DE4217675A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen des von einem kraftfahrzeug zurueckgelegten weges auf einem pruefstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des von einem Kraftfahrzeug zurückgelegten Weges auf einem Prüfstand, bei welchem eine an einem Rad des Kraftfahrzeuges anliegende, mit­ rotierende Meßrolle Wegimpulse erzeugt, die zwischen einem Startbefehl und einem nach Erreichen eines vorgegebenen Weges gegebenen Stoppbefehl gezählt und auf einer Anzeigeeinrichtung als zurückgelegter Wert zur Anzeige gebracht werden.

Mit dem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (DE 29 52 730 C2) ist es möglich, relativ genau den von dem Fahrzeug zurückgelegten Weg auf einem Rollenprüfstand zu messen und die­ se Messung beispielsweise zur Eichung von Tachographen oder Fahrtschreibern zu benutzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit der Wegmessung weiter zu steigern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der wirksame Radumfang des Normaltemperatur aufweisenden Rades gemessen wird, die zwi­ schen Startbefehl und Stoppbefehl zurückgelegten, vollständigen Radumdrehungen erfaßt werden, und daß der zur Anzeige gebrachte Weg aus der Summe der vor dem Beginn der Radumdrehungserfassung gezählten Impulsen der Meßrolle, der nach der letzten, voll­ ständigen Radumdrehung gezählten Impulsen der Meßrolle und dem während aller vollständigen Radumdrehungen ermittelten, mit Hilfe des gemessenen Radumfangs korrigierten Weges gebildet wird.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Reifen eines auf einem Rollenprüfstand laufenden Rades, insbesondere wenn eine längere Wegstrecke abgefahren werden soll, sich aufgrund von Walkarbeit höher erwärmen können, als dies bei einem Abfah­ ren einer Stecke auf der Straße der Fall ist. Diese stärkere Erwärmung kann zu einer Durchmesservergrößerung des Reifens führen, so daß dann dadurch das Ergebnis der Messung verfälscht wird. Mit der Erfindung wird eine Verfälschung des Meßergebnis­ ses aufgrund einer erhöhten Erwärmung des Reifens des betref­ fenden Rades praktisch vollständig ausgeschlossen. Lediglich der noch nach der letzten vollständigen Radumdrehung gemessene Weg könnte durch eine erhöhte Erwärmung und damit verbundene Ausdehnung des Reifens verfälscht werden. Dieser Fehler ist je­ doch so klein, daß er praktisch nicht ins Gewicht fällt.

Bei einer ersten Verwirklichung des Verfahrens wird vorgesehen, daß die zwischen dem Startbefehl und dem Stoppbefehl erzeugten Impulse der Meßrolle aufaddiert werden, daß die während einer vollständigen Radumdrehung erzeugten Impulse der Meßrolle ge­ zählt und als Ist-Wert mit dem gemessenen Radumfang als Soll- Wert verglichen werden, und daß nach Erreichen des Soll-Wertes während einer Radumdrehung das Aufaddieren unterbrochen und mit Ende der vollständigen Radumdrehung fortgesetzt wird.

Bei einer anderen Verwirklichung des Verfahrens, die sich ins­ besondere mittels eines elektronischen Rechners darstellen läßt, werden zwischen dem Startsignal und dem Stoppsignal alle Impulse der Meßrolle gezählt, von denen die zwischen Beginn der Radumdrehungserfassung bis zum Ende der letzten vollständigen Radumdrehung aufgelaufenen Impulse abgezogen werden, und daß aus der Anzahl der vollständigen Radumdrehungen und dem gemes­ senen Radumfang ein Weg gebildet wird, zu welchem die Impulse vor Beginn der Radumdrehungserfassung und die Impulse nach der letzten vollständigen Radumdrehung addiert werden, und daß die­ se Summe als zurückgelegter Weg zur Anzeige gebracht wird.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen des von ei­ nem Kraftfahrzeug zurückgelegten Weges auf einem Prüfstand mit einer an dem Umfang des Rades des Kraftfahrzeuges anlegbaren und von diesem antreibbaren Meßrolle, die als ein Impulsgeber ausgebildet ist, an den eine Einrichtung zum Zählen der Impulse und Anzeigen des entsprechenden Weges angeschlossen ist, die mit einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben eines Startbefehls und eines Stoppbefehls verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben des bei Normaltempera­ tur gemessenen wirksamen Radumfangs vorgesehen ist, daß Mittel zum Erfassen der zwischen einem Startbefehl und einem Stoppbe­ fehl zurückgelegten vollständigen Radumdrehung vorgesehen sind, und daß die Einrichtung eine Auswerteschaltung enthält, die den während der vollständigen Radumdrehungen gemessenen Weg mit Hilfe des eingegebenen Radumfanges korrigiert und die dem vor der Radumdrehungserfassung gemessenen Weg und den nach der letzten vollständigen Radumdrehung gemessenen Weg mit dem kor­ rigierten Weg zur Anzeige bringt.

Mit Hilfe der nachfolgenden, in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im einzelnen erläu­ tert.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen des von einem Kraftfahrzeug zurückgelegten Weges auf einem Prüfstand,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Vor­ richtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein erweitertes Blockschaltbild mit einer Vor­ richtung mit einer ergänzten Geschwindigkeits­ anzeige und

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern der Meßwertge­ winnung nach einem ersten Verfahren.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 enthält einen Stützrollenprüfstand (10) und eine Auswerteeinheit (11), die eine Kopplereinheit (12) und eine Eingabe- und Anzeigeeinheit (13) enthält.

Der Stützrollenprüfstand (10) besitzt ein Gestell (14) aus zwei Rahmen (14a, 14b), in denen jeweils zwei parallel zueinander angeordnete Stützrollen (17, 18; 19, 20) gelagert sind. Diese Stützrollen (17, 18; 19, 20) bilden Aufnahmen (15, 16) für die Aufnahme der beiden Räder einer Achse eines Fahrzeuges, insbe­ sondere der angetriebenen Achse. Die beiden Rahmen (14a, 14b) sind durch Stege (21, 22) fest miteinander verbunden. Um den Rollenprüfstand (10) auf einem Boden aufstellen zu können, sind den Rahmen (14a, 14b) Auffahrrampen (23, 24; 25, 26) zugeord­ net. Diese Auffahrrampen können entfallen, wenn der Rollenprüf­ stand (10) stationär in eine Aussparung eines Bodens versenkt angeordnet wird.

Um einen Gleichlauf der Stützrollen (17 bis 20) sicherzustellen, sind zwei der Stützrollen, bei dem Ausführungsbeispiel die Stützrollen (17, 19), mit einer Welle (27) drehfest verbunden, die vorzugsweise als Kardanwelle ausgebildet ist.

Seitlich neben den Stützrollen (17, 18; 19, 20) sind zur Sei­ tenführung dienende, konische Anlaufrollen (28, 29, 30, 31) an­ gebracht.

Eine der Stützrollen, bei dem Ausführungsbeispiel die Stützrol­ le (20), dient als Meßrolle, die dadurch als ein Impulsgeber ausgebildet ist, daß sie mit einem entsprechenden Impulsgeber (35) verbunden ist. Dieser Impulsgeber (35) kann beispielsweise als ein bekannter, mit Codescheibe arbeitender Inkrementalgeber ausgebildet sein.

Zusätzlich ist an dem Rollenprüfstand eine Einrichtung zum Er­ fassen der Radumdrehungen angeordnet. Bei dem Ausführungsbei­ spiel besteht die Einrichtung aus einer Lichtschranke (36), die an dem Rahmen (14b) angeordnet ist und deren Lichtsender und Lichtempfänger auf eine nicht dargestellte Reflexfolie ge­ richtet sind, die an dem Reifen oder der Felge des auf dem Rol­ lenprüfstand befindlichen Rades eines Kraftfahrzeugs angebracht wird. Es ist jedoch möglich, anstelle einer Lichtschranke auch eine andere Einrichtung zum Erfassen der Radumdrehungen anzu­ bringen, beispielsweise eine Einrichtung, wie sie aus dem US- Patent 41 85 489 bekannt ist. Die Lichtschranke (36) und der Impulsgeber sind über Kabel (37, 38) an die Kopplereinheit (12) angeschlossen.

Die Meßrolle (20) mit dem Impulsgeber (35) und die Lichtschran­ ke (36) müssen natürlich nicht Bestandteil eines gesondert für die Wegmessung ausgebildeten Rollenprüfstandes sein. Sie können beispielsweise auch Bestandteil einer Zusatzeinrichtung sein, die an einem bestehenden Rollenprüfstand angebracht werden kann. In diesem Fall ist dann die Meßrolle auch nicht notwen­ digerweise eine Stützrolle, sondern vielmehr nur eine Rolle, die an den Umfang des Reifens des zu messenden Rades angelegt wird.

Fig. 2 zeigt mit Hilfe eines Blockschaltbildes die Auswerte­ schaltung. Die Meßwalze (20) ist über eine mechanische Vorkor­ rektur, d. h. ein Getriebe, an den Impulsgeber (35) angeschlos­ sen, der seine Impulse an die Kopplereinheit (12) liefert. Die Kopplereinheit (12) enthält eine Impulsverstärkung und eine elektronische Korrektur der Impulse, insbesondere der von der Meßwalze (20) über den Impulsgeber (35) erzeugten Impulse. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß ein Zwei-Kanal-Im­ pulsgeber (35) verwendet wird, der bei einer Umdrehung der Meß­ rolle (20) auf einem Kanal 250 Impulse und am anderen Kanal ei­ nen Impuls erzeugt. Mittels eines einstellbaren Dekadenschal­ ters kann dann bei jeder Referenzmarke oder jeder vollen Umdre­ hung der Meßrolle (20) die vorher bestimmte Impulszahl von der Zahl der aufgelaufenen Impulse abgezogen werden.

Die Impulse der Lichtschranke (36) werden ebenfalls in die Im­ pulsverstärkung der Kopplereinheit (12) eingegeben. Wie im nachstehenden noch erläutert wird, erfolgt in der Kopplerein­ heit (12) eine Impulsauswertung, in die über Eingabeeinheiten (40, 42) von der Bedienungsperson Werte eingegeben werden und die dann an einer Anzeigeeinrichtung (41) den gemessenen Weg zur Anzeige bringt. An der Eingabeeinheit (40) wird der wirk­ same Reifenumfang des zu messenden Rades eingegeben, der bei Normaltemperatur ermittelt wird. Dieser Reifenumfang kann bei­ spielsweise durch Abfahren auf einem Boden gemessen werden. Über die Eingabeeinrichtung (42) werden der Stopp- und Start­ befehl eingegeben, der an die Impulsauswertung weitergeleitet wird. Der Stoppbefehl und der Startbefehl können beispielsweise von der Bedienungsperson mittels eines tragbaren, über Kabel mit der Bedien- und Anzeigeeinheit (13) verbundenes Gerät ein­ gegeben werden, das die Bedienungsperson mit in das zu überprü­ fende Fahrzeug nimmt. Die Bedienungsperson beobachtet dann den Wegzähler des zu prüfenden Fahrzeuges und gibt den Startbefehl, wenn dieser Wegzähler von einem Zählschritt auf den nächsten Zählschritt umspringt. Die Bedienungsperson gibt dann den Stopp­ befehl, wenn der Wegzähler des zu prüfenden Fahrzeuges die von ihr vorgegebene Wegstrecke erreicht hat, beispielsweise 500 m oder 1000 m. Aus dem Vergleich zwischen dem auf dem Wegzähler des Fahrzeuges wiedergegebenen Weg und dem Weg der Anzeige (41) kann dann festgestellt werden, ob der Wegzähler des Fahrzeuges korrekt arbeitet oder eine Nachstellung erfordert.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Eingabeeinrichtung derart mit dem Wegzähler des Fahr­ zeuges verbunden ist, daß von dem Wegzähler selbst der Startbe­ fehl und der Stoppbefehl automatisch gegeben werden, so daß die Bedienungsperson nur noch die gewünschte Wegstrecke eingeben muß.

Mit dem Setzen des Startbefehls werden die Impulse des Impuls­ gebers (35) gezählt. Diese Impulszählung wird mit dem Stoppbe­ fehl beendet. Außerdem werden die Impulse der Lichtschranke er­ faßt, zwischen denen jeweils eine vollständige Radumdrehung liegt.

Die Impulsauswertung erfolgt derart, daß eine während der Mes­ sung stattfindende Erhöhung der Reifentemperatur, die zu einer Durchmesservergrößerung des Rades führt, nicht zu einer Verfäl­ schung des Meßergebnisses Anlaß ist.

Ein erstes Verfahren ist anhand von Fig. 4 erläutert. Die von dem Impulsgeber (35) kommenden Impulse werden nach der Impuls­ aufbereitung (43) addiert. Zwischen jeder vollständigen Radum­ drehung, d. h. zwischen zwei Signalen der Lichtschranke, wird jedoch verglichen, ob die dabei gezählten Impulse (Ist-Wert) größer sind, als die Anzahl der Impulse, die den gemessenen und mittels der Eingabeeinrichtung (40) eingegebenen Reifenumfang entsprechende Anzahl von Impulsen. Wird bei diesem Vergleich festgestellt, daß der Ist-Wert den Soll-Wert nicht überschreitet, so wird der Ist-Wert zugezählt. Wird jedoch festgestellt, daß der Soll-Wert (gemessener Reifenumfang) überschritten ist, so wird daraus geschlossen, daß eine eine Vergrößerung des Reifen­ umfangs verursachende Erwärmung aufgetreten ist, so daß dann eine Korrektur in der Weise erfolgt, daß nur der Soll-Wert auf­ addiert wird. Es wird somit das Aufaddieren unterbrochen, wenn nach einem ersten Lichtschrankenimpuls der Sollwert erreicht ist. Nach dem zweiten Lichtschrankenimpuls wird dann das Auf­ addieren fortgesetzt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß alle vor dem ersten Lichtschrankenimpuls liegenden Impulse des Impulsgebers (35) der Meßwalze sowie alle nach dem letzten Lichtschrankenimpuls auftretende Impulse und nur die bei noch zulässiger Erwärmung auftretende maximale Impulszahl zu dem Ge­ samtweg addiert werden.

Bei einem anderen Verfahren, das sich insbesondere in einfacher Weise mit einem elektronischen Rechner verwirklichen läßt, wer­ den zunächst alle Impulse des Impulsgebers (35) zwischen dem Startbefehl und dem Stoppbefehl gezählt und aufaddiert. Gleich­ zeitig werden jedoch auch die zwischen dem ersten Lichtschran­ kensignal und dem letzten Lichtschrankensignal gezählten Impul­ se erfaßt und von der Gesamtimpulszahl abgezogen. Mit Hilfe der Impulszahl der Lichtschranke und dem eingegebenen Wert des Rad­ umfangs wird dann ein Weg errechnet, dem die Impulse vor dem ersten Lichtschrankensignal und nach dem letzten Lichtschran­ kensignal zuaddiert werden, wonach dieser Weg zur Anzeige ge­ bracht wird.

Die beschriebene Vorrichtung läßt sich dadurch erweitern, daß auch eine Geschwindigkeitsanzeige erfolgt. Wie in Fig. 3 darge­ stellt ist, werden hierzu die ausgewerteten Impulse über einen Impulsteiler (44) an eine Geschwindigkeitsanzeigeeinrichtung (45) weitergeleitet, die unter Umständen auch noch mit einer Weganzeigeeinrichtung (46) versehen sein kann. Es ist somit für eine Bedienungsperson gleichzeitig möglich, nicht nur den Tacho­ graphen des Fahrzeuges (Wegzähler), sondern auch den Tachometer auf seine Genauigkeit zu überprüfen.

Es ist auch möglich, den Reifenumfang auf dem Rollenstand selbst zu messen und automatisch in die Auswerteeinrichtung einzugeben. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn es sich um einen Rollenprüfstand handelt, bei welchem die Meßrolle nicht als Stützrolle dient, sondern nur dem Radumfang in einem nicht verformten Bereich zugestellt wird. Es kann dann, bevor der eigentliche Wegmeßvorgang durchgeführt wird, eine Impulszählung der Meßrolle zwischen zwei Lichtschrankensignalen durchgeführt werden, die dann dem Reifenumfang mit ausreichender Genauigkeit entspricht. Selbstverständlich muß auch diese Messung durchge­ führt werden, solange der Reifen noch nicht über seine Normal­ temperatur hinaus erwärmt worden ist. Darüber hinaus ist es möglich, alle gemessenen Werte zur Anzeige zu bringen, da damit eine Kontrolle erhalten wird, aus der die Abweichungen ersicht­ lich werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Messen des von einem Kraftfahrzeug zurück­ gelegten Weges auf einem Prüfstand, bei welchem eine an einem Rad des Kraftfahrzeuges anliegende, mitrotierende Meßrolle Weg­ impulse erzeugt, die zwischen einem Startbefehl und einem nach Erreichen eines vorgegebenen Weges gegebenen Stoppbefehl gezählt und auf einer Anzeigeeinrichtung als zurückgelegter Weg zur An­ zeige gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Radumfang des Normaltemperatur aufweisenden Rades gemessen wird, die zwischen Startbefehl und Stoppbefehl zurückgelegten, voll­ ständigen Radumdrehungen erfaßt werden, und daß der zur Anzeige gebrachte Weg aus der Summe der vor dem Beginn der Radumdre­ hungserfassung gezählten Impulse der Meßrolle und er nach der letzten, vollständigen Radumdrehung gezählten Impulse der Meß­ rolle und dem während aller vollständigen Radumdrehungen ermit­ telten, mit Hilfe des gemessenen Radumfangs korrigierten Weges gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Startbefehl und dem Stoppbefehl erzeugten Im­ pulse der Meßrolle aufaddiert werden, daß die während einer vollständigen Radumdrehung erzeugten Impulse der Meßrolle ge­ zählt und als Ist-Wert mit dem gemessenen Radumfang als Soll- Wert verglichen werden, und daß nach Erreichen des Soll-Wertes während einer Radumdrehung das Aufaddieren unterbrochen und mit Ende der vollständigen Radumdrehung fortgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Startsignal und dem Stoppsignal alle Impulse der Meßrolle gezählt werden, von denen die zwischen Beginn der Rad­ umdrehungserfassung bis zum Ende der letzten vollständigen Rad­ umdrehung aufgelaufenen Impulse abgezogen werden, daß aus der Anzahl der vollständigen Radumdrehungen und dem gemessenen Rad­ umfang ein Weg gebildet wird, zu welchem die Impulse vor Beginn der Radumdrehungserfassung und die Impulse nach der letzten vollständigen Radumdrehung addiert werden, und daß diese Summe als zurückgelegter Weg zur Anzeige gebracht wird.

4. Vorrichtung zum Messen des von einem Kraftfahrzeug zu­ rückgelegten Weges auf einem Prüfstand, mit einer an dem Umfang des Rades des Kraftfahrzeuges anliegenden und von diesem an­ treibbaren Meßrolle, die als ein Impulsgeber ausgebildet ist, an den eine Einrichtung zum Zählen der Impulse und Anzeigen des entsprechenden Weges angeschlossen ist, die mit einer Eingabe­ einrichtung zum Eingeben eines Startbefehls und eines Stoppbe­ fehls verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingabe­ einrichtung (40) zum Eingeben des bei Normaltemperatur gemesse­ nen wirksamen Radumfangs vorgesehen ist, daß Mittel (36) zum Erfassen der zwischen einem Startbefehl und einem Stoppbefehl zurückgelegten vollständigen Radumdrehungen vorgesehen sind, und daß die Einrichtung (11) eine Auswerteschaltung enthält, die den während der vollständigen Radumdrehungen gemessenen Weg mit Hilfe des eingegebenen Radumfangs korrigiert und die den vor der Radumdrehungserfassung gemessenen Weg und den nach der letzten vollständigen Radumdrehung gemessenen Weg mit dem kor­ rigierten Weg zur Anzeige bringt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der als Impulsgeber ausgebildeten Meßrolle (20) und der Auswerteschaltung ein Umfangstoleranzen der Meßrolle aus­ reichendes Korrekturglied vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß zum Erfassen der Radumdrehungen ein Aufnehmer (36) vorgesehen ist, dem ein an dem Rad anbringbares Geberelement zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrolle (20) Bestandteil eines Stütz­ rollenprüfstandes (10) ist, der zur Aufnahme zweier gegenüber­ liegender Räder des Kraftfahrzeuges mit vier Rollen (17, 18, 19, 20) versehen ist von denen eine die Meßrolle ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende Rollen (17, 19) über eine Welle (27) miteinander verbunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung über einen Impulstei­ ler (44) mit einer Geschwindigkeitsanzeige (45) verbunden ist.