgeführt, in der die Feuchtigkeit bei vorbestimmten Algorithmuspegeln bleibt. Ein anderer Faktor ist die Temperatur. Auch hier umfasst die Anordnung 10 vorzugsweise ein (ebenfalls nicht gezeigtes) Thermometer, und die ECU 26 ist ausgestaltet, um ihre Berechnungen oder ihren Algorithmus auf der Grundlage der aktuellen Temperatur zu verändern. Noch bevorzugter werden Prüfungen in einen kontrollierten Raum ausgeführt, in welchem die Temperatur in einem vorbestimmten Algorithmusbereich bleibt.
Die nachfolgenden Verfahren zur Ausführung einer Prüfung gemäß der vorliegenden Erfindung stellen ferner die Funktionalität der erfinderischen Anordnung 10 dar, wobei ein erstes bevorzugtes Verfahren ein Befestigen der ersten und zweiten Sensoren 20, 22 in starren Positionen relativ zu dem Bremspedal 14 und ein Beabstanden des zweiten Sensors von der Struktur 16 umfasst. Als Nächstes wird eine Normalkraft auf den ersten Sensor 20 und das Pedal 14 derart aufgebracht, dass die Kraft einen Versatz des Pedals 14 bewirkt. Die relative Distanz zu der Struktur 16 wird von dem zweiten Sensor 22 detektiert, und Kraft/Distanzwerte werden von der ECU 26 ermittelt. Schließlich werden die entsprechenden Werte mit einer Referenzmatrix verglichen, um den Einhaltungsstatus des Bremssystems zu ermitteln.
Ein zweites bevorzugtes Verfahren zum Prüfen eines Bremssystems eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Detektieren einer anfänglichen relativen Distanz ohne Kraft zwischen dem Pedal 14 und der Struktur 16 vor einem Aufbringen der Normalkraft. Ein tatsächlicher Auslenkungswert des Bremspedals wird von der ECU 26 durch eine Dreiecksberechnung der von dem zweiten Sensor 22 detektierten anfänglichen relativen Distanz und der relativen Distanz mit aufgebrachter Kraft ermittelt und die entsprechenden Kraft- und Auslenkungswerte werden mit einer Auslenkungsreferenzmatrix verglichen.
Ein drittes bevorzugtes Verfahren zum Überprüfen eines Bremssystems, das zu dem ersten Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung modifiziert ist, umfasst ferner ein Aufbringen mehrerer verschiedener Normalkräfte auf den ersten Sensor 20 und das Pedal 14, sodass jede Kraft bewirkt, dass das Pedal 14 um eine entsprechende unterschiedliche Distanz zu der Struktur 16 versetzt wird. Die mehreren entsprechenden Distanzen werden von dem zweiten Sensor 22 detektiert und mehrere Kraft/Distanzwertkombinationen werden von der ECU 26 ermittelt. Schließlich wird ein durch die Kombinationen definierter Trend (z. B. ein Liniendiagramm) erzeugt und mit einer Referenz verglichen. Es ist festzustellen, dass ein Ermitteln des Trends zwischen aufeinander folgenden Musterkräften im Gegensatz zu einer Schnappschusskontrolle einer speziellen Musterkraft/Distanzkombination eine Kontrolle der Änderung bei der Leistung eines Bremssystems von einer Musterkraft zur nächsten ermöglicht (z. B. zwischen der ersten und zweiten Pumpbetätigung des Bremspedals).
Die voranstehend beschriebenen bevorzugten Formen der Erfindung sollen nur als Darstellung verwendet werden und sollen nicht in einem beschränkenden Sinn bei der Interpretation des Schutzumfangs des allgemeinen erfinderischen Konzepts verwendet werden. Offensichtliche Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen und Betriebsverfahren, wie sie hierin offengelegt sind, können von Fachleuten leicht durchgeführt werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Erfinder drücken hiermit ihre Absicht aus, auf die Äquivalenzlehre zu vertrauen, um den vernünftigerweise gerechten Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu bestimmen und einzuschätzen, der jedes System oder Verfahren betrifft, das nicht abweicht von dem wörtlichen Schutzumfang der Erfindung, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen offengelegt ist, materiell aber außerhalb derselben liegt.

Claims

Vorrichtung, die zur Verwendung mit einem Fahrzeug, das ein Bremspedal und eine starre Struktur aufweist, und zur Ermittlung einer relativen Distanz zwischen dem Pedal und der Struktur angepasst ist, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Eingriffshalteklammer, die an dem Bremspedal starr angebracht werden kann; und einen Sensor, der mit der Halteklammer starr verbunden ist und mit einer elektronischen Steuerungseinheit in einer Kommunikationskopplung steht, wobei der Sensor von der Struktur beabstandet ist und ausgestaltet ist, um eine relative Distanz zwischen dem Sensor und der Struktur drahtlos zu detektieren, wenn die Halteklammer an dem Bremspedal angebracht ist, wobei die elektronische Steuerungseinheit ausgestaltet ist, um zu veranlassen, dass eine Ausgabe auf der Grundlage der relativen Distanz erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuerungseinheit ferner ausgestaltet ist, um mehrere detektierte Distanzen über eine Periode zu speichern, die Auslenkung des Bremspedals auf der Grundlage der Distanzen zu ermitteln und zu veranlassen, dass eine Ausgabe auf der Grundlage der Auslenkung erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor, der eine drahtlose Technologie verwendet, aus der Gruppe gewählt ist, die im Wesentlichen aus Ultraschall, Infrarot und Laser besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Sensor einen Wandler umfasst und ausgestaltet ist, um eine Ultraschallimpulswelle an die Struktur zu übertragen und ein davon reflektiertes Echo zu empfangen, wobei der Sensor ferner ausgestaltet ist, um die zwischen der Übertragung der Welle und dem Empfang des Echos vergangene Zeit zu messen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Halteklammer mit dem Pedal lösbar verbunden ist, um ein Betreiben in und ein Entfernen aus einer Vielzahl von Fahrzeugen zu erleichtern.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Pedal eine rechtwinklig entlang der Oberfläche gemessene Eingriffsoberflächenbreite w₁, und eine senkrecht zu der Oberfläche gemessene Dicke t bietet, wobei die Halteklammer eine geschlitzte Öffnung mit einer Breite w₂, die größer oder gleich 105% von w₁ ist, und eine Tiefe d bietet, die gleich oder größer als 105% von t ist, um das Pedal anschmiegsam dazwischen hineingleiten zu lassen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Halteklammer einstellbar ist, um in der Lage zu sein, eine Vielzahl unterschiedlicher Pedalkonfigurationen aufzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor und die elektronische Steuerungseinheit eine zusammengebaute Komponente darstellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine Anzeige, die mit der elektronischen Steuerungseinheit in einer Kommunikationskopplung steht, wobei die Ausgabe eine numerische Darstellung der relativen Distanz ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ausgabe ein Signal ist, das ausgestaltet ist, um einen Alarm auszulösen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor einen Arbeitsbereich von 4 bis 35 cm aufweist, wobei der Sensor und die Struktur um eine Distanz in dem Bereich von 4 bis 35 cm beabstandet sind, wenn die Halteklammer an dem Pedal angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor eine Messauflösung gleich oder größer als 0,025 cm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor oder die elektronische Steuerungseinheit von einer internen Energiequelle mit Energie versorgt werden, wobei die Quelle aus zwei Lithiumbatterien besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug eine Batterie und eine Hilfsenergiesteckdose umfasst, wobei der Sensor oder die elektronische Steuerungseinheit einen Hilfsenergieadapter umfassen und mit der Steckdose verbunden werden können, sodass sie von der Batterie durch den Adapter mit Energie versorgt werden, wenn sie verbunden sind.
Anordnung, die zur Verwendung mit einem Fahrzeug, das ein Bremspedal und eine starre Struktur aufweist, und zum gleichzeitigen Messen einer auf das Pedal aufgebrachten Kraft und einer relativen Distanz zwischen dem Pedal und der Struktur angepasst ist, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Eingriffshalteklammer, die an dem Pedal starr angebracht werden kann; einen ersten Sensor, der an der Halteklammer starr angebracht ist, der zum Messen einer darauf aufgebrachten Kraft ausgestaltet ist und der mit einer elektronischen Steuerungseinheit in einer Kommunikationskopplung steht, einen zweiten Sensor, der mit der Halteklammer starr verbunden ist und mit der elektronischen Steuerungseinheit in einer Kommunikationskopplung steht, wobei der zweite Sensor von der Struktur beabstandet ist und ausgestaltet ist, um eine relative Distanz zwischen dem Sensor und der Struktur drahtlos zu detektieren, wenn die Halteklammer an dem Pedal angebracht ist, wobei die elektronische Steuerungseinheit dazu veranlasst wird, eine erste und zweite Ausgabe auf der Grundlage der gemessenen Kraft und der detektierten Distanz zu erzeugen.
Anordnung nach Anspruch 15, wobei die elektronische Steuerungseinheit ausgestaltet ist, um eine Vielzahl gemessener Kräfte und detektierter entsprechender Distanzen über eine Periode zu speichern, die Auslenkung des Bremspedals auf der Grundlage der Distanzen zu ermitteln und zu veranlassen, dass eine Ausgabe auf der Grundlage der Auslenkung erzeugt wird.
Anordnung nach Anspruch 15, wobei der erste Sensor eine Lastzelle umfasst, die ausgestaltet ist, um eine darauf aufgebrachte Druckkraft zu detektieren.
Verfahren zum Prüfen eines Bremssystems eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein versetzbares Bremspedal und eine übrige starre Struktur umfasst, die von dem Pedal beabstandet ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a. Befestigen von ersten und zweiten Sensoren in einer starren Position relativ zu dem Pedal und Beabstanden des zweiten Sensors von der Struktur, wobei der erste Sensor ausgestaltet ist, um eine auf das Pedal aufgebrachte Kraft zu messen und der zweite Sensor ausgestaltet ist, um eine relative Distanz zwischen dem Pedal und der Struktur zu detektieren; b. Aufbringen mehrerer unterschiedlicher Kräfte auf den ersten Sensor, wobei jede Kraft bewirkt, dass das Pedal um eine entsprechende unterschiedliche Distanz versetzt wird, um mehrere entsprechende Distanzen und Kraft/Distanzkombinationen zu ermitteln; c. Messen der mehreren Kräfte mit dem ersten Sensor und Detektieren der mehreren entsprechenden Distanzen mit dem zweiten Sensor; d. Erzeugen eines Trends auf der Grundlage der mehreren Kräfte und Distanzen; und e. Vergleichen des Trends mit einer Referenz, um einen Einhaltungs-Status zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Schritte (a) bis (d) ferner die Schritte eines Ermittelns einer anfänglichen relativen Distanz ohne Kraft vor dem Aufbringen der Kraft, einer tatsächlichen Pedalauslenkung auf der Grundlage der anfänglichen Distanz und der Distanzen mit aufgebrachter Kraft für jede der mehreren Kräfte, um mehrere Auslenkungen zu ermitteln, und eines Erzeugens eines Liniendiagramms auf der Grundlage der mehreren Kräfte und Auslenkungen umfassen.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Referenz eine bevorzugte Kraft/Distanzmatrix umfasst.