AT524637A1

AT524637A1 - Prüfstand für zumindest eine Komponente eines Kraftfahrzeug

Info

Publication number: AT524637A1
Application number: ATA51094/2020A
Authority: AT
Inventors: Gruber Dipl Ing Hannes; Kokal Dr Techn Helmut
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2022-07-15
Also published as: AT524637B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand (1) für zumindest eine Komponente (2) eines Kraftfahrzeuges umfassend eine Verfahrvorrichtung (3), wobei die Verfahrvorrichtung (3) in einer Längsrichtung und/oder in einer Umlaufrichtung bewegbar, wobei die Verfahrvorrichtung (3) eine in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung (4) umfasst, wobei die zu prüfende Komponente (2) auf der Einrichtung (4) montierbar ist. Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Prüfstandes (1). Ferner betrifft die Erfindung Sets aus solchen Prüfständen (1). Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Prüfen von zumindest einer Komponente (2) eines Kraftfahrzeuges auf einem Prüfstand (1), wobei der Prüfstand (1) eine Verfahrvorrichtung (3) umfasst, die in einer Umlaufrichtung bewegt wird.

Description

Prüfstand für zumindest eine Komponente eines Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für zumindest eine Komponente eines Kraftfahrzeuges umfassend eine Verfahrvorrichtung, wobei die Verfahrvorrichtung in

einer Längsrichtung und/oder in einer Umlaufrichtung bewegbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Prüfstands. Weiter betrifft die Erfindung Sets aus zumindest zwei solcher Prüfstände.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Prüfen von zumindest einer

Komponente eines Kraftfahrzeuges.

Fahrzeugprüfstände und Fahrsimulatoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese werden dazu verwendet, eine reale Straßenfahrt eines Kraftfahrzeuges oder einer Komponente eines Kraftfahrzeuges zu simulieren. Üblicherweise sind damit bzw. durch verschiedene Einrichtungen eines Fahrzeugprüfstandes Bewegungen auf das Kraftfahrzeug übertragbar, durch welche real auf das Kraftfahrzeug wirkende

Belastungen getestet werden.

Hierfür ist es beispielsweise bekannt, ein zu prüfendes Objekt bzw. eine zu prüfende Komponente auf einer Verfahrvorrichtung zu montieren, über welche dieses in einer Längsrichtung bewegbar ist. Diese Art von Prüfständen wird im Stand der Technik dazu verwendet, reale Umgebungen zu simulieren, wie es beispielsweise beim

Prüfen von Reifen notwendig ist.

Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Kippeinrichtungen bekannt, über welche eine zu prüfende Komponente in zumindest eine Richtung kippbar ist, um

beispielsweise einen Spurwechsel eines Kraftfahrzeuges zu simulieren.

Durch bekannte Prüfstände werden allerdings ausschließlich Auswirkungen, welche

eine Beschleunigung auf eine zu prüfende Komponente hat, geprüft.

Ein realitätsnahes Prüfen von Kräften, welche auf eine Komponente eines

Kraftfahrzeuges wirken, ist aus dem Stand der Technik allerdings nicht bekannt.

Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Prüfstand bereit zu stellen, mit welchen ein Verhalten einer Komponente eines Kraftfahrzeuges

möglichst realitätsnah simulierbar ist.

Ein weiteres Ziel ist es, eine Verwendung eines solchen Prüfstandes anzugeben.

Weiter ist es Ziel, Set aus solchen Prüfständen anzugeben.

Ferner ist es Ziel, ein Verfahren anzugeben, mit welchen ein Verhalten einer

Komponente eines Kraftfahrzeuges möglichst realitätsnah simuliert werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Prüfstand der eingangs genannten Art die Verfahrvorrichtung eine in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung umfasst, wobei die zu prüfende Komponente auf der

Einrichtung montierbar ist.

Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass dadurch eine flexible Testumgebung geschaffen ist, mit welcher realistische Bedingungen simulierbar sind. Durch die insbesondere gelichzeitige Bewegung des Prüfstandes selbst in einer Längs- oder Kreisrichtung und das Bewegen der zu prüfenden Komponente in bis zu sechs Freiheitsgraden wird die Komponente in bis zu sieben oder mehr Freiheitsgraden bewegt, wodurch beispielsweise insbesondere Gravitationskräfte sowie Massenkräfte aus Starrkörperbewegungen realitätsnah geprüft werden können. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Prüfstandes ist die Bewegung der zu prüfenden Komponente nicht durch eine Kinematik eines Kippgerätes begrenzt wie dies bei aus dem Stand der Technik bekannten

Prüfständen der Fall ist.

Unter einer Komponente eines Kraftfahrzeuges wird im Rahmen der Erfindung insbesondere auch ein Sensor oder eine Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeuges verstanden. Der erfindungsgemäße Prüfstand ist insbesondere zum Prüfen und/oder Testen eines Fahrerassistenzsystems ausgebildet und bereitgestellt. Folglich wird unter einer zu prüfenden Komponente bevorzugt eine Komponenten oder ein Sensor

eines Fahrerassistenzsystems eine Kraftfahrzeuges verstanden.

Die zu prüfende Komponente ist während des Betriebs des Prüfstandes auf der Einrichtung befestigt, wobei die Einrichtung mit der Verfahrvorrichtung verbunden ist. Der Komponente werden folglich alle Bewegungen der Einrichtung und der

Verfahrvorrichtung induziert.

Durch die Verfahrvorrichtung ist die zu prüfende Komponente in einer Längsrichtung und/oder in einer Umlaufrichtung bewegbar. Hierfür umfasst der Prüfstand beispielsweise ein Schienensystem, auf welchem die Verfahrvorrichtung, welche

insbesondere als Verfahrensschlitten und zum Bewegen der zu prüfenden

Komponente in Längsrichtung (sprich in X-Richtung) und/oder in Querrichtung (sprich in Y-Richtung) und/oder auf einer geschlossenen Bahn in Umlaufrichtung ausgebildet ist, bewegbar ist. Das Bewegen in X-Richtung gibt ein Beschleunigen und/oder Abbremsen bzw. der Kräfte, die dabei auf die zu prüfende Komponente wirken

wieder.

Es ist vorteilhaft, wenn die Verfahrvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die zu prüfende Komponente über eine Länge in X-Richtung von bis zu 100 m oder mehr oder eben in einer unendlichen Umlaufrichtung bewegbar ist, wobei dies mit einer Beschleunigung von bis zu 10 m/s? auf eine Geschwindigkeit von bis zu 10 m/s

insbesondere 30 m/s oder mehr beschleunigbar ist.

Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Verfahrvorrichtung von einem Antrieb angetrieben wird. Insbesondere ist der Antrieb als Elektromotor oder als Hybridmotor oder als Range Extender ausgebildet. Grundsätzlich kann jede Art von Antrieb verwendet werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Verfahrvorrichtung und die in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung vom gleichen Antrieb oder von zwei unterschiedlichen Antrieben angetrieben werden. Die Verfahrvorrichtung in Kombination mit der in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung, ermöglicht ein überaus genaues Simulieren von bei realen Fahrbedingungen auf die zu prüfende

Komponente wirkende Kräfte.

Besonders bevorzugt ist die Verfahrvorrichtung mit der zu prüfenden Komponente in einer Umlaufrichtung bewegbar, da dadurch die zu prüfende Komponente über eine unendlich Lange Strecke bewegt werden kann, wodurch Kräfte, welche größer als die Erdanziehungskraft sind, über eine lange Zeit erzeugt und simuliert werden können. Das Schienensystem ist insbesondere kreisförmig, ringförmig oder elliptisch und die Verfahrvorrichtung ist bevorzugt am Schienensystem konstant bewegbar ausgebildet. Beispielsweise kann das Schienensystem zwei gerade und parallele Bahnschnitte aufweisen, welche über im Wesentlichen halbkreisförmig gekrümmte Bahnabschnitte miteinander zu einem geschlossenen Schienensystem verbunden

sind.

Die in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung ist insbesondere stoffschlüssig oder kraftschlüssig mit der Verfahrvorrichtung verbunden. Die Verfahrvorrichtung

sowie die in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung ist zum Übertragen von

Momenten auf die zu prüfendende Komponente ausgebildet ist. Durch den Prüfstand

sind also vordefinierte Momente auf die zu prüfende Komponente übertragbar.

Günstig ist es, wenn die in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung als SechsAchsen-Roboter ausgebildet ist. Unter einem Sechs-Achsen-Roboter ist im Rahmen der Erfindung insbesondere ein in sechs Freiheitsgraden bewegbarer Roboter, welcher insbesondere als Roboterarm ausgebildet ist, zu verstehen. Durch den Sechs-Achsen-Roboter ist die zu prüfende Komponente zusätzlich zur Längsbewegung durch die Verfahrvorrichtung in sechs Richtungen kippbar. Dadurch sind insbesondere komplexe Krafteinwirkungen auf die zu prüfende Komponente

während eines Kurvenfahrens simulierbar.

Alternativ kann es auch günstig sein, wenn die in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung eine sechs Kolben-Zylinder-Anordnungen umfasst. Dadurch ist die in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung als sogenanntes Hexapodensystem

ausgebildet.

Von Vorteil ist es, wenn die zu prüfende Komponente eine Beschleunigungssensoreinrichtung ist. Die Beschleunigungssensoreinrichtung umfasst weiter günstigerweise Einheiten mit einer Radarvorrichtung und/oder

Lidarvorrichtung bzw. Einheiten, die eine entsprechende Technologie aufweisen.

Vorteilhaft ist es weiter, wenn eine Kontrolleinheit vorgesehen ist, wobei die Kontrolleinheit auf der Verfahrvorrichtung angeordnet und mit der zu prüfenden Komponente verbunden ist. Die Kontrolleinheit umfasst mit Vorteil weiter eine Steuereinheit, durch welche der Prüfstand steuerbar ist, insbesondere eine Bewegung der Verfahrvorrichtung, wie Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung und eine Bewegung der in sechs Freiheitsgraden bewegbaren Einrichtung. Die Kontrolleinheit ist weiter zu einer Aufzeichnung und insbesondere auch Auswertung von durch das Prüfen erhaltenen Daten ausgebildet und angeordnet. Darüber hinaus umfasst diese mit Vorteil auch eine Monitoringeinheit. Die in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung ist derart mit der Kontrolleinheit verbunden, dass Daten austauschbar sind und auch eine Energieversorgung der in sechs Freiheitsgraden bewegbaren Einrichtung über die Kontrolleinheit erfolgt. Die in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung sowie die Kontrolleinheit sind insbesondere kraftschlüssig

oder stoffschlüssig mit der Verfahrvorrichtung verbunden.

Eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Prüfstandes erfolgt mit Vorteil zum Prüfen einer Komponente eines Kraftfahrzeuges. Insbesondere kann damit auch ein Sensor oder ein Fahrerassistenzsystem oder eine Komponente eines Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeuges geprüft werden und/oder Sensor oder ein Fahrerassistenzsystem oder eine Komponente eines Fahrerassistenzsystems

kann als Komponente verwendet werden.

Das weitere Ziel wird erreicht, wenn bei einem Set der eingangs genannten Art die Verfahrvorrichtung in sich geschlossen ist, wobei jeder Prüfstand unabhängig von den übrigen Prüfstanden betreibbar ist. Die Verfahrvorrichtungen der einzelnen Prüfstände sind also derart miteinander verbunden, dass eine in sich geschlossene Verfahrvorrichtung gebildet ist. Die übrigen Elemente des Prüfstandes sind dabei in der gleichen Anzahl wie die Prüfstände selbst vorhanden und jeweils autonom betreibbar. Das Schienensystem ist insbesondere kreisförmig, ringförmig oder elliptisch ausgebildet. Beispielsweise kann das Schienensystem zwei gerade und parallele Bahnschnitte aufweisen, welche über im Wesentlichen halbkreisförmig gekrümmte Bahnabschnitte miteinander zu einem geschlossenen Schienensystem

verbunden sind.

Ferner wird das weitere Ziel dadurch erreicht, dass bei einem Set der eingangs genannten Art ein erster Prüfstand als Hauptprüfstand und ein zweiter Prüfstand als Nebenprüfstand ausgebildet ist, wobei der Nebenprüfstand als verfahrbares Hindernis für den Hauptprüfstand angeordnet ist. Es sind also insbesondere zwei verfahrbare Prüfstände vorgesehen, wobei ein zweiter Prüfstand als bewegliches Hindernis in Bezug auf den ersten Prüfstand, welcher als Hauptprüfstand ausgebildet ist, verfahrbar ausgebildet und angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist der erste Prüfstand als Master-Prüfstand und der zweite Prüfstand als Slave-Prüfstand ausgebildet ist, wobei der Slave-Prüfstand als verfahrbares Hindernis für den Master-

Prüfstand angeordnet und ausgebildet ist.

Das weitere Ziel wird erreicht, wenn bei einem Verfahren der eingangs genannten Art, die die zu prüfende Komponente durch eine in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung bewegt wird, wobei die Einrichtung auf der Verfahrvorrichtung angebracht wird. Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich in Bezug auf den erfindungsgemäßen Prüfstand

beschrieben worden sind.

Besonders günstig ist es, wenn die zu prüfende Komponente gleichzeitig In Umlaufrichtung und in zumindest eine weitere Richtung, insbesondere in sechs weiteren Richtungen durch die Einrichtung bewegt wird. Dadurch ist eine flexible Testumgebung mit sieben oder mehr Freiheitsgraden geschaffen. Seitliche Bewegungen, Drehbewegungen, Knickbewegungen und dergleichen werden dabei von der in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung und die Längs- und Seitbewegungen werden durch die Bewegung der Komponente in Umlaufrichtung

reproduziert.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen ergeben sich aus dem nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiel. In den Figuren, auf die dabei Bezug genommen

wird, zeigt: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Prüfstand.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Prüfstand 1 zum Prüfen einer Komponente 2 eines Kraftfahrzeuges. Der Prüfstand 1 umfasst ein in sich geschlossenes Schienensystem 6, auf welchem eine Verfahrvorrichtung 3 auf einer unendlichen Strecke bewegbar ist. Auf der Verfahrvorrichtung 3 ist eine als Sechs-AchsenRoboter ausgebildete in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung 4 montiert, auf welcher die Komponente positioniert ist. Die Verfahrvorrichtung 3 umfasst weiter

eine Kontrolleinheit 5.

Die Einrichtung 4 bewegt die Komponente 4 in bis zu sechs Freiheitsgraden und die Verfahrvorrichtung 3 selbst bewegt diese insbesondere mit einer vorgegebenen, konstanten Geschwindigkeit in Umlaufrichtung. Dadurch sind Kräfte, welche auf die

Komponente 4 wirken sehr realitätsnah simulierbar und prüfbar.

Die Komponente 4 ist typischerweise ein Beschleunigungssensor mit einer Radaroder Lidareinrichtung. Dieser Sensor wird durch den erfindungsgemäßen Prüfstand 1 in einer reproduzierbaren Testumgebung getestet. Kräfte die gleichzeitig auf die zumindest teilweise gleichzeitig Komponente wirken 2 sollen sind durch den

Prüfstand 1 nicht mehr limitiert.

Die Kontrolleinheit 5 umfasst weiter eine Steuereinheit, durch welche der Prüfstand 1 steuerbar ist, insbesondere eine Bewegung der Verfahrvorrichtung 3, wie Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung und eine Bewegung der in sechs

Freiheitsgraden bewegbaren Einrichtung 4. Der Komponente 4 werden definierten

und vorgegebenen Bewegungen aufgeprägt. Die Kontrolleinheit 5 ist weiter zu einer Aufzeichnung und insbesondere auch Auswertung von durch das Prüfen erhaltenen

Daten ausgebildet und angeordnet.

Claims

Patentansprüche

1. Prüfstand (1) für zumindest eine Komponente (2) eines Kraftfahrzeuges umfassend eine Verfahrvorrichtung (3), wobei die Verfahrvorrichtung (3) in einer Längsrichtung und/oder in einer Umlaufrichtung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrvorrichtung (3) eine in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung (4) umfasst, wobei die zu prüfende Komponente (2) auf der

Einrichtung (4) montierbar ist.

2. Prüfstand (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung (4) als Sechs-Achsen-Roboter ausgebildet

ist.

3. Prüfstand (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung (4) eine sechs Kolben-Zylinder-

Anordnungen umfasst.

4. Prüfstand (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

dass die zu prüfende Komponente (2) eine Beschleunigungssensoreinrichtung ist.

5. Prüfstand (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontrolleinheit (5) vorgesehen ist, wobei die Kontrolleinheit (5) auf der Verfahrvorrichtung (3) angeordnet und mit der zu prüfenden Komponente (2)

verbunden ist.

6. Verwendung eines Prüfstandes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum

Prüfen von zumindest einer Komponente (2) eines Kraftfahrzeuges.

7. Set aus zumindest zwei Prüfständen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrvorrichtung (3) auf einem Schienensystem (6) bewegbar ist, wobei das Schienensystem (6) in sich geschlossen ist, wobei jeder Prüfstand (1) unabhängig von den übrigen Prüfstanden (1) betreibbar ist.

8. Set aus zumindest zwei Prüfständen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Prüfstand (1) als Hauptprüfstand und ein zweiter Prüfstand als Nebenprüfstand ausgebildet ist, wobei der Nebenprüfstand als

verfahrbares Hindernis für den Hauptprüfstand angeordnet ist.

9. Verfahren zum Prüfen von zumindest einer Komponente (2) eines Kraftfahrzeuges auf einem Prüfstand (1), wobei der Prüfstand (1) eine Verfahrvorrichtung (3) umfasst, die in einer Umlaufrichtung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die die zu prüfende Komponente (2) durch eine in sechs Freiheitsgraden bewegbare Einrichtung (4) bewegt wird, wobei die Einrichtung (4) auf

der Verfahrvorrichtung (3) angebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zu prüfende Komponente (2) gleichzeitig in Umlaufrichtung und in zumindest eine weitere Richtung, insbesondere in sechs weiteren Richtungen durch die Einrichtung (4)

bewegt wird.