CN108027300B - 用于功能试验台架的车轮承接装置和用于操控浮动板的调整机构的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于功能试验台架的车轮承接装置，该功能试验台架用于具有可转向的车轮的机动车，其中，所述车轮承接装置具有浮动板以及至少一个滚轮，所述至少一个滚轮被支承在浮动板上并且能连同该浮动板在水平面中运动。按照本发明，所述车轮承接装置具有第一工作状态，在所述第一工作状态下，浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分以能围绕竖直轴转动的方式被支承，该竖直轴参考处于滚动试验台架中的车辆的行驶方向位于在车轮承接装置的所述至少一个滚轮上的至少一个车轮支撑点之前。此外，所述车轮承接装置具有第二工作状态，在所述第二工作状态下，浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分以能围绕竖直轴转动的方式被支承，该竖直轴参考处于滚动试验台架中的车辆的行驶方向位于在车轮承接装置的所述至少一个滚轮上的所述至少一个车轮支撑点之后。此外，所述浮动板配置有调整机构，用于使浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分在第一工作状态以及第二工作状态下围绕相应的竖直轴转动。

Description

用于功能试验台架的车轮承接装置和用于操控浮动板的调整 机构的方法

技术领域

本发明涉及一种用于功能试验台架的车轮承接装置以及一种用于操控车轮承接装置的调整机构的方法，所述功能试验台架用于具有可转向的车轮的机动车。

背景技术

当在滚动试验台架、制动试验台架、ABS试验台架(以下称为功能试验台架)上对行驶车辆进行试验时，按照至今的现有技术必须通过转向使车辆处于相对于功能试验台架的笔直位置中并且然后使方向盘保持在笔直位置中，以便防止行驶车辆在试验期间侧向地漂移离开(Wegdriften)。这在车辆最终装配的带端部上的功能试验台架中通过驾驶员发生。侧向漂移离开的原因是如下的侧向力，所述侧向力由滚轮施加到轮胎上并且所述侧向力尤其是在轮胎转向偏转时产生。由于在车辆构件方面的技术发展进步而可能的是，使车辆在确定的边界条件下也在生产中自主行驶。因此也产生如下可能性：在功能试验台架中对车辆无驾驶员地进行测试。

用于实现无驾驶员测试的一种可能性在于，通过闭环控制(Regelung)将车辆在定位在相对于功能试验台架的笔直位置中。闭环控制参量在此是转向(车辆的转向角)。通过探测车辆在试验台架中的位置，能够识别出与期望位置的偏差。因为车辆以高达120km/h的模拟速度在功能试验台架中行驶并且应该避免损坏车辆、试验台架的风险以及避免危及在周围环境中的操作人员，所以必须避免所述闭环控制的故障。这样的故障在将控制信号无线地传输给车辆时例如可能由于有缺陷的信号传输而产生。因此，试验台架必须装备有大量的安全技术装置。这些在试验台架中的安全技术装置成本高。这也适用于干预车辆控制的闭环控制回路的设计。该干预目前应该仅对于这种类型的试验实现，因为这样的自动化干预目前在车辆的正常行驶运行中不存在。

另一种可能性记录在EP2166332A2中。在此，一个标杆被固定在车辆侧向的一个点中并且(通过打开的侧窗)以另一个端部被固定在车辆的方向盘上。车辆的侧向漂移离开由此引起抵抗该侧向漂移离开的转向偏转。该可能性的缺点是，与方向盘的连接必须由工人实施。此外必须这样实现方向盘固定，使得：该方向盘固定对于所有类型的方向盘起作用，确保与方向盘的连接可靠并且尽管如此在方向盘上不留下痕迹。

发明内容

本发明的任务是，以尽可能简单的方式在很大程度上与方向盘位置无关地避免在功能试验台架中的行驶车辆漂移离开并且另一方面使该行驶车辆定位在功能试验台架中。

按照本发明，该任务根据本发明通过一种用于功能试验台架的车轮承接装置来解决，该功能试验台架用于具有可转向的车轮的机动车，其中，所述车轮承接装置具有浮动板以及至少一个滚轮，所述至少一个滚轮被支承在浮动板上并且能连同该浮动板在水平面中运动。根据本发明，所述浮动板具有第一工作状态，在所述第一工作状态下，浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分以能围绕第一竖直轴转动的方式被支承，该第一竖直轴参考处于功能试验台架中的车辆的行驶方向位于在浮动板的所述至少一个滚轮上的至少一个车轮支撑点之前。此外，所述浮动板具有第二工作状态，在所述第二工作状态下，浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分以能围绕第二竖直轴转动的方式被支承，该第二竖直轴参考处于滚动试验台架中的车辆的行驶方向位于在浮动板的所述至少一个滚轮上的所述至少一个车轮支撑点之后。所述浮动板配置有调整机构，用于使浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分在第一工作状态以及第二工作状态下围绕相应的第一或第二竖直轴转动。

在所述至少一个滚轮上的车轮支撑点之前或后面的在第一或第二工作状态下的竖直轴的位置说明参考处于滚动试验台架中的车辆的行驶方向。

针对后续的解释，应该为了简化而定义坐标系以及其位置。

Z轴应该说明竖直轴。

此外，应该定义功能试验台架的第一笛卡尔坐标系X、Y、Z。在此，正的X方向应该是处于功能试验台架中的车辆的行驶方向。在此，正的Y方向应该表示横向地向左朝向处于功能试验台架中的车辆的方向。

此外，还应该定义车轮承接装置的笛卡尔的坐标系x、y、z。车轮承接装置的x方向应该说明在水平面中的垂直于所述至少一个滚轮的轴线取向的方向。正的x方向对应于如下方向：当车轮轴线与y轴共线时，在竖立的车辆向前行驶时车轮沿该方向行驶。正的y方向对应于向左横向于车辆的支撑在车轮承接装置上的车轮的方向。

车轮承接装置具有如下运行状态，在所述运行状态中，车轮承接装置的浮动板完全被夹紧并且不可运动。该运行状态是需要的，以便车辆能够驶入到功能试验台架中以及能够从功能试验台架中驶出。为此将浮动板夹紧。

为了实施功能测试，车轮承接装置可以具有另外的运行状态，在所述另外的运行状态中，浮动板能自由运动。这不仅涉及浮动板沿X方向以及沿Y方向的移动并且也涉及浮动板围绕沿Z方向的轴线的转动。

已被证明的是，在车轮承接装置(在所述车轮承接装置上支撑有相应的车轮)转动时，车辆的位置是否通过所述转动而稳定取决于车轮承接装置的(竖直的)转动轴线在水平面中的位置。

在此，另一个前提条件是：车辆的车轮转动。这也可以表明，车辆的车轮在车轮承接装置的滚轮被驱动时被制动。

针对稳定的其它边界条件包括车轮的相应驱动状态和车轮承接装置的滚轮的相应驱动状态。

在此车辆被固定，其方式为：所述车辆例如被机械地保持在该车辆在功能试验台架中的位置中。备选地，当为了稳定车辆而如此快速地对车轮承接装置进行再调整，以至于车辆由于车辆惯性还未开始侧向漂移离开时，所述车辆也可以被看作是固定的。亦即在该情况下，在车辆的位置变化中的不稳定性可能产生影响之前实现稳定车辆。

按照本发明提出一种车轮承接装置，该车轮承接装置由于车轮承接装置的可调节的第一或第二工作状态而具有必要的技术装备，以便为了浮动板的转动和因此也为了处于浮动板上的滚轮的转动(即滚轮轴线在水平面中的取向)能够借助调整机构以稳定的方式将竖直转动轴线定位在水平面中。

在此涉及一种技术构造方案，在该技术构造方案中，车轮承接装置的滚轮系统包括双滚轮，在所述双滚轮中，该双滚轮系统的两个滚轮可以通过可切换的离合器单独地亦或共同地与驱动系统连接。

在一些构造方案中，各个驱动系统的耦联机构与车轮承接装置嵌接，使得通过锁止所述驱动系统之一并且同时操纵另一个驱动系统，浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分在第一工作状态下或在第二工作状态下转动。

在此被证明为有利的是，耦联机构保持嵌接。由此尤其是也可能的是，通过两个驱动系统的如下转换过程而立即从第一工作状态转换到第二工作状态中(和反之)，即：在锁止状态下的驱动系统转换到操纵状态中，而在操纵状态下的另一个驱动系统转换到锁止状态中。尤其是在这样的构造方案中，耦联机构不必首先被机械地置于嵌接中。所述转换过程通过相应地操控耦联机构的驱动系统来实现。

特别有利地，耦联机构被这样支承在车轮承接装置上，使得该支承沿±X方向补偿在浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分转动时的运动。由此，可以使用线性驱动装置作为用于转动运动的调整机构。这就此而言被证明为有利的，因为线性驱动装置在结构上是简单的。

说明一种用于操控按照一些构造方案所述的浮动板的调整机构的方法，在该方法中，浮动板的其上支承有至少一个滚轮的部分借助调整机构转动到期望位置中，使得车轮承接装置的所述至少一个滚轮的轴线与支撑在所述至少一个滚轮上的车轮的车轮轴线沿竖直方向到水平面中的投影平行地延伸，其中：根据所述车轮转向偏转的方向和强度以及还根据所述车轮是驱动还是制动所述至少一个滚轮或者所述车轮是被所述至少一个滚轮驱动还是制动，在车轮承接装置的第一工作状态下或在车轮承接装置的第二工作状态下进行所述转动。

已被证明的是，车轮承接装置并且因此也及车轮承接装置的滚轮的纵轴线能够利用所述转动这样跟踪车轮的转向运动，使得没有侧向力由于车轮相对于车轮承接装置的滚轮的转动而被传递到车辆上。

因此变得可能的是：通过车轮承接装置的相应转动，使得车辆沿横向方向可靠并且稳定地保持或定位在功能试验台架中。在行驶车辆转向时出现的侧向力能够通过本发明被受控地消除。

在所述方法中，对浮动板的期望位置的操控可以通过开环控制亦或通过闭环控制来实现，在所述操控中对车辆在功能试验台架中沿横向方向的位置进行评价。

这就此而言被证明为有利的，因为不必适应在车辆的方向盘上的任何东西。这有利地影响在正在进行的生产过程中的生产周期，因为能够节省用于将连接元件与车辆的方向盘连接和脱开的改装时间。也能够避免由于所述连接和脱开而损坏方向盘。

说明一种可能的方法，以便确定：具有一个滚轮或具有耦联的双滚轮的车轮承接装置应该在第一工作状态下还是第二工作状态下运行。

在此，根据车辆的动力学状态以及车轮承接装置的单个滚轮或耦联双滚轮的动力学状态的组合中的至少一个组合并且借助按照表1a以及1b的值来确定车轮承接装置的第一或第二工作状态。

在此可看出，不是表1a和1b的所有单元格对应于功能试验台架的有意义的运行状态。就此而言，在确定前面的限制(Absteckung)或后面的限制时可以保持不考虑所述运行状态的组合中的一些组合。

在此涉及一种方法，所述方法涉及具有双滚轮的车轮承接装置的技术构造方案，在该技术构造方案中，两个滚轮可以分别利用离合器被连接到驱动系统上。在此，功能试验台架的至少一个车轮承接装置的双滚轮的可切换的离合器这样切换，使得一个滚轮自由地、即在没有驱动装置的情况下运行并且因此仅通过车辆被驱动或制动。由此，在稳定车轮承接装置的浮动板的意义中能够影响关于第一或第二工作状态的转矩。

利用本发明，(带有轮胎的)车辆在模拟行驶运行中能够在广泛任意的转向角的情况下在功能试验台架上被试验。

这相对于目前已知的功能试验台架是有利的，在这些已知的功能试验台架中，这样的试验仅在“方向盘在笔直位置中”的情况下是可能的。目前已知的用于在广泛任意的转向角的情况下对车辆进行试验的功能试验台架由EP1596179A2已知。然而，在此产生通过车轮承接装置对没有轮胎的车辆的适应。

按照本发明的装置有利地包括下列构件：

Kl：可切换的并且可转向的浮动板

K2：具有位移测量和力测量的线性驱动装置

K3：在浮动板上的被驱动的滚轮组

K4：用于车辆相对于功能试验台架的位置的测量系统，可选地为底盘几何结构测量系统

在EP1143219A2中记录了利用驱动轮胎转动的滚轮对的侧向力来将车辆定位在底盘支架上。与该专利不同，按照本发明的包括构件Kl、K2和K3的车轮承接装置必须满足不同的和附加的要求：

构件Kl涉及这样的浮动板，所述浮动板必须至少在第一和第二工作状态方面是可切换并且此外必须能围绕由这两个工作状态分别产生的竖直轴转动。在此，浮动板在这两个工作状态下此外有利地保持沿X方向以及Y方向可移动。仅浮动板围绕一个竖直轴转动的自由度被确定，只要浮动板的该竖直转动轴线在水平面中的位置被限定。

所述浮动板必须负担功能试验台架的滚轮组(可选地具有驱动装置)的重量和至少1/4的车辆重量，所述浮动板能够自由地在X-Y平面(水平面)的限定区域中运动并且能至少在平移自由度(X、Y)中被这样固定，使得车轮承接装置的坐标系的x、y、z轴与功能试验台架的X、Y、Z轴共线。在任意角度中的旋转自由度φ是可固定的。这样的具有该夹紧机构的浮动板例如由DE102014111192 A1已知。但也可以使用其它类型的浮动板，如果所述其它类型的浮动板具有所提及的和所需要的特性的话。

浮动板的可转动性在本发明的范畴内在存在线性驱动装置时能够特别简单并且低成本地实现，所述线性驱动装置这样作用在浮动板上，使得利用该线性驱动装置不仅能够施加围绕浮动板的第一工作状态的竖直轴的转矩而且能够施加围绕浮动板的第二工作状态的竖直轴的转矩。有利地，在该构造方案中可以设置仅一个线性驱动装置。当然也可以设置多个引起围绕相应竖直轴的转矩的线性驱动装置，亦或可以设置其它驱动装置，利用所述其它驱动装置能够引起相应的转矩。

在使用沿Y方向的两个线性驱动装置时，这两个线性驱动装置可以这样配合作用，使得通过固定所述两个线性驱动装置之一来限定竖直转动轴线在水平面中的位置，其中，借助另一个线性驱动装置能够施加限定的围绕该竖直转动轴线的转矩。

一个或多个所述线性驱动装置在本发明的意义中是调整机构。这些构件K2可以为了实现本发明而构造得比在EP1143219A2所说明的驱动装置更强。此外，所述线性驱动装置可以具有位移测量和力测量。

在使用沿±Y方向的两个线性驱动装置时，可以将一个线性导向装置沿X方向(处于试验台架中的车辆的纵向方向)设置在浮动板之前并且将另一个线性导向装置设置在浮动板后面。与浮动板的连接可以通过每线性驱动装置分别一个固定的销子来实现，所述固定的销子在在浮动板中的相应在前面和在后面的长孔中。然而也可以沿X方向仅设置一个线性导向装置，该线性导向装置具有两个可切换的沿x方向在浮动板前面和后面的销子。

构件K3是在浮动板上的被驱动的滚轮系统。该滚轮系统由在实际行驶运行中的车轮加速或制动或者车轮由滚轮组加速或制动。相应的动力学状态与车辆的正好应该被测试的功能有关。滚轮组可以是

双滚轮，其中，双滚轮的两个滚轮被耦联到驱动装置上；

双滚轮，其中，所述滚轮的仅一个滚轮被耦联到驱动装置上；

双滚轮，其中，双滚轮的每个滚轮利用可切换的离合器被耦联到驱动装置上；亦或

顶点滚轮(Scheitelrolle)，所述顶点滚轮被耦联在驱动装置上。对于该顶点滚轮还设置保持滚轮。

在这些可能的构造方案的意义中，车轮承接装置具有至少一个滚轮。

滚轮组的驱动装置可以利用滚轮系统放置在浮动板上或利用在转向方面灵活的连接器(万向节轴)与滚轮系统连接。

利用构件K4(用于车辆相对于功能试验台架的位置的测量系统，可选地为底盘几何结构测量系统)可能的是，借助调整机构这样促使浮动板转动，使得车辆在功能试验台架中的位置在闭环控制的意义被控制。在此，车辆与其期望位置的偏差可以通过相应地使浮动板转动而被最小化或被平衡(ausgeregelt)。

在车轮承接装置的一种构造方案，车轮承接装置的所述至少一个滚轮由双滚轮组成，其中，每个所述滚轮通过可切换的离合器与驱动系统连接。

这被证明有利于通过切换所述两个离合器之一来有针对性地调节转矩。

附图说明

在附图中：

图1示出具有处于外面的驱动装置的车轮承接装置；

图2示出在前面具有限制部的车轮承接装置；

图3示出在后面具有限制部的车轮承接装置；

图4示出作用于浮动板的未固定的线性驱动装置上的侧向力；

图5示出如下功能试验台架的原理图，该功能试验台架具有在固定的车辆的前桥下的可转向的车轮承接装置；以及

图6示出如下功能试验台架的原理图，该功能试验台架不仅具有在固定的车辆的前桥下的而且具有在固定的车辆的后桥下的可转向的车轮承接装置；

图7示出具有滚轮系统的车轮承接装置的原理图，所述滚轮系统构成为双滚轮，其中，每个所述滚轮通过离合器与驱动装置连接。

具体实施方式

图1示出按照本发明的具有处于外面的驱动装置的车轮承接装置。

图1示出按照本发明的具有滚轮组驱动装置的车轮承接装置，该驱动装置从外面作用于双滚轮1的滚轮2、3上。

驱动装置在示出的实施例中包括驱动马达4、回转质量5以及传动机构6。所述驱动马达可以是电气的、气动的或液压的马达。根据驱动马达4，所述驱动装置也可以构造成没有传动机构6。所述驱动装置也可以构造成没有回转质量5。还可看出适配元件7，从而驱动装置能够在浮动板转动时保持连接到所述双滚轮上。该适配元件7例如可以是等速万向轴。

对于车轮承接装置，还可见在双滚轮前面和后面的长孔中的销子8和9以及所属的线性驱动装置10和11。利用所述线性驱动装置10和11，浮动板相对于销子8和9沿±Y方向运动。

该运动这样实现，即：浮动板相对于所述销子8和9之一被固定。通过在另一个销子上的线性驱动装置，浮动板在那里侧向运动。由于在所述另一个销子上的固定，浮动板因此转动。在此，销子和长孔以这样足够的间隙被确定尺寸，使得长孔虽然沿y方向定向，但仍然允许浮动板围绕所述另一个销子的转动。

图1因此示出一种实施方式，在该实施方式中，各驱动系统10、11的耦联机构8、9这样与车轮承接装置嵌接，使得：通过锁止所述驱动系统10、11之一并且同时操纵另一个驱动系统11、10，浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分在第一工作状态下或在第二工作状态下转动。

在此被证明为有利的是，耦联机构8、9(这在示出的实施例中为销子8、9，所述销子在相应的长孔中被引导)保持嵌接。由此尤其是也可能的是，通过驱动系统10、11从操纵状态到锁止状态的转换过程和反之从锁止状态到操纵状态的转换过程，立即从第一工作状态转换到第二工作状态。

因为销子8、9在其在长孔中的引导中沿±X方向补偿在浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分转动时的运动，所以在图1的实施例中可以使用线性驱动装置10、11作为用于转动运动的调整机构。这就此而言被证明为有利的，因为线性驱动装置在结构上是简单的。

备选于图1示出的实施例，滚轮组的驱动装置也可以被集成在车轮承接装置本身中。例如，驱动装置可以设置在浮动板上。由此简化结构，因为当驱动装置连同浮动板一起转动时可以取消适配元件7。然而，在该构造方案中，由于车轮承接装置的质量较高而提高了车轮承接装置的惯性并且尤其是也提高了车轮承接装置的惯性力矩，从而不利地影响车轮承接装置在车轮转向运动时的跟踪动力学。

图2示出在前面具有限制部的车轮承接装置。所述车轮承接装置关于滚轮系统和车轮的该边界条件被动地调节至α＝0。

在此，所述车轮被固定、向前转动并且驱动两个滚轮。利用附图标记201表示α>0的角度。利用附图标记202表示参量d_v，利用附图标记203表示参量d_h。

浮动板204能围绕在前面的长孔中的销子8转动。在后面的长孔中没有销子，从而浮动板能围绕销子8转动。

利用附图标记205表示车轮中心平面到车轮承接装置的x-y平面上的投影。

此外，利用附图标记206表示由轮胎作用于前滚轮的侧向力F_yv并且利用附图标记207表示由轮胎作用于后滚轮的侧向力F_yh。

图3示出在后面具有限制部的车轮承接装置。所述车轮承接装置关于滚轮系统和车轮的该边界条件被动地调节至α＝0。

在此，车轮被固定、向前转动并且由两个滚轮驱动。利用附图标记301表示α>0的角度。利用附图标记302表示参量d_v，利用附图标记303表示参量d_h。

浮动板304能围绕在后面的长孔中的销子9转动。在前面的长孔中没有销子，从而浮动板能围绕销子9转动。

利用附图标记305表示车轮中心平面到车轮承接装置的x-y平面上的投影。

此外，利用附图标记306表示由轮胎作用于前滚轮的侧向力F_yv并且利用附图标记307表示由轮胎作用于后滚轮的侧向力F_yh。

图4示出作用于浮动板的未固定的线性驱动装置上的侧向力。描绘了关于角度α的侧向力。

上面的抛物线示出稳定的变化曲线，所述变化曲线过渡到平衡状态中，即通向角度α＝0。对于该上面的抛物线适用的是：α*M>0。

下面的抛物线示出不稳定的变化曲线，所述变化曲线离开平衡状态，即离开角度α＝0。对于下面的抛物线适用的是：α*M<0。

图5示出如下功能试验台架的原理图，所述功能试验台架具有在车辆的前桥下的可转向的车轮承接装置，所述车辆应该被假定为是固定的。如已经阐述的那样，车辆可以通过机械地保持该车辆而被固定。车辆也可以在本发明的意义中在如下情况下被看作是固定的，即：车轮承接装置的运动动力学是如此快速的，以至于在车辆开始侧向漂移离开之前已经通过使车轮承接装置转动来平衡并且消除如下状态，所述状态在车辆侧向漂移离开的意义中将力施加到车辆上。车轮承接装置的为此需要的运动动力学在此与车辆的惯性直接相关。

又可看出驱动装置的已经结合图1阐述了的部件。在此在图5的实施例中，在后桥上的驱动装置中(由于后桥的车轮不可转向)不必设置适配元件7。

对于以下对本发明的说明，车轮承接装置在不限制一般性的情况下包括构件K3，所述构件在此作为被驱动的滚轮系统构造为双滚轮。在该实施例中，两个滚轮被耦联到不在浮动板上的驱动装置上，亦即从外面被连接。此外，存在两个线性驱动装置作为构件K2。相应地，沿±Y方向的一个线性驱动装置设置在浮动板前面并且沿±Y方向的另个线性驱动装置设置在浮动板后面。此外，所述线性驱动装置构造为具有用于力测量和位移测量的测量装置。构件Kl在该实施例中包括根据DE102014111192A1的浮动板。

以下应该阐述由车轮(轮胎)作用于滚轮的侧向力。为此，耦联的滚轮对、即两个被驱动的滚轮应该被制动或能够自由转动。

所述滚轮对处于浮动板上，所述浮动板可以通过在前面的(x>0)或后面的(x<0)长孔中的销子来限制，也就是说，所述销子对于车轮承接装置来说在前面或在后面构成固定的在沿竖直方向的转动轴。

车轮承接装置的x-y坐标系的y轴通过滚轮轴线来确定。车轮在滚轮对上转动并且车轮中心平面的投影与车轮承接装置(滚轮对)的x轴形成角度α。

当车轮向前转动时，滚轮向后转动。向前转动在此应该这样定义，即，转动物体按照图1的定义围绕其转动轴线(y轴)逆时针方向转动。

接着，车轮应该被看作是固定的并且车轮承接装置在浮动板的支承平面中被看作是能自由运动的。

在车轮驱动两个滚轮的情况下，在图2示出的情况下相同的侧向力F_y对于α>0时沿负的y方向作用于每个滚轮。

前面的限制部产生如下的转矩M，其中

M＝-(d_v+d_h)*F_y (1)

其中，d_v是前滚轮相对于限制部的x距离(即，竖直转动轴的位置)并且d_h是后滚轮相对于限制部的x距离。因为侧向力F_y对于α>0时为负，因此转矩M为正。

因此，当浮动板的摩擦力允许车轮承接装置转动时，车轮承接装置转动这样长时间，直至角度α为零并且因此达到稳定的平衡。

对于α<0时，侧向力F_y为正并且因此转矩为负：在该情况下，当浮动板的摩擦力允许浮动板转动时，浮动板也转动直至角度α为零并且因此达到稳定的平衡。

在该情况(车轮驱动滚轮)下，在存在前面的限制部时适用：

α>0，F_y<0并且M＝-(d_v+d_h)*F_y>0 (2)

α<0，F_y>0并且M＝-(d_v+d_h)*F_y<0 (3)

在两个滚轮驱动车轮的情况下，侧向力F_y对于α>0时沿正的y方向作用于每个滚轮。该情况在图3中示出。后面的限制部产生如下的转矩M，其中

M＝(d_v+d_h)*F_y (4)

其中，d_v是前滚轮相对于限制部的x距离并且d_h是后滚轮相对于限制部的x距离。

因为侧向力F_y为正，因此转矩M为正。因此，当浮动板的摩擦力允许车轮承接装置转动时，车轮承接装置转动这样长时间，直至角度α为零并且因此达到稳定的平衡。对于α<0时，侧向力F_y为负并且因此转矩为负，并且在该情况下当浮动板的摩擦力允许浮动板转动时，浮动板也转动直至角度α为零并且因此达到稳定的平衡。

在该情况(滚轮驱动车轮)下，在存在后面的限制部时适用：

α>0，F_y>0并且M＝(d_v+d_h)*F_y>0 (5)

α<0，F_y<0并且M＝(d_v+d_h)*F_y<0 (6)

就车轮和滚轮系统的动力学状态而言，侧向力的符号是不同的。

侧向力的该符号能够在浮动板运动时借助调整机构考虑，其方式为激活前面或后面的限制部。利用该方式在α＝0时允许稳定的平衡。可能的是，在浮动板的小摩擦力的边界条件下获得进行被动调整的车轮承接装置。

如下内容普遍适用：

车轮承接装置在α＝0时具有稳定的平衡，如果对于由(前面的或后面的)限制部的位置和出现的侧向力F_y计算得出的转矩M适用：

α*M>0 (7)

在α*M<0的情况下，在α＝0时存在不稳定的平衡。

利用本发明能够实现：能够这样对车轮承接装置进行开环控制或闭环控制，使得根据滚轮系统的和车辆的以及因此车轮的运行状态能够在α＝0时确保稳定的平衡。

为此应该考察利用固定车轮作用于滚轮的侧向力，其中，在车辆在功能试验台架上行驶的条件下，车轮的中心平面相对于滚轮的x轴具有角度α。

车轮的运行状态是：

车轮驱动滚轮或

车轮制动滚轮

滚轮的运行状态是：

滚轮驱动车轮或

滚轮制动车轮

滚轮的动力学状态由功能试验台架的马达控制装置已知。车辆的以及因此车轮的动力学状态通过与车辆控制器的通信已知，尤其是当该车辆自主在功能试验台架上行驶时。所述通信可以在正在进行的生产中实现，其方式为从车辆控制器查询数据并且所述数据在生产过程的数据处理中可供使用。这可以例如通过在生产中的中央主导计算机实现，所述主导计算机将所述数据再次分散地传递给生产线中的相应地点。

根据车轮和滚轮的动力学状态，对于作用于滚轮的侧向力适用的是：

F_y＝c*α*S (8)

参量“S”在此是所有力的数量总和。这些力涉及与轮胎和滚轮之间的摩擦力以及滚轮和车轮的所出现的驱动力或制动力有关的侧向力的大小。因此，力F_y可以解释为与转向角α成比例并且与参量c成比例，其中：根据滚轮和车轮的按照表1a和1b的动力学状态，c＝1或c＝-1。

对于“限制部在前面”的情况，通过将(8)代入(1)对于转矩得出：

M＝-c*(d_v+d_h)*α*S (9)

将(9)代入稳定条件(7)α*M>0得出：

α*M＝-c*(d_v+d_h)*α²*S (10)

因此，当c＝-1时，α*M>0。

对于“限制部在后面”的情况，通过将(8)代入(4)对于转矩得出：

M＝c*(d_v+d_h)*α*S (11)

将(11)代入稳定条件(7)α*M>0得出：

α*M＝c*(d_v+d_h)*α²*S(12)

因此，当c＝1时，α*M>0。

表1a：

表1b：

在此适用：

α——车轮中心平面到x-y平面中的投影的角度

c——由轮胎作用于滚轮的侧向力沿滚轮坐标系的y方向的符号

如果在所述两个表中在一个单元格中没有记录，则这表明滚轮或车轮可被看作是自由转动的。

只要在表1a和1b中对于一种运行状态给出两个可能的符号+/-，则所述符号依赖于：是滚轮运行状态更强因此该情形“占优势”，还是车轮的运行状态更强并且因此该情形“占优势”。

表1a和1b分别示出车辆和驱动系统的6种动力学状态，在所述动力学状态下，车轮承接装置——根据符号c——利用前面的或后面的长孔中的固定部(限制部)来满足稳定条件α*M>0。

对于c＝-1的情况必须在前面进行限制，对于c＝1的情况必须在后面进行限制。

在表1a和1b的情况5和8中以该考虑不能判定c具有哪个符号并且因此不能判定应该对车轮承接装置的前面还是后面的长孔进行固定。亦即，在这些情况下可能出现α*M<0的情形。如果车轮承接装置的耦联的双滚轮以及车轮处于与表1a和1b的情况5和8对应的动力学状态下，则能够通过脱开一个滚轮以及适当地确定第一或第二工作状态来再次建立α*M>0的情形。滚轮的脱开在此表明：配置给该滚轮的离合器断开。该滚轮因此与驱动系统分开。配置给另一个滚轮的离合器保持接通，从而该滚轮与驱动系统保持连接。

为了解释通过脱开一个滚轮而实现的该稳定，应该示例性地考察如下情况，即：车轮通过车辆驱动装置并且通过功能试验台架的驱动装置加速，以便节省达到确定车速的时间。在α>0适用并且车轮承接装置在第一工作状态下(即前面的线性驱动装置是固定的)的边界条件下，两个耦联的滚轮处于表1a的情况5中并且适用按照(1)的M＝-(d_v+d_h)*F_y，其中，F_y＝F_yv＝F_yh可以为正或为负。但如果后滚轮被脱开，则前滚轮处于按照表1a的情况5中，后滚轮处于按照表1a的情况3中并且适用M＝-d_v*F_yv-d_h*F_yh>0，因为d_h>d_v、|F_yh|>|F_yv|并且F_yh<0。因此，通过脱开一个滚轮建立了稳定的情形α*M>0。

以下应该考察如下的功能试验台架，固定的车辆在该功能试验台架上行驶。该功能试验台架具有在后桥下的固定的车轮承接装置并且具有在前桥下的可转向的车轮承接装置。

转向在左边的可转向的车轮承接装置上产生角度α_l并且在右边的可转向的车轮承接装置上产生角度α_r。每个所述可转向的车轮承接装置能够围绕功能试验台架的Z轴转动角度φ_r或φ₁，从而车轮承接装置的轴线与前轮的车轮轴线共线，即：α_l＝0并且α_r＝0，与方向盘的状态无关。

为了描述所述功能，对在右边的可转向的车轮承接装置上的该对准过程进行说明，亦即α＝α_r并且φ＝φ_r。

就两个耦联的滚轮的动力学状态和车辆的动力学状态而言，前面的或后面的线性驱动装置按照在表1a或1b的情况1、2、3、4、6和7中的符号c是固定的。通过固定一个相应的线性驱动装置来激活相应的限制部，即确定浮动板的相应的转动轴线。这适用于具有示出的两个线性驱动装置的实施例。

因此满足稳定条件α*M>0并且另一个线性驱动装置测量作用力2*F_y*cos(φ)沿±Y方向的方向并且产生沿作用力2*F_y*cos(φ)的方向的力F_LA，从而克服浮动板的摩擦力μ*G。G包括车轮承接装置的重力加上车辆重力的作用于车轮承接装置的部分。如果当α*M>0时适用2*|F_y|*cos(φ)+|FLA|>＝μ*G(13)，则将车轮承接装置对准转向了的车轮。

如果在表1a或1b的情况5和8中在耦联的滚轮的情况不满足稳定条件并且适用α*M<0，则同样固定一个前面的或后面的线性驱动装置。

另一个线性驱动装置测量作用力2*F_y*cos(φ)沿±Y方向的方向并且产生相反于作用力2*F_y*cos(φ)和浮动板的摩擦力μ*G的方向的反力F_LA。如果当α*M<0时适用|F_LA|>＝μ*G+2*|F_y|*cos(φ)(14)，则将车轮承接装置对准转向了的车轮。

当在未固定的线性驱动装置上的力测量装置测得零数值、即2*F_y*cos(φ)＝0时，实现了可转向的车轮承接装置的正确对准。

备选地，所述调节例如也可以通过测量相对于车轮承接装置的角度α来实现。为此，每个可转向的车轮承接装置必须具有这样的测量系统。

图6示出如下功能试验台架的原理图，该功能试验台架不仅具有在固定的车辆的前桥下的而且具有在固定的车辆的后桥下的可转向的车轮承接装置。当车轮承接装置如此快速地运动，以至于由车轮承接装置作用于车辆的力在车辆侧向漂移离开之前已经被消除，则所述车辆在此又可以被看作是固定的。备选地，所述车辆也可以通过机械地保持该车辆来固定。

结合图5所说明的情况在图6的实施例中相应地也适用于处于车辆后桥下的车轮承接装置。

图7示出具有滚轮系统的车轮承接装置的原理图，所述滚轮系统构成为双滚轮。可看出，在图7的实施例中包括驱动装置4、回转质量5、传动机构6以及补偿元件7的驱动系统能借助离合器701或702连接至所述两个滚轮的每个滚轮上或能从其脱开。

图7能够通过相应滚轮的轴线相对于在长孔9中的后面的限制部的所标绘的距离(针对“前面的”滚轮的具有附图标记302的距离d_v以及针对“后面的”滚轮的具有附图标记303的距离d_h)。

在上述的表1a和1b中给出车轮和滚轮系统的动力学状态，所述动力学状态还未被唯一明确地定义，所述动力学状态首先仍然总体表明：不仅车轮驱动(或制动)滚轮而且滚轮驱动(或制动)相应的车轮。

通过合适地切换离合器701和702能够在更唯一明确地确定的意义中弄清楚如下情况，即：应该在前面还是在后面进行限制。

Claims (6)

1.用于功能试验台架的车轮承接装置，该功能试验台架用于具有可转向的车轮的机动车，其中，所述车轮承接装置具有浮动板以及至少一个滚轮，所述至少一个滚轮被支承在浮动板上并且能连同该浮动板在水平面中运动，

其特征在于，所述车轮承接装置具有第一工作状态，在所述第一工作状态下，浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分以能围绕第一竖直轴(8)转动的方式被支承，该第一竖直轴参考处于滚动试验台架中的车辆的行驶方向位于在车轮承接装置的所述至少一个滚轮上的至少一个车轮支撑点之前；所述车轮承接装置具有第二工作状态，在所述第二工作状态下，浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分以能围绕第二竖直轴(9)转动的方式被支承，该第二竖直轴参考处于滚动试验台架中的车辆的行驶方向位于在车轮承接装置的所述至少一个滚轮上的所述至少一个车轮支撑点之后；并且所述浮动板配置有调整机构，用于使浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分在第一工作状态以及第二工作状态下围绕相应的第一或第二竖直轴(8、9)转动。

2.按照权利要求1所述的车轮承接装置，其特征在于，车轮承接装置的所述至少一个滚轮由双滚轮组成，其中，每个所述至少一个滚轮通过可切换的离合器(701、702)与第一驱动系统(4、5、6)连接。

3.按照权利要求1或2所述的车轮承接装置，其特征在于，各个第二驱动系统的耦联机构与车轮承接装置嵌接，使得：通过锁止所述第二驱动系统之一并且同时操纵另一个第二驱动系统，浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分在第一工作状态下或在第二工作状态下转动。

4.用于操控按照权利要求1至3之一所述的车轮承接装置中的浮动板的调整机构的方法，其特征在于，浮动板的其上支承有所述至少一个滚轮的部分借助调整机构转动到期望位置中，使得车轮承接装置的所述至少一个滚轮的轴线与支撑在所述至少一个滚轮上的车轮的车轮轴线沿竖直方向到水平面中的投影平行地延伸，其中：根据所述车轮转向偏转的方向和强度以及根据所述车轮是驱动还是制动所述至少一个滚轮或者所述车轮是被所述至少一个滚轮驱动还是制动，在浮动板的第一工作状态下或在浮动板的第二工作状态下进行所述转动。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，根据车辆的动力学状态以及车轮承接装置的单个滚轮或耦联的双滚轮的动力学状态的以下组合中的至少一个组合并且借助下列值来确定具有一个滚轮或具有耦联的双滚轮的车轮承接装置的第一或第二工作状态：

其中，当值c具有负值时确定第一工作状态，而当值c具有正值时确定第二工作状态；

其中，α为车轮中心平面到车轮承接装置的x-y平面中的投影的角度；c为由轮胎作用于滚轮的侧向力沿滚轮坐标系的y方向的符号。

6.按照权利要求4或5所述的方法，其特征在于，车轮承接装置的所述至少一个滚轮由双滚轮组成，其中，每个所述至少一个滚轮通过可切换的离合器(701、702)与第一驱动系统(4、5、6)连接，在有针对性地调节车轮承接装置的浮动板的关于第一或第二工作状态的转矩的意义中切换功能试验台架的至少一个车轮承接装置的可切换的离合器(701、702)。

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