DE10332817B3 - Method and vehicle test bench for dynamic driving simulation - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Fahrzeugprüfstannd zur Ermittlung der Kenndaten von Rad- und Achssystemen für die Definition und die Ermittlung der Fahreigenschaften und des technischen Zustandes eines mit bereiften Rädern bestückten Fahrzeugs. Das Fahrzeug wird in einer beliebigen Lage festgehalten oder es ist an mindestens einer Achse ortsgefesselt. Jedes der Räder wird auf einer diesem zugeordneten Unterlage abgestützt, die eine unbegrenzte Linearbewegung in einer ersten Richtung und eine begrenzte Linearbewegung in einer zu der ersten Richtung rechtwinkligen zweiten Richtung ausführen kann. Die Räder werden angetrieben, und die Koordinaten der Radaufstandspunkte auf jeder Unterlage werden ermittelt. Eine von einem angetriebenen Rad auf die zugeordnete Unterlage in der zweiten Richtung ausgeübte Kraft wird gemessen, und die Orientierung jeder Unterlage in Bezug auf das darauf abgestützte Rad wird verstellt, bis die gemessene Kraft mit einer in der zweiten Richtung auf die Unterlage ausgeübten Kraft übereinstimmt. Der Winkel zwischen der durch jede Unterlage definierten ersten Richtung und der Längsachse des Fahrzeugs wird gemessen, und aufgrund der Koordinaten der Radaufstandspunkte und der gemessenen Winkel werden die Koordinaten des Wendepunkts für jede Achse des Fahrzeugs ermittelt.The invention relates to a method and a Fahrzeugprüfstannd for determining the characteristics of wheel and axle systems for the definition and determination of the driving characteristics and the technical condition of a vehicle equipped with tires wheels. The vehicle is held in any position or it is tied to at least one axis. Each of the wheels is supported on a base associated therewith, which can perform unlimited linear motion in a first direction and limited linear motion in a second direction perpendicular to the first direction. The wheels are driven and the coordinates of the wheel contact points on each surface are determined. A force exerted by a driven wheel on the associated pad in the second direction is measured, and the orientation of each pad relative to the wheel supported thereon is adjusted until the measured force coincides with a force exerted on the pad in the second direction. The angle between the first direction defined by each pad and the longitudinal axis of the vehicle is measured, and based on the coordinates of the wheel contact points and the measured angles, the coordinates of the point of inflection are determined for each axis of the vehicle.

Description

Die bis heute bekannten mechanischen, optischen und optoelektronischen Vorrichtungen für die Prüfung der Fahrwerksgeometrie eines Fahrzeuges beruhen auf der statischen Messung der Fahrwerks-Kenngrößen, wie Sturz-, Nachlauf- und Lenkwinkel, Spur und vielen anderen Achseinstellwerten (Ref. 1: Seite 101-ff). Diese statischen Achsvermessungen können über das Fahrverhalten eines Fahrzeuges keine sicheren Aussagen liefern. Die dynamischen Reifenprüfstande von kommerziellen Anbietern und diversen fahrzeugtechnischen Instituten ermöglichen zwar die rationelle Vermessung statischer und dynamischer Kennwerte von bereiften Rädern und der Lenkgeometrie und Radaufhängung einer Achse, aber nicht die exakte Beurteilung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs (Ref. 2, Seite 626–632).The known mechanical, optical and optoelectronic Devices for the exam The chassis geometry of a vehicle is based on the static Measurement of chassis parameters, such as Camber, caster and steering angle, track and many other axle settings (ref. 1: page 101-ff). These static axis measurements can be done via the Driving behavior of a vehicle can not provide any reliable information. The dynamic tire test bench from commercial providers and various vehicle technical institutes enable although the rational measurement of static and dynamic characteristics from tired wheels and the steering geometry and suspension an axle, but not the exact assessment of driving behavior of a vehicle (ref 2, pages 626-632).

Die WO 92/20997 A1 offenbart ein Verfahren und einen Fahrzeugprüfstand, bei dem die Räder eines Fahrzeugs jeweils auf zwei zylindrischen Rollen drehbar abgestützt sind. Die beiden Rollen sind in einem Rahmen gelagert. Eine Winkelemesseinrichtung besteht aus einer auf der Felge montierten Befestigungseinheit, Messbolzen, Lenkarm und Signalgeber. Die Winkelemesseinrichtung soll Radsturz, Spreizung und Nachlauf der Räder messen. Zusätzlich werden mit vier Kraftsensoren die von einem Rad auf den zugeordneten Rahmen ausgeübten Lasten erfasst. Eine Vierpunktmessung ist jedoch nicht eindeutig, da statisch unbestimmt.The WO 92/20997 A1 discloses a method and a vehicle test bench, at which the wheels a vehicle are rotatably supported respectively on two cylindrical rollers. The two rollers are stored in a frame. An angle measuring device consists of a mounting unit mounted on the rim, Measuring bolt, steering arm and signal transmitter. The angle measuring device should measure camber, spread and caster of the wheels. In addition will be with four force sensors that from a wheel to the assigned frame exerted Loads recorded. A four-point measurement is not unique, because statically indefinite.

Um die dynamischen Fahreigenschaften eines Fahrzeuges in der Entwicklungsphase zu bestimmen, werden zwar zeitraubende Autodromprüfungen durchgeführt, die optimalen Eigenschaften bei fahrendem Fahrzeug letztlich aber subjektiv ermittelt. Bei den zu dynamischen Prüfvorrichtungen zählenden Spurmessplatten (Radlauf-Tester) (Ref. 1, Seite 143-ff) wird nur die Geradeausfahrt einer Achse auf Spurfehler getestet und als Ergebnis mm/m oder in m/km angezeigt. Die Fahrzeughersteller geben keine Kenndaten für diese Art dynamischer Messungen an, weil die in x-Richtung rollenden Räder einer Achse auf den in y-Richtung frei beweglichen Spurmeßplatten nur eine kurze Strecke (1 m bis 2 m) fahren, während die Räder der anderen Achsen auf festem Boden in eine nicht genau definierbare Richtung nur mit einer halben Umdrehung rollen. Daher ist dieses Prüfverfahren ungenau und eng mit den praktischen Erfahrungen des Prüfers verbunden. Genauere Messungen für die Bestimmung und Einstellung der Fahrwerksgeometrie werden letztendlich mit den bekannten Geräten der statischen Messung durchgeführt.Around the dynamic driving characteristics of a vehicle in the development phase to be determined, although time-consuming Autodromprüfungen be performed, the optimal properties when the vehicle is moving but ultimately subjective determined. In the case of dynamic testers Track gauge (wheel arch tester) (ref 1, page 143-ff) only becomes the straight-ahead travel of an axis is tested for tracking error and as a result mm / m or in m / km. The vehicle manufacturers do not give any Characteristics for this type of dynamic measurements, because the rolling in the x direction Wheels of an axle in the y direction freely movable track measuring plates only a short distance (1 m to 2 m) drive while the wheels of the other axles solid ground in a not exactly definable direction with only one roll half turn. Therefore, this test method is inaccurate and narrow connected with the practical experience of the examiner. More accurate measurements for the Determination and adjustment of the chassis geometry will ultimately with the known devices the static measurement performed.

Die Radaufhängungen eines Fahrzeuges müssen neben einer Vielzahl von Anforderungen (Ref. 3, Seite 13-ff) insbesondere die bereiften Räder auf der Fahrbahn unter allen denkbaren Betriebsbedingungen abrollen lassen. Jede Seitenkraft, (außer durch seitlichen Wind oder bei Kurvenfahrt entstehender Zentrifugalkraft oder wegen geneigter Fahrbahn entstehender Kräfte), die rechtwinklig zur Geradeausrollrichtung des Rades bzw. des Fahrzeuges wirkt, verursacht unnötigen Leistungsverlust und ist in kritischen Fällen sogar ein Sicherheitsrisiko. Bei der Geradeausfahrt eines Fahrzeuges sollen die Räder im Idealfall keine Seitenkräfte bilden oder unter bestimmten Voraussetzungen einen definierten Betrag nicht überschreiten, damit bei einer schnellen Fahrt eine Seite des Fahrzeuges, die sich auf einer mit einer kleinen Reibungszahl behafteten unhomogenen Fahrbahn befindet, nicht die andere Seite der Räder des Fahrzeuges in die Richtung der eigenen Seitenkräfte das Fahrzeug seitlich wegzieht.The suspension of a vehicle in addition to a variety of requirements (Ref. 3, page 13-ff) in particular the tired wheels Roll the road under all conceivable operating conditions to let. Every lateral force, (except by lateral wind or when cornering emerging centrifugal force or due to inclined roadway forces) at right angles to the Straight rolling direction of the wheel or the vehicle acts, causes unnecessary Loss of performance and in critical cases even a security risk. When driving straight ahead of a vehicle, the wheels should ideally no lateral forces form or, under certain conditions, a defined amount do not exceed so that when driving fast one side of the vehicle, which is on a non-homogeneous with a low coefficient of friction Roadway is not the other side of the wheels of the vehicle in the direction the own side forces pull the vehicle sideways.

Die Radaufstandsfläche eines Rades soll alle vertikalen Radkräfte, die Traktions-, Brems- und Seitenkräfte ohne Schlupf auf die Fahrbahn leiten. Die Radaufstandsfläche ist bei diesen Anforderungen die kritische Schnittstelle (Interface) in der Kraftübertragungskette zwischen dem Fahrzeug und der Fahrbahn. Obwohl der Radaufstandspunkt W als Kräftemittelpunkt aller Kräfte, die auf der Radaufstandsfläche wirken, definiert ist, sind in der Kraftfahrzeugtechnik keine stationären Vorrichtungen und Verfahren bekannt, die das Geradeaus- und Kurvenfahrtverhalten des gesamten Fahrzeuges dynamisch, nämlich bei rollenden Rädern des Fahrzeuges in bezug auf den Radaufstandspunkt W und die darauf wirkenden Kräfte prüfen und messen. Die heute in der Fahrzeugtechnik für Kurvenfahrten angewandten Ackermann-Bestimmungen, die sich an ein Ackermann GB-Patent 4212 von 1818 anlehnen, das ursprünglich auf die Lenkachskonstruktion des Münchener Wagenbauers Georg Lankensperger aus dem Jahr 1816 bezogen war (Ref. 4), beruhen auf den kinematischen Zusammenhängen, um den Schnittpunkt der Achsverlängerungen aller rollenden Räder als Wendepunkt Meines Fahrwerks zu definieren. Die Reifenbreiten bei heutigen Fahrzeugen sind aber größer als die damaligen Reifenbreiten und die Radaufhängungen von modernen Fahrzeugen bringen zusätzliche Konstruktionsparameter wie Sturz-, Nachlauf- und Lenkwinkel und andere Achseinstellwerte mit sich, um das Fahrverhalten von Fahrzeugen zu optimieren. Ein bereiftes Rad dreht sich bei der Geradeausfahrt, bei einer mit positivem Sturzwinkel ε und Vorspur eingestellten lenkbaren Achse mit seiner Felge um die Radachse, aber nicht exakt in Fahrtrichtung (12), sondern mit einem Reifenschräglaufwinkel α, wbei die Reifen mit ihrer Radaufstandsfläche bzw. mit ihrem Radaufstandspunkt W in Fahrtrichtung (12) rollen (Ref. 3: Seite 242, Bild 3.119) und die Seitenkräfte und alle anderen Kräfte den Radaufstandspunkt W sogar von der Radmitte weg schieben.The wheel contact surface of a wheel is to guide all vertical wheel forces, the traction, braking and lateral forces without slipping on the road. The wheel tread is the critical interface for these requirements in the power transmission chain between the vehicle and the roadway. Although the wheel contact point W is defined as the center of force of all forces acting on the wheel tread, no stationary devices and methods are known in automotive engineering that dynamically control the straight-line and cornering behavior of the entire vehicle, namely rolling wheels of the vehicle with respect to the vehicle Check and measure wheel contact point W and the forces acting on it. The Ackermann regulations used today in vehicle technology for cornering, based on an Ackermann GB patent 4212 from 1818, which was originally based on the steering axle construction of the Munich coachbuilder Georg Lankensperger from 1816 (Ref. 4), are based on the kinematic relationships to define the intersection of the axle extensions of all rolling wheels as the turning point of my landing gear. However, the tire widths of today's vehicles are larger than the tire widths at the time, and the suspension of modern vehicles brings with it additional design parameters such as camber, caster, and steering angles and other axle settings to optimize the handling of vehicles. A frosted wheel turns when driving straight ahead, with a steerable axle set with positive camber angle ε and toe in with its rim around the wheel axle, but not exactly in the direction of travel ( 12 ), but with a tire slip angle α, wbei the tires with their wheel contact surface or with their wheel contact point W in the direction of travel ( 12 ), and the lateral forces and all other forces shoot the wheel contact point W even from the center of the wheel (Ref. 3: page 242, Fig. 3.119) ben.

Ein bereiftes Rad mit seiner Aufhängungskinematik und dem Fahrwerk bildet gegenüber der Fahrbahn ein komplexes elastokinematisches System, wobei die Radaufstandsfläche mit dem Radaufstandspunkt W eine wichtige Schnittstelle bildet. Mit der Annahme eines fiktiven, dünnen Rades, das auf dem Radaufstandspunkt W senkrecht auf der Fahrbahn in Fahrtrichtung (12) rollt, kann man die Ackermann-Prinzipien für Kurven- und Geradeausfahrt anwenden. Die Schnittpunkte der Achsverlängerungen der fiktiven Räder einer Achse bzw. eines Fahrzeugs ergeben dabei die Wendepunkte M. Dabei befinden sich die Achsen der fiktiven Räder rechtwinklig zur Fahrtrichtung (12) auf dem Radaufstandspunkt W. Der Radius dieser fiktiven Räder kann als unendlich klein angenommen werden und geht im Limit des Radaufstandspunktes W auf. Man kann den Lenkwinkel für dieses fiktive Rad als den effektiven Lenkwinkel δA definieren, wobei der effektive Lenkwinkel δA die Summe des Lenkwinkel δ und des Reifenschräglaufwinkels α ist: δA = α + δ. Bei bereiften Rädern einer Achse, links gelenkt sind, ist dieser Zusammenhang in 1 dargestellt. Bei bereiften Räder mit lenkbarer und/oder unlenkbarrer Achse eines Fahrzeugs, bei dem die Fahrtrichtung (12) auf Geradeausfahrt eingestell ist, ist der effektive Lenkwinkel δA = 0, weil der Lenkwinkel δ bei dem linken Rad negativ und bei dem rechten Rad positiv ist und ebenso die Reifenschräglaufwinkel α positiv bzw. negativ sind und die gleiche Winkelbeträge besitzen.A frosted wheel with its suspension kinematics and the chassis forms with respect to the road a complex elastokinematic system, the wheel contact with the wheel contact point W forms an important interface. With the assumption of a fictitious, thin wheel, on the wheel contact point W perpendicular to the road in the direction of travel ( 12 ) rolls, one can apply the Ackermann principles for cornering and straight ahead driving. The intersections of the axle extensions of the fictitious wheels of an axle or of a vehicle result in the turning points M. In this case, the axes of the fictitious wheels are at right angles to the direction of travel ( 12 ) on the wheel contact point W. The radius of these fictitious wheels can be assumed to be infinitely small and is in the limit of the wheel contact point W on. One can define the steering angle for this notional wheel as the effective steering angle δA, where the effective steering angle δA is the sum of the steering angle δ and the tire slip angle α: δA = α + δ. For tired wheels of an axle, steered left, this relationship is in 1 shown. For tired wheels with steerable and / or steerable axle of a vehicle, in which the direction of travel ( 12 ) is set to straight ahead, the effective steering angle δA = 0 because the steering angle δ is negative for the left wheel and positive for the right wheel and also the tire slip angles α are positive and negative and have the same angular amounts.

Aufgrund dieser Überlegungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die die Messung aller Kräfte und die Bestimmung der Koordinaten der Radaufstandspunkte W und den effektiven Lenkwinkel δA auf einem stationären Prüfstand bei simulierter dynamischer Fahrt eines Fahrzeuges zu ermöglichen.by virtue of these considerations the invention has the object, a method and a Device to create the measurement of all forces and the determination of the coordinates of the wheel contact points W and effective steering angle δA on a stationary test bench to allow for simulated dynamic drive of a vehicle.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 bzw. 2 angegeben. Mit der Erfindung wird ein stationärer, rechnergestützten Fahrzeug-Prüfstand geschaffen, der das Fahrverhalten eines mit Reifen bestückten Fahrzeuges auf einer durch Flachbänder simulierten Fahrbahn dynamisch prüft und die erforderlichen Einstellungen der Radkinematik und Radaufhängung für das ideale Abrollen der Räder (ohne Seitenkraft, oder mit gewollter Seitenkraftbildung zwischen den Radaufstandspunkten und der Fahrbahn) während des Prüfgangs beim angetriebenen sowie frei oder gebremst rollenden Rades erlaubt. Das Prüfverfahren beruht auf der dynamischen Messung und Bestimmung der Abrollrichtung (12) bzw. des effektiven Lenkwinkels δA des breiften Rades, und der Kräfte und der Koordinaten des Radaufstandspunktes W und auf der Bestimmung der Koordinaten des Wendepunktes M für jede Achse, wobei das Fahrverhalten des Fahrzeuges bei Kurvenfahrten und Geradeausfahren bei allen möglichen denkbaren Fahrbahnlagen und bei verschiedenen Beladungszuständen des Fahrzeuges ermittelt werden kann.The solution of this problem is specified in claim 1 or 2. The invention provides a stationary, computer-aided vehicle test stand is created, which dynamically checks the driving behavior of a vehicle equipped with tires on a lane simulated by flat belts and the required settings of the wheel kinematics and suspension for the ideal rolling of the wheels (without side force, or with intentional Side force formation between the wheel contact points and the road) during the test run when driven and free or braked rolling wheel allowed. The test method is based on the dynamic measurement and determination of the unwinding direction ( 12 ) or the effective steering angle δA of the wheel rim, and the forces and the coordinates of the wheel contact point W and on the determination of the coordinates of the turning point M for each axis, the driving behavior of the vehicle when cornering and driving straight ahead in all conceivable road situations and at various Loading conditions of the vehicle can be determined.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:The Invention will be described below with reference to an illustrated in the drawings embodiment explained in more detail. It shows:

1 Winkelparameter der bereiften Räder eines Fahrzeugs 1 Angular parameters of the tired wheels of a vehicle

2 Bestimmung der Koordinaten der Wendepunkte Wf und Wr nach Ackermann eines mit vier Rädern ausgestatteten Fahrzeugs durch den Fahrzeug-Prüfstand 2 Determining the coordinates of the turning points W f and W r according to Ackermann of a four-wheeled vehicle through the vehicle test bench

3a Koordinatendefinition der Radmesseinheit von oben gesehen 3a Coordinate definition of the wheel measuring unit seen from above

3b Definition der XYZ-Koordinaten des Radaufstandspunktes W 3b Definition of the XYZ coordinates of the wheel contact point W

4 Radmesseinheit im Querschnitt xz, bei y = 0 4 Wheel measuring unit in cross section xz, at y = 0

5 Radmesseinheit im Querschnitt xz, bei y = yC 5 Wheel measuring unit in cross section xz, at y = yC

6 Radmesseinheit im Querschnitt xy, bei x = 0 6 Wheel measuring unit in cross-section xy, at x = 0

7 Radmesseinheit im Querschnitt xy-Sicht aus +z-Richtung 7 Wheel measuring unit in cross-section xy-view from + z-direction

8 Radmesseinheit im Querschnitt yz-Sicht aus +x-Richtung 8th Wheel measuring unit in cross-section yz-view from + x-direction

9 Radmesseinheit im Querschnitt yz-Sicht aus –x-Richtung 9 Wheel measuring unit in cross-section yz-view from -x-direction

Die 1 bis 9 zeigen einen Fahrzeug-Prüfstand mit den Radmesseinheiten (1) für ein Fahrzeug (2) mit vier bereiften Rädern (6). Die vier Radmesseinheiten (1), definiert durch die x1y1z1-, x2y2z2-, x3y3z3- und x4y4z4-Koordinatensysteme, sind ortsfest oder können mit Geradführungsystemen der Fahrzeuggröße angepasst werden. Die Radmesseinheiten können in Z-Richtung des XYZ-Koordinatensystems mit Höheneinstellvorrichtungen zwecks Simulation der Fahrbahnlage eingestellt werden. Eine Fahrzeugfesselungsvorrichtung (4) mit Fahrzeugfesselungspunkten (5) und mit einer Höheneinstellvorrichtung kann die Lage- und Belastungssimulation des Fahrzeuges (2) ermöglichen, wobei alle Räder (6) auf den Flachbändern (7) der Radmesseinheiten (1) rollen. Zusätzlich werden am Radaufstandspunkt W die Kräfte in Richtung z-, x- und y-Achsen des xyz-Koordinatensystems (9) direkt gemessen oder mit den gewünschten Werten angebracht. Die Tests erfolgen manuell oder nach einem Computerprogramm automatisch; die Ergebnisse können gleichzeitig auf dem Bildschirm ermittelt und mit dem Drucker dokumentiert werden.The 1 to 9 show a vehicle test bench with the wheel measuring units ( 1 ) for a vehicle ( 2 ) with four wheels ( 6 ). The four wheel measuring units ( 1 ), defined by the x1y1z1, x2y2z2, x3y3z3 and x4y4z4 coordinate systems, are stationary or can be adapted to vehicle size with straight-line systems. The wheel measuring units can be adjusted in the Z direction of the XYZ coordinate system with height adjustment devices for the purpose of simulating the roadway position. A vehicle restraint device ( 4 ) with vehicle binding points ( 5 ) and with a height adjustment device, the position and load simulation of the vehicle ( 2 ), with all wheels ( 6 ) on the flat bands ( 7 ) of the wheel measuring units ( 1 ) roll. In addition, at the wheel contact point W, the forces in the direction of the z, x and y axes of the xyz coordinate system ( 9 ) directly or with the desired values. The tests are done manually or automatically after a computer program; the results can be determined simultaneously on the screen and documented with the printer.

Jede Radmesseinheit (1) soll die Koordinaten des Radaufstandspunktes W bei einer bestimmten Fahrtrichtung (12) mit dem effektiven Lenkwinkel δA der rollenden Reifen eines Rades (6) und mit der Radlast FZ,W, der Seitenkraft FY,W und der Längskraft FX,W an dem Radaufstandspunkt W messen können. Eine Radmesseinheit (1) besteht aus vier Funktionsgruppen: Dem Bandblock (13), dem Trägerblock (14), der Drehplatte (15) mit den Linearführungen in y-Richtung (9) und der Basisplatte (16), wobei diese Funktionsgruppen für alternative konstruktive Lösungen auch anders zusammengefasst werden können.Each wheel measuring unit ( 1 ) is the coordinates of the wheel contact point W at a certain direction ( 12 ) with the effective steering angle δA of the rolling tires of a wheel ( 6 ) and with the wheel load F Z, W , the side force F Y, W and the longitudinal force F X, W at the wheel contact point W can measure. A wheel measuring unit ( 1 ) consists of four functional groups: the band block ( 13 ), the support block ( 14 ), the rotary plate ( 15 ) with the linear guides in the y-direction ( 9 ) and the base plate ( 16 ), where these functional groups for alternative constructive solutions can also be summarized differently.

Der Bandblock (13) umfasst ein Endlosband (7) durch zwei Trommeln (17) (mit elektrischem oder hydraulischem Antrieb) angetrieben wird. Eine Trommel kann dabei nach Bedarf nur als Umlenkrolle ohne Antriebsmotor gestaltet werden. Die Trommeln (17) sind am Bandblock (13) montiert. Das Flächenlager (18) überträgt die vertikale Kraft FZ,W des Rades (6) auf den Bandblock (13) und soll eine minimale Flächenreibung aufweisen. Drei Stempel (19) mit Kugelenden sind an den Punkten A, B und C am Bandblock (13) befestigt und übertragen die Kräfte in ihrer axialen Richtung an Kraftmesssensoren (21) am Trägerblock (14) und die lateralen Kräfte auf den Trägerblock (14).The band block ( 13 ) comprises an endless belt ( 7 ) by two drums ( 17 ) (with electric or hydraulic drive) is driven. A drum can be designed as needed only as a pulley without drive motor. The drums ( 17 ) are on the tape block ( 13 ) assembled. The area storage ( 18 ) transmits the vertical force F Z, W of the wheel ( 6 ) on the tape block ( 13 ) and should have a minimum surface friction. Three stamps ( 19 ) with ball ends are at the points A, B and C at the band block ( 13 ) and transmit the forces in their axial direction to force measuring sensors ( 21 ) on the support block ( 14 ) and the lateral forces on the support block ( 14 ).

Der Trägerblock (14) trägt den Bandblock (13) an den drei Punkten A, B und C. An den Punkten L und K des Bandblocks (13) üben einstellbare Federvorrichtungen (23) eine Ziehvorspannung aus. Diese Vorspannungen wirken gegen die Kippung des Bandblocks, wenn sich der Radaufstandspunkt W außerhalb des von den drei Punkten A, B und C definierten Dreiecks befindet und während alle Kraftmesssensoren (21), ohne zum Messnullpunkt zu kommen, nämlich ohne Hysterese und immer in der Druckrichtung ihrer Umwandlungscharakteristik arbeitend, die Kräfte erfassen. Dieses Verfahren erhöht die Messpräzision und vergrößert die Messfläche auf das ganze Flachband (7). Zur Last- und Abkippbegrenzung sind einstellbare Vorrichtungen (24) vorgesehen.The carrier block ( 14 ) carries the band block ( 13 ) at the three points A, B and C. At the points L and K of the band block ( 13 ) practice adjustable spring devices ( 23 ) a pulling prestress. These biases counteract the tilting of the belt block when the wheel contact point W is outside the triangle defined by the three points A, B and C and while all the force measuring sensors (FIG. 21 ), without coming to the zero point of the measurement, namely without hysteresis and always working in the printing direction of their conversion characteristic, detecting the forces. This method increases the precision of the measurement and increases the measuring area to the entire flat band ( 7 ). For load and Abkippbegrenzung are adjustable devices ( 24 ) intended.

Die mit Linearführungen (25) versehene Drehplatte (15) trägt den Trägerblock (14) mit vier Linearführungswagen (26) und erlaubt eine präzise Linearbewegung im begrenzten Betrag von ±s, um den Bandblock (13) bzw. das Flachband (7) den lateralen Bewegungen des Rades (6) beim Ein- und Ausfedern des Fahrzeuges (2) und bei Lenkbewegungen frei anzupassen. Ein zwischen Drehplatte (15) und Trägerblock (14) angeordneter Linearwegemesssensor (28) erfasst den Betrag von s. Die Drehplatte (15) ist in z-Richtung auf der Basisplatte (16) drehbar axial und radial gelagert (4). Auf der Drehplatte (15) befinden sich zwei abnehmbare (in 6 und 7 als Beispiel abnehmbar dargestellt), oder nach Bedarf feststellbare in y-Richtung (9) gleitende Kraftmesssensoren (29), um die in y-Richtung vom Radaufstandspunkt W verursachten Seitenkräfte FY,W (12) zu erfassen. Um die Längskräfte FX,W in x-Richtung zu erfassen, können zwischen Bandblock (13) und Trägerblock (14) Messsensoren von der gleichen Art wie (29) angebracht werden. In diesem Fall müssen die Stempel (19) in x-Richtung frei beweglich (< 1 mm) gestaltet werden. Die Längs- und Seitenkräfte, die auf dem Radaufstandspunkt W entstehen, müssen auf der Fliessbandebene bei z = 0 erfasst werden. Ein Aktuator (30) befindet sich auf der Drehplatte (15) zur Blockierung oder zur Einstellung eines bestimmten Betrages von ±s des Trägerblocks (14) in y-Richtung. Die Messungen von Seitenkräften FY,W und der linearen Verschiebung s in y-Richtung können in den Aktuator (30) integriert werden, wobei dann die Kraftmesssensoren (29) und der Linearmesssensor (28) entfallen.The with linear guides ( 25 ) provided rotary plate ( 15 ) carries the support block ( 14 ) with four linear guide carriages ( 26 ) and allows a precise linear movement in the limited amount of ± s to the band block ( 13 ) or the flat band ( 7 ) the lateral movements of the wheel ( 6 ) during compression and rebound of the vehicle ( 2 ) and freely adapt during steering movements. One between rotary plate ( 15 ) and support block ( 14 ) arranged Linearwegemesssensor ( 28 ) records the amount of s. The turntable ( 15 ) is in z-direction on the base plate ( 16 ) rotatably mounted axially and radially ( 4 ). On the turntable ( 15 ) are two removable (in 6 and 7 demounted as an example), or detectable in y-direction as required ( 9 ) sliding force measuring sensors ( 29 ), the lateral forces F Y, W (in the y direction from the wheel contact point W 12 ) capture. In order to detect the longitudinal forces F X, W in the x-direction, between band block ( 13 ) and support block ( 14 ) Measuring sensors of the same type as ( 29 ). In this case, the stamps ( 19 ) in the x direction freely movable (<1 mm) are designed. The longitudinal and lateral forces generated at the wheel contact point W must be recorded at the conveyor belt level at z = 0. An actuator ( 30 ) is located on the rotary plate ( 15 ) for blocking or setting a certain amount of ± s of the support block ( 14 ) in the y direction. The measurements of side forces F Y, W and the linear displacement s in the y-direction can be in the actuator ( 30 ), whereby the force measuring sensors ( 29 ) and the linear measuring sensor ( 28 ) accounted for.

Die Basisplatte (16), die die Koordinaten durch das x1y1z1-Koordinatensystem definiert, ist die Grundplatte der Radmesseinheit (1) und kann für unterschiedliche Prüfstandanforderungen beliebig mit Linearführungen, Hexapots und/oder Hebevorrichtungen befestigt werden oder für einen bestimmten Fahrzeugtyp ortsfest verankert werden. Ein auf der Basisplatte (16) angeordneter Winkelmesssensor (32), misst die Drehwinkel, nämlich den effektiven Lenkwinkel δA zwischen Basisplatte (16) und Drehplatte (15). Durch einen Motor (33) auf der Basisplatte (16) wird ein beliebiger Drehwinkel δA bei Bedarf eingestellt. Der Winkelmesssensor (32) kann mit einem Motor (33), der digital gesteuert angetrieben und aber auch ohne Antrieb die Drehwinkel δA erfasst, integriert werden.The base plate ( 16 ), which defines the coordinates by the x1y1z1 coordinate system, is the base plate of the wheel measuring unit ( 1 ) and can be arbitrarily fixed for different test bench requirements with linear guides, hexapots and / or lifting devices or anchored stationary for a particular vehicle type. One on the base plate ( 16 ) arranged angle measuring sensor ( 32 ), measures the rotation angle, namely the effective steering angle δA between the base plate ( 16 ) and rotary plate ( 15 ). By a motor ( 33 ) on the base plate ( 16 ), an arbitrary rotation angle δA is set as needed. The angle measuring sensor ( 32 ) can with a motor ( 33 ), which is driven digitally controlled and, however, also detects the rotation angle δA without drive, can be integrated.

Das in 1, 2, 3a und 3b gezeichnete Koordinatensystem ist das in der Fahrzeugtechnik üblicherweise angewandte Hauptkoordinatensystem. Das XYZ-Koordinatensystem ist auf festen Grund bezogen. Der ersten Basisplatte (16) ist das x1y1z1-Koordinatensystem zugeordnet und dessen Originpunkt wird, bezogen auf das XYZ-Koordinatensystem als O1(Xo1,Yo1,Zo1) definiert. Dementsprechend ist der n-ten Basisplatte das xnynzn-Koordinatensystem zugeordnet und der Originpunkt wird als On(Xon,Yon,Zon) definiert, wobei die xnynzn-Achsrichtungen zu den XYZ-Achsen parallel sind. Dem Bandblock (13) wird das xyz-Koordinatensystem zugeordnet. Die Oberfläche des Flachbandes (7) ist als Origin der Z-Achse der XYZ- (3) und xyz-Koordinatensysteme definiert.This in 1 . 2 . 3a and 3b Drawn coordinate system is the main coordinate system commonly used in automotive engineering. The XYZ coordinate system is based on a firm reason. The first base plate ( 16 ) the x1y1z1 coordinate system is assigned and its origin point is defined as O1 (Xo1, Yo1, Zo1) with respect to the XYZ coordinate system. Accordingly, the n-th base plate is assigned the xnynzn coordinate system and the origin point is defined as On (xon, yon, zon) with the xnynzn axis directions parallel to the xyz axes. The band block ( 13 ) the xyz coordinate system is assigned. The surface of the flat band ( 7 ) is the origin of the Z axis of the XYZ ( 3 ) and xyz coordinate systems.

Die Koordinaten des Radaufstandspunktes W1 sind auf das Flachband (7) bezogen als W1(x,y,z) definiert. Die Beträge von x, y und z können aus den durch die Kraftmesssensoren (21) erfassten Kräften durch die Berechnung der Null-Summe von Momenten bezogen auf die x-, y- und z-Achsen (9) ermittelt werden. Von der Summe der von den Kraftmesssensoren (21) erfassten Kräfte werden das Eigengewicht der Bandgruppe (13) und die Hilfskräfte der Vorspannvorrichtungen (23) abgezogen, und so ergibt sich die Radkraft FZ,W. Die Koordinaten des Radaufstandspunktes W1(x,y,z) bezogen auf den Bandblock (13) können über die x'y'z'-Hilfskoordinaten als W1(x1,y1,z1) bezogen auf die Basisplatte (16) ermittelt werden: x1 = x·cos(δA) – y·sin(δA) – s·sin(δA) y1 = x·sin(δA) + y·cos(δA) + s·cos(δA) z1 = z The coordinates of the wheel contact point W1 are on the flat belt ( 7 ) defined as W1 (x, y, z). The amounts of x, y and z can be determined by the force measuring sensors ( 21 ) are calculated by calculating the zero sum of moments with respect to the x, y and z axes ( 9 ) be determined. From the sum of the force measuring sensors ( 21 ) are the self-weight of the band ( 13 ) and the auxiliary forces of the pretensioning devices ( 23 ), and so the wheel force F Z, W results. The coordinates of the wheel contact point W1 (x, y, z) relative to the band block ( 13 ) can be determined via the x'y'z 'auxiliary coordinates as W1 (x1, y1, z1) relative to the base plate ( 16 ) be determined: x1 = x · cos (δA) -y · sin (δA) -s · sin (δA) y1 = x · sin (δA) + y · cos (δA) + s · cos (δA) z1 = z

Dabei verschiebt das auf dem Flachband (7) geführte Rad (6) den Bandblock (13) und den Trägerblock (14) um den Betrag von ±s entlang der y-Achse. Die Drehplatte (15) wird manuell oder automatisch vom Rechner gesteuert und bis zum Winkelbetrag von ±δA gedreht, bis keine seitliche Bewegung am Bandblock (13) und Trägerblock (14) mehr entsteht oder es wird die gewollt angebrachte Seitenkraft FY,W in y-Richtung gemessen. Die Koordinaten vom Radaufstandspunkt W1(x1,y1,z1) bezogen auf die Basisplatte können mit Hilfe der Koordinaten seiner Origin O1(Xo1,Yo1,Zo1) bezogen auf das XYZ-Koordinatensystem (3) durch die Gleichungen: X1 = x1 + Xo1 Y1 = y1 + Yo1 Z1 = z1 + Zo1als W1(X1,Y1,Z1), bezogen auf XYZ-Koordinatensystem transformiert werden. Auf die gleiche Weise erfolgt die Koordinatentransformation für die übrigen Radaufstandspunkte. Die Koordinaten der Wendepunkte M einer Achse können als Schnittpunkte der Geradelinien (36), die auf den Radaufstandspunkten W1(X1,Y1,Z1) bzw. W2(X2,Y2,Z2) liegen und in y-Richtung des Koordinatensystems des jeweiligen Bandblocks (13) und Trägerblocks (14) verlaufen, bestimmt werden.It shifts on the ribbon ( 7 ) guided bike ( 6 ) the band block ( 13 ) and the support block ( 14 ) by the amount of ± s along the y-axis. The turntable ( 15 ) is manually or automatically controlled by the computer and rotated to the angle of ± δA, until no lateral movement on the belt block ( 13 ) and support block ( 14 ) more arises or it is the intentionally mounted side force F Y, W measured in the y direction. The coordinates of the wheel contact point W1 (x1, y1, z1) relative to the base plate can be determined with the aid of the coordinates of its origin O1 (Xo1, Yo1, Zo1) with reference to the XYZ coordinate system ( 3 ) by the equations: X1 = x1 + Xo1 Y1 = y1 + Yo1 Z1 = z1 + Zo1 as W1 (X1, Y1, Z1), based on XYZ coordinate system to be transformed. The coordinate transformation for the remaining wheel contact points takes place in the same way. The coordinates of the turning points M of an axis can be used as intersections of the straight lines ( 36 ) lying on the wheel contact points W1 (X1, Y1, Z1) or W2 (X2, Y2, Z2) and in the y direction of the coordinate system of the respective band block ( 13 ) and support blocks ( 14 ), be determined.

Um für das Fahrverhalten eines Fahrzeuges die richtigen Schlussfolgerungen zu ziehen, müssen die Koordinaten der Radaufstandspunkte W und der effektive Lenkwinkel δA für jedes einzelne Rad (6) bei einem Fahrzeug mit rollenden Rädern, bei simulierten Fahrt- und Fahrbahnzuständen und bei simulierter Fahrzeugladung bestimmt werden, wobei das Fahrzeug selbst gefesselt ist. Durch das Aufbringen der Seitenkräfte FY,W an den Radaufstandspunkten W kann schnelle Kurvenfahrt simuliert werden. Bei der Kurvenfahrt soll im Idealfall ein Fahrwerk nur einen Wendepunkt M aufweisen und die durch die Fahrzeugfliehkratt bei bereiften Rädern entstehenden Seitenkräfte FY,W an den Radaufstandspunkten sollen bis zu ihrer Bodenhaftungsgrenze, entsprechend verteilt, wirken.In order to draw the correct conclusions for the driving behavior of a vehicle, the coordinates of the wheel contact points W and the effective steering angle δA for each individual wheel ( 6 ) are determined in a vehicle with rolling wheels, in simulated driving and road conditions and in simulated vehicle load, the vehicle itself being tied up. By applying the lateral forces F Y, W at the wheel contact points W fast cornering can be simulated. When cornering should ideally have a chassis only a turning point M and the resulting by the Fahrzeugfliehkratt with tired wheels lateral forces F Y, W at the Radaufstandpunkten should be distributed to their traction liability, distributed accordingly act.

Ein Fahrzeug mit mehr als einem Wendepunkt M verursacht bei Kurvenfahrt unnötiges Reifenschlupfen und neigt bei schneller Kurvenfahrt zum Über- oder Untersteuern.One Vehicle with more than one turning point M causes when cornering unnecessary Tire slippage and tends to turn when cornering faster or over Understeer.

Die an den Fahrzeug-Fahrbahn-Schnittstellen, d.h. an den Radaufstandspunkten W, erfassten dynamischen Messdaten können die Entwicklungs- und Untersuchungsdauer für die Ermittlung der optimalen Fahreigenschaften eines Fahrzeuges erheblich verkürzen. In der Entwicklungsphase kann die Fahrwerkskinematik mit den Zieleigenschaften des Fahrzeuges bei allen möglichen Fahrbahn-, Belastung- und Lagezuständen, wie auch Wankel- und Nickzustände, geprüft und gemessen werden. Auch die optimale Anpassung und Typenfeststellung der diversen Reifenfabrikate kann im Labor ermittelt werden. Auch die das Fahrverhalten stabilisierenden Einrichtungen können auf diesem Prüfstand entwickelt, gemessen und geprüft werden.The at the vehicle lane interfaces, i. at the wheel contact points W, recorded dynamic measurement data can be the development and Duration of examination for the determination of the optimal driving characteristics of a vehicle shorten considerably. In the development phase, the suspension kinematics with the target properties the vehicle at all possible Lane, load and position conditions, as well as Wankel and pitch conditions, tested and measured become. Also the optimal adaptation and type determination of the various Tire makes can be determined in the laboratory. Also the driving behavior stabilizing facilities can on this test bench developed, measured and tested become.

Während dar Herstellung, der Reparatur und den periodischen Fahrzeugprüfungen können die Koordinaten der Radaufstandspunkte W bei z = 0 (ebene, horizontale Fahrbahn) und bei Geradeaus- und bei langsamen Kurvenfahrten getestet und mit einfacher Fahrzeugfesselung (4) durchgeführt werden, wobei für die Radmesseinheiten (1) keine Höhenverstellung wie Hexapots nötig sind. Die Messwerte in mm/m oder m/km der Seitwärtsbewegungen aller Räder stellen für die Geradeausfahrt eines Fahrzeugs ein wichtiges Ergebnis dar, das in nur 6 Sekunden bei einer Flachbandgeschwindigkeit von 64 kmh über 100 m auf der Radmesseinheit präzise ermittelt werden kann, wobei ein Rad sich ca. 50 mal um die eigene Achse dreht. Der Zustand der Fahrwerkgeometrie kann durch eine schnelle Messung der Koordinaten der Radaufstandspunkte W (gemessen) bei ruhenden Rädern) getestet werden. Die Messungen der Eigenschaften bei Geradeaus- und bei langsamer Kurvenfahrt mit rollenden Rädern, die Rechts- und Linkssymmetrie der Lenkung sowie die Wendepunkte M von lenkbaren und unlenkbaren Achsen können dann mit den angegebenen Toleranzbereichen des Herstellers verglichen werden.During production, repair and periodic vehicle tests, the coordinates of the wheel contact points W can be tested at z = 0 (flat, horizontal lane) and in straight-line and slow cornering, and with simple vehicle restraint ( 4 ), whereas for the wheel measuring units ( 1 ) no height adjustment as Hexapots are necessary. The measured values in mm / m or m / km of the sideward movements of all wheels represent an important result for the straight-ahead driving of a vehicle, which can be precisely determined in only 6 seconds at a flat belt speed of 64 kmh over 100 m on the wheel measuring unit, whereby one wheel turns around 50 times on its own axis. The state of the chassis geometry can be tested by a quick measurement of the coordinates of the wheel contact points W (measured) with stationary wheels). The measurements of the characteristics for straight and slow cornering with rolling wheels, the right and left symmetry of the steering and the turning points M of steerable and non-steerable axles can then be compared with the specified tolerance ranges of the manufacturer.

Der in den Zeichnungen dargestellte und vorstehend beschriebene Fahrzeug-Prüfstand ist grundsätzlich für alle Achs- und Radkombinationen von allen denkbaren Fahrzeugtypen geeignet, wobei pro Rad jeweils eine Radmesseinheit (1) vorzusehen ist. Der Fahrzeug-Prüfstand kann im Entwicklungs-, Herstellungs-, und Instandsetzungsstadium sowie bei den periodischen technischen Überprüfungsstadien während der Nutzung des Fahrzeuges eingesetzt werden kann.The one shown in the drawings and above standing vehicle test bench is fundamentally suitable for all axle and wheel combinations of all conceivable types of vehicle, with one wheel measuring unit per wheel ( 1 ) is to be provided. The vehicle test bench can be used during the development, production and repair stages as well as during the periodic technical inspection stages during the use of the vehicle.

Bei der Entwicklung der modernen Fahrwerkskinematik mit erhöhten Anforderungen an die Sicherheit und an die Fahrökonomie von Fahrzeugen bringt der Fahrzeug-Prüfstand die geforderte Präzision und eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis.at the development of modern suspension kinematics with increased requirements to the safety and economy of vehicles the vehicle test bench the required precision and a considerable time and cost savings.

Bei der Herstellung eines Fahrzeuges kann entsprechend der in der Entwicklung ermittelten Fahrzeugkenndaten jedes neue Fahrzeug vor Auslieferung auf die optimale Einstellung der Fahrwerkskinematik hin geprüft und erforderliche Korrekturen können rasch und ohne großen zeitlichen Aufwand durchgeführt werden. Ein mitgeliefertes Messprotokoll für jedes Fahrzeug ist ein Beleg für die Sicherheitsqualität des Produkts.at The manufacture of a vehicle may be commensurate with that in development determined vehicle characteristics of each new vehicle before delivery checked for the optimum setting of the suspension kinematics and required Corrections can quickly and without big ones time required become. A supplied measurement protocol for each vehicle is a receipt for the safety quality of the product.

Bei Reparaturen und periodischen technischen Prüfungen kann der Zustand der Fahrwerkskinematik eines Fahrzeuges für die wichtigen Fahrsituationen anhand der vom Hersteller bereitgestellten Kenndaten schnell, zuverlässig und kostengünstig ermittelt werden. Die Durchführung erforderlicher Korrekturen und die Behebung von Mängeln kann zügig und korrekt auf der Grundlage der Ursprungsdaten des Herstellers für das Fahrzeuges erfolgen und ein Messprotokoll kann den Zustand des Fahrzeuges dokumentieren. Dies bringt für in Betrieb befindliche Fahrzeuge einen wichtigen Sicherheitsfaktor.at Repairs and periodic technical tests can be the condition of the Suspension kinematics of a vehicle for the important driving situations fast, reliable and reliable based on the characteristics provided by the manufacturer determined cost become. The implementation necessary corrections and the rectification of defects fast and easy correctly based on the manufacturer's original data for the vehicle and a measurement protocol can document the condition of the vehicle. This brings for in-service vehicles are an important safety factor.

  • Ref. 1: „Fahrwerkdiagnose", Horst Gräter, Vogel Verlag 1997, 1. Auflage, Seite 101–ffRef. 1: "Suspension Diagnosis", Horst Gräter, Vogel Verlag 1997, 1st edition, page 101-ff
  • Ref. 2: „Moderne Prüfstandstechnik für das Fahrwerk ", Philip Köhn/Peter Holdmann, aus ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 100 (1998), Seite 626–632Ref. 2: "Modernity test benches for the Suspension ", Philip Koehn / Peter Holdmann, from ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 100 (1998), page 626-632
  • Ref. 3: „Fahrwerktechnik: Grundlagen", Jörnsen Reimpell/Jürgen Betzler, Vogel Verlag, 2000, 4. AuflageRef. 3: "Chassis technology: Fundamentals ", Jörnsen Reimpell / Jürgen Betzler, Vogel Verlag, 2000, 4th edition
  • Ref. 4: „Die Achsschenkellenkung und andere Fahrzeug-Lenksysteme", Erick Eckermann, Deutsches Museum, ISBN-Nummer: 3-924183-51-1Ref. 4: "The Axle steering and other vehicle steering systems ", Erick Eckermann, German Museum, ISBN number: 3-924183-51-1

11
RadmesseinheitRadmesseinheit
22
Fahrzeugvehicle
33
44
FahrzeugfesselungsvorrichtungVehicle fixing device
55
FahrzeugfesselungspunktVehicle fixing point
66
Rad, bereiftes RadWheel, frosted wheel
77
Flachbandribbon
88th
99
Lenkachse (King pin)steering axle (King pin)
1010
Radachsewheel axle
1111
Rechtwinklige horizontale Richtungrectangular horizontal direction
zur Radachse, auf Felgenebeneto Wheel axle, on rim level
1212
Fahrtrichtung des bereiften Radesdirection of travel of the tired wheel
1313
Bandblocktape block
1414
Trägerblockcarrier block
1515
Drehplatteturntable
1616
Basisplattebaseplate
1717
Trommel, FlachbandtrommelDrum, Flat drum
1818
Flächenlagerarea storage
1919
Stempelstamp
2020
2121
KraftmesssensorLoad Sensor
2222
2323
Federvorrichtung, einstellbarSpring device adjustable
2424
Begrenzervorrichtung gegen Last-limiter against load
und Abkippenand Rocking
2525
Linearführungen, in y-RichtungLinear guides, in the y direction
2626
LinearführungswagenLinear guide carriage
2727
2828
Linearwegemesssensor, in y-Linear displacement measuring sensor, in y-
Richtungdirection
2929
Kraftmesssensor fürLoad Sensor For
Seitenkraftmessung, in y-RichtungLateral force measurement, in the y direction
3030
Aktuator, in y-Richtung wirkendactuator acting in the y direction
3131
3232
Winkelmesssensor zur Messung derAngular position sensor for measuring the
effektive Lenkwinkel δAeffective Steering angle δA
3333
Motorengine
3434
3535
3636
Geradelinien zwischen demStraight lines between the
Ackermann-Wendepunkt W undAckermann-turn W and
dem Radaufstandspunkt Mthe Wheel contact point M
MM
Ackermann-WendepunktAckermann-turn
WW
Radaufstandspunkt, (center of tyrewheel contact, (center of tire
contact)contact)
αα
Reifenschräglaufwinkel, (slip angleTire slip angle, (slip angle
of the wheel)of the wheel)
δδ
Lenkwinkel, zwischen X-RichtungSteering angle, between X-direction
und rechtwinklig zur Radachse,and perpendicular to the wheel axle,
(steer angle)(steer angle)
δA.DELTA.a
effektiver Lenkwinkel, zwischen dermore effective Steering angle, between the
x1- bzw. X-Richtung und derx1 or X-direction and the
Fahrtrichtung des bereiften Rades,direction of travel the tired wheel,
bezogen auf Radaufstandspunkt W,based at wheel contact point W,
(effective steer angle)(effective steer angle)
εε
Sturzwinkel, (camber angle)Camber angle, (camber angle)
σσ
Spreizungswinkel, (kingpinSpread angle (kingpin
inclination angle)inclination angle)
ττ
Nachlaufwinkel, (caster angle)Caster angle, (caster angle)
FZ,W F Z, W
Radlastwheel load
FY,W F Y, W
Seitenkraftlateral force

Claims (10)

Verfahren zur Ermittlung der Kenndaten von Rad- und Achssystemen für die Definition und Ermittlung der Fahreigenschaften und des technischen Zustandes eines mit bereiften Räder bestückten Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug in einer beliebigen Lage festgehalten wird oder an mindestens einer Achse ortsgefesselt ist, daß jedes der Räder auf einer ihm zugeordneten ebenen Unterlage abgestützt wird, die eine unbegrenzte Linearbewegung in einer ersten Richtung, der Abrollrichtung des Reifens des Rades, und eine begrenzte Linearbewegung in einer zu der ersten Richtung rechtwinkligen zweiten Richtung ausführen kann, daß die Räder durch die Unterlage frei oder gebremst rollend oder durch den Fahrzeugmotor angetrieben werden, daß der Betrag der unbegrenzten Linearbewegung in der ersten Richtung gemessen wird, daß der Betrag der begrenzten Linearbewegung in der zweiten Richtung gemessen wird, daß die Orientierung in z-Achse jeder Unterlage in Bezug auf das darauf abgestützte rollende Rad in Bezug auf das ortsfeste XYZ-Koordinatensystem drehbar um die vertikale z-Achse verstellt wird, bis bei seitenkraftfreiem Rollen des Rades keine seitlichen Bewegungen in die zweite Richtung der Unterlage entstehen und/oder bei mit vordefinierter Seitenkraft rollendem Rad die gemessene Kraft mit einer in der zweiten Richtung auf die Unterlage ausgeübten Kraft übereinstimmt, daß der effektive Lenkwinkel δA bezogen auf die Abrollrichtung des Reifens des Rades zwischen der durch jede Unterlage definierten ersten Richtung und der Soll-Geradeausfahrtrichtung des Fahrzeugs gemessen wird, wobei der gemessene effektive Lenkwinkel δA die Summe des Lenkwinkels der Radfelge δ und des Reifenschräglaufwinkels α ist, daß die vertikalen Kräfte der Radlast auf der Unterlage gemessen werden, daß die XYZ-Koordinaten der Radaufstandspunkte auf jeder Unterlage ermittelt werden, daß eine von einem rollenden Rad auf die zugeordnete Unterlage in der zweiten Richtung ausgeübte Kraft gemessen wird, und, daß aufgrund der XYZ-Koordinaten der Radaufstandspunkte (W) und der gemessenen effektiven Lenkwinkel δA jedes bereiften Rades, die Koordinaten des Wendepunkts für jede Achse des Fahrzeugs ermittelt werden.Method for determining the characteristics of wheel and axle systems for definition and determination Development of the driving characteristics and the technical condition of a vehicle equipped with tires wheels, characterized in that the vehicle is held in any position or is tied to at least one axis, that each of the wheels is supported on an associated flat surface, which has an unlimited Linear movement in a first direction, the unwinding of the tire of the wheel, and a limited linear motion in a direction perpendicular to the first direction second direction that the wheels are driven by the pad free or braked rolling or driven by the vehicle engine, that the amount of is measured in the first direction such that the amount of limited linear motion in the second direction is measured, that the z-axis orientation of each pad relative to the rolling wheel supported thereon is rotatable about the stationary XYZ coordinate system vertical e z-axis is adjusted until lateral movements in the second direction of the pad arise with lateral force free wheels of the wheel and / or coincide with predefined lateral force rolling the measured force with a force exerted in the second direction on the pad force that the effective steering angle δA with respect to the rolling direction of the tire of the wheel between the first direction defined by each pad and the target straight running direction of the vehicle is measured, the measured effective steering angle δA being the sum of the steering angle of the wheel rim δ and the tire slip angle α vertical forces of the wheel load on the underlay are measured by determining the XYZ coordinates of the wheel contact points on each pad, measuring a force exerted by a rolling wheel on the associated pad in the second direction, and that due to the XYZ coordinates the wheel contact points (W) and the measured effective steering angle δA of each tired wheel, the coordinates of the turning point for each axle of the vehicle are determined. Fahrzeugprüfstand zur Durchführung des Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Rad (6) an einer Achse eines Fahrzeugs jeweils eine Radmeßeinheit (1) zugeordnet ist, umfassend: einen Bandblock (13), der ein durch ein in der besagten ersten Richtung (x) von einem Motor (17) oder Rad (6) des Fahrzeugs (2) angetriebenes endloses Flachband (7) trägt, das mit seiner Oberfläche eine bestimmte Fahrbahnoberfläche simuliert, eine Meßeinrichtung mit Kraftmeßsensoren (21), die in z-Richtung die Kraftkomponente der Radlast (FZ,W) erfaßt zur rechnerischen Ermittlung der Koordinaten des Radaufstandspunktes (W) bezogen auf das xyz-Koordinatensystem des Bandblocks (13) und der Radlast (FZ,W), eine Lagereinrichtung, die den in der besagten zweiten Richtung (y) begrenzt beweglichen Bandblock (13) aufnimmt, und eine Meßeinrichtung (28), die die Verschiebung (s) des Bandblocks (13) in der besagten zweiten Richtung (y) mißt.Vehicle test bench for carrying out the method according to claim 1, characterized in that each wheel ( 6 ) on one axle of a vehicle a wheel measuring unit ( 1 ), comprising: a band block ( 13 ), one by one in the said first direction (x) of a motor ( 17 ) or wheel ( 6 ) of the vehicle ( 2 ) driven endless flat belt ( 7 ), which simulates with its surface a specific road surface, a measuring device with force sensors ( 21 ), which detects in the z-direction the force component of the wheel load (F Z, W ) for the computational determination of the coordinates of the wheel contact point (W) with respect to the xyz coordinate system of the band block ( 13 ) and the wheel load (F Z, W ), a bearing device, which in the said second direction (y) limited movable band block ( 13 ), and a measuring device ( 28 ), which determines the displacement (s) of the band block ( 13 ) in said second direction (y). Fahrzeugprüfstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandblock (13) jeder Radmeßeinheit (1) mit den Kraftmeßsensoren (21) an den Ecken eines den Radaufstandspunkt (W) enthaltenden Dreiecks (A, B, C) auf einem Trägerblock (14) abgestützt ist, daß der Trägerblock (14) über Linearführungen (25, 26) mit einer Drehplatte (15) in der zweiten Richtung (y) begrenzt beweglich verbunden ist, und daß die Drehplatte (15) auf einer Basisplatte (16) zu einer Verdrehung um eine zu der ersten und zweiten Richtung (x, y) rechtwinkligen Achse (z) dreheinstellbar gelagert ist.Vehicle test stand according to claim 2, characterized in that the band block ( 13 ) each wheel measuring unit ( 1 ) with the force measuring sensors ( 21 ) at the corners of a triangle (A, B, C) containing the wheel contact point (W) on a carrier block ( 14 ) is supported, that the support block ( 14 ) via linear guides ( 25 . 26 ) with a rotary plate ( 15 ) in the second direction (y) is limited movably connected, and that the rotary plate ( 15 ) on a base plate ( 16 ) to a rotation about an axis perpendicular to the first and second directions (x, y) axis (z) is rotatably mounted. Fahrzeugprüfstand nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die Radmeßeinheit (1) auf festen Grund ortsfest verankert oder sich im XY- oder XYZ-Koordinatensystem in beliebiger Lage der Ebene des Flachbandes (7) manuell oder durch von einem Prozeßrechner gesteuerte Aktuatoren einstellen läst und bestimmte Radlasten (FZ,W) aufbringen läst, wobei das Fahrzeug (2) mit einer Fesselungsvorrichtung (4) im XY- oder XYZ-Koordinatensystem fixierbar ist.Vehicle test stand according to claim 2 and 3, characterized by a device which the Radmeßeinheit ( 1 ) fixed on a firm base or in the XY or XYZ coordinate system in any position of the plane of the flat strip ( 7 ) manually or by actuators controlled by a process computer, and to apply certain wheel loads (F Z, W ), whereby the vehicle ( 2 ) with an attachment device ( 4 ) can be fixed in the XY or XYZ coordinate system. Fahrzeugprüfstand nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine einstellbare Vorspanneinrichtung (23), die zwischen Bandblock (13) und Trägerblock (14) eine Ziehvorspannung ausübt.Vehicle test stand according to one of claims 2 to 4, characterized by an adjustable pretensioning device ( 23 ), which between band block ( 13 ) and support block ( 14 ) exerts a drawing prestress. Fahrzeugprüfstand nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch die der Bandblock (13) in Rollrichtung des Rades (6) nach einem bestimmten effektiven Lenkwinkel δA um die z-Achse manuell oder durch einen Motor (33) gesteuert von einem Prozessrechner verdrehbar ist und die den Betrag des effektiven Lenkwinkels δA erfasst,Vehicle test stand according to one of Claims 2 to 5, characterized by a device by means of which the belt block ( 13 ) in the rolling direction of the wheel ( 6 ) after a certain effective steering angle δA around the z-axis manually or by a motor ( 33 ) controlled by a process computer is rotatable and detects the amount of the effective steering angle δA, Fahrzeugprüfstand nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung Linearführungen (25, 26) aufweist.Vehicle test stand according to one of claims 2 to 6, characterized in that the bearing device linear guides ( 25 . 26 ) having. Fahrzeugprüfstand nach einem der Ansprüche Z bis 7, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (29), welche die vom Radaufstandspunkt (W) ausgehenden auf den Bandblock (13) in der besagten zweiten Richtung (y) ausgeübten Seitenkräfte (FY,W) mißt.Vehicle test stand according to one of claims Z to 7, characterized by a measuring device ( 29 ), which from the wheel contact point (W) outgoing on the band block ( 13 ) in said two th direction (y) applied lateral forces (F Y, W ) measures. Fahrzeugprüfstand nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch einen Prozeßrechner, der die von den Meß- und Prüfsensoren erfaßten Daten direkt oder über ein Ablaufprogramm bearbeitet und die für das dynamische Fahrverhalten relevanten Daten errechnet, auf einem Bildschirm anzeigt und durch einen Drucker dokumentiert.Chassis dynamometer according to one of claims 2 to 8, characterized by a process computer, that of the measuring and testing sensors detected Data directly or via edited a sequence program and the dynamic driving behavior relevant data, displayed on a screen and through documented a printer. Fahrzeugprüfstand nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung, welche die vom Radaufstandspunkt (W) ausgehenden auf den Bandblock (13) in der x-Richtung ausgeübten Längskräfte (FX,W) mißt.Vehicle test stand according to one of claims 2 to 9, characterized by a measuring device, which extends from the wheel contact point (W) outgoing on the belt block ( 13 ) measures longitudinal forces (F X, W ) exerted in the x direction.
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