DE102004063041A1 - Vehicle functional test stand has load units connected to wheels, flanges and hubs through adjustable pivots applying pivoting forces and moments - Google Patents

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Rainer Dr. Müller
Jan Schenk
Thomas Dr. Tentrup
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/06Steering behaviour; Rolling behaviour
    • G01M17/065Steering behaviour; Rolling behaviour the vehicle wheels co-operating with rotatable rolls

Abstract

A vehicle functional test stand has load units (302) connected to the wheels, flanges and hubs with the parts connected to the steering wheels able to follow rotational movements (305) or apply (308) pivoting forces and moments.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugfunktionsprüfstand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.the The invention relates to a vehicle function test stand according to the preamble of claim 1.

Fahrzeugfunktionsprüfstände sind bekannt. Sie werden bei Automobilherstellern am Bandende ("End of Line") eingesetzt werden und dienen der Überprüfung des Antriebsstrangs bzw. seiner Komponenten wie z. B. der Bremsanlage des Fahrzeugs.Vehicle function test stands are known. They are used by automobile manufacturers at the end of the line and are used to check the Powertrain or its components such. B. the brake system of the vehicle.

Üblicherweise sind Fahrzeugfunktionsprüfstände, sogenannte Rollenprüfstände, mit Scheitellaufrollen bzw. Doppellaufrollensätzen versehen, welche verschiedene Nachteile mit sich bringen. Bei der Funktionsprüfung der Fahrzeuge ergibt sich bei Verwendung der Funktionsprüfstände mit Laufrollen in Folge der Reibung bereits vor der Auslieferung des Fahrzeugs an den Endkunden eine Abnutzung der Reifen. Weiterhin ist bei Verwendung von Laufrollen ein fester Reibwert zwischen den Reifen und den Laufrollen vorhanden. Die geringe Bodenfreiheit eines Teils der heutigen Fahrzeuge kann bei Verwendung eines Rollenprüfstandes ein weiteres Problem sein, wenn die Räder des Fahrzeugs jeweils zwischen ein Rollenpaar aufgenommen und auf Grund von Leistungsprüfungen PS-starker Fahrzeug weit einsinken müssen. Dabei kann das Fahrzeug unter Umständen auf den Laufrollen des Fahrzeugfunktionsprüfstandes aufsitzen.Usually are vehicle function test stands, so-called Roller dynamometers, with Top rollers or double roller sets are provided, which different Bring disadvantages. The functional test of the vehicles shows when using the function test stands with Rollers as a result of the friction even before the vehicle is delivered wear and tear on the tires to the end customer. It is still in use of rollers, a fixed coefficient of friction between the tires and the rollers available. The low ground clearance of some of today's vehicles can be another problem when using a roller dynamometer, when the wheels of the vehicle each recorded between a pair of rollers and on Reason for performance tests High-horsepower vehicle must sink in far. The vehicle can in certain circumstances sit on the rollers of the vehicle function test bench.

Weitere Nachteile von herkömmlichen Rollenprüfständen sind z.B. eine schlechte oder gar keine Zugänglichkeit des Fahrzeugs von unten während der Prüfung sowie die Gefahr, dass das Fahrzeug bei Leistungsprüfungen des Prüfstand ungewollt verlassen kann (sog. Herausfahren, gerade bei leistungsstarken Allradfahrzeugen). Bei Rollenprüfständen ist zudem eine vollständige Automatisierung, d.h. ein fahrerloser Prüfbetrieb, nur mit extrem hohem technischen Aufwand zu realisieren.Further Disadvantages of conventional Roller dynamometers are E.g. poor or no accessibility of the vehicle from down during the test as well as the risk of the vehicle being damaged during performance tests of the test bench can leave unintentionally (so-called pulling out, especially with powerful All-wheel drive vehicles). In the case of roller test stands, there is also a complete Automation, i.e. a driverless test operation, only with an extremely high to realize technical effort.

In der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen des Deutschen Patent- und Markenamts DE 10 2004 023 730.1 ist ein Prüfstand beschrieben, bei dem auf einem Grundrahmen für jedes zu prüfende Rad eine Grundplatte vorgesehen ist, wobei zwischen den Grundplatten das zu prüfende Fahrzeug positioniert werden kann, wobei mindestens zwei einander gegenüberliegende Grundplaten in Fahrzeug-x-Richtung beweglich und feststellbar sind, wobei auf jeder Grundplatte eine Trägerplatte in Fahrzeug-y-Richtung beweglich und feststellbar ist, auf der Belastungsvonichtungen angeordnet sind, wobei die Trägerplatte einerseits "kraftlos" verfahrbar und andererseits über die Belastungsvorrichtungen ein Gegenmoment bzw. eine Gegenkraft, z.B. zur Simulation eines Lenkrückstellmoments, erzeugbar ist und auf das jeweilige Rad bzw. den Radflansch aufbringbar ist.In the patent application not previously published with the file number of the German Patent and Trademark Office DE 10 2004 023 730.1 a test stand is described in which a base plate is provided for each wheel to be tested on a base frame, whereby the vehicle to be tested can be positioned between the base plates, with at least two opposing base plates being movable and lockable in the vehicle x-direction, with On each base plate a carrier plate is movable and lockable in the vehicle y-direction, on which load devices are arranged, the carrier plate being able to be moved "without force" on the one hand and a counter-torque or a counter-force, e.g. to simulate a steering return torque, being generated via the loading devices on the other hand and can be applied to the respective wheel or wheel flange.

Durch diese Maßnahmen wird es zum einen möglich, einen Fahrzeugfunktionsprüfstand ohne Laufrollen zu schaffen, und zum anderen, weitere Funktionalitäten von Kraftfahrzeugen, z.B. das beim Lenken durch Querkräfte, Hochkräfte und Radumfangskräfte verursachte Lenkrückstellmoment zu simulieren. Insbesondere sind hohe Antriebs- und Bremsmomente (auch bei Allradfahrzeugen) übertragbar bzw. messbar. Während der Prüfung werden weiterhin die Reifen des Fahrzeugs nicht belastet, weil diese entweder gar nicht montiert sind oder zumindest nicht in Kontakt mit der Laufrolle des Prüfstandes stehen. Das bedingt ebenfalls die freie, simulationstechnische Wahl des Reibwertes durch eine geeignete Ansteuern der Belastungseinheiten des Fahrzeugfunktionsprüfstandes. Außerdem wird das Fahrzeug durch die konstruktiven Gegebenheiten dieses Prüfstandes ausfahrsicher im Prüfstand fest gehalten, was ein unbeabsichtigtes Herausfahren unmöglich macht.By these measures on the one hand it becomes possible a vehicle function test bench without creating rollers, and on the other hand, further functionalities of Motor vehicles, e.g. when steering through lateral forces, high forces and Circumferential forces caused steering return torque to simulate. In particular, there are high drive and braking torques (also for all-wheel drive vehicles) transferable or measurable. While The examination the tires of the vehicle are still not stressed because these either not mounted at all or at least not in contact with the roller of the test stand stand. This also requires the free choice of simulation technology the coefficient of friction by a suitable control of the load units of the Vehicle function test bench. aside from that the vehicle is due to the structural features of this test bench safe to drive out in the test stand held, which makes an unintentional extension impossible.

Bei einer Ausbildung dieses Fahrzeugfunktionsprüfstandes können die beweglichen Grundplatten auf je zwei parallelen Schienen, vorzugsweise Leichtlaufschienen, angeordnet sein. Weiterhin können die Trägerplatten auf je zwei parallelen Schienen, vorzugsweise Leichtlaufschienen angeordnet sein.at a training of this vehicle function test stand can be the movable base plates on two parallel rails, preferably smooth-running rails, be arranged. Furthermore you can the carrier plates on two parallel rails, preferably smooth-running rails be arranged.

Zudem können die Belastungsvorrichtungen jeweils einen Motor (z. B. Elektromotor) sowie entsprechende Mittel zum Übertragen der Drehbewegung und des Drehmomentes des Motors auf das jeweilige Rad bzw. den Radflansch des Fahrzeuges. Diese Übertragung der Drehbewegung kann ggf. auch mit Adapterscheiben bzw. auf Adapterscheiben sowie mittels Übertragungskupplungen erfolgen.In addition can the loading devices each have a motor (e.g. electric motor) and corresponding means of transmission the rotary motion and the torque of the motor on the respective Wheel or the wheel flange of the vehicle. This transfer of rotary motion can optionally also with adapter disks or on adapter disks as well by means of transmission couplings take place.

Mit der Belastungsvorrichtung kann z. B. ein online berechnetes, exakt definiertes Drehmoment bzw. eine online berechnete definierte Kraft, beispielsweise zur Erzeugung oder Simulation eines Lenkrückstellmomentes, aufgebracht werden. "Online berechnet" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die benötigte Kraft mittels eines Fahrzeugmodells zum richtigen Zeitpunkt durch den Prüfstand an die prüfstandsinterne Regelung der Belastungsvorrichtung übertragen wird, von der die Verstellkraft dann entsprechend aufgebracht wird. Das Fahrzeugmodell läuft zeitgleich auf einem übergeordneten Steuerungsrechner "in the Loop" ab, also mit Rückmeldung der vom Prüfstand kommenden Kräfte und Raddrehgeschwindigkeit an den Steuerungsrechner. Dieses Modell kann alternativ oder zusätzlich im zentralen Steuergerät des Fahrzeugs parallel mitlaufen und somit das Modell im übergeordneten Steuerungsrechner ersetzen oder dessen Berechnungsergebnisse verifizieren.With the loading device z. B. a precisely defined torque calculated online or a defined force calculated online, for example to generate or simulate a steering return torque, can be applied. "Calculated online" in this context means that the required force is transmitted at the right time by means of a vehicle model through the test stand to the test stand's internal control of the loading device, which then applies the adjustment force accordingly. The vehicle model runs simultaneously on a higher-level control computer "in the loop", that is, with feedback to the control computer about the forces and wheel rotation speed coming from the test bench. As an alternative or in addition, this model can run in parallel in the vehicle's central control unit and thus the model in the higher-level control system Replace calculation computer or verify its calculation results.

Ebenso können mit der Belastungsvorrichtung andere Momente auf das Fahrzeug übertragen werden, mit denen beispielsweise Fahrwerks- und Antriebsstrangsysteme sowie der komplette Antriebsstrang des Fahrzeugs getestet werden können.as well can other moments are transferred to the vehicle with the loading device, with which, for example, chassis and drive train systems as well the entire drive train of the vehicle can be tested.

In einem Ausführungsbeispiel können die Mittel zum Übertragen der Drehbewegung des Motors einen übersetzenden Riementrieb umfassen, der die Drehbewegung des Motors auf eine mit dem jeweiligen Rad bzw. dem Radflansch verbundene Welle überträgt. Diese dient insbesondere dazu, um hohe Antriebs- und Bremsmomente auf das Fahrzeug zu übertragen, um den Antriebsstrang bzw. alle Teilsysteme, z. B. die Bremsanlage des Fahrzeugs, zu überprüfen.In one embodiment can the means of transmission the rotary motion of the motor include a translating belt drive, which the rotary motion of the motor on one with the respective wheel or the shaft connected to the wheel flange. This serves in particular to transfer high drive and braking torques to the vehicle, around the drive train or all subsystems, e.g. B. the braking system of the vehicle.

Hierbei ist es zweckmäßig, dass an/auf der Verbindungswelle eine sinnvoller Weise rotatorische Zusatzmasse zur Erhöhung des Massenträgheitsmomentes vorgesehen wird.Here is it appropriate that on / on the connecting shaft a sensible way additional rotational mass to increase the mass moment of inertia is provided.

Mittels einer derartigen Zusatzmasse, die ausgewuchtet ist und variabel bestückbar sein kann, kann das Massenträgheitsmoment erhöht werden. Dadurch kann die tatsächliche translatorische Fahrzeugträgheit entsprechend simuliert werden; zumindest kann jedoch die Simulation der "trägen Masse" des Fahrzeugs durch die Belastungseinheiten unterstützt werden. Des weiteren kann durch die Belastungseinheiten eine definierte, elektrisch simulierte zusätzliche Masse erzeugt werden.Means such an additional mass that is balanced and variable equippable can be, can be the moment of inertia elevated will. This can make the actual translational vehicle inertia be simulated accordingly; however, at least the simulation can the "inertial mass" of the vehicle supports the load units will. Furthermore, a defined, electrically simulated additional Mass are generated.

Weiterhin können die Mittel zum Übertragen der Drehbewegung des Motors einen Adapter zur Anbindung der Übertragungswelle an die Fahrzeugnabe bzw. den Radflansch aufweisen.Farther can the means of transmitting the Rotary movement of the motor an adapter to connect the transmission shaft to the vehicle hub or the wheel flange.

Über diesen Adapter wird die Belastungsvorrichtung mit dem Rad bzw. dem Radflansch des Fahrzeuges verbunden bzw. das Fahrwerk auf Prüflage abgestützt und gehalten.About this The loading device with the wheel or the wheel flange becomes an adapter of the vehicle connected or the chassis supported on the test position and held.

Der Adapter kann eine Klemm- und Zentriervorrichtung aufweisen und wird über die Radstandsund Spurweitenanpassung der Belastungseinheiten an das Fahrzeug herangeführt und adaptiert.Of the Adapter can have a clamping and centering device and is via the Wheelbase and track width adjustment of the load units to the Vehicle brought up and adapted.

Mit der Klemm- und Zentriervorrichtung kann die Belastungsvorrichtung mit dem Rad bzw. Radflansch taktzeitoptimiert verbunden werden.With the clamping and centering device can be the loading device be connected to the wheel or wheel flange with optimized cycle times.

Weiterhin ist beschrieben, dass die Übertragungswelle eine homokinetische Gelenkwelle sein kann.Farther is described that the transmission wave can be a constant velocity universal joint shaft.

Über eine derartige, auch als Gleichlaufgelenkwelle (constant velocity joint shaft, CVJS) bezeichnete Welle kann das zu übertragende Drehmoment von dem übersetzenden Riementrieb auf den Adapter und über letzteren an den Radflansch bzw. den Antriebsstrang des Fahrzeugs weitergeleitet werden. Je nach Anforderungen kann an der nicht lenkbaren Achse statt der homokinetischen Gelenkwelle jedoch auch eine mobile Welle-Welle-Verbindung oder eine handelsübliche Kardanwelle mit Längenausgleich (u.a. zur Schwingungsdämpfung) eingesetzt werden, wobei homokinetische Gelenkwellen für die lenkbaren Vorderachsen eingesetzt werden.Over a such, also as constant velocity joint shaft, CVJS) can transmit the torque of the translator Belt drive on the adapter and over the latter to the wheel flange or the drive train of the vehicle to get redirected. Depending on the requirements, the non-steerable Axis instead of the homokinetic cardan shaft, however, also has a mobile one Shaft-shaft connection or a standard cardan shaft with length compensation (e.g. for vibration damping) are used, with homokinetic propeller shafts for the steerable Front axles are used.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Prüfungen im Zusammenhang mit der Lenkung von Fahrzeugen zu verbessern.task The present invention is related to tests improve the steering of vehicles.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst, indem zumindest einzelne Teile zumindest einzelner Belastungseinrichtungen, die lenkbaren Rädern des Fahrzeugs zugeordnet sind, während des Prüfvorganges bewegbar sind derart, dass die zumindest einzelnen Teile Lenkbewegungen folgen können.These The object is achieved according to the present invention according to claim 1 by at least individual parts of at least individual loading devices, the steerable wheels of the vehicle are assigned while of the test process are movable such that the at least individual parts steering movements can follow.

Eine kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise mittels einer Klemmkupplung realisiert sein. Eine formschlüssige Verbindung wird durch ein Ineinandergreifen zweier Profile realisiert, wie dies beispielsweise auch bei zwei Zahnrädern der Fall ist. Es ist auch eine Kombination von Kraftschluss und Formschluss möglich. Wesentlich ist, dass die Verbindung so ausgestaltet ist, dass Kräfte, also Momente, sowie Geschwindigkeiten, also Drehzahlen, von der Belastungseinheit definiert auf die Radaufnahme, Radnabe, das Rad oder die Adapterscheibe übertragen werden.One frictional Connection can be implemented, for example, by means of a clamping coupling. A form-fitting Connection is made by interlocking two profiles, as is the case, for example, with two gears. It is also a combination of force fit and form fit is possible. Essential is that the connection is designed so that forces, so Moments as well as speeds, i.e. speeds, from the load unit Defined transferred to the wheel mount, wheel hub, wheel or adapter disc will.

Vorteilhaft wird es dadurch möglich, Prüfvorgänge auch bei Lenkeinschlägen vornehmen zu können, die mit einer starren Belastungseinrichtung sowie mit herkömmlichen Rollenprüfständen nicht darstellbar waren. Vorteilhaft wird es dadurch möglich, eine Vielzahl von zusätzlichen Funktionalitäten zu prüfen wie beispielsweise integrierte Fahrerassistenzsysteme zur Erhöhung der Sicherheit wie der Spurhalteassistent im Fahrzeugverbund und somit auch im Steuergerätegesamtverbund. Bei kleinen Lenkbewegungen bis zu etwa +/-3° Radlenkwinkel kann der Winkelausgleich durch den Einsatz einer homokinetischen Gelenkwelle erfolgen. Wenn die Lenkbewegung so groß wird, dass die Gleichlaufgelenkwelle in ihren bauartbedingten Überlastbereich bzgl. des Knickwinkels gefahren würde, können mit Hilfe der Verschiebung bei der vorliegenden Erfindung auch bei diesen größeren Radlenkwinkeln Fahrzeugfunktionsprüfungen vorgenommen werden.Advantageous this makes it possible Checks too at steering angles to be able to make those with a rigid loading device as well as conventional ones Roller dynamometers are not were representable. This advantageously makes it possible to use a large number of additional Functionalities to consider such as integrated driver assistance systems to increase the Safety like the lane departure warning system in the vehicle group and therefore also in the overall control unit network. The angle compensation can be used for small steering movements of up to about +/- 3 ° wheel steering angle by using a homokinetic cardan shaft. if the steering movement becomes so great that the constant velocity universal joint shaft is in its design-related overload range with respect to of the articulation angle would be driven, can with the aid of the displacement in the present invention also at Vehicle function tests carried out at these larger wheel steering angles will.

Es ist dabei nicht notwendig, alle Belastungseinrichtung so auszugestalten, dass diese während des Prüfvorganges (zumindest in Teilen) bewegbar sind. Üblicher Weise sind bei Fahrzeugen nur die Vorderräder lenkbar. Das bedeutet also, dass bei diesen üblichen Fahrzeugen die Belastungseinrichtungen für die Hinterräder konzipiert werden können, wie dies bereits bekannt ist.It it is not necessary to design all loading equipment in such a way that that this during the Test process (at least in parts) are movable. Usually they are on vehicles only the front wheels steerable. So that means that in these common vehicles the loading devices for the Rear wheels can be designed as is already known.

Es ist auch nicht zwingend notwendig, die Belastungseinrichtung vollständig so auszugestalten, dass diese komplett während des Prüfvorganges bewegbar sind. Es kann dabei genügen, wenn lediglich einzelne Teile der Belastungseinrichtung bewegbar sind.It is also not absolutely necessary, the loading device completely like this to design that this completely during the testing process are movable. It can be enough if only individual parts of the loading device can be moved.

Die Belastungseinrichtung kann beispielsweise auch als Hydraulikmotor ausgestaltet sein. In diesem Fall ist es im Gegensatz zu anderen Antriebsformen, die im weiteren noch erörtert werden, nicht erforderlich, ein übersetzendes Getriebe oder andere zusätzliche Übersetzungseinheiten vorzusehen. Die Belastungseinrichtung besteht dann nur aus dem einen Teil "Hydraulikmotor" sowie der Verbindung von dem Abtrieb des Hydraulikmotors zur formund/oder kraftschlüssigen Verbindung mit der Adapterscheibe bzw. der Radnabe, dem Radflansch oder dem Rad. In diesem Fall ist die Belastungseinrichtung insgesamt bewegbar. Der Hydraulikmotor hat gegenüber anderen Antriebsformen den Vorteil der höheren Leistungsdichte sowie der höheren Dynamik bei geringer Masse.the Loading device can, for example, also be used as a hydraulic motor be designed. In this case it is unlike others Types of drive that will be discussed below are not required, a translating Gearboxes or other additional translation units to be provided. The loading device then only consists of one Part "hydraulic motor" as well as the connection from the output of the hydraulic motor to the positive and / or non-positive connection with the adapter disk or the wheel hub, the wheel flange or the Wheel. In this case, the loading device is movable as a whole. The hydraulic motor has over others Drive forms take advantage of the higher power density as well as the higher Dynamics with low mass.

Statt des Hydraulikmotors kann auch der bereits im Zusammenhang mit dem dargestellten Stand der Technik beschriebene Elektromotor mit übersetzendem Zahnriemenantrieb verwendet werden.Instead of of the hydraulic motor can also be used in connection with the prior art illustrated electric motor described with translating Toothed belt drive can be used.

Die Belastungseinrichtung kann beispielsweise auch als Elektromotor ausgebildet sein, der über ein Getriebe mit der Adapterscheibe bzw. der Radnabe, dem Radflansch oder dem Rad verbunden ist. Es kann dann genügen, lediglich das Getriebe mit zu bewegen und den Elektromotor während des Prüfvorganges ortsfest auszugestalten. Dies hat den Vorteil, dass die translatorisch zu bewegenden Massen geringer werden. Das Getriebe kann beispielsweise ein Winkelgetriebe sein. Hier müssen dann als Verbindungselement zwischen Motor und Getriebe sinnvoller Weise eine längenveränderliche Kardanwelle oder ähnliches eingesetzt werden, welche die translatorische Relativbewegung zwischen diesen Baugruppen (Motor und Getriebe) unter der Voraussetzung der konstanten und reproduzierbaren Momenten- und Drehzahlübertragung gewährleistet.the Loading device can also be used, for example, as an electric motor be trained over a gear with the adapter disk or the wheel hub, the wheel flange or connected to the wheel. It can then suffice, just the transmission to move with and the electric motor during the test process designed to be stationary. This has the advantage that the translational masses to be moved become smaller. The transmission can for example be a Be angular gear. Must be here then more useful as a connecting element between the engine and the transmission Way a variable length Cardan shaft or similar are used, which the translational relative movement between these assemblies (engine and gearbox) provided that constant and reproducible torque and speed transmission guaranteed.

Mit der vorliegenden Erfindung wird es möglich, Teilumfänge von Fahrzeugfunktionsprüfungen aus dem mit vielen notwendigen Prüfumfängen stark ausgelasteten Bandende ("end of line") der Produktion in die Montagelinie vorzuverlagern und damit die Prüfumfänge am Bandende zu verringern. Nachdem die entsprechenden Steuergeräte und Aggregate in der Montagelinie montiert sind, kann bereits frühzeitig in der laufenden Produktion eine entsprechende Funktionsprüfung vorgenommen werden.With The present invention makes it possible to produce partial scopes of Vehicle function tests the one that is heavily used with many necessary test scopes End of tape ("end of line ") of production to move forward into the assembly line and thus the scope of testing at the end of the line to reduce. After the corresponding control units and aggregates in the assembly line can be done at an early stage a corresponding functional test is carried out during ongoing production will.

Im Sinne einer integrierten Prüfung wird es möglich, frühzeitig Prüfungen nicht nur der Fahrzeuglenkung und der Lenkaktuatorik sondern auch aller anderen Antriebsstrangkomponenten und der integrierten Systeme vorzunehmen. Dies gilt insbesondere auch für sogenannte X-by-Wire Systeme.in the In the sense of an integrated examination will it be possible early exams not only the vehicle steering and the steering actuators but also all other powertrain components and integrated systems to undertake. This also applies in particular to so-called X-by-Wire systems.

Durch die verbesserte Prüfung im Zusammenhang mit der Lenkung lassen sich vorteilhaft auch integrierte Prüfumfänge des Gesamtsystems "Fahrzeug" und aller seiner Teilsysteme bis hin zu mechatronisch ausgelegten Antriebsstrangkomponenten eines vollständigen Drive-by-Wire Fahrzeugs sowie bis hin zu zusammenhängenden Funktions- und Funktionalitätenprüfungen der integrierten Systeme (Sicherheits- und Fahrerassistenzsysteme) im Gesamtzusammenhang Fahrzeug durchführen. Bei den Lenkfunktionsprüfungen ist es beispielsweise auch möglich, die Funktionsprüfung mechatronischer Lenksteller und deren Komponenten unter Last vorzunehmen. Diese Funktionsprüfung kann beispielsweise die Energieverbrauchsmessung sowie die Wirkweise der entsprechenden Systeme beinhalten.By the improved exam in connection with the steering can also be integrated Scope of testing of the Complete system "vehicle" and all of its Subsystems through to mechatronically designed drive train components of a complete Drive-by-wire vehicles as well as contiguous Function and functionality tests of the integrated systems (safety and driver assistance systems) in the overall context Perform vehicle. During the steering function tests it is also possible, for example, the functional test mechatronic steering actuators and their components under load. This functional test can, for example, measure energy consumption and how it works of the corresponding systems.

Es sind also theoretisch bereits alle diejenigen Prüfungen durchführbar, die nicht in direktem Zusammenhang mit dem fahrdynamischen Einfluss der Reifen selbst auf den späteren Fahrbetrieb des Fahrzeugs stehen. Der Einfluss der Reifen kann beispielsweise in einem Verziehen des Fahrzeugs durch unterschiedliche Reifentypen oder durch verschiedenen Luftdruck der Reifen der getriebenen Achse bei starker Beschleunigung bestehen. Für derartige Prüfungen ist weiterhin ein mit Rädern und Reifen auslieferfertig bestücktes Fahrzeugs notwendig, wobei diese Überprüfungen beispielsweise auf einer Dynamik-Scheitelrolle durchgeführt werden können.It So theoretically all those exams can already be carried out that not directly related to the influence of driving dynamics the tire itself on the later The vehicle is stationary. The influence of the tires can for example in a warping of the vehicle due to different types of tires or by different air pressures of the tires of the driven axle exist in the event of strong acceleration. For such tests is still one with wheels and tires ready for delivery Vehicle necessary, with these checks, for example, on a Dynamic crowning roll performed can be.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 folgen die zumindest einzelnen Teile den Lenkbewegungen passiv.at the embodiment according to claim 2 is followed by the at least individual Share the steering movements passively.

Vorteilhaft können dadurch Kosten gespart werden, weil aktive Stellelemente gespart werden können. Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 eignet sich insbesondere dann, wenn lediglich einige wenige Teile der Belastungseinrichtung bewegt werden müssen. Diese geringeren Massen können vorteilhaft von der Lenkbewegung selbst mit bewegt werden.Advantageous can this saves costs because active control elements are saved can be. The embodiment according to claim 2 is particularly suitable when only a few parts of the loading device moved Need to become. These lesser masses can be advantageously moved by the steering movement itself.

Bei dieser passiv ausgestalteten Bewegung kann das Fahrzeug vorteilhaft im Hinblick auf eine vollautomatische, d. h. fahrerlose Prüfung mittels der Steuergerätekommunikation zwischen Fahrzeug und Fahrzeugfunktionsprüfstand gelenkt und betrieben werden. In diesem Fall muss also eine Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem Prüfstand bestehen und während der Prüfung aufrecht erhalten bleiben.With this passive movement, the vehicle can be advantageous with regard to a fully automatic, ie driverless testing can be controlled and operated by means of the control unit communication between the vehicle and the vehicle function test bench. In this case, communication between the vehicle and the test bench must exist and be maintained during the test.

Die Verschiebung kann bei kleinen Lenkbewegungen über einen rein mechanischen Mitnehmer realisiert sein, der vorteilhaft über mechanische Feder-Dämpfereinheiten gedämpft ist.the In the case of small steering movements, displacement can be purely mechanical Be realized driver, which is advantageous over mechanical spring-damper units muffled is.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 folgen die zumindest einzelnen Teile Lenkbewegungen, indem die zumindest einzelnen Teile mittels Stellelementen bewegbar sind.at the embodiment according to claim 3 is followed by the at least individual Share steering movements by means of at least individual parts Control elements are movable.

Vorteilhaft müssen bei dieser Ausgestaltung die Kräfte zur Mitbewegung der Belastungseinrichtungen insgesamt bzw. der entsprechenden Teile der Belastungseinrichtungen nicht von der Lenkung des zu prüfenden Fahrzeugs selbst aufgebracht werden. Die Ansteuerung der Stellelemente erfolgt bei dieser Ausgestaltung vorteilhaft so, dass die Lenkwinkel elektronisch erfasst werden und die Stellelemente entsprechend angesteuert werden. Die elektronische Erfassung kann entweder mittels Absolutwertgebern oder "online" mittels elektronischen Messeinheiten erfasst werden. Die Messeinheiten können im einfachsten Fall kleine Elektromotoren mit hochgenauen Sinus-Kosinusgebern oder ähnliches sein. Dadurch wird die Lenkbelastung des zu prüfenden Fahrzeugs realistischer dargestellt als bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit der mechanischen Verschiebeeinrichtung.Advantageous have to in this configuration the forces for moving the loading devices as a whole or the corresponding Parts of the loading devices are not affected by the steering of the vehicle to be tested be applied by yourself. The actuating elements are activated in this embodiment it is advantageous that the steering angle is electronic are detected and the control elements are controlled accordingly. The electronic recording can be done either by means of absolute encoders or "online" by means of electronic Measurement units are recorded. The units of measurement can be in in the simplest case, small electric motors with high-precision sine-cosine encoders or similar be. This makes the steering load of the vehicle under test more realistic shown than in the previously described embodiment with the mechanical Sliding device.

Die Stellelemente können beispielsweise elektromotorisch, pneumatisch oder auch hydraulisch sein.the Control elements can for example electric motor, pneumatic or hydraulic be.

Weiterhin kann ein zusätzlicher Elektromotor (beispielsweise ein Standardgetriebemotor) zur Simulation von Lenkrückstellmomenten und Lenkkräften während der Prüfung zum Einsatz kommen. Dieser ist sinnvoll an der Lenkungseinheit der Belastungseinheit befestigt und kann über eine zusätzliche Zahnriemenübersetzung in die Belastungseinheit integriert werden. Die Lenkungseinheit der Belastungseinheit kann beispielsweise über Kreuzschlitten und eine Drehbuchse in ihre einzelnen Freiheitsgrade der Kreisbewegung aufgeteilt sein. Die kleinere Übersetzungszahnscheibe dieser Übersetzungseinheit ist auf dem Elektromotor selbst angebracht. Dessen größere Zahnscheibe ist derart unter der Adaptionseinheit angebracht, dass eine Beaufschlagung des Motors mit einem Drehwunsch mit einem bestimmten Drehmoment ein Stellmoment in die Lenkung des Fahrzeugs einleitet.Farther can be an additional Electric motor (for example a standard gear motor) for simulation of steering return torques and steering forces while The examination come into use. This is useful on the steering unit of the Load unit attached and can be via an additional toothed belt transmission be integrated into the load unit. The steering unit the load unit can, for example, cross slide and a Rotary socket divided into its individual degrees of freedom of circular motion be. The smaller gear pulley this translation unit is attached to the electric motor itself. Its larger toothed washer is attached under the adaptation unit in such a way that an impact of the motor with a rotation request with a certain torque initiates an actuating torque in the steering of the vehicle.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 4 sind die zumindest einzelnen Teile in einer Richtung bewegbar, die der Fahrzeuglängsrichtung entspricht.at the embodiment according to claim 4 are the at least individual parts movable in a direction which corresponds to the longitudinal direction of the vehicle.

Vorteilhaft kann dabei das Nachfolgen der Lenkung (der Lenkbewegung des zu prüfenden Fahrzeugs) durch eine Linearbewegung der bewegten Teile des Belastungseinheit realisiert werden. Die Linearbewegung ist mit vergleichsweise geringem Aufwand realisierbar. Beispielsweise kann ein in Fahrzeuglängsrichtung orientierter Elektromotor eine ebenfalls in Fahrzeuglängsrichtung orientierte Ausgangswelle aufweisen. Diese Ausgangswelle des Elektromotors ist längenveränderlich und die Eingangswelle zu einem Winkelgetriebe, das in Fahrzeuglängsrichtung durch bereits beschriebene Methoden (beispielsweise mechanisch oder elektromotorisch) bewegbar ist. Die Ausgangswelle des Winkelgetriebes, eine homokinetische Querwelle, geht quer zur Fahrzeuglängsrichtung auf die Adapterscheibe bzw. die Radnabe, den Radflansch oder das Rad zu. Indem also bei dieser Ausgestaltung lediglich das Winkelgetriebe mit dessen Ausgangswelle und der mechanischen Ankopplung an das Fahrzeug translatorisch bewegbar sind, ist auch nur ein Teil der Belastungseinrichtung bewegbar.Advantageous can follow the steering (the steering movement of the vehicle to be tested) by a linear movement of the moving parts of the load unit will be realized. The linear movement is with comparatively little Effort realizable. For example, one in the longitudinal direction of the vehicle oriented electric motor also in the longitudinal direction of the vehicle have oriented output shaft. This output shaft of the electric motor is variable in length and the input shaft to an angular gear set in the longitudinal direction of the vehicle by methods already described (for example mechanically or electromotive) is movable. The output shaft of the bevel gear, a homokinetic transverse wave, goes transversely to the longitudinal direction of the vehicle on the adapter disk or the wheel hub, the wheel flange or the wheel to. By only using the angular gear in this embodiment with its output shaft and the mechanical coupling to the The vehicle can be moved translationally, is also only part of the loading device moveable.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 5 ist der Fahrzeugfunktionsprüfstand so ausgestaltet, dass mittels ansteuerbarer Aktoren die zumindest einzelnen Teile zumindest einzelner Belastungseinrichtungen mit Kräften beaufschlagbar sind, so dass von außen auf die lenkbaren Räder, die Radflanschen der lenkbaren Räder, die Radnaben der lenkbaren Räder bzw. daran angebrachten Adapterscheiben simulierte Lenkrückstellmomente bzw. Lenkkräfte aufbringbar sind.at the embodiment according to claim 5 is the vehicle function test bench designed that by means of controllable actuators the at least individual Forces can be applied to parts of at least individual loading devices are so that from the outside on the steerable wheels, the wheel flanges of the steerable wheels, the wheel hubs of the steerable wheels or attached adapter disks simulated steering return torques or steering forces are applicable.

Der ansteuerbare Aktuator kann dabei ein separater Stellmotor sein, der mit einer geeigneten Übersetzung und einer geeigneten Anbringung auf die lenkbaren Teile der Belastungseinheit einwirkt. Die aufzubringenden Kräfte können dabei zeitgleich mit dem Prüfablauf über einen übergeordneten Steuerungsrechner "in the Loop" berechnet werden, so dass die entsprechenden Lenkrückstellmomente und Lenkkräfte auf die lenkbaren Räder/Achsen des zu prüfenden Fahrzeugs übertragen werden können.Of the controllable actuator can be a separate servomotor, the one with a suitable translation and suitable attachment to the steerable parts of the loading unit acts. The forces to be applied can at the same time as the test sequence via a higher-level Control computer "in the Loop "is calculated so that the corresponding steering return torques and steering forces the steerable wheels / axles of the to be tested Transfer vehicle can be.

Sofern bei einer Ausgestaltung mit einem Elektromotor noch mitzubewegende Massen vorgesehen sind zur Erhöhung von Massenträgheitskräften, ist es vorteilhaft, diese Massen mit der Ausgangswelle des Elektromotors auf jeden Fall vor dem Getriebeeingang zu verbinden. Wegen der höheren Drehzahl am Getriebeeingang können dort mit geringeren Massen dieselben auf das Fahrzeugrad reduzierte Massenträgheitskräfte erzeugt werden wie am Getriebeausgang mit größeren Massen. Wegen der Reduzierung der translatorisch zu bewegenden Massen lassen sich damit Prüfungen mit einer höheren Dynamik durchführen. Weiterhin lassen somit bestimmte Anlagenkomponenten kompakter und preiswerter auslegen.If, in an embodiment with an electric motor, masses to be moved along are provided to increase inertia forces, it is advantageous to connect these masses to the output shaft of the electric motor in any case before the transmission input. Because of the higher speed at the transmission input, the same inertial forces reduced on the vehicle wheel can be generated there with smaller masses as at the transmission output with larger masses. Because of the reduction in the Mas to be moved translationally This enables tests to be carried out with greater dynamics. Furthermore, certain system components can thus be designed to be more compact and cheaper.

Bei den beschriebenen Belastungseinrichtungen ist es vorteilhaft, wenn die Systeme zur Erzeugung von Drehbewegungen und Drehmomenten, wie beispielsweise die beschriebenen Elektromotoren, auch dazu benutzt werden, die form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zur Radnabe, den Rädern oder der Adapterscheibe herzustellen. Beispielsweise kann eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung hergestellt werden, indem eine Verbindungskupplung Schraubelemente aufweist, die unter Verwendung spezieller Mehrscheibenkupplungen in die Gewinde des Radflansches geschraubt werden. Mit der beschriebenen Anordnung wird es vorteilhaft möglich, die Ankopplung und Aufnahme des Fahrzeugs im Funktionsprüfstand zu automatisieren. Mit dem beschriebenen Funktionsprüfstand ist es weiterhin möglich, durch die Simulation der Belastungszustände die entsprechenden Funktionsprüfungen stark automatisiert oder sogar vollkommen autonom, also ohne Werker, durchzuführen.at the loading devices described, it is advantageous if the systems for generating rotary movements and torques, such as for example the electric motors described, also used for this purpose the positive and / or non-positive connection to the wheel hub, the wheels or the adapter disk. For example, a form-fitting and / or force-fitting connection are made by a connecting coupling screw elements having, using special multi-disc clutches be screwed into the thread of the wheel flange. With the described Arrangement it is advantageously possible the coupling and inclusion of the vehicle in the function test bench automate. With the function test stand described is it is still possible by simulating the load conditions, the corresponding functional tests are strong automated or even completely autonomous, i.e. without workers.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben.in the The following is an embodiment of the Invention described with reference to drawings.

Es zeigenShow it

1 eine perspektivische Darstellung eines Fahrzeugfunktionsprüfstandes, 1 a perspective view of a vehicle function test bench,

2 eine schematische Darstellung des Fahrzeugfunktionsprüfstandes, 2 a schematic representation of the vehicle function test bench,

3 eine Darstellung einer ersten Lösung nach der vorliegenden Erfindung, bei der ein Winkelgetriebe längsverschieblich ist, 3 a representation of a first solution according to the present invention, in which an angular gear is longitudinally displaceable,

4 eine schematische Detaildarstellung einer Belastungseinheit für die Hinterachse und 4th a schematic detailed representation of a loading unit for the rear axle and

5 eine Darstellung einer weiteren Lösung nach der vorliegenden Erfindung, bei der ein Winkelgetriebe längsverschieblich ist. 5 a representation of a further solution according to the present invention, in which an angular gear is longitudinally displaceable.

Der in 1 dargestellte Fahrzeugfunktionsprüfstand besteht aus einem Grundaufbau 101, der in der Fahrzeug-Serienproduktion optimal an die Bedingungen am Band angepasst sein kann. Auf diesem Grundaufbau 101 sind vier Belastungseinheiten, je zwei (102, 103) für die Vorderachse und zwei (104, 105) für die Hinterachse so angebracht, dass entweder an der Vorderachse oder an der Hinterachse eine Radstandsanpassung mit Hilfe von aktiven Verschiebeelementen (z.B. Spindelmotoren, aber auch pneumatische oder hydraulische Antriebe etc.) erfolgen kann. Dazu müssen die Belastungseinheiten auf entsprechenden Laufschienen befestigt sein. Alle Belastungseinheiten können zudem zur Spurweitenanpassung und zur Fahrzeugadaption quer zur Fahrzeuglängsrichtung verschoben werden (wieder mittels entsprechender Verschiebeeinheiten). Mit Belastungseinheiten sind hier nicht nur die Elektromotoren gemeint sondern die Gesamtheit der Teile bestehend aus dem jeweiligen Elektromotor sowie den weiteren Teilen, die zur Kraft- bzw. Momentenübertragung vom Elektromotor auf das Rad, den Radflansch bzw. eine Adapterscheibe benötigt werden.The in 1 The vehicle function test stand shown consists of a basic structure 101 which can be optimally adapted to the conditions on the assembly line in vehicle series production. On this basic structure 101 are four load units, two each ( 102 , 103 ) for the front axle and two ( 104 , 105 ) for the rear axle so that the wheelbase can be adjusted either on the front axle or on the rear axle with the help of active displacement elements (e.g. spindle motors, but also pneumatic or hydraulic drives, etc.). To do this, the load units must be attached to the appropriate running rails. All loading units can also be moved transversely to the longitudinal direction of the vehicle for the purpose of track width adjustment and vehicle adaptation (again using appropriate displacement units). With load units not only the electric motors are meant here but the entirety of the parts consisting of the respective electric motor and the other parts that are required for the transmission of force or torque from the electric motor to the wheel, the wheel flange or an adapter disk.

Im weiteren wird der Aufbau eines Prototypen, beispielhaft als eine Möglichkeit des Aufbaus für einen stationären, nicht montageliniengebundenen Prüfstand beschrieben. Stationär bedeutet dabei, dass kein regelmäßiger, taktzeitgebundener Fahrzeugwechsel auf dem Funktionsprüfstand stattfindet. Der in 1 beschriebene, für die Verwendung in der Montagelinie optimierte Grundaufbau stellt sich in stationär betriebenen Prüfständen, auf denen das zu testende Fahrzeug nicht taktzeitgebunden gewechselt werden muss, selbstverständlich anders dar.In the following, the construction of a prototype is described, for example, as a possibility of construction for a stationary test bench that is not linked to an assembly line. Stationary means that there is no regular, cycle-related vehicle change on the function test bench. The in 1 The basic structure described, optimized for use in the assembly line, is of course different in stationary test stands on which the vehicle to be tested does not have to be changed depending on the cycle time.

Die Belastungseinheiten und deren nachfolgend beschriebener Aufbau können allerdings, mit Ausnahme der Verschiebbarkeit für die Radstandsanpassung und die Spurweiteneinstellung sowie die bereits beschriebene, automatisierbare Adaption an das zu prüfende Fahrzeug unter Serienproduktionsbedingungen identisch sein.the Load units and their structure described below can, however, with the exception of the displaceability for the wheelbase adjustment and the track width setting as well as the automatable one already described Adaptation to what is to be tested Vehicle must be identical under series production conditions.

Der mechanische Aufbau des Funktionstesters für den stationären Betrieb ist in 2 perspektivisch dargestellt. Die Belastungseinheiten für die Vorder- und die Hinterachse, welche identisch zu denen für den Serienproduktionsbetrieb sein können und die sich ihrer Funktion entsprechend in einigen Details voneinander unterscheiden, sind im folgenden explizit beschrieben.The mechanical structure of the function tester for stationary operation is in 2 shown in perspective. The load units for the front and rear axles, which can be identical to those for series production and which differ from one another in some details according to their function, are explicitly described below.

In der grundlegenden Ausstattung besteht der Funktionsprüfstand aus einem Grundrahmen 201 zur Befestigung des Prüflings (also des Fahrzeuges) am Boden sowie aus achsweise je zwei Belastungseinheiten (für die Vorderachse mit 202 bezeichnet und für die Hinterachse mit 203 bezeichnet). Weiterhin besteht der Funktionsprüfstand an der Hinterachse aus zwei (nicht in der 2 dargestellten) Stützvorrichtungen für die Hinterachse. Diese Stützvorrichtungen stützen die Hinterachse permanent. An der Vorderachse werden die Räder nach dem Aufbringen und Fixieren des Fahrzeuges auf dem Prüfstand durch externe Hebeeinheiten in Adaptionslage gehoben. Die Belastungseinheiten werden adaptiert und stützen im Folgenden die Räder entsprechend in Prüflage ab. Diese Ausbauform kann alternativ ebenfalls an der Hinterachse Verwendung finden, so dass hier dann keine permanenten Stützvorrichtungen benötigt werden.The basic equipment of the function test bench consists of a base frame 201 for fastening the test item (i.e. the vehicle) to the ground and consisting of two load units for each axle (for the front axle with 202 and for the rear axle with 203 designated). Furthermore, the function test bench on the rear axle consists of two (not in the 2 shown) support devices for the rear axle. These support devices permanently support the rear axle. On the front axle, after the vehicle has been attached and fixed on the test stand, the wheels are lifted into the adaptation position by external lifting units. The load units are adapted and then support the wheels accordingly in the test position. Alternatively, this design can also be used on the rear axle, so that no permanent support devices are required here.

Der Grundrahmen ist entsprechend an das Fahrzeug angepasst und an dafür geeigneten Stellen am Fahrzeugunterboden befestigt. Diese Abstützung bedingt eine Fahrzeugbefestigung so, dass kein Teil des Fahrzeuges (auch nicht die Räder, die jedoch nicht zwingend montiert sein müssen) den Boden berührt. Weiterhin wird das Fahrzeug selbst in x-, y- und vor allem in z- Richtung sicher festgehalten, das Fahrzeuggewicht wird abgestützt und die durch den Prüfablauf in das System eingebrachten Kräfte und Kippmomente werden aufgenommen.Of the The base frame is adapted to the vehicle and suitable for it Places attached to the vehicle underbody. This support is necessary a vehicle attachment in such a way that no part of the vehicle (including not the wheels, which, however, do not necessarily have to be installed) touches the ground. Farther the vehicle itself becomes in the x, y and especially in the z direction held securely, the vehicle weight is supported and through the test sequence forces introduced into the system and tilting moments are recorded.

Die Haltestempel haben zum einen die Funktion, das Fahrzeug zu tragen. Zum anderen kann damit das Fahrzeug an den Achsschenkeln so abgestützt werden, dass die ungefederten Massen (Räder, Reifen, Bremsenbauteile, etc.) in Prüf- und Einstelllage (z.B. in der sogenannten Konstruktionslage „K0") gehalten werden. Damit ergibt sich eine alternative Ausführungsvariante, die beispielsweise auch geeignet ist für stationäre LKW Prüfstände dieser Art als reine Funktionstester ohne Anspruch auf Leistungsprüfungen des Antriebstranges. Diese Haltestempel können variabel ausgelegt und auch von außen ansteuerbar ausgestaltet sein.the On the one hand, stop stamps have the function of supporting the vehicle. On the other hand, it can be used to support the vehicle on the steering knuckles so that that the unsprung masses (wheels, Tires, brake components, etc.) in the test and setting position (e.g. in the so-called construction position "K0") an alternative design variant, which is also suitable, for example, for stationary truck test stands of this type as a pure function tester without entitlement to performance tests of the drive train. These holding stamps can be designed and varied also from the outside be designed controllable.

In der Serienproduktion wird der Eintransport des Prüflings durch das in 1 als Rahmen 106 angedeutete sogenannte Gehänge übernommen. Die Funktion der Fixierung und der Abstützung der durch die Prüfeinheiten in den Prüfling eingeleiteten Kräfte übernimmt in der Serienproduktion eine gesonderte, prüfstandsinterne Stütz- und Fixiereinheit, die nach abgeschlossenem Fahrzeugeintransport in den Prüfstand gesondert an den Prüfling/das Fahrzeug herangefahren und adaptiert wird. Nachdem die Belastungseinheiten, die in der Serie die Abstützung der Achsen während des Prüfablaufes auf Prüflage übernehmen, an die Radnabe bzw. das Rad etc. adaptiert worden sind, fahren die Stützeinheiten wieder in Grundstellung und lediglich die prüfkraftaufnehmende und die fahrzeugfixierende Funktion der Stützeinheiten unter dem Fahrzeugchassis bleibt erhalten.In series production, the in 1 as a frame 106 implied so-called hangers adopted. The function of fixing and supporting the forces introduced into the test object by the test units is carried out in series production by a separate, test bench-internal support and fixing unit which, after the vehicle has been transported to the test bench, is separately moved to the test object / vehicle and adapted. After the load units, which in series support the axles during the test sequence on the test position, have been adapted to the wheel hub or wheel, etc., the support units return to their basic position and only the test force-absorbing and vehicle-fixing function of the support units under the Vehicle chassis is retained.

Weiterhin werden im konkreten Beispiel des Prototypen die bei der laufenden „Prüfung" des Prüflings auftretenden Kräfte durch den Grundrahmen abgestützt und das Fahrzeug wird sicher auf seiner Position gehalten.Farther In the specific example of the prototype, those that occur during the ongoing "test" of the test object are used Powers supported by the base frame and the vehicle is held securely in place.

Im Folgenden werden die Belastungseinheiten für die Vorderachse (102 und 103 in 1 und 202 in 2) sowie die Hinterachse (104 und 105 in 1 und 203 in 2) vorgestellt. Diese Belastungseinheit besteht aus den folgenden Basiskomponenten (siehe 3).The load units for the front axle ( 102 and 103 in 1 and 202 in 2 ) as well as the rear axle ( 104 and 105 in 1 and 203 in 2 ) presented. This load unit consists of the following basic components (see 3 ).

301:301:
Unterbau/Grundgerüst/Grundgestell der einzelnen BelastungseinheitSubstructure / framework / base frame of the individual load unit
302:302:
Asynchronmaschine (Belastungsmaschine)Asynchronous machine (Loading machine)
303:303:
Kegelrad- Winkelgetriebe auf Getriebegrundplatte und Träger auf Leichtlaufschienen mit Kugelwagen sowie sogenannten Wegbegrenzern/Anschlägen (auf den Laufschienen) zum Schutz der Wellenkomponente 308 gegen knickwinkelbedingte ÜberbeanspruchungBevel gearbox on the gear base plate and carrier on smooth running rails with ball runner blocks as well as so-called travel limiters / stops (on the running rails) to protect the shaft components 308 against excessive stress caused by the bending angle
304:304:
Schwungscheibe zur Erhöhung des Massenträgheitsmomentes (z.B. ∅ 400 × 100 mm), alternative Lösung für schwerere Fahrzeuge (beispielsweise Personenkraftwagen aus dem Luxussegment): zwei Schwungscheiben, dann je eine an Motorabtriebswelle und an Getriebeeingangswelle angeflanschtFlywheel for increase the mass moment of inertia (e.g. ∅ 400 × 100 mm), alternative solution for heavier ones Vehicles (for example passenger cars from the luxury segment): two flywheels, then one each on the engine output shaft and on Gearbox input shaft flanged
305:305:
Translatorisch und rotatorisch ausgelegte Adaptionseinheit mittels Kreuzschlitten auf 2× Leichtlaufschienen mit Kugelwagen zur Zerlegung der Drehbewegung in ihre Freiheitsgrade mit Wegbegrenzern/Anschlägen (auf den Laufschienen) Translational and Rotationally designed adaptation unit using cross slides on 2 × smooth-running rails with ball carriage to break down the rotary movement into its degrees of freedom with path limiters / stops (on the rails)
306:306:
pneumatische Verstelleinheit für Übersetzungsgetriebe (3 Positionen: links – mittig – rechts), z.B. mit 150 mm Verstellweg, sie wird mit Hilfe von Absolutwertgebern an der Adaptionseinheit 305 und einer Computersteuerung angesteuert. Alternativ können sogenannte servohydraulische Verstelleinheiten oder Spindelmotoren eingesetzt werden. Diese weisen dann keine stufenweise sondern eine konstante, stufenlose, „online" geführte Bewegbarkeit der Getriebeeinheit auf.Pneumatic adjustment unit for transmission gear (3 positions: left - center - right), eg with 150 mm adjustment path, it is set on the adaptation unit with the help of absolute encoders 305 and a computer control. Alternatively, so-called servo-hydraulic adjustment units or spindle motors can be used. These then have constant, stepless, "online" guided mobility of the gear unit rather than stepwise.
307:307:
Längenveränderliche Kardanwelle als Verbindungseinheit zwischen ortsfestem Motor und translatorisch beweglichem GetriebeVariable length cardan shaft as a connection unit between stationary motor and translationally movable gear
308:308:
Gleichlaufgelenkwelle zur Belastungsübertragung an den PrüflingConstant velocity universal joint shaft for transferring loads to the test item
309:309:
elektromotorische Stelleinheit zur Simulation von Lenkrückstellmomenten und Lenkkräften bei Lenkbewegung, entsprechend über Zahnriementrieb übersetzt und sinnvoll an der Adaptionseinheit 5 angebracht, um lediglich in die Drehbewegung einzugreifenelectromotive Actuator for simulating steering return torques and steering forces Steering movement, translated accordingly via toothed belt drive and sensibly attached to the adaptation unit 5 to only to intervene in the rotary motion

Die Belastungseinheit der nichtlenkbaren Achse (z.B. Hinterachse) besteht grundlegend aus den gleichen Komponenten wie die Belastungseinheit der Vorderachse. Dadurch bedingt, dass hier keine Verstellung durch ein Nachfolgen von Lenkwinkeln notwendig ist, ergeben sich einige konstruktive Vereinfachungen, die nachfolgend im Unterschied zur Darstellung der Figur anhand der 4 erläutert werden.The load unit of the non-steerable axle (e.g. rear axle) basically consists of the same components as the load unit of the front axle. As a result of the fact that no adjustment by following steering angles is necessary here, there are some structural simplifications which, in contrast to the illustration of the figure, are shown below with the aid of FIG 4th explained.

403:403:
Das Winkelgetriebe selbst ist identisch zu dem der Vorderachsbelastungseinheit, es entfallen jedoch die Leichtlaufschienen, die Kugelwagen und somit die Verstelleinheit für das Getriebe.The angular gear itself is identical to that of the front axle load unit, it is omitted however, the smooth running rails, the ball runner blocks and thus the adjustment unit for the Transmission.
405:405:
Wie 305 in 3, jedoch nicht lenkbar, also nicht dreh- und verschiebbar gelagert und nicht auf Leichtlaufschienen und Kreuzschlitten. Die Adaptionseinheit muss nicht lenkbar ausgelegt sein, d.h. Leichtlaufschienen und Kugelwagen entfallen. Durch die internen Freiheitsgrade der Adaptionseinheit selbst können Spur und Sturz des Hinterrades ausgeglichen werden. Es muss lediglich die Kraft abstützt werden, welche die Hinterachse in Prüflage hält. Es ist als Alternative auch möglich, eine Adaptionseinheit vorzusehen, die aus der identischen Vorrichtung wie für die Vorderachse besteht. In 4 ist lediglich eine Alternative dargestellt. Die Kraftabstützung der Hinterachse wird bei dieser Alternative von einer separaten, externen Stütze unter dem Fahrzeug übernommen.As 305 in 3 , but not steerable, so not rotatably and displaceably mounted and not on smooth-running rails and compound slides. The adaptation unit does not have to be designed to be steerable, ie smooth running rails and ball trolleys are not required. Due to the internal degrees of freedom of the adaptation unit itself, toe and camber of the rear wheel can be compensated. All that needs to be supported is the force that holds the rear axle in the test position. As an alternative, it is also possible to provide an adaptation unit which consists of the same device as for the front axle. In 4th only an alternative is shown. With this alternative, the force support of the rear axle is taken over by a separate, external support under the vehicle.

Eine Verschiebeeinheit für das Übersetzungsgetriebe entfälltOne Shifting unit for the transmission gear not applicable

407:407:
Die Verbindungswelle zwischen Motor und Getriebe kann kürzer und braucht nicht längenveränderbar ausfallen.The connecting shaft between engine and gearbox can be shorter and does not need to be adjustable in length fail.
408:408:
Die Gleichlauf-Gelenkwelle entfällt. Sie wird durch eine Ausgleichseinheit ersetzt. Diese hat lediglich die Aufgabe die geringen Spur- und Sturzwinkel des Hinterrades auszugleichen und das Moment zu übertragen.The constant velocity universal joint shaft not applicable. It is replaced by a compensation unit. This only has the task of compensating for the small toe and camber angles of the rear wheel and to transmit the moment.

5 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Belastungseinheit für lenkbare Räder, die so ausgestaltet ist, dass diese Lenkwinkeln des Fahrzeugs folgen kann. Es ist ein Elektromotor 502 zu sehen, der in Fahrzeuglängsrichtung orientiert ist ebenso wie dessen Ausgangswelle 507. Diese Ausgangswelle 507 ist gleichzeitig die Eingangswelle eines Winkelgetriebes 503. Die Welle 507 ist längenveränderlich. 5 shows an alternative embodiment of the load unit for steerable wheels, which is designed so that it can follow the steering angles of the vehicle. It's an electric motor 502 can be seen, which is oriented in the longitudinal direction of the vehicle as well as its output shaft 507 . This output shaft 507 is also the input shaft of an angular gear 503 . The wave 507 is variable in length.

Es ist zu sehen, dass auf der Welle 507 vor dem Winkelgetriebe 503 eine Masse 504 angeordnet ist. Vorteilhaft dreht diese Masse 504 mit der (höheren) Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors 502, so dass diese Masse zur Erzeugung entsprechender Massenträgheitskräfte insgesamt leichter ausgeführt werden kann.It can be seen that on the wave 507 in front of the bevel gear 503 a mass 504 is arranged. This mass advantageously rotates 504 with the (higher) angular speed of the electric motor 502 , so that this mass for generating corresponding inertia forces can be carried out more easily overall.

Die homokinetische Ausgangswelle 508 des Winkelgetriebes 503 ist quer zur Fahrzeuglängsrichtung orientiert und mit einer Adaptionseinheit 505 verbunden.The homokinetic output shaft 508 of the bevel gear 503 is oriented transversely to the longitudinal direction of the vehicle and has an adaptation unit 505 tied together.

Es ist zu sehen, dass das Winkelgetriebe 503 mit dessen Ausgangswelle 508 und der Adaptionseinheit 505 auf den in Fahrzeuglängsrichtung orientierten Schienen und bewegbar ist.It can be seen that the bevel gear 503 with its output shaft 508 and the adaptation unit 505 is movable on the rails oriented in the longitudinal direction of the vehicle.

In der Darstellung der 5 ist ein mechanischer Mitnehmerstift 510 zu sehen, der von der Grundplatte ausgehend das auf den Schienen und gelagerte Winkelgetriebe 503 mitnimmt. Dabei ist auch zu sehen, dass diese Mitnahme durch Federn gedämpft ist.In the representation of the 5 is a mechanical drive pin 510 to see the angular gear mounted on the rails and starting from the base plate 503 takes away. It can also be seen that this entrainment is dampened by springs.

Die Fixierung des Fahrzeuges auf den beschriebenen Fahrzeugaufnahmen erfolgt im stationären Fall entweder manuell mittels Verschraubung über entsprechende Bügelklemmen oder andere Sicherungsmöglichkeiten oder über automatische Kipp- oder Klemmelemente beliebiger Art und Funktion.the Fixation of the vehicle on the described vehicle mounts takes place in the inpatient Case either manually by screwing using appropriate U-clamps or other security options or over automatic tilting or clamping elements of any type and function.

In der Serienfertigung am Produktionsband transportieren integrierte, bereits vorhandene Trage- und Transporteinrichtung (z.B. das sog. Gehänge) das Fahrzeug in den Prüfstand hinein uns aus ihm heraus.In of series production on the production line transport integrated, existing carrying and Transport device (e.g. the so-called hanger) the vehicle into the test bench us out of it.

Der Prüfvorgang/Prüfablauf mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeugfunktionsprüfstand kann in der Serienproduktion wie folgt ablaufen:

  • • Das Fahrzeug wird auf den Fahrzeugfunktionsprüfstand auf- bzw. eingebracht und wie beschrieben fixiert, nachdem eine Typenerkennung (vorzugsweise kabellos über Funksystemen oder andere kabellose Kommunikationssysteme) erfolgt ist
  • • Die verstellbaren Belastungseinheiten werden an den Radstand und die Spurweite des zu prüfenden Fahrzeuges angepasst soweit dies erforderlich ist
  • • Die Kommunikation mit den fahrzeuginternen Steuergeräten wird hergestellt (vorzugsweise kabellos über Funksysteme oder andere kabellose Kommunikationssysteme, aber auch mittels eingebrachtem Kabel über Steckverbindung vorstellbar)
  • • Anschließend oder zeitgleich dazu erfolgt die Adaption der Belastungsvorrichtung an das Fahrzeug, beispielsweise über Zentrier-Spann-Elemente, die an der Felge, dem Radflansch oder der Radnabe angreifen können. Die Adaption kann sowohl kraft- als auch formschlüssig oder in Kombination dieser beiden Verfahren erfolgen. Außerdem können Verschraubereinheiten oder Klemm-Spann-Backen sowie pro Rad je eine Adapterscheibe (während des Prozesses selber oder zuvor montiert) zur Anwendung kommen.
  • • Die Fahrzeugprüfung wird vorgenommen
  • • Die Prüfdaten werden gespeichert und entsprechend abgelegt oder weiterverarbeitet, die Fahrzeugsteuergeräte werden parametriert, soweit dies nötig ist
  • • Das Fahrzeug wird aus seiner Fixierung gelöst
  • • Das Fahrzeug wird aus dem Prüfstandsbereich heraus und z.B. zur weiteren Radmontage (sollte diese noch nicht erfolgt sein) transportiert.
The test process / test sequence with a vehicle function test bench according to the invention can proceed as follows in series production:
  • • The vehicle is placed on or brought into the vehicle function test bench and fixed as described after a type recognition (preferably wirelessly via radio systems or other wireless communication systems) has taken place
  • • The adjustable load units are adapted to the wheelbase and the track width of the vehicle to be tested as far as this is necessary
  • • Communication with the vehicle's internal control units is established (preferably wirelessly via radio systems or other wireless communication systems, but can also be envisaged using an inserted cable via a plug connection)
  • • Subsequently or at the same time, the loading device is adapted to the vehicle, for example via centering-clamping elements that can act on the rim, the wheel flange or the wheel hub. The adaptation can take place both non-positively and positively or in a combination of these two methods. In addition, screwing units or clamping-clamping jaws as well as an adapter disk per wheel (during the process itself or previously installed) can be used.
  • • The vehicle test is carried out
  • • The test data are saved and stored or processed accordingly, the vehicle control units are parameterized as far as this is necessary
  • • The vehicle is released from its fixation
  • • The vehicle is transported out of the test bench area and, for example, for further wheel assembly (if this has not yet taken place).

Claims (5)

Fahrzeugfunktionsprüfstand, bei dem Belastungseinrichtungen (102, 103, 104, 105) kraft- und/oder formschlüssig mit den Rädern, den Radflanschen, den Radnaben bzw. daran angebrachten Adapterscheiben verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne Teile (303, 308, 305, 309; 503, 508, 505) zumindest einzelner Belastungseinrichtungen (102, 103), die lenkbaren Rädern des Fahrzeugs zugeordnet sind, während des Prüfvorganges bewegbar sind derart, dass die zumindest einzelnen Teile (303, 308, 305, 309; 503, 508, 505) Lenkbewegungen folgen können.Vehicle function test bench in which loading devices ( 102 , 103 , 104 , 105 ) can be non-positively and / or positively connected to the wheels, the wheel flanges, the wheel hubs or adapter disks attached to them, characterized in that at least individual parts ( 303 , 308 , 305 , 309 ; 503 , 508 , 505 ) at least individual loading facilities ( 102 , 103 ), which are assigned to the steerable wheels of the vehicle, can be moved during the test process in such a way that the at least individual parts ( 303 , 308 , 305 , 309 ; 503 , 508 , 505 ) Can follow steering movements. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest einzelnen Teile (503, 508, 505) Lenkbewegungen passiv folgen.Vehicle function test stand according to Claim 1, characterized in that the at least individual parts ( 503 , 508 , 505 ) Follow steering movements passively. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest einzelnen Teile (303, 308, 305, 309) Lenkbewegungen folgen, indem die zumindest einzelnen Teile (303, 308, 305, 309) mittels Stellelementen (306) bewegbar sind.Vehicle function test stand according to Claim 1, characterized in that the at least individual parts ( 303 , 308 , 305 , 309 ) Follow steering movements by placing the at least individual parts ( 303 , 308 , 305 , 309 ) by means of adjusting elements ( 306 ) are movable. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest einzelnen Teile (303, 308, 305, 309; 503, 508, 505) in einer Richtung bewegbar sind, die der Fahrzeuglängsrichtung entspricht.Vehicle function test stand according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the at least individual parts ( 303 , 308 , 305 , 309 ; 503 , 508 , 505 ) are movable in a direction that corresponds to the longitudinal direction of the vehicle. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einem ansteuerbaren Aktuator (309) zumindest einzelne Teile zumindest einzelner Belastungseinrichtungen mit Kräften beaufschlagbar sind, so dass von außen auf die lenkbaren Räder, die Radflanschen der lenkbaren Räder, die Radnaben der lenkbaren Räder bzw. daran angebrachten Adapterscheiben simulierte Lenkrückstellmomente bzw. Lenkkräfte aufbringbar sind.Vehicle function test stand according to one of the preceding claims, characterized in that by means of at least one controllable actuator ( 309 ) At least individual parts of at least individual loading devices can be subjected to forces so that simulated steering return torques or steering forces can be applied from the outside to the steerable wheels, the wheel flanges of the steerable wheels, the wheel hubs of the steerable wheels or adapter disks attached to them.
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