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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rollenprüfstandseinrichtung mit zumindest zwei hintereinander angeordneten Rollenprüfständen zur Funktionsprüfung von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In der heutigen Endkontrolle werden die fertig gestellten Kraftfahrzeuge durch Mitarbeiter auf einzelne Rollenprüfstände gefahren, wobei je nach Montagehalle auch der Transport der Kraftfahrzeuge zwischen den einzelnen Rollenprüfständen durch einen jeweils zugeordneten Mitarbeiter erfolgt. Um die Prüfung auf den Rollenprüfständen rationeller gestalten zu können, sind oftmals zwei Rollenprüfstände hintereinander angeordnet, wodurch ein Zyklus sowohl auf dem ersten als auch auf dem zweiten Rollenprüfstand oder aber ein erster Teil auf dem ersten Rollenprüfstand und ein zweiter Teil auf dem zweiten Rollenprüfstand gefahren werden kann. Um in diesem sehr begrenzten Bereich ein autonomes Fahren zu ermöglichen, ist eine einfache Steuerung des Kraftfahrzeugs erforderlich.
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Aus der
DE 10 2009 022 281 A1 ist ein System zum kontrollierten Bewegen eines Kraftfahrzeugs in einer Halle mit zumindest einer Sensoreinrichtung zur Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs und zumindest einer damit kommunizierend verbundenen Rechnereinrichtung bekannt. Ebenfalls vorgesehen ist eine kraftfahrzeuggebundene Sende-/Empfangseinrichtung, die mit einer ortfesten Sende-/Empfangseinrichtung drahtlos kommuniziert, die ihrerseits kommunizierend mit der wenigstens einen Rechnereinrichtung verbunden ist. Die Rechnereinrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass sie einen Bewegungsvektor des Kraftfahrzeugs von einer momentan von der Sensoreinrichtung ermittelten Ist-Position des Kraftfahrzeugs zu einer nachfolgenden Sollposition berechnet und über die ortsfeste Sende-/Empfangseinrichtung an die kraftfahrzeuggebundene Sende-/Empfangseinrichtung übermittelt. Letztere leitet entsprechende Signale an einen Antrieb und eine Lenkung des Kraftfahrzeugs weiter, so dass dieses autonom von seiner Ist-Position zu seiner Soll-Position fährt. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Rollenprüfstandseinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine automatisierte Funktionsweise auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Rollenprüfstandseinrichtung mit zumindest zwei hintereinander angeordneten Rollenprüfständen zur Funktionsprüfung von Kraftfahrzeugen mit zumindest einer Sensor-/Datenübertragungseinrichtung zur lückenlosen Positionsstimmung zumindest eines zu prüfenden Kraftfahrzeugs in und zwischen den zumindest zwei hintereinander angeordneten Rollenprüfständen sowie zur Datenübertragung, und mit zumindest einer damit kommunizierend verbundenen Rechnereinrichtung auszustatten, die es zusammen mit einer kraftfahrzeuggebundenen Sende-/Empfangseinrichtung erlauben, das Kraftfahrzeug zumindest im Bereich der Rollenprüfstandseinrichtung und insbesondere zwischen den einzelnen Rollenprüfständen bei Bedarf autonom, das heißt ohne hierfür eingesetzte Mitarbeiter, zu bewegen. Die kraftfahrzeuggebundene Sende-/Empfangseinrichtung ist dabei über die Sensor-/Datenübertragungseinrichtung kommunizierend mit der Rechnereinrichtung der Rollenprüfstandseinrichtung verbunden, wobei selbstverständlich zwischen der kraftfahrzeuggebundenen Sende-/Empfangseinrichtung und der ortsfesten Sensor-/Datenübertragungseinrichtung ein Signal-Router vorgesehen sein kann. Die Rechnereinrichtung wiederum ist derart ausgebildet, dass sie einen Bewegungsvektor zumindest eines Kraftfahrzeugs von einer momentanen von der Sensor-/Datenübertragungseinrichtung ermittelten Ist-Position des Kraftfahrzeugs zu einer nachfolgenden, gewünschten Soll-Position berechnet und über die Sensor-/Datenübertragungseinrichtung wiederum an die kraftfahrzeuggebundene Sende-/Empfangseinrichtung übermittelt. Letztere sendet dann entsprechende Signale an einen Antrieb, eine Bremse und/oder eine Lenkung des Kraftfahrzeugs, woraufhin dieses autonom von seiner Ist-Position zu seiner gewünschten Soll-Position fährt. Hierdurch ist es möglich, zumindest ein Kraftfahrzeug innerhalb einer zumindest zwei unterschiedliche Rollenprüfstände aufweisenden Rollenprüfstandseinrichtung ohne zusätzliche Mitarbeiter zu bewegen, das heißt autonom zu verfahren, wodurch nicht nur ein voll automatisierter Ablauf und damit auch eine vollautomatisierte Funktionsprüfung des Kraftfahrzeugs erfolgen kann, sondern zudem auch das Gefahrenpotential für bislang dort tätige Mitarbeiter, die nunmehr zum Verfahren der Kraftfahrzeuge nicht mehr benötigt werden, reduziert werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Rollenprüfstandseinrichtung mit zumindest zwei hintereinander angeordneten Rollenprüfständen ist es zudem möglich, die Kraftfahrzeuge rationell, das heißt schnell und wirtschaftlich zu prüfen bei gleichzeitig deutlich reduziertem Personalaufwand.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist die Sensor-/Datenübertragungseinrichtung zumindest einen Infrarotsensor auf. Bei mehreren Infrarotsensoren können diese in der Art von Infrarotsensorleisten angeordnet sein, wobei sowohl bei einem einzigen Sensor als auch bei mehreren Sensoren eine lückenlose Kommunikation mit dem Fahrzeug innerhalb der Rollenprüfstandseinrichtung gewährleistet ist. Die Sensor-/Datenübertragungseinrichtung ist darüber hinaus vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie zumindest zwei unterschiedliche Fahrzeuge gleichzeitig überwachen und bewegen kann, wobei bei längeren Rollenprüfstandseinrichtungen mit mehr als zwei hintereinander angeordneten Rollenprüfständen selbstverständlich auch mehr als zwei unterschiedliche Kraftfahrzeuge betreut werden können. Durch die Gewährleistung einer permanenten Kommunikationsverbindung zum Kraftfahrzeug bleibt der Regelkreis zu diesem stets geschlossen, wobei durch die Fähigkeit der Rollenprüfstandseinrichtung, zumindest zwei Kraftfahrzeuge gleichzeitig zu überwachen und zu bewegen, ein weiterer nicht zu unterschätzender Rationalisierungsvorteil erzielt werden kann. Durch die Tatsache, dass bei der erfindungsgemäßen Rollenprüfstandseinrichtung nunmehr keine Mitarbeiter mehr im Bereich derselben erforderlich sind, sinkt auch ein Verletzungsrisiko für diese Mitarbeiter, was ebenfalls einen wesentlichen Vorteil darstellt.
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Zweckmäßig sind zwischen den einzelnen Rollenprüfständen der Rollenprüfstandseinrichtung Warteräume angeordnet, wobei sich in diesen Warteräume befindliche Kraftfahrzeuge ebenfalls mittels der Sensor-/Datenübertragungseinrichtung überwachen bzw. bewegen lassen. Hierdurch soll eine vollautomatische Überwachung und Bewegungsmöglichkeit innerhalb der gesamten Rollenprüfstandseinrichtung geschaffen werden, so dass innerhalb der Rollenprüfstandseinrichtung kein Verkehr von die einzelnen Kraftfahrzeuge bewegenden Mitarbeitern mehr erforderlich ist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine erfindungsgemäße Rollenprüfstandseinrichtung mit zwei hintereinander angeordneten Rollenprüfständen zur Funktionsprüfung von Kraftfahrzeugen mit einer Vielzahl von Sensor-/Datenübertragungseinrichtungen,
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2 eine Rollenprüfstandseinrichtung wie in 1, jedoch mit vergleichsweise wenigen Sensor-/Datenübertragungseinrichtungen mit jeweils einer Vielzahl an Sensoren.
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Entsprechend den 1 und 2, weist eine erfindungsgemäße Rollenprüfstandseinrichtung 1 zwei hintereinander angeordnete Rollenprüfstände 2 und 3 zur Funktionsprüfung von Kraftfahrzeugen 4 auf. Demzufolge handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Rollenprüfstandseinrichtung 1 um einen sogenannten Tandemrollenprüfstand, wobei ein Prüfungszyklus sowohl auf dem ersten Rollenprüfstand 2 als auch auf dem zweiten Rollenprüfstand 3 oder aber auch ein erster Teil auf dem ersten Rollenprüfstand 2 und ein zweiter Teil der Prüfung auf dem zweiten Rollenprüfstand 3 gefahren werden können. Innerhalb dieser Rollenprüfstandseinrichtung 1 musste das Kraftfahrzeug 4 bisher zwischen den einzelnen Rollenprüfständen 2, 3 von einem Mitarbeiter, das heißt manuell verfahren werden. Erfindungsgemäß weist deshalb die Rollenprüfstandseinrichtung 1 wenigstens eine Sensor-/Datenübertragungseinrichtung 5 – in 1 eine Vielzahl und in 2 insgesamt drei Sensor-/Datenübertragungseinrichtungen 5 – zur lückenlosen Positionsbestimmung zumindest eines zu prüfenden Kraftfahrzeugs 4 in und zwischen den zumindest zwei hintereinander angeordneten Rollenprüfständen 2, 3 und zur Datenübertragung sowie zumindest eine damit kommunizierend verbundene Rechnereinrichtung 6 auf. Zudem ist auch je Kraftfahrzeug 4 eine kraftfahrzeuggebundene Sende-/Empfangseinrichtung 7 als Umlaufgerät vorgesehen, die über die Sensor-/Datenübertragungseinrichtung 5 direkt oder indirekt über einen Signal-Router 10 kommunizierend mit der prüfstandseitigen Rechnereinrichtung 6 verbunden ist. Die wenigstens eine Rechnereinrichtung 6 berechnet dabei einen Bewegungsvektor des Kraftfahrzeugs 4 von einer momentanen von der Sensor-/Datenübertragungseinrichtung 5 ermittelten Ist-Position des Kraftfahrzeugs 4 zu einer nachfolgenden gewünschten Sollposition und übermittelt diesen Bewegungsvektor über die Sensor-/Datenübertragungseinrichtung(en) 5 an die jeweilige kraftfahrzeuggebundene Sende-/Empfangseinrichtung 7. Letztere ist dabei derart ausgebildet, dass sie entsprechende Signale an einen Antrieb, eine Bremse und eine Lenkung des Kraftfahrzeugs 4 übermittelt, so dass diese autonom von seiner Ist-Position zu seiner gewünschten Soll-Position fahren kann. Im Klartext bedeutet dies, dass das Kraftfahrzeug 4 innerhalb der erfindungsgemäßen Rollenprüfstandseinrichtung 1 vorzugsweise vollautomatisch und insbesondere komplett autonom bewegt werden kann.
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Bei aus dem Stand der Technik bekannten Tandemrollenprüfständen waren stets Mitarbeiter erforderlich, die das zu prüfende Kraftfahrzeug vom ersten Rollenprüfstand zum nachfolgenden Rollenprüfstand manuell bewegt haben. Dies kann nun bei der erfindungsgemäßen Rollenprüfstandseinrichtung 1 komplett entfallen, wodurch die Prüfung des Kraftfahrzeugs 4 in der Rollenprüfstandseinrichtung 1 rationalisiert und damit wirtschaftlicher gestaltet werden kann.
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Die Sensor-/Datenübertragungseinrichtung 5 weist zumindest einen Infrarotsensor 8 mit einem IR-Sender und einem IR-Empfänger auf (vgl. 1), kann aber auch eine Vielzahl von Infrarotsensoren 8 aufweisen (vgl. 2), die eine lückenlose Positionsüberwachung sowie eine lückenlose Kommunikation zwischen der Rechnereinrichtung 6 und dem Kraftfahrzeug 4 innerhalb der Rollenprüfstandseinrichtung 1 gewährleisten. Die Rechnereinrichtung 6 der Rollenprüfstandseinrichtung 1 ist dabei zur gleichzeitigen Überwachung und Bewegung zumindest zweier, vorzugsweise aber auch mehrerer, Kraftfahrzeuge 4 ausgebildet. Dies ist insbesondere dann von großem Vorteil, sofern die Rollenprüfstandseinrichtung 1 nicht nur zwei, sondern weitere hintereinander angeordnete Rollenprüfstände aufweist.
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Gemäß den 1 und 2 ist zwischen den beiden Rollenprüfständen 2, 3 ein Warteraum 9 angeordnet, wobei die sich in dem Warteraum 9 bzw. weiteren Warteräume befindlichen Kraftfahrzeuge 4 ebenfalls mittels der Sensor-/Datenübertragungseinrichtungen 5 überwacht und gegebenenfalls bewegt werden können.
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Mit der erfindungsgemäßen Rollenprüfstandseinrichtung 1 kann eine langjährig bewährte Übertragungstechnik, nämlich die der Infrarottechnik, genutzt werden, welche insbesondere durch andere Prozesse keine Störung erfährt, wie dies beispielsweise einem funk- oder wlan-basierten Netz zu befürchten wäre. Die Sensor-/Datenübertragungseinrichtung 5 kann dabei einen neu zu entwickelnden balkenartigen (ein- oder mehrteiligen) Infrarotsensor 8 aufweisen (vgl. 2). Der mehrteilige Ansatz hat dabei insbesondere den Vorteil, dass unterschiedliche Kraftfahrzeuge 4 gleichzeitig angesprochen, das heißt insbesondere bewegt, werden können.
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Die fahrzeuggebundene Sende-/Empfangseinrichtung 7 stellt in einem sogenannten Master-Slave-System die „Slave”-Komponente dar, während die ortsfeste Sensor-/Datenübertragungseinrichtung 5 die Masterrolle übernimmt. Der Master hat dabei das Recht, unaufgefordert auf die gemeinsame Ressource zuzugreifen. Der Slave kann von sich aus nicht auf die gemeinsame Ressource zugreifen, er muss warten, bis er vom Master gefragt wird. Hauptvorteil ist, dass der Master die Zugriffsverhältnisse beherrscht, was die Planung einfach macht und eine klare Hierarchie aufbaut. Die fahrzeuggebundene Sende-/Empfangseinrichtungen 7 (Slaves) können untereinander üblicherweise nicht kommunizieren.
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Denkbar ist dabei auch, dass jede Sensor-/Datenübertragungseinrichtung 5 mit einer eigenen Rechnereinrichtung 6 verbunden ist, z. B. einem Tester, einer Steuerung oder ähnlichem. Jeder Infrarotsensor 8 an der Sensor-/Datenübertragungseinrichtung 5 und jede fahrzeuggebundene Sende-/Empfangseinrichtung 7 enthält dabei einen IR-Sender und einen IR-Empfänger, beispielsweise einen Fototransistor oder eine Fotodiode, die für die gewählte Wellenlänge konzipiert ist. Ein Lichtkegel des IR-Senders (IR-LED) ist durch Bauteilwahl und Aufbau auf den Winkel festgelegt. Um eine sichere Datenübertragung zu gewährleisten, muss der entsprechende IR-Empfänger im Lichtkegel des IR-Senders liegen. Die reale max. Abweichung ergibt sich auch in Abhängigkeit des Abstands der beiden Komponenten zueinander. Zu beachten ist, dass Master und Slave im Lichtstrahl des jeweils anderen Kommunikationspartners liegen müssen.
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In 1 wird eine Vielzahl an Sensor-/Datenübertragungseinrichtungen 5 mit mehreren in engem Abstand hintereinander angeordneten Sensoren 8 an der Decke befestigt. Diese müssen in einem Abstand platziert werden, in denn sich die Lichtkegel der darin enthaltenen IR-Sender, das heißt der Sensoren 8, überschneiden um eine permanente Kommunikation zu ermöglichen. Die Sensor-/Datenübertragungseinrichtungen 5 verarbeiten die empfangenen Daten und senden diese dann kabelgebunden an die Rechnereinrichtung 6 oder an den Signal-Router 10, der die einzelnen Sensor-/Datenübertragungseinrichtungen 5 administriert und die einzelnen Datenströme verwaltet und an die externen Rechnereinrichtungen 6 weiterleitet, bzw. Daten dieser externen Anlagen (Rechnereinrichtungen 6) an die Kraftfahrzeuge 4 verteilt.
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Im Unterschied zu 1 werden in 2 nur drei Sensor-/Datenübertragungseinrichtungen 5 vorgesehen, die jeweils als Modul ausgebildet sind und balkenförmig angeordnet werden (z. B. 5 m Länge). Der Vorteil dieser Lösung ist die geringe Anzahl der Master zu Gunsten eines einfacheren Signal-Routers 10 (Eventuell auch dessen Entfall) und deutlich günstigere Bauteilkosten. Statt IR-Modul, CAN-Modul, Netzteil, μProzessor usw. wird nur das IR-Modul vervielfältigt. In beiden Ausführungsbeispielen ist der Vorteil gegeben, dass die IR-Slaves (Sende-/Empfangseinrichtungen 7) im Fahrzeug nicht verändert werden müssen und somit zum heutigen Stand keine zusätzlichen Mittel eingesetzt werden müssen.
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Bei den heutzutage eingesetzten fahrzeuggebundenen Sende-/Empfangseinrichtungen 7 handelt es sich um simple IR-CAN-Umsetzer, d. h. um ein Kraftfahrzeug 4 automatisiert steuern zu können, wird die Ansteuerung der Aktorik/ECUs im Fahrzeug 4 direkt durch die externen Anlagen (Rechnereinrichtungen 6) bewirkt, was bedeutet, dass ein Regler sich in diesem Fall nicht im Fahrzeug 4, bzw. auf einer mit dem Kraftfahrzeug 4 umlaufenden Sende-/Empfangseinrichtung 7 befindet.
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Mit der erfindungsgemäßen Rollenprüfstandseinrichtung 1 lässt sich somit die Funktionsprüfung von Kraftfahrzeugen 4 deutlich einfacher, rationeller und kostengünstiger und zudem auch sicherer gestalten, da die hierfür bisher erforderlichen Mitarbeiter sich nun nicht mehr im direkten Gefahrenbereich aufhalten müssen. Selbstverständlich können dabei zusätzlich Sicherheitsbereiche abgesteckt und mittels entsprechender Sensoren überwacht werden, so dass bei einem Betreten dieser Sicherheitsbereiche beispielsweise durch eine unbefugte Person, ein weiteres autonomes Verfahren der Fahrzeuge 4 unmittelbar unterbunden wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009022281 A1 [0003]
