Funktionstest eines Fahrerassistenzsystems

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden eines Zielobjektes mit einem Zugfahrzeug zum Funktionstest eines Umgebungserfassenden Fahrerassistenzsystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , wie diese beispielsweise aus der DE 1020121 10586 A1 bekannt ist. Dort wurden vorzugsweise mehrere deformierbare Schläuche mit Druckluft gefüllt als Verbindungsvorrichtung zwischen Zugfahrzeug und Zielobjekt eingesetzt. Die Deformierbarkeit der Schläuche ist dabei vorzugsweise so bemessen, dass die Schläuche normale Zug-und Druckbelastungen durch Beschleunigungs- oder Bremsvorgänge des Zugfahrzeugs beispielsweise bis zu einem vorgegebenen Grenzbetrag der Beschleunigung in Fahrtrichtung als auch in Drehrichtung eine definierte Spurführung übertragen können, bei Überschreitung insbesondere aufgrund eines Aufpralls des Testfahrzeugs auf das Zielobjekt jedoch die Schläuche deformiert werden und das Zielobjekt in Richtung des Zugfahrzeugs oder seitlich dazu verschoben werden kann und es so zu keinen signifikanten Beschädigungen am Zielobjekt oder Testfahrzeug kommt.

Diese Vorrichtung ist damit Bestandteil einer Testanordnung für Fahrversuche, bei welcher ein Zielobjekt hinter einem Zugfahrzeug gezogen werden kann, insbesondere um Umgebungserfassenden Fahrerassistenzsystems gerade auch im Bereich der kollisionsnahen oder kollisionsbehafteten Fahrversuchen zu testen. Dabei kann also insbesondere ein Auffahrunfall mit einem Testfahrzeug auf das Zielobjekt nachgestellt werden. Die Erfindung betrifft dabei eine Weiterbildung der aus der oben genannten Schrift bekannten Vorrichtung zum Verbinden des Zielobjekts mit dem Zugfahrzeug. Es kann dabei ein beliebiges Zielobjekt (Target), vorzugsweise eine leichte und relativ weiche Fahrzeugattrappe (z.B. ein sogenanntes Baloon-Car auf Laufrollen bzw. Rädern), mittels der Verbindungsvorrichtung mit dem Zugsfahrzeug verbunden und hinter diesem hergezogen werden.

Aus der DE 202009008752 U1 oder DE 7123421 U1 oder DE 1 1 17 399 A1 sind Vorrichtungen zum Abschleppen liegengebliebener Fahrzeuge zu entnehmen. Solche Vorrichtungen sind aufgrund des geringen Abstands zwischen Zugfahrzeug und Zielobjekt für die Verwendung bei Fahrversuchen in aller Regel ungeeignet. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine besonders geeignete Ausgestaltung dieser Vorrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass der Abstand der Schläuche zueinander in Querrichtung über die Länge der Schläuche in Längsrichtung hinweg unterschiedlich ist und somit Verformungszonen der Schläuche definiert werden, an denen bei einem Aufprall des Testfahrzeugs die Schläuche verformt werden. Es sei klargestellt, dass dies im normalen Betriebszustand gilt, also im mit Druck beaufschlagten Zustand.

Während eine solche Formgebung auch durch entsprechend geformte Schläuche oder Bänder in diesen denkbar ist, werden die Abstände vorzugsweise mittels der Verbindungselemente entsprechend definiert, indem zumindest eines der Verbindungselemente eine beispielsweise größere Breite der Schlauchführung in Querrichtung abweichend von der Breite der Schlauchführung eines anderen dazu in Längsrichtung beabstandeten Verbindungselements hat. Grundsätzlich wäre auch eine gegenüber den anderen Verbindungselementen geringere Breite denkbar. Neben der Breite der Verbindungselemente in Querrichtung bestimmt auch deren Abstand zueinander die Verformung des Schlauchs.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert.

So zeigt Figur 1 eine entsprechende Testanordnung, wie diese in allgemeiner Form schon in der nicht vorveröffentlichten DE 1020121 10586 A1 beschrieben wurde und ergänzend für das Verständnis auch auf diese hiermit Bezug genommen wird. Das Zielobjekt 1 ist über die erfindungsgemäße Vorrichtung 4 mit dem Zugfahrzeug 3 verbunden, wobei der Einfachheit halber in der vorliegenden Figur nur 2 Schläuche 5 gezeigt sind, welche über endseitigen Verbindungsmittel 6 mit dem Zugfahrzeug 3 einerseits und dem Zielobjekt 1 andererseits verbunden sind und über die zueinander beabstandeten Verbindungsmittel 8 miteinander auch in Querrichtung verbunden sind. Die Innenvolumen der Schläuche (5) sind hydraulisch oder pneumatisch mit Druck beaufschlagt. Die Schläuche 5 dienen im Wesentlichen zur Übertragung von normalen positiven wie auch negativen Beschleunigungskräften vom Zugfahrzeug (3) auf das Zielobjekt (1 ), wie sie durch normale Beschleunigung oder Bremsvorgänge im Straßenverkehr üblich sind. Zudem dienen die Schläuche und ihre quer dazu angeordneten Verbindungsmittel zur Spurführung und Querstabilisierung des Zielobjektes 1 auch während Fahrsituation en mit Querbeschleunigungskräften, wie beispielsweise Kurvenfahrten oder Spurwechselvorgängen.

Durch die Materialwahl der Schläuche 5, deren Anzahl und deren Innendruck sowie natürlich die quer verlaufenden Verbindungsmittel wird die Gesamtsteifheit der Vorrichtung definiert und kann entsprechend angepasst werden.

Das Testfahrzeug 7 kommt mit seinem Umgebung erfassen Sensor 15 und dem Fahrerassistenzsysteme in den Nahbereich des Zielobjektes 1 und erfasst dieses, wie durch die Strahlen 16 skizziert werden soll. Die Differenzgeschwindigkeit des Testfahrzeugs 7 kann dabei jedoch gegenüber dem Zugfahrzeug 3 so hoch sein, dass die eingeleiteten Schutzmaßnahmen nicht ausreichen und es zu einer Kollision des Testfahrzeugs 7 nebst dem Zielobjekt 1 kommt. Es sei nochmals ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine solche Kollision im normalen Betrieb des Fahrzeugs gerade vermieden werden soll, in den hier vorliegenden Fahrversuchen jedoch beispielsweise durch bewusstes Übersteuern der Eingriffe des Assistenzsystems gezielt herbeigeführt wird, um die Reaktionen der Assistenzsysteme gerade auch unmittelbar vor und während einer solchen Kollision auch testen zu können.

Ab der Überschreitung einer Grenzbelastung, insbesondere bei einem Aufprall des Testfahrzeugs 7 auf das Zielobjekt 1 , kommt es jedoch zu einem Wegklicken der Schläuche und damit einer Deformation der Gesamtvorrichtung 4.

Dadurch reduziert sich bei Aufprall des Testfahrzeugs 7 auf das Zielobjekt 1 der Abstand X(TO) zwischen Zielobjekt 1 und Zugfahrzeug 3 deutlich, also beispielsweise um mehrere Meter und ermöglicht so einen Test bis zum Aufprall hin, ohne dass es dabei zu signifikanten Zerstörungen am Testfahrzeug 7 oder Zielobjekt 1 kommen würde. Zudem wird ein nachfolgendes Ausweichen oder weiteres Abbremsen des Testfahrzeugs 7 möglich.

Um die Deformation der Vorrichtung 4, also insbesondere der Schläuche 5 noch gezielter steuern zu können ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Abstand (ΒΟ,ΒΥ) in Querrichtung der Schläuche zueinander über die Länge der Schläuche in Längsrichtung hinweg unterschiedlich (B0 + BY) ist. Dazu ist beispielsweise vorgesehen, dass zumindest eines der Verbindungselemente, hier 8.Y, eine abweichende, hier größere Breite (BY) der Schlauchführung in Querrichtung (Y) hat, während die anderen Verbindungselemente 8.0 eine kleinere Breite B0 der Schlauchführung aufweisen. Alternativ dazu kann aber natürlich auch eines der Verbindungselemente eine kleinere Breite der Schlauchführung aufweisen, so dass die äußeren Schläuche nicht nach außen, sondern nach innen gewölbt verlaufen und können natürlich auch eine größere Anzahl unterschiedlich breite Verbindungselemente verwendet werden, um die Deformation des Schlauches noch näher zu definieren.

Insbesondere ist in der bevorzugten Weiterbildung gemäß Figur 1 die Schlauchführung des Verbindungselements (8.Y) breiter ist als die benachbarten Verbindungselemente (8.0) und zudem der Abstand in Längsrichtung (X2) des breiteren Verbindungselements (8.Y) zu den benachbarten Verbindungselementen (8.0) größer als der Abstand (X1 ) dieser benachbarten Verbindungselemente (8.0) zu den weiteren Verbindungselementen (8.0) oder der endseitigen Befestigung (6).

Zudem kann natürlich auch eine Anordnung von 3 Schläuchen vorzugsweise in eine dreiecksförmigen Querschnittsform vorgesehen sein, wobei der mittlere Schlauch dabei durchaus gerade verlaufen kann, durch die unterschiedlichen Abstände der Verbindungselemente im Bereich der unteren und äußeren Schläuche aber natürlich auch der Abstand in Querrichtung zwischen dem mittleren Schlauch und den jeweils äußeren Schläuchen entsprechend unterschiedlich ist.

Die Figuren 2 und 3 zeigen jeweils 2 Ansichten eines besonders geeigneten Verbindungselements 8, welches beabstandet zwischen Zugfahrzeug und Zielobjekt zum Führen der Schläuche als auch deren Positionierung im vorgegebenen Abstand zueinander als auch mit hinreichendem Abstand gegenüber der Fahrbahn und zur Übertragung der erforderlichen Kräfte, insbesondere auch Querkräfte in Querrichtung Y über die Schläuche 5 hin zum Zielobjekt ermöglicht und damit auch eine Spurstabilisierung und ein gezieltes Führen des Zielobjekts sowohl in Geradeausfahrt als auch insbesondere in Kurvenfahrten und Fahrversuchen mit simuliertem Spurwechsel ermöglicht. Theoretisch könnte auch nur ein solches Verbindungselement 8 eingesetzt werden, sofern dessen Breite abweichend zu dem abstand der Schläuche in den endpunkten ist.

Vorzugsweise sind aber eine Mehrzahl solcher Verbindungselemente mit insbesondere unterschiedlicher Breite (B0 + BY) vorgesehen, um den eventuell doch erheblichen Abstand zwischen dem Zugfahrzeug und dem Zielobjekt zu überbrücken, in einem Ausführungsbeispiel bspw. ca. 15 Meter und ca. 5 bis 20 solcher dann jeweils auch zueinander beabstandet angeordneter Verbindungselemente. Jedes Verbindungselement 8 weist zumindest ein Paar Laufrollen (1 1 ) zur Fahrbahn hin auf, wobei die Laufrollen vorzugsweise zueinander eine identische Achsenposition senkrecht zur Fahrtrichtung X aufweisen und somit einen Geradeauslauf des Verbindungselements ermöglichen.

Für jeden Schlauch 5A,5B,5C ist ein Abnehmer vorgesehen, welcher den jeweiligen Schlauch in Hochrichtung (Z) als auch zumindest eine Querrichtung (Y) punktuell, vorzugsweise aber über eine vorgegebene Länge in Längsrichtung (X) stützt.

Dabei weist der Aufnehmer ein metallisches Profilstück, hier ein Winkelprofilstück vorgegebener Länge in Längsrichtung (X) auf, welches den Schlauch über diese Länge in Hochrichtung (Z) als auch zumindest eine Querrichtung (Y) stützt.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass das Profilstück den Schlauch auch in beide Querrichtungen stützt, wie beispielsweise in dem oberen Aufnehmer für den Schlauch 5C skizziert, jedoch eben hinreichend und so auch für die Schläuche 5A und 5B realisiert, jeweils neben dem Schutz in Hochrichtung nach unten hin zur Fahrbahn als auch eben zur jeweiligen Außenseite in Querrichtung. Die Schutzfunktion umfasst dabei vorzugsweise sowohl einen Schutz gegen eine unmittelbare Berührung des Schlauchs mit der Fahrbahn als auch die geht das Eindringen von umherfliegenden Objekten, wie beispielsweise Steinen von Unfällen als auch von den Seiten zumindest für eine gewisse vorgegebene Fläche des Schlauchs.

Zudem sind an zumindest zwei der Aufnehmer zumindest an deren Unterseite und/oder einer Außenseite hervorstehende Führungen (12) für Spannriemen 10 vorgesehen, wie diese in Figur 3 besonders gut zu erkennen sind. Diese Führungen 12 dienen zum einen zur exakten Positionierung der Spannriemen 10 in Fahrtrichtung X, dass diese also auch bei auftretenden Beschleunigung-oder Bremsvorgängen des Zugfahrzeugs und der damit über die Schläuche 5 erfolgenden Kraftübertragung nicht verrutschen. Diese Führungen 12 dienen darüber hinaus aber auch aufgrund eines gewissen Übermaßes gegenüber der Dicke der Spannriemen 10 dazu, dass selbst bei einem heftigen Verkippen des Verbindungselements 8 um dessen Achse in Querrichtung Y und Berührung einer Seite des Profilstücks mit der Fahrbahn die in der Führung 12 befindlichen Spannriemen 10 vor einem entsprechenden Auftreffen auf die Fahrbahn und womöglich aufgrund der Geschwindigkeit während des Fahrversuchs erfolgenden Aufscheuerns geschützt sind. Das Verbindungselement (8) gemäß der Figuren 3 und 2 weist dabei Aufnehmer für zwei Schläuche (5A,5B) in einer zur Fahrbahn parallelen Ebene sowie einen dritten Aufnehmer für den dritten Schlauch (5C) über Haltemittel (17) beabstandet zu dieser Ebene auf.

Wie bereits in der DE 1020121 10586 A1 erläutert, weist eine solche Anordnung mit 3 Schläuchen ein dreieckförmiges Querschnittsprofil auf, welches eine besonders gute Spurführung vom Zugfahrzeug hin zum Zielobjekt ermöglicht. Die konkrete Ausgestaltung des entsprechenden Haltemittels 17 ist dabei konstruktiv weit gehend frei gestaltbar, vorzugsweise aber so gewählt, dass eine Projektion des oberen Schlauchs 5C in die Ebene der Schläuche 5A und 5B sich mittig zwischen dem Schläuchen 5A und 5B befände.

Das hier beschriebene Verbindungselement findet also vorzugsweise Verwendung zum Positionen wenigstens zweier deformierbarer Schläuche für eine Vorrichtung gemäß der DE 1020121 10586 A1 zum Verbinden eines Zielobjektes mit einem Zugfahrzeug zum Funktionstest eines Fahrerassistenzsystems eines Testfahrzeuges zur Durchführung von Fahrversuchen, insbesondere von kollisionsnahen und kollisionsbehafteten Fahrversuchen zwischen dem Testfahrzeug und dem Zielobjekt (1 ) und somit letztlich in einer entsprechenden Testanordnung.