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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Prüfstand zur Erprobung eines
Lenksystems bei Lenkbewegungen gegen ein Hindernis, insbesondere
einen Bordstein.
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Im
Zuge der Fahrzeugentwicklung wird eine Vielzahl von Fahrmanövern auf
Prüfständen getestet.
Ein spezieller Fall ist das Anlenken von Bordsteinen, das mit einer
hohen Belastung des Lenksystems einhergeht. Vor allem für im Lieferbetrieb
eingesetzt Fahrzeuge, z. B. Transporter, ist dieser Lastfall „Bordsteinabdrücken" von Bedeutung, da
diese Fahrzeuge vergleichsweise oft ein- und ausparken und dabei
gegen den Bordstein lenken. Zur Absicherung des Lenksystems und
der Lenkgetriebebefestigung muss dieses Manöver in einer realistischen,
reproduzierbaren Weise auf einem Prüfstand erprobt werden.
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Zur
Simulation des Lastfalls „Bordsteinabdrücken" werden herkömmlicherweise
Prüfsysteme verwendet,
bei denen die Spurstangenkräfte
in Geradeausstellung der Räder
eingeleitet werden; dies ermöglicht
jedoch keine realitätsnahe
Darstellung der beim Lenken real auftretenden Kräfte und Momente.
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Weiterhin
ist ein Prüfverfahren
bekannt, bei dem die zu prüfende,
im Fahrzeug integrierte Lenkachse seitlich neben ein stufenförmiges Hindernis (Bordstein)
positioniert wird. Im Prüfmodus
werden durch eine Lenkbewegung die Räder eingeschlagen; sobald dabei
das Rad in Kontakt mit dem Bordstein kommt, erfolgt zunächst eine
Reifenverformung, die bei fortgesetztem Einschlag des Lenkrads zunimmt, bis – bei Über schreiten
der Haftgrenze der Reifen – sich
das Fahrzeug seitlich vom Bordstein wegbewegt. Dieses seitliche
Wegschieben des Fahrzeugs geschieht in einer unkontrollierten, nicht
reproduzierbaren Hoppelbewegung. Im weiteren Ablauf muss das weggeschobene
Fahrzeug für
den nächsten Prüfdurchgang
in die Ausgangsposition zurückgehoben
werden, was bei der Durchführung
von Prüfreihen
sehr zeitaufwendig (und bei schweren Fahrzeugen mit einem hohen
apparativen Aufwand verbunden) ist. Weiterhin können infolge des sich durch
Verschleiß,
Erwärmung
oder Verschmutzung ändernden Reibwerts
zwischen Reifen und Bordstein bzw. Radaufstandsfläche die
Versuchsrandbedingungen bei diesem Verfahren nicht konstant gehalten
werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu schaffen, mit der der Lastfall „Bordsteinabdrücken" gut reproduzierbar
und mit geringem apparativen und zeitlichen Aufwand realistisch
simuliert werden kann.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale der Ansprüche
1 und 7 gelöst.
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Danach
wird das Fahrzeug zur Prüfung
des Lastfalls „Bordsteinabdrücken" gegen einen beweglich
gelagerten Bordsteinadapter gelenkt. Während des Lenkeinschlags wird
die Position des Bordsteinadapters relativ zum Fahrzeug durch einen
Regelprozess bestimmt; als Regelgröße dient dabei eine das Lenksystem
charakterisierende Kraft, beispielsweise die in einer Spurstange
wirkende Spurstangenkraft. Die Spurstangenkraft ist die zentrale
Beanspruchungsgröße des Lenksystems
und eignet sich daher besonders gut als zentrale Regelgröße. Solange
die aufgrund der Lenkbewegung in der Spurstange wirkende Spurstangenkraft
einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet,
befindet sich der Bordsteinadapter in einer festen Position; beim
Erreichen eines vorgegebenen Grenzwerts der Spurstangenkraft wird der
Bordsteinadapter in einer solchen Weise geregelt vom Rad wegbewegt,
dass die Spurstangenkraft über
den gesamten verbleibenden Einschlagwinkel hinweg konstant bleibt.
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Der
Prüfling
ist ein komplettes Fahrzeug. Aufgrund der verschieblichen Anordnung
des Bordsteinadapters und des geregelten Zurückweichens des Bordsteinadapters
bei Erreichung einer Grenzkraft verbleibt das Fahrzeug während der
gesamten Prüfung
in ein- und derselben Position. Über
eine entsprechende Lageregelung der beweglichen Bordsteinadapter
wird gewährleistet,
dass das Fahrzeug zu Beginn jedes Abdruckvorgangs in einer reproduzierbaren
Position gegenüber
dem Bordsteinadapter positioniert ist. Das aus der herkömmlichen
Bordsteinprüfung
bekannte Verschieben des Fahrzeugs (mit dem damit einhergehenden
unkontrollierten „Hoppeln" und dem anschließenden Zurückheben des
Fahrzeugs in die Ausgangslage) entfällt. Das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
daher wesentlich schnellere und besser kontrollierbare und reproduzierbare
Prüfabläufe. Mit
dem Prüfstand
können
in jedem Beanspruchungszyklus reproduzierbar hohe Spurstangenkräfte bei
konstanten Lenkwinkeln erreicht werden.
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Der
zugehörige
Prüfstand
umfasst eine Grundplatte zur Unterstützung des mit der Lenkbewegung
zu drehenden Rades sowie eine Belastungseinheit mit einem gegenüber der
Grundplatte beweglich angeordneten Bordsteinadapter. Der Prüfstand umfasst
weiterhin eine Steuer- und Regeleinheit, mit deren Hilfe der Bordsteinadapter
gesteuert oder geregelt bewegt und gegen das Fahrzeugrad gedrückt werden
kann. Über
eine entsprechende Software kann durch eine geregelte Gegenkraft
des Bordsteinadapters je nach Aufgabenstellung entweder das am Lenkrad
eingeleitete Lenkmoment oder die Spurstangenkraft konstant gehalten
werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Bordsteinadapter linear
verschieblich gegenüber
der Bodenplatte angeordnet; die Verschiebungsrichtung liegt vorzugsweise
senkrecht zur Fahrzeuglängsachse.
Auf diese Weise wird durch den Bordstein adapter ein parallel zur
Fahrzeuglängsachse
verlaufender Bordstein simuliert, an dem das Fahrzeug eingeparkt ist.
Der Bordsteinadapter wird vorzugsweise durch einen rechteckigen
Block mit einer Höhe
zwischen 100 mm und 200 mm gebildet. Der Bordsteinadapter kann bezüglich seiner
Größe, Material
und Oberflächenbeschaffenheit
variiert werden. Ebenso kann die Grundplatte mit auswechselbaren
Belägen
(zur Simulation unterschiedlicher Straßenverhältnisse) versehen werden. Der
erfindungsgemäße Prüfstand ermöglicht somit
eine realistische Simulation des Manövers „Abdrücken vom Bordstein" zur Absicherung der
Betriebsfestigkeit des Lenksystems und der Lenkgetriebebefestigung.
Weiterhin ermöglicht
die erfindungsgemäße Konstruktion
des Prüfstands – ein auf
einer Grundplatte beweglich angeordneter Bordsteinadapter – eine platzsparende
Aufstellung.
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Um
in ein- und demselben Prüfzyklus
(d. h. ohne Umorientierung des Fahrzeugs) Lenkbewegungen des linken
und des rechten Rades gegen einen Bordstein zu ermöglichen,
ist der Prüfstand
zweckmäßigerweise
mit zwei beweglichen Bordsteinadaptern versehen, die links- und
rechtsseitig des Fahrzeugs angeordnet sind, so dass bei einem Lenkradeinschlag
nach links das linke Rad gegen den linken Bordsteinadapter gelenkt
wird, während
bei einem Lenkradeinschlag nach rechts das rechte Rad gegen den
rechten Bordsteinadapter gelenkt wird. Die Prüfung erfolgt – vorzugsweise
abwechselnd – auf
beiden Fahrzeugseiten. Es wird also jeweils nur gegen einen der
beiden Bordsteinadapter gelenkt. Ein Prüfungszyklus umfasst dann ein
Bordsteinanlenken auf der einen Seite, gefolgt von einem Bordsteinanlenken
auf der anderen Seite. Dabei erfolgen wechselnde Zustellungen der
beiden einander gegenüberliegenden,
horizontal beweglichen, kraftbeaufschlagten Bordsteinadapter. Die
Bordsteinadapter weichen beim Erreichen eines einstellbaren Kraftniveaus
gesteuert oder geregelt aus und ermöglichen so die Fortführung der
Lenkbewegung bis kurz vor den beanspruchungskritischen Lenkeinschlag.
Innerhalb jedes Prüflaufs
werden die Randbedingungen und die Vorgänge hochgenau repro duziert.
Während
eines Einmessvorgangs wird die Position der Bordsteinadapter in
einer solchen Weise gegenüber
dem Fahrzeug justiert, dass das Fahrzeug auf dem Prüfstand zentriert
ist. Der Prüfstand
ermöglicht
die gleichzeitige Prüfung
von beiden Achsseiten, insbesondere die fahrerabgewandte, im Verteilerverkehr
relevante Vorderachsseite mit Schädigungserhöhung für Lenkgetriebeanbindung. Die
Beanspruchungsermittlung erfolgt dabei integriert auf demselben
Prüfstand.
Es sind komplette Beanspruchungszyklen auf unterschiedlichen Kraftniveaus
möglich.
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Weiterhin
kann der Bordsteinadapter entweder über einen Kontaktpunkt an der
Radvorderseite oder über
einen Kontaktpunkt an der Radhinterseite angelenkt werden, was zu
Druck- oder Zugbelastungen der Spurstange führt. Beide Kontaktpunkte können auf
dem erfindungsgemäßen Prüfstand in
ein- und derselben Aufstellung des Fahrzeugs geprüft werden.
So umfasst beispielsweise der Prüflauf
zur Erprobung von Transportern Bordsteinanlenkungen an insgesamt
vier Kontaktpunkten (Vorderrad links/rechts mit Kontaktpunkt an
der Radvorderseite/hinterseite).
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Im
Prüflauf
werden die Spurstangenkräfte und
Lenkmomente als Funktion des Lenkwinkels gemessen. Aufgrund der
Konstruktion des Prüfstands kann
dabei eine genaue Kontrolle aller signifikanten Größen (Spurstangenkraft,
Lenkmoment, Bordsteinkraft, Lenköltemperatur,
Lenkungsdruck) erfolgen. Insbesondere können die Komponenten des Lenksystems
praxisrelevanten Belastungen ausgesetzt werden. Dabei werden alle
relevanten Größen wie Lenkmoment,
Lenkwinkel, Spurstangenkräfte
sowie Bordsteinkräfte
ständig
erfasst und verarbeitet. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von
Systemen und Einzelkomponenten im Lenksystem (z. B. Lenkgehäuse, Anbindung
an den Fahrschemel, Verzahnungen, Spurstangen und zugehörige Gelenke,
Lenkhebel im Achsschenkel, Querlenker, Flanschgelenke ...) erprobt
werden. Der erfindungsgemäße Prüfstand ermöglicht eine
hohe Prüfqualität durch
Kontrolle aller signifikanten Größen. Auf dem
entwickelten Bordsteinprüfstand
kann der Sonderlastfall „Bordsteinabdrücken" mit hoher Reproduzierbarkeit
erprobt werden. Dabei können
Lenkbewegungen bis kurz vor Lenkungsanschlag durchgeführt werden.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Prüfstand wird die
Einhaltung definierbarer, konstanter Prüfbedingungen in jedem Lastzyklus
gewährleistet.
Unabhängig
von den Kontaktbedingungen am Rad können insbesondere
- – das
Lenkmoment als Funktion des Lenkwinkels oder
- – die
Spurstangenkraft als Funktion des Lenkwinkels konstant gehalten
werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten
konkreten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Schnittansicht eines Fahrzeugs auf einem erfindungsgemäßen Prüfstand;
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2 eine
schematische Darstellung der Räder
des Fahrzeugs zwischen den Bordsteinadaptern des Prüfstands
in einer Aufsicht;
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3 ein
Messprotokoll (Lenkmoment und Spurstangenkraft als Funktion des
Lenkwinkels) eines Einmessvorgangs eines Fahrzeugs auf dem Prüfstand;
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4 ein
Messprotokoll (Lenkmoment und Spurstangenkraft als Funktion des
Lenkwinkels) eines Prüflaufs
eines Fahrzeugs auf dem Prüfstand.
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1 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung eines zu prüfenden Gesamtfahrzeugs 1 mit gelenkten
Rädern 10, 10' auf einem erfindungsgemäßen Prüfstand 2 zur
Simulation des Lastfalls „Bordsteinabdrücken". Der Prüfstand 2 umfasst
zwei Grundplatten 3, 3' mit je einem Bordsteinadapter 4, 4', der mit Hilfe
einer Belastungseinheit 5, 5' gegenüber der Grundplatte 3, 3' bewegbar ist.
Die Bordsteinadapter 4, 4' werden dabei von geregelten Linearantrieben 6, 6' entsprechend
der Prüfbedingungen
definiert in Fahrzeugquerrichtung Y bewegt. Die Bord steinadapter 4, 4' sind auswechselbare
Blöcke
mit Bordsteinhöhen 7 zwischen
110 und 205 mm; sie können
mit Holz- oder Kunststoffverschalungen versehen sein, um das Felgenhorns
des Fahrzeugs 1 vor Beschädigungen während der Prüfung zu
schützen.
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Zur
Prüfung
eines Lenksystems 8 des Fahrzeugs 1 wird das Fahrzeug 1 auf
den Grundplatten 3, 3' zwischen den beiden Bordsteinadaptern 4, 4' positioniert.
Um eine. realistische Simulation der Lenkbewegung während der
Prüfung
des Lenksystems sicherzustellen, erfolgt die Lasteinleitung der
Lenkbewegung am Lenkrad 9. Dadurch wird gewährleistet, dass
die Erprobung des gesamten Lenkvorgangs – vom Lasteintrag am Lenkrad 9 bis
hin zum Lastabtrag des Rads 10, 10' am Bordsteinadapter 4, 4' – realitätsnah erfolgt.
Die unterschiedlichen Lenkwinkel und Lenkmomente am Lenkrad 9 des
Fahrzeugs 1 werden über
ein eigenes geregeltes Antriebssystem 11 eingestellt. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
dieses Antriebssystem 11 hydraulisch betrieben.
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Zur
Messung und Regelung der auf die Spurstangen 12, 12' des Lenksystems 8 wirkenden
Spurstangenkräfte
werden die Spurstangen 12, 12' mit Dehnungsmessstreifen 13, 13' versehen. Vor
dem Einbau in das Fahrzeug 1 werden die auf diese Weise
mit Dehnungsmessstreifen 13, 13' versehenen Spurstangen 12, 12' in einer zum
Prüfstand
gehörigen
(aber in 1 nicht dargestellten) integrierten Kalibriereinrichtung
kalibriert. 2 zeigt eine schematische Aufsicht
auf die zwischen den Bordsteinadaptern 4, 4' angeordneten
Fahrzeugräder 10, 10 mit den
zugehörigen
Spurstangen 12, 12'.
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Die
Bordsteinprüfung
des Fahrzeugs 1 erfolgt bei abgeschaltetem Motor; in diesem
Zustand ist ein fahrzeuginternes Lenkhilfsaggregat nicht in Betrieb,
weswegen das Lenksystem 8 fahrzeugseitig nicht ordnungsgemäß mit Lenkhilfsöl versorgt
werden könnte.
Um dennoch in diesem Zustand der fehlenden Motorunterstützung eine
ordnungsgemäße Ölung des
Lenksystems 8 und eine realistische Servounterstützung beim
Lenkvorgang sicherzustellen, ist ein externes Lenkhilfsaggregat
(14) mit Temperaturregelung des Lenkhilfsöls vorgesehen.
Temperatur und Druck des Lenkhilfsöls können fahrzeugspezifisch eingestellt
werden.
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Ein
zentrales Steuer- und Regelsystem (15) dient zur Ansteuerung
des Antriebssystems 11, zur Bewegungssteuerung bzw. -regelung
der Linearantriebe 6, 6' der Bordsteinadapter 4, 4', zur Steuerung von
Zusatzaggregaten (z. B. des Lenkhilfsaggregats 14) sowie
zur Erfassung, Speicherung, Visualisierung und Auswertung der Messdaten
(z. B. der von den Dehnmessstreifen 13, 13' auf den Spurstangen 12, 12' erzeugten Messwerte).
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Bevor
der eigentliche Prüfablauf
stattfindet, muss das zu untersuchende Fahrzeug 1 auf dem Prüfstand 2 eingemessen
werden. Ziel des Einmessvorgangs ist die Ermittlung einer Belastung,
die bei einem vorgegebenen Grenzlenkmoment (z. B. 60 Nm) des Lenkrads 9 im
Lenkverband 8 auftritt. Das Grenzlenkmoment entspricht
dabei dem maximalen Lenkmoment, das beim normalen (d. h. nicht missbräuchlichen)
Gebrauch des Fahrzeugs 1 auftreten kann. Die maximalen
Kräfte
sind aus dem Kundenverhalten bekannt.
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Im
Einmessmodus wird der Lenkwinkel 18 am Lenkrad 9 (Lenkradeinschlag)
kontinuierlich in Form einer Rampenfunktion erhöht (so dass Lenkwinkelzunahme/Zeit
= konstant ist), bis ein voreingestelltes Lenkmoment (im vorliegenden
Fall 60 Nm) erreicht ist. Dabei wird das Endlenkmoment, die Spurstangenkraft
und der Lenkwinkel 18 dokumentiert. 3 zeigt
ein Messprotokoll eines Einmessvorgangs, bei dem die am Lenkrad 9 wirkenden Lenkmomente
(Kurve 16) und die an der Spurstange 12 gemessenen
Spurstangenkräfte
(Kurve 17) als Funktion des Lenkwinkels 18 dargestellt
sind. Beim ersten Einschlagen des Lenkrads 9 ist das Lenkmoment
nahezu konstant (Teil 16a der Kurve 16). Bei einem
Lenkwinkel 18b von etwa 25° beginnt das Rad 10 den
Bordsteinadapter 4 mit einem vorderen Kontaktpunkt 10A zu
berühren,
was mit einem steilen Anstieg des Lenkmoments bei einer weiteren
Erhöhung des
Lenkwinkels 18 einhergeht (Teil 16b der Kurve 16);
dieser steile Anstieg des Lenkmoments entspricht einer zunehmenden
Verformung des Rades 10 am Bordsteinadapter 4 mit
wachsendem Lenkwinkel 18. Bei Erreichung eines vorgegebenen
Grenzlenkmoments 19A (im vorliegenden Fall bei 60 Nm) wird
der Bordsteinadapter 4 in einer solche Weise geregelt vom
Rad 10 weggezogen, dass das Lenkmoment bei zunehmendem
Lenkwinkel 18 näherungsweise
konstant auf dem Wert 19 des Grenzlenkmoments bleibt (Teil 16c der
Kurve 16). Um das Lenkmoment konstant zu halten, wird dabei
von dem Linearantrieb 6 eine geregelte Gegenkraft auf den
Bordsteinadapter 4 ausgeübt. Der Lenkwinkel 18 wird
so lange erhöht,
bis ein vorgegebener maximaler Lenkwinkel 18d erreicht
ist (im vorliegenden Fall etwa 65°).
Beim anschließenden
Zurückdrehen
des Lenkrads 19 nimmt das Lenkmoment drastisch ab, da nun kein
Kraftübertrag
des Rads 10 auf den Bordsteinadapter 4 mehr stattfindet
(Teil 16d der Kurve 16).
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Während dieses
Lenkzyklus' des
Lenkrads 9 werden die auf die Spurstange 12 wirkenden
Kräfte gemessen
(Kurve 17 in 3): Bei zunehmendem Lenkwinkel
nimmt die Spurstangenkraft 17 zunächst mit wachsendem Lenkwinkel
zu (Teil 17a der Kurve 17) bis zu dem Lenkwinkel 18c,
ab dem ein geregeltes Zurückweichen
des Bordsteinadapters 4 erfolgt. Auf diese Weise wird ein
für diese
Prüfsituation
charakteristischer Grenzwert 20A der Spurstangenkraft ermittelt,
der im späteren
(weiter unten beschriebenen) Prüflauf
als Maximalwert für
die Regelgröße Spurstangenkraft
verwendet wird.
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Anschließend wird
das Lenkrad 9 auf die entgegengesetzte Seite eingeschlagen,
um die Lenkwinkel-/Lenkmomentcharakteristik des hinteren Kontaktpunkts 10B des
Rads 10 zu messen. Auch hier nimmt das Lenkmoment – nach einem
nahezu konstanten Bereich, der einer Lenkbewegung ohne Radkontakt
entspricht (Teil 16e der Kurve 16) – mit in
Gegenrichtung steigendem Lenkwinkel 18 steil zu (Teil 16f der
Kurve 16), was wiederum einer zunehmenden Verformung des
Rads 10 (hier: im Bereich des hinteren Kontaktpunkts 10)
am Bordsteinadapter 4 entspricht. Wie beim Anlenken im
vorderen Kontaktpunkt 10A wird auch hier ab Erreichung
eines vorgegebenen Maximallenkmoments 19B der Bordsteinadapter 4 in
einer solchen Weise geregelt weggezogen, dass das Lenkmoment näherungsweise
konstant und somit unabhängig
vom Lenkwinkel 18 bleibt (Teil 16g der Kurve 16).
Beim Erreichen des maximalen negativen Lenkwinkels 18h erfolgt
ein Zurücklenken,
was mit einem abrupten Abfall des Lenkmoments einhergeht (Teil 16h der
Kurve 16), bis bei einem Lenkwinkel von 0° der ursprüngliche
Zustand wiederhergestellt ist.
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Bei
diesem Lenken in negative Lenkwinkel werden ebenfalls die auf die
Spurstange 12 wirkenden Kräfte gemessen, um den für den hinteren
Kontaktpunkt 10B charakteristischen Grenzwert 20B der Spurstangenkraft
zu ermitteln. Im Unterschied zu den beim Anlenken des vorderen Kontaktpunkts 10 erreichten
Werte der Spurstangenkräfte
sind die nun gemessenen Kraftwerte negativ, was darauf hindeutet,
dass die Spurstange 12 nun auf Zug (anstatt auf Druck)
beansprucht wird. Der charakteristische Grenzwert 20B entspricht
der beim Lenkwinkel 18g erreichten Spurstangenkraft, ab
dem ein geregeltes Zurückweichen
des Bordsteinadapters 4 erfolgt. Der auf diese Weise ermittelte
charakteristische Grenzwert 20B der Spurstangenkraft wird
im Prüflauf
als negativer Maximalwert für
die Regelgröße Spurstangenkraft
verwendet.
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Der
Einmessvorgang wird in analoger Weise an den beiden Kontaktpunkten 10C und 10D des rechten
Rades 10' fortgeführt. Ist
die Einmessung abgeschlossen, so wird der im folgenden beschriebene Prüflauf (Dauerlauf)
durchgeführt.
Die in einem Prüfzyklus
eines solchen Dauerlaufs gewonnenen Messwerte der Spurstangenkraft
(Kurven 22A–22D)
und der Lenkmomente (Kurve 21A–21D) als Funktion
des Lenkwinkels sind in 4 beispielhaft dargestellt.
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In
dem Prüfablauf
(Dauerlauf) wird der Lenkwinkel am Lenkrad 9 (Lenkradeinschlag)
kontinuierlich in Form einer Rampenfunktion (also mit konstanter
Lenkwinkelzunahme/Zeit) bis zu einem vorgegebenen Lenkanschlag (Lenkwinkel 23, 23' in 4) erhöht. Zunächst erfolgt
ein Lenkradeinschlag nach links, beim der der obere Kontaktpunkt 10A des
Rads 10 an den Bordsteinadapter 4 angelenkt werden
soll. Mit zunehmendem Einschlag des Lenkrads 9 wächst die
Spurstangenkraft zunächst
mit steigendem Lenkwinkel näherungsweise
linear an (siehe linearer Anstieg der Kurve 22A). Während dieser
ersten Phase der Lenkwinkelerhöhung
wird der Bordsteinadapter 4 in konstanter Lage gehalten,
bis in der Spurstange 12 eine Soll-Spurstangenkraft 24 erreicht
ist, die dem beim Einmessvorgang ermittelten charakteristischen Grenzwert 20A der
Spurstangenkraft entspricht. Bei weiterer Lenkwinkelerhöhung werden
die Bordsteinadapter unter Beibehaltung der Beanspruchung vom Fahrzeug 1 weggezogen,
so dass bei weiterem Lenkradeinschlag die Spurstangenkraft konstant
auf diesem Sollwert 24A gehalten wird. Die Spurstangenkraft
ist dabei also die Regelgröße für die Positionierung
des Bordsteinadapters 4. Während dieses Regelvorgangs
wird seitens des Bordsteinadapters 4 eine geregelte Gegenkraft
in das Lenksystem 8 eingeleitet, die der Spurstangenkraft
entgegenwirkt und sie auf dem Sollwert 24 hält. Bei
Erreichen des maximalen Lenkwinkels 23 wird das Lenkrad 9 zurückgedreht,
was sich in einem abrupten Abfall der Spurstangenkraft äußert. Das
Lenkrad 9 wird in die Ursprungsstellung (0°) zurückgedreht.
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Nach
dem Anlenken des linken Bordsteinadapters 4 durch die vordere
Kontaktstelle 10A des linken Rads 10 wird durch
eine Lenkbewegung in der Gegenrichtung der linke Bordsteinadapter 4 mit
der hinteren Kontaktstelle des linken Rads 10 angelenkt; auch
steigen die Messwerte der Spurstangenkraft mit ansteigendem Winkel
zunächst
näherungsweise konstant
an, (Kurve 22B), bis bei Erreichen eines (im Einmessvorgang
ermittelten) Sollwerts 24B der Bordsteinadapter 4 geregelt
zurückweicht,
so dass bei weiter ansteigendem Lenkwinkel der Sollwert 24B nicht überschritten
wird. Bei Erreichen des maximalen negativen Lenkwinkels 23' wird das Lenkrad 9 zurückgedreht,
wobei die Spurstangenkraft steil abfällt und dann näherungsweise
konstant bleibt, während
das Lenkrad 9 in die Ursprungsstellung (0°) zurückgedreht
wird.
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Anschließend wird
mit dem rechten Rad 10' der
rechte Bordsteinadapter 4' angelenkt;
die beim Anlenken des vorderen Kontaktpunkts 10C und des hinteren
Kontaktpunkts 10D ermittelten Messwerte der Spurstangenkräfte 12' sind in 4 als
Kurven 22C und 22D abgebildet. Weiterhin zeigt 4 die beim
Anlenken der vier Kontaktpunkte 10A–10D gemessenen Lenkmomente
(Kurven 21A–21D).
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Die
in 4 gezeigten Kurven stellen nur eine kleine Auswahl
der auf dem Prüfstand 2 ermittelbaren
Messdaten dar. Folgende Messgrößen können während eines
solchen Prüflaufs
erfasst werden:
- – Lenkmoment am Lenkrad 9 als
Funktion der Zeit;
- – Lenkwinkel
am Lenkrad 9 als Funktion der Zeit;
- – Lenkungsdruck
im Lenksystem 8 als Funktion der Zeit;
- – Spurstangenkraft
links/rechts als Funktion der Zeit;
- – Kraft
auf den Bordsteinadapter 4, 4' links/rechts als Funktion der
Zeit;
- – Zurückgelegter
Weg des Bordsteinadapters 4, 4' links/rechts als Funktion der
Zeit;
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Um
die Prozessinstabilitäten
zu minimieren, ist es ratsam, beide Bordsteinadapter 4, 4' immer im angelegten
Zustand zu führen,
d. h. mit geringer Kraft bündig
an der Reifenflanke des zugehörigen
Rades 10, 10' anliegen
zu lassen. Hierdurch wird die Position des Fahrzeugs 1 auf
dem Prüfstand 2 immer messtechnisch
erfasst. Gerät
das Fahrzeug 1 plötzlich
oder zunehmend aus der Mittelposition auf dem Prüfstand 2, so können in
dem in der momentanen Testphase nicht beanspruchten Bordsteinadapter 4, 4' bewegungshemmende
Kräfte
aufgebaut werden, um das Fahrzeug 1 langsam über mehrere Prüfzyklen
in die Prüfstandsmitte
zurückzuführen. Springt das
Fahrzeug unerwarteterweise vom Bordsteinadapter 4, 4' ab und legt
dabei einen großen
Weg zurück,
so kann vom gegenüberliegenden
Bordsteinadapter 4', 4 mit
einer begrenzenden Kraft gegengehalten werden. Um dies auch bei
schnellen Seitwärtsbewegungen
sicherzustellen, wurde eine schnelle hydraulische Regelung realisiert.
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Die
oben beschriebenen Betriebsmodi des Prüfstands 2 (Einmessmodus
und Dauerlaufmodus) können
durch weitere Betriebsmodi ergänzt
werden. Beispielsweise kann der Prüfstand 2 in einer
solchen Weise betrieben werden, dass der Bordsteinadapter 4, 4' durch eine
Wegregelung langsam weggezogen wird und das Lenkrad 9 bzw.
die Lenkspindel mit konstantem Drehmoment kraftgeregelt nachgeführt wird. Weiterhin
kann die Gegenhaltekraft des Bordsteinadapters 4, 4' langsam kraftgeregelt
reduziert werden, und das Lenkrad 9 bzw. die Lenkspindel
kann kraftgeregelt mit konstantem Drehmoment nachgeführt werden.