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Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum automatisierten Prüfen einer Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs, welches wenigstens einen Scheinwerfer zum Erzeugen einer in Abhängigkeit von Gegenlicht eines anderen Verkehrsteilnehmers einstellbaren Lichtverteilung umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Prüfvorrichtung.
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Aus dem Serienfahrzeugbau sind Fahrzeuge bekannt, welche wenigstens einen Scheinwerfer zum Erzeugen einer in Abhängigkeit von Gegenlicht eines anderen Verkehrsteilnehmers einstellbaren Lichtverteilung umfassen. Mittels beispielsweise einer Kamera wird Gegenlicht, beispielsweise durch Scheinwerfer von anderen Verkehrsteilnehmern erzeugt, erfasst und darauf mit dem Einstellen einer fahrzeugeigenen Lichtverteilung reagiert. Dabei werden unterschiedliche Teilbereiche der Lichtverteilung abgedunkelt und/oder aufgeblendet. Dafür ist der Scheinwerfer beispielsweise aus einzelnen Leuchtdiodensegmenten (LED-Segmente) zusammengesetzt. Dabei gibt es mehrere Fehler, welche die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs beeinträchtigen können: Beispielsweise können die einzelnen Leuchtdiodensegmente zueinander nicht richtig ausgerichtet sein, der Scheinwerfer und/oder die Kamera können in einer falschen Lage im Fahrzeug verbaut sein und/oder falsch kalibriert sein und/oder eine Steuerung des Scheinwerfers beziehungsweise der Lichtverteilung kann gegebenenfalls nicht korrekt funktionieren. Die Lichtverteilung des wenigstens einen Scheinwerfers kann bei solchen Fehlern nicht mehr wie gewünscht auf Gegenlicht reagieren, sodass beispielsweise entgegenkommender Verkehr geblendet wird. Diese Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs, welche auch als fahrzeugindividuelle Qualität des Gesamtsystems bezeichnet wird, kann erst nach Fertigstellung des Fahrzeugs geprüft und bewertet werden. Üblicherweise wird daher die Funktionsfähigkeit der Fahrzeuge einer Bauserie in einer Straßenfahrprüfung zumindest stichprobenartig geprüft.
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Nachteilig an solch einer Prüfung ist, dass sie nur bei Dunkelheit, außerhalb geschlossener Ortschaften und mit einer ausreichenden Fahrzeuggeschwindigkeit möglich ist. Weiterhin ist ein Prüfen der Funktionsfähigkeit nur mit Gegenlicht von anderen Verkehrsteilnehmern möglich. Das heißt, es muss genügend Gegenverkehr und/oder vorausfahrender Verkehr vorhanden sein. Im Serienfahrzeugbau ist es deswegen nur mit einem besonders hohem Aufwand möglich, die Funktionsfähigkeit fertig hergestellter Fahrzeuge zu prüfen. Die Fahrzeuge müssen nachts geprüft werden und dabei beispielsweise genügend Fahrsituationen generiert werden, bei denen mehrere Prüfer gegenseitig die Funktionsfähigkeit mehrerer zu prüfender Fahrzeuge prüfen können. Außerdem ist ein Prüfen der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs im Straßenverkehr gegebenenfalls mit einer Gefährdung von anderen Verkehrsteilnehmern, beispielsweise durch Blendung, verbunden.
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Alternativ oder zusätzlich werden beispielsweise durch den Hersteller der Leuchtdiodensegmente deren Lagegenauigkeit im Scheinwerfer zu einem Referenzsegment geprüft bzw. sichergestellt. Zusätzlich wird die Steuerung beziehungsweise ein Steuerungsalgorithmus durch eine technische Entwicklung abgesichert. In der Serienfertigung wird dann lediglich die Lage des Referenzsegments des Scheinwerfers und/oder die Lage der Kamera relativ zur Karosserie kalibriert und geprüft. Es wird also an keiner Stelle die gesamte Funktionsfähigkeit des fertig hergestellten Fahrzeugs mit einer in Abhängigkeit von Gegenlicht des anderen Verkehrsteilnehmers einstellbaren Lichtverteilung geprüft. Stimmt beispielsweise die Maßhaltigkeit der Leuchtdiodensegmente im Scheinwerfer zum Referenzsegment nicht, fällt dies in der Produktion nicht auf. Damit ist es möglich, dass durch die Lichtverteilung des fertig hergestellten Fahrzeugs eine unzulässige Blendung von anderen Verkehrsteilnehmern erfolgt. Zudem werden meist, um den dadurch entstehenden besonders hohen Aufwand zu reduzieren, lediglich stichprobenartig Fahrzeuge der gesamten Serienfertigung geprüft.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Prüfvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Prüfvorrichtung zu schaffen, mittels welchen sich die Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs besonders aufwandsarm prüfen lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Prüfvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum automatisierten Prüfen einer Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs. Um eine Prüfvorrichtung zu schaffen, mittels welcher sich die Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs, welches wenigstens einen Scheinwerfer zum Erzeugen einer in Abhängigkeit von Gegenlicht eines anderen Verkehrsteilnehmers einstellbaren Lichtverteilung umfasst, besonders aufwandsarm prüfen lässt, ist es vorgesehen, dass ein automatisiertes Prüfen erfolgt, wobei wenigstens ein Lichtszenario zur Simulation des anderen Verkehrsteilnehmers mittels einer Steuereinrichtung der Prüfvorrichtung einstellbar und mittels einer Lichterzeugungseinrichtung der Prüfvorrichtung erzeugbar ist, und wobei die Prüfvorrichtung eine Sensoreinrichtung zum Erzeugen von Sensordaten der Reaktion auf das Lichtszenario eingestellten Lichtverteilung und einer Auswerteinrichtung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die Sensordaten mit vorbestimmten Werten zu vergleichen. Mittels des Lichtszenarios wird also für das Fahrzeug eine Fahrsituation mit Gegenverkehr und/oder vorausfahrendem Verkehr simuliert. Mittels der Sensoreinrichtung kann erfasst werden, ob das Fahrzeug die Lichtverteilung in Reaktion auf das Lichtszenario wie erwartet einstellt. Dabei werden nicht nur einzelne Bauteile des Fahrzeugs beziehungsweise des Scheinwerfers geprüft, sondern die Funktionsfähigkeit des fertig hergestellten Fahrzeugs, sodass auch Fehler bei der Steuerung, bei der Lage des Scheinwerfers, der Leuchtdiodensegmente und/oder der Kamera und weiterer Bauteile mit geprüft werden. Die Prüfvorrichtung erlaubt es, die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs in einer kontrollierten Umgebung unter kontrollierten Bedingungen zu prüfen. Die Ergebnisse der Prüfung sind also auch reproduzierbar. Durch die automatisierte Prüfung ist es außerdem möglich, Fahrzeuge so schnell zu prüfen, dass eine besonders große Stichprobe oder sogar alle Fahrzeuge einer Großserie geprüft werden können. Beispielsweise kann die Zeitdauer einer Prüfung weniger als 5 Minuten betragen. So ist eine besonders gute Qualitätssicherung möglich.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug dazu ausgelegt ist, mit dem wenigstens einen Scheinwerfer unterschiedliche Teilbereiche der Lichtverteilung in Reaktion auf das Lichtszenario abzudunkeln und/oder aufzublenden, wobei es vorgesehen ist, dass die Sensoreinrichtung mehrere räumlich voneinander beabstandete Helligkeitssensoren umfasst, wodurch die Sensoreinrichtung dazu eingerichtet ist, die unterschiedlichen Teilbereiche der Lichtverteilung mit jeweils zumindest einem der räumlich voneinander beabstandeten Helligkeitssensoren getrennt zu erfassen. Mit anderen Worten ist mit räumlich voneinander beabstandeten Helligkeitssensoren also ein regionsweises Erfassen der einzelnen Teilbereiche der Lichtverteilung möglich. Dadurch kann die Prüfvorrichtung auch einzelne Teilbereiche der Lichtverteilung prüfen, um auf eine Funktionsfähigkeit des gesamten Fahrzeugs Rückschlüsse ziehen zu können. Insbesondere bei einer Auswertung können so gegebenenfalls bereits spezifische Fehlerquellen identifiziert werden, beispielsweise ob nur eines der Leuchtdiodensegmente falsch kalibriert ist, nicht richtig arbeitet und/oder nicht richtig angesteuert wird. Außerdem erhöht es die Robustheit der Prüfung, da beispielsweise einzelne Teilbereiche der Lichtverteilung bei der Prüfung der Funktionsfähigkeit in bestimmten Lichtszenerien nicht von Bedeutung sein können. Ferner ermöglicht es auch einen Toleranzausgleich, um falsche Prüfergebnisse durch beispielsweise ein nicht besonders genau auf die Sensoreinrichtung zur Prüfung ausgerichtetes Fahrzeug zu verhindern. Der notwendige Abstand der Helligkeitssensoren zueinander ist davon abhängig, wie weit das Fahrzeug bei der Prüfung von der Sensoreinrichtung entfernt steht und in welcher Auflösung Teilbereiche der Lichtverteilung abgedunkelt und/oder aufgeblendet werden und/oder wie viele Leuchtdiodensegmente der Scheinwerfer umfasst. Die Helligkeitssensoren können beispielsweise jeweils einen Abstand von wenigstens 10 cm zueinander aufweisen und in einer oder mehreren horizontalen Reihen angeordnet sein.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Lichterzeugungseinrichtung mehrere einzeln durch die Steuereinrichtung steuerbare Lichtquellen umfasst. Die Steuereinrichtung kann dadurch einzelne Lichtquellen dimmen. Damit ist es insbesondere möglich, eine Vielzahl von Lichtszenarien zu erzeugen, um die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs besonders vielseitig zu prüfen. Mit anderen Worten können unterschiedliche und/oder mehrere andere Verkehrsteilnehmer mit unterschiedlichen Positionierungen relativ zum zu prüfenden Fahrzeug simuliert werden. Die Lichtquellen sollten vorzugsweise räumlich voneinander beabstandet sein. Beispielsweise können zwei Lichtquellen so angesteuert werden, dass sie das helle Gegenlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs mit zwei Scheinwerfern in einer vorbestimmten Entfernung simulieren. Es kann aber beispielsweise auch nur eine Lichtquelle so angesteuert werden, dass sie das Lichtszenario eines entgegenkommenden Motorrads simuliert. Ein drittes, beispielhaftes Lichtszenario sind zwei entgegenkommende Fahrzeuge, bei denen der eine Scheinwerfer des weiter entfernten Fahrzeugs durch das am zu prüfenden Fahrzeug näher befindliche Fahrzeug abgedeckt wird. Solch ein Lichtszenario wird beispielsweise durch drei Lichtquellen simuliert. Das Lichtszenario kann dabei auch dynamisch simuliert werden. Das heißt, die Leuchtstärke der einzelnen Lichtquellen wird während der Prüfung eines einzelnen Lichtszenarios im Verlaufe einer Prüfzeit verändert. Dadurch können beispielsweise entgegenkommende andere Verkehrsteilnehmer simuliert werden, deren Gegenlicht antiproportional zu einer sich verkürzenden Distanz zum zu prüfenden Fahrzeug an Leuchtstärke zunimmt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass neben jeder der Lichtquellen der Lichterzeugungseinrichtung wenigstens einer der Helligkeitssensoren der Sensoreinrichtung angeordnet ist. Üblicherweise wird die Lichtverteilung so eingestellt, dass sie den Gegenverkehr ausblendet, sodass ein Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeugs nicht geblendet wird. Für die Prüfung bedeutet dies, dass die Lichtverteilung beziehungsweise deren Teilbereiche insbesondere in Abhängigkeit des Lichtszenarios in einem Bereich nahe an oder um die Lichtquellen abgedunkelt und/oder aufgeblendet wird. Entsprechend kann durch diese Anordnung jeder Helligkeitssensor einem Teilbereich der Lichtverteilung direkt zugeordnet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zwischen der Lichterzeugungseinrichtung und der Sensoreinrichtung eine Blendschutzeinrichtung vorgesehen und/oder angebracht ist, welche ein direktes Einfallen des von der Lichterzeugungseinrichtung zum Erzeugen des Lichtszenarios ausgestrahlten Lichts in die Sensoreinrichtung wenigstens größtenteils blockiert. Bei der Blendschutzeinrichtung kann es sich beispielsweise um ein einzelnes Trennblech handeln, welches die komplette Sensoreinrichtung vor dem direkten Einfallen von dem größten Teil des durch die Lichterzeugungseinrichtung erzeugten Lichts abschirmt. Alternativ kann die Blendschutzeinrichtung auch mehrere Blendschutzelemente umfassen, welche jeweils das direkte Einfallen von durch die Lichtquellen erzeugten Lichts in die Helligkeitssensoren wenigstens größtenteils blockiert. Beispielsweise können die Helligkeitssensoren von einem Rohrelement umhüllt sein, sodass lediglich Licht aus Richtung des zu prüfenden Fahrzeug einfallen kann. Vorzugsweise sind dafür die Blendschutzelemente beziehungsweise die Blendschutzeinrichtung mit einer Oberfläche schwarzer Farbe versehen, welches Licht besonders wenig reflektiert beziehungsweise Licht größtenteils absorbiert. Mittels der Blendschutzeinrichtung ist also ein unerwünschtes Beeinflussen der durch die Sensoreinrichtung erzeugten Sensordaten durch das von der Lichterzeugungseinrichtung ausgestrahlte Licht durch direktes Einfallen in die Sensoreinrichtung besonders reduziert. Entsprechend ist eine besonders zuverlässige Prüfung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs möglich.
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Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Prüfvorrichtung über ein beispielsweise eine Funkeinrichtung zum Aussenden eines Steuersignals umfassendes Steuermodul zum Ansprechen der Diagnosdienste des Fahrzeugs verfügt, welches unter anderem dazu ausgelegt ist, einen Prüfmodus des Fahrzeugs zu aktivieren. Alternativ kann das Steuersignal auch durch das Fahrzeug direkt mittels einer bordeigenen Empfangseinrichtung empfangen werden. Zusätzlich kann auch ein mobiles Empfangsgerät vorgesehen sein, welches an das Fahrzeug vor der Prüfung angeschlossen wird. Der Prüfmodus verändert beispielsweise die folgenden Einstellungen des Fahrzeugs für die Prüfung: Zum Einstellen der Lichtverteilung muss kein Fahrbetrieb vorliegen; das Fahrzeug muss sich nicht außerhalb geschlossener Ortschaften befinden und/oder eine Mindestgeschwindigkeit muss nicht überschritten sein. Der Prüfmodus ermöglicht ein Testen der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs auch im Stillstand vor einer Prüfvorrichtung. Dadurch kann beispielsweise auf aufwendige zusätzliche Einrichtungen wie einen Rollstand, welcher es erlaubt wenigstens eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit zu simulieren, verzichtet werden. Wenn das Empfangsgerät und/oder die Empfangseinrichtung des Fahrzeugs auch dazu ausgebildet ist, Signale an die Prüfvorrichtung zu übertragen, können zusätzliche Fahrzeuginformationen wie beispielsweise eine Fahrgestellnummer, ein Fahrzeugtyp und/oder ein Fehlerspeicher des Fahrzeugs übertragen werden. Dies ermöglicht eine besonders schnelle Prüfung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Prüfvorrichtung eine Halle umfasst, welche die Prüfvorrichtung zumindest teilweise umschließt und dazu ausgelegt ist, das Fahrzeug aufzunehmen und sowohl die Sensoreinrichtung als auch das Fahrzeug gegen Umwelteinflüsse abzuschirmen. Damit kann insbesondere die Sensoreinrichtung vor Streulicht aus der Umgebung abgeschirmt werden, sodass die Prüfergebnisse besonders zuverlässig sind. Zusätzlich ist es möglich, an der Halle eine Justiervorrichtung vorzusehen, sodass das Fahrzeug zum Prüfen besonders genau auf die Prüfvorrichtung ausgerichtet werden kann. Beispielsweise kann wenigstens ein Spiegel an der Decke der Halle und/oder Markierungen am Boden vorgesehen werden, welche eine besonders genaue Positionierung des Fahrzeugs für die Prüfung ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich ist beispielsweise das Vorsehen von Mulden im Boden der Halle möglich.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Prüfvorrichtung wenigstens eine Kamera umfasst, welche mittels eines Aktivierungssignals der Steuereinrichtung aktivierbar ist, sodass während des Prüfens der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs die Lichtverteilung und/oder das Lichtszenario als Video aufgezeichnet wird. Damit steht die gesamte Prüfung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs als Video zur späteren Auswertung zur Verfügung. Durch solch eine Aufzeichnung kann, zusätzlich zu den detaillierten Messwerten, durch die bereits auch ohne eine Wiederholung der Prüfung genauere Auswertungen möglich sind, besonders schnell und komfortabel erfasst werden, ob und/oder welche Fehler bei dem Fahrzeug und/oder dem Prüfstand aufgetreten sind. Beispielsweise kann geprüft werden, ob das Lichtszenario korrekt simuliert wurde. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise ausgewertet werden, welche Leuchtdiodensegmente nicht korrekt arbeiten. Das Video kann dabei auch elektronisch übertragen werden, sodass diese spätere Auswertung an einem nahezu beliebigen Ort erfolgen kann.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Prüfvorrichtung zum automatisierten Prüfen der Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs, welches wenigstens einen Scheinwerfer zum Erzeugen einer in Abhängigkeit von anderen Verkehrsteilnehmern einstellbarer Lichtverteilung umfasst, nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele. Dabei sind die folgenden Schritte vorgesehen: Das Lichtszenario wird durch die Steuereinrichtung zur Simulation der anderen Verkehrsteilnehmer eingestellt. Das Lichtszenario wird durch die Lichterzeugungseinrichtung erzeugt, wodurch das Fahrzeug mit dem Einstellen der Lichtverteilung auf die Simulation reagiert. Durch die Sensoreinrichtung werden die Sensordaten der Lichtverteilung erzeugt. Durch die Auswerteinrichtung werden die Sensordaten mit vorbestimmten Werten verglichen, um zu bewerten, ob das Fahrzeug korrekt funktioniert. Für diesen Vergleich werden beispielsweise Schwellwerte erzeugt. Ein Benutzer der Prüfvorrichtung kann somit vollautomatisch einen Bericht erhalten, in welchem bewertet wird, ob die Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs korrekt ist. Gegebenenfalls kann der Bericht auch eine Aufforderung zu einer Wiederholungsprüfung enthalten. Die sich aus dem zweiten Erfindungsaspekt ergebenden Merkmale und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekts anzusehen sind.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass bei dem Bewerten der Daten durch die Auswerteinrichtung zusätzlich zu der Lichtverteilung der Scheinwerfer auch eine Reaktionszeit zum Einstellen dieser Lichtverteilung berücksichtigt wird. Für die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs ist es ebenfalls wichtig, dass die Lichtverteilung rechtzeitig eingestellt wird. Andernfalls kann es auch bei einer korrekten aber zu langsamen Einstellung der Lichtverteilung beispielsweise immer noch zu einer unzulässigen Blendung des Gegenverkehrs kommen. Dies kann durch die Prüfvorrichtung ebenfalls durch einen Vergleich der Reaktionszeit mit vorbestimmten Werten berücksichtigt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine Seitenansicht einer Prüfvorrichtung mit Halle zum automatisierten Prüfen einer Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs;
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2 eine Draufsicht auf die Prüfvorrichtung gemäß 1;
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3 eine schematische Ansicht der Prüfvorrichtung gemäß 1 ohne Halle;
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4 eine Frontalansicht einer Sensoreinrichtung und einer Lichterzeugungseinrichtung der Prüfvorrichtung gemäß 1;
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5 eine weitere Frontalansicht der Sensoreinrichtung und der Lichterzeugungseinrichtung der Prüfvorrichtung gemäß 4;
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6 eine Ausgabe eines Prüfergebnisses der Prüfvorrichtung an einen Benutzer; und
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7 eine andere Ausgabe des Prüfergebnisses als das in der 6 gezeigte.
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1 und 2 zeigen in einer Seiten- beziehungsweise Draufsicht eine Prüfvorrichtung 10 zum automatisierten Prüfen einer Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs 12. Das Fahrzeug 12 umfasst dabei zwei Scheinwerfer 14 zum Erzeugen einer in Abhängigkeit von Gegenlicht eines anderen Verkehrsteilnehmers einstellbaren Lichtverteilung. Das Gegenlicht wird dabei beispielsweise durch eine Kamera an der Front des Fahrzeugs 12 erfasst. Die Scheinwerfer 14 umfassen dabei beispielsweise mehrere Leuchtdiodensegmente.
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Die Prüfvorrichtung 10 umfasst eine Halle 16, welche weitere Komponenten der Prüfvorrichtung 10 zumindest teilweise umschließt und das Fahrzeug 12 so aufnehmen kann, dass es gegen Umwelteinflüsse abgeschirmt ist. Zu diesem Zweck umfasst die Halle 16 zwei Rolltore 18, welche ein Einfahren in die und Verlassen der Halle 16 der Prüfvorrichtung 10 durch das Fahrzeug 12 ermöglichen. Bei geschlossenen Rolltoren 18 schirmt die Halle 16 die in ihre befindlichen Komponenten der Prüfvorrichtung 10 und das Fahrzeug 12 insbesondere vor Licht aus der Umgebung ab. Die Prüfvorrichtung 10 umfasst eine Steuereinrichtung 20, welche in der schematischen Ansicht der Prüfvorrichtung 10 in 3 zu sehen ist. Mittels dieser Steuereinrichtung 20 ist ein Lichtszenario zur Simulation wenigstens eines anderen Verkehrsteilnehmers einstellbar. Mittels einer Lichterzeugungseinrichtung 22 der Prüfvorrichtung 10 wird das Licht des eingestellten Lichtszenarios erzeugt. Die Lichterzeugungseinrichtung 22 ist an einer Seite der Halle 16 so angeordnet, dass sie auf die Front des Fahrzeugs 12 in Prüfposition ausgerichtet ist. Dadurch kann die Lichterzeugungseinrichtung 22 beispielsweise Licht auf die Kamera an der Front des Fahrzeugs 12 strahlen. Die Lichtverteilung wird dabei beispielsweise von einer Steuereinrichtung des Fahrzeugs 12 eingestellt, indem diese das durch die Kamera erfasste Lichtszenario auswertet und in Abhängigkeit davon die Scheinwerfer 14 einstellt. Die Prüfvorrichtung 10 umfasst weiterhin eine Sensoreinrichtung 24 zum Erzeugen von Sensordaten der in Reaktion auf das Lichtszenario eingestellten Lichtverteilung. Die Sensoreinrichtung 24 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung 10 oberhalb der Lichterzeugungseinrichtung 22 in der Halle 16 angeordnet. So kann das von den Scheinwerfern 14 während der Prüfung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs 12 und in Reaktion auf das Lichtszenario ausgestrahlte Licht in die Sensoreinrichtung 24 einfallen. Außerdem ist eine Auswerteinrichtung 26 vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, die Sensordaten mit vorbestimmten Werten zu vergleichen.
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Die in 3 gezeigte Steuereinrichtung 20 umfasst beispielsweise einen Laptop 28 zum Bedienen der Prüfvorrichtung 10 und einen Webserver 30, welcher Steuersignale an die Lichterzeugungseinrichtung 22 ausgeben kann und/oder von der Sensoreinrichtung 24 die Sensordaten empfangen kann. Die Sensordaten können von dem Webserver 30 dann an die Auswerteinrichtung 26 weiter geleitet werden. Alle Verbindung sind beispielsweise durch ein Bussystem zur Vernetzung der Aktorik/Sensorik auf Seiten der Prüfvorrichtung 10, welcher auch als Prüfstand bezeichnet werden kann, und beispielsweise Ethernet zur Kopplung des Webservers 30 mit dem Rest der Welt hergestellt. Alternativ können alle oder Teile der Verbindungen über einen sogenannten USB-Anschluss hergestellt sein. Die Auswertung und Dokumentation kann in kompakter Realisierung ebenfalls auf dem Webserver 30 realisiert werden oder die Auswerteinrichtung 26 kann beispielsweise auch aus mehreren, ebenfalls über ein Netzwerk an die Steuereinrichtung 20 angeschlossene Laptops 28 bestehen. Der Laptop 28 umfasst eine Funkeinrichtung 62 zum Aussenden eines Steuersignals an das Fahrzeug 12.
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Die Lichterzeugungseinrichtung 22 umfasst im in 3 gezeigten Beispiel eine Spannungsversorgung 60, einen Schalter 32 und ein Dimmelement 34. Außerdem umfasst sie acht Lichtquellen 36, welche durch die Steuereinrichtung 20 einzeln gesteuert werden können. Mit anderen Worten können die Lichtquellen 36 einzeln angeschaltet, ausgeschaltet und/oder gedimmt werden. Die Sensoreinrichtung 24 besteht aus acht Helligkeitssensoren 38, welche jeweils Teile der Sensordaten erzeugen, die über den Webserver 30 an die Auswerteinrichtung 26 übermittelt werden. Dabei kann jeder Helligkeitssensor 38 zu einem bestimmten Teilbereich der in Reaktion auf das Lichtszenario durch das Fahrzeug 12 erzeugten Lichtverteilung korrespondieren.
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Die ganze Prüfvorrichtung 10 kann über einen Notausschalter 40 abgeschaltet werden, welcher sich beispielsweise seitlich neben der Tür 42 der Halle 16 befindet. Diese Tür 42 stellt einen Notausgang der Halle 16 und damit der Prüfvorrichtung 10 dar. Alle Teile der Prüfvorrichtung 10, mit Ausnahme der Halle 16, sind im gezeigten Beispiel Standardkomponenten, welche besonders preisgünstig zu beschaffen und/oder herzustellen sind.
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4 zeigt in einer Frontalansicht ein Ausführungsbeispiel der Sensoreinrichtung 24 und der Lichterzeugungseinrichtung 22. Die Lichtquellen 36 sind zum Beispiel als LED-Strahler ausgebildet und in einem Rahmenelement 54 befestigt. Direkt über diesem Rahmenelement 54 sind die Helligkeitssensoren 38 ebenfalls in einem Rahmenelement 56 befestigt. Sowohl die Helligkeitssensoren 38 als auch die Lichtquellen 36 sind dabei räumlich voneinander beabstandet angeordnet. Verschiedene Teilbereiche der Lichtverteilung können mit jeweils zumindest einem der räumlich voneinander beabstandeten Helligkeitssensoren 38 getrennt erfasst werden. Bei der Einstellung der Lichtverteilung der Scheinwerfer 14 wird üblicherweise gezielt die Quelle von Gegenlicht ausgeblendet, um andere Verkehrsteilnehmern nicht zu blenden. Aus diesem Grund sind die Helligkeitssensoren 38 unmittelbar jeweils über einer ihm zugeordneter Lichtquelle 36 angeordnet. Zwischen der Sensoreinrichtung 24 und der Lichterzeugungseinrichtung 22 ist eine Blendschutzeinrichtung 58 vorgesehen, welcher ein direktes Einfallen des von der Lichterzeugungseinrichtung 22 zum Erzeugen der Lichtszenarios ausgestrahlten Lichts in die Sensoreinrichtung 24 wenigstens größtenteils blockiert. Somit werden Störeinflüsse durch Licht von der Lichterzeugungseinrichtung 22 bei der Prüfung besonders reduziert. Aus dem gleichen Grund sind die Rahmenelement 54 und 56 mit einer Licht absorbierenden schwarzen Farbe beschichtet. Teile der Rahmenelement 54 und 56 bestehen aus lichtundurchlässigen und schwer entflammbarem schwarzen Stoff. In der gezeigten Ausführung der Prüfvorrichtung 10 sollte das Fahrzeug 12 in einer Distanz von 8 bis 10 Meter vor der Sensoreinrichtung 24 beziehungsweise Lichterzeugungseinrichtung 22 positioniert werden.
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Im Folgenden sollen nun die weiteren Details der Prüfvorrichtung 10 anhand des Verfahrens zum automatisierten Prüfen der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs 12 dargestellt werden. Zunächst fährt ein Prüfer das zu prüfende Fahrzeug 12 durch das beispielsweise 2,5 m breite Rolltor 18 der Halle 16 in die Prüfvorrichtung 10 ein. Das Rolltor 18 kann dabei beispielsweise über eine Kontaktschleife im Boden geöffnet werden. Diese Öffnung des Rolltors 18 wird nur zugelassen, wenn die Prüfvorrichtung 10 gerade kein anderes Fahrzeug 12 prüft. Der Prüfer fährt dann das Fahrzeug 12 bis zu einer Schwelle am Boden der Halle 16 vor und richtet dieses möglichst gerade auf die Sensoreinrichtung 24 beziehungsweise Lichterzeugungseinrichtung 22 aus. Zur Unterstützung einer besonders genauen Positionierung des Fahrzeugs sind Markierungen auf dem Boden und zwei Spiegel an der Decke der Halle 16 vorgesehen. Falls ein Luftfahrwerk vorhanden ist, muss das Fahrwerk des Fahrzeugs 12 in eine bestimmte Stellung eingestellt werden, beispielsweise die Stellung „Dynamik”. Anschließend sollte – sofern verwendet – durch den Prüfer die Frontschürze 44 des Fahrzeugs 12 auf Verschmutzung und korrekte Befestigung am Fahrzeug 12 kontrolliert werden. Es sollte auch geprüft werden, ob die Scheinwerfer 14 verschmutzt sind oder sich in diesen Wasser befindet. Damit werden unerwünschte Einflüsse, welche das Prüfungsergebnis verfälschen könnten, besonders gut vermieden. Gründe für eine fehlerhafte Prüfung können beispielsweise eine falsche Positionierung des Fahrzeugs 12 sein, verschmutzte Scheinwerfer 14 oder Kameras des Fahrzeugs 12, eine verschmutzte oder verrutschte Frontschürze 44 sein. Außerdem müssen alle Türen 42 und Rolltore 18 der Halle 16 geschlossen sein, damit möglichst wenig Licht von außen einfällt, welches die Prüfergebnisse verfälschen könnte.
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Anschließend wird die Prüfvorrichtung 10 kalibriert und dabei wenn notwendig die Position des Fahrzeugs 12 in der Prüfvorrichtung 10 nachjustiert. Dazu stellt der Prüfer wenigstens eine bestimmte Lichtverteilung des Fahrzeugs 12 beziehungsweise Scheinwerfer 14 ein. Beispielsweise wird die Prüfvorrichtung 10 durch Aktivierung einer Fernlichtfunktion und umschalten auf eine Abblendlichtfunktion der Scheinwerfer 14 kalibriert. Als zusätzliche Funktion kann die Prüfeinrichtung auch zur Hilfe/Prüfung der korrekten Positionierung genutzt werden, indem beispielsweise nur bestimmte Segmente des Scheinwerfers 14 geschaltet werden, so dass nur einzelne Sensoren bei korrekter Positionierung Helligkeit empfangen. 5 zeigt in einer Frontalansicht der Sensoreinrichtung 24 und der Lichterzeugungseinrichtung 22 der Prüfvorrichtung 10 beispielhaft solch eine mit 46 markierte Lichtverteilung bei aktivierter Abblendlichtfunktion. Ein erster Teilbereich 48 der Lichtverteilung 46 und ein zweiter Teilbereich 50 der Lichtverteilung 46 werden bei der Positionierung des Fahrzeugs 12 und für die Kalibrierung der Prüfvorrichtung 10 mit bestimmten Helligkeitssensoren 38 der Sensoreinrichtung 24 wenigstens teilweise in Überdeckung gebracht. Im gezeigten Beispiel wird beispielsweise durch Nachjustierung der Position des Fahrzeugs 12 der Teilbereich 48 in Überdeckung mit dem dritten Helligkeitssensor 38 und der Teilbereich 50 in Überdeckung mit dem sechsten Helligkeitssensor 38 gebracht. Anschließend wird die Prüfvorrichtung 10 auf die Leuchtstärke des Fahrzeugs 12 beziehungsweise seine Lichtverteilung 46 kalibriert. Dies geschieht durch einen Vergleich der von der Sensoreinrichtung 24 erzeugten Sensordaten bei eingestellter Fernlichtfunktion des Fahrzeugs 12 mit den Sensordaten bei ausgeschalteter Fernlichtfunktion beziehungsweise aktivierter Abblendlichtfunktion. Damit kann im weiteren Prüfungsverlauf ein Konfidenzniveau für die Validität der Prüfung ermittelt werden. Die Kalibrierung birgt dabei den Vorteil, dass beispielsweise Ungenauigkeiten bei der Positionierung des Fahrzeugs 12, Verschmutzungen, und/oder Streulicht wenigstens teilweise bei der Auswertung der Sensordaten bis zu einem gewissen Grad ausgeglichen werden können und zu schlechte Vorbedingungen bereits vor der Prüfung erkannt und damit unnötige Doppelprüfungen vermieden werden.
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Anschließend oder bereits vor dieser Kalibrierung wird ein tragbares Empfangsgerät 52, welches in der Regel als ein Diagnosemodul ausgebildet ist, an dem Fahrzeug 12 angeschlossen. Mittels dieses Empfangsgeräts 52 können zwischen dem Laptop 28 und der Steuereinrichtung 20 beziehungsweise Auswerteinrichtung 26 der Prüfvorrichtung 10 Daten beispielsweise über eine Bluetooth-Verbindung oder auch kabelgebunden ausgetauscht werden. So kann beispielsweise die Fahrgestellnummer an die Auswerteinrichtung 26 übermittelt werden. Außerdem wird von dem Empfangsgerät 52 ein von der Funkeinrichtung 62 ausgesendetes Steuersignal empfangen und an das Fahrzeug 12 übertragen, welches bei dem Fahrzeug 12 einen Prüfmodus aktiviert. Das Steuersignal kann auch bereits vorher an das Empfangsgerät 52 übertragen und auf diesem gespeichert worden sein. Durch diesen Prüfmodus stellt das Fahrzeug 12 seine Lichtverteilung in Reaktion auf Gegenlicht ein, ohne dass sich das Fahrzeug 12 bewegen muss, ein Fahrbetrieb vorliegen muss, eine Mindestgeschwindigkeit überschritten sein muss und/oder sich außerhalb einer geschlossenen Ortschaft befinden muss.
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Nachdem das Fahrzeug 12 erfolgreich in den Prüfmodus versetzt wurde und die Prüfvorrichtung 10 kalibriert wurde, beginnt die eigentliche Prüfung. Mittels der Lichtquellen 36 der Lichterzeugungseinrichtung 22 werden verschiedene Lichtszenarien erzeugt, welche beispielsweise verschiedene Gegenverkehrssituationen im regulären Straßenverkehr simulieren. Durch die Sensoreinrichtung 24 mit den Helligkeitssensoren 38 werden dabei Sensordaten der Lichtverteilung der Scheinwerfer 14 beziehungsweise des Fahrzeugs 12 erzeugt. Dabei werden durch jeden Helligkeitssensor 38 unterschiedliche Teilbereiche der Lichtverteilung getrennt gemessen. Die Auswerteinrichtung 26 vergleicht dabei die Sensordaten mit vorbestimmten Werten. Die vorbestimmten Werte werden beispielsweise während der Kalibrierung der Prüfvorrichtung 10 eingestellt. Bei einer erwarteten Abblendung eines der Teilbereiche sollten beispielsweise die entsprechenden Sensordaten einem Helligkeitswert aufweisen, der dem Helligkeitswert während der Kalibrierung mit Abblendlichtfunktion entspricht. Für einen Toleranzausgleich wird der Helligkeitswert während der Kalibrierung mit der Abblendlichtfunktion mit einem Schrumpffaktor – eine Zahl kleiner 1 – beziehungsweise Streckfaktor – eine Zahl größer 1 – multipliziert, um einen unteren beziehungsweise oberen Schwellwert zu erzeugen. Solche Schwellwerte werden analog für das erwartete Aufblenden mittels der gemessenen Helligkeitswerte der Fernlichtfunktion erzeugt. Liegen die gemessenen Werte bei der Prüfung außerhalb dieses Toleranzbereichs, so ist mit einer beeinträchtigten Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs 12 zu rechnen. Dabei können auch Teilbereiche der Lichtverteilung vorgesehen werden, in denen es für die Funktionsfähigkeit nicht relevant ist, ob aufgeblendet oder abgeblendet wird.
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Zusätzlich kann auch berücksichtigt werden, welche Reaktionszeit zum Einstellen der Lichtverteilung benötigt wird. In diesem Fall wird auch die Zeit gemessen, welche das Fahrzeug 12 zum Einstellen einer Lichtverteilung in Reaktion auf das wenigstens eine Lichtszenario benötigt. Diese Zeit wird mit vorbestimmten Werten durch die Auswerteinrichtung 26 verglichen. Dabei kann analog zu den Helligkeitswerten ein Toleranzbereich mit oberen und unteren Schwellwerten für zu langsames und/oder zu schnelles Reagieren im Vergleich zu der vorbestimmten Reaktionszeit generiert werden. Alternativ kann auch eine maximal zulässige Reaktionszeit vorgegeben werden, innerhalb der das Fahrzeugsystem spätestens reagiert haben muss.
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Während der Prüfung wird beispielsweise bei jedem simulierten Lichtszenario gespeichert oder aufgezeichnet, wie oft Teilbereiche der Lichtverteilung nicht den erwarteten Helligkeitswerten entsprachen und/oder das Fahrzeug 12 nicht innerhalb der vorbestimmten Zeit mit dem richtigen Helligkeitswert beziehungsweise einem Helligkeitswert innerhalb des Toleranzbereichs reagiert hat. Mit anderen Worten wird geprüft, ob der Scheinwerfer 14 beziehungsweise ein Leuchtdiodensegment des Scheinwerfers 14 wie erwartet auf- oder abgeblendet wurde. Außerdem wird geprüft, ob die Lichtverteilung schnell genug eingestellt wurde, sodass eine Blendung von anderen Verkehrsteilnehmern in ausreichender Art und Weise verhindert sein sollte. Damit kann das Helligkeitsniveau mit einem Grenze verglichen werden, welche festlegt, dass das Fahrzeug 12 eine korrekte und/oder fehlerfreie Funktionsfähigkeit aufweist. Bei einem Prüfergebnis nahe an der Grenze, ab welcher die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs 12 als korrekt angesehen wird, kann dem Prüfer von der Prüfvorrichtung 10 empfohlen werden die Prüfung nochmals durchzuführen und dabei die oben genannten, externen Fehlerquellen der Prüfung erneut zu kontrollieren.
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Hat das Prüfen ergeben, dass das Fahrzeug 12 wie erwartet auf alle Lichtszenarien reagiert hat, wird an den Prüfer ein In-Ordnung-Signal, wie in 6 dargestellt, über einen Bildschirm ausgegeben. Es ist dann davon auszugehen, dass das Fahrzeug 12 voll funktionsfähig ist. Ergibt die Prüfung, dass das Fahrzeug 12 mindestens bei einer bestimmten Anzahl von Vergleichen nicht wie erwartet reagiert hat, wird an den Prüfer über den Bildschirm ausgegeben, dass die Prüfung nicht in Ordnung war. Dies ist in 7 zu sehen. In diesem Fall kann beispielsweise die Prüfung wiederholt werden, insbesondere nachdem das Fahrzeug 12 bewegt wurde um den Prüfmodus zurückzusetzen. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug 12 auch für eine weitere, genauere Fehleranalyse aussortiert werden und ist dann vorerst von einer Auslieferung an einen Kunden ausgeschlossen.
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Die Prüfvorrichtung 10 weist eine vollautomatische Steuerung von Prüfung und Peripherie auf, inklusive einer Kommunikation mit dem Fahrzeug 12. Es findet eine modellbasierte Klassifikation einer Fahrzeugreaktion statt, um die Funktionsfähigkeit zu prüfen. Das heißt durch die Kalibrierung werden automatisch Sollwerte generiert, welche den erwarteten Werten bei der Simulation von Gegenlicht entsprechen. Die Lichtszenarien können mittels jeden Laptops, das über eine LAN/WLAN-Verbindung mit dem Netzwerk, in dem sich der Webserver 30 befindet, verfügt, mit den notwendigen Benutzerrechtenleicht konfiguriert werden. Vorzugsweise sind bereits für jeden Fahrzeugtyp mehrere Lichtszenarien gespeichert, um die Prüfung besonders schnell durchführen zu können. Es kann eine automatische Eigendiagnose der Prüfvorrichtung 10 vorgesehen werden, welche automatisch einen Prüfer oder Servicedienst im Fehlerfall, z. B: bei Ausfall eines Leuchtmittels der Lichtquellen 36, informiert. Die Prüfergebnisse können automatisch in Archiven gespeichert werden, beispielsweise auf einer Festplatte des Webservers 30. Durch eine Internetanbindung können die Ergebnisse von Prüfungen automatisch versandt oder abgerufen werden. Es ist eine dezentrale Steuerung der Prüfvorrichtung 10 auch aus der Distanz möglich. Außerdem können verschiedene User-Rechte und Userverwaltung vorgesehen werden.
