DE102010012178B4

DE102010012178B4 - Device and method for determining a body deformation of a vehicle

Info

Publication number: DE102010012178B4
Application number: DE201010012178
Authority: DE
Inventors: Florian Greiner; Markus Gratzl; Martin Schwarz; Dennis Spalk; Dr. Hemmrich Arnulf Burkhard
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2030-03-20
Also published as: DE102010012178A1

Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung einer Karosserieverformung eines Fahrzeugs, – mit Aktoren, die über die Räder des Fahrzeugs dem Fahrzeug ein Torsionsmoment einprägen, wobei pro Rad des Fahrzeugs ein Aktor vorgesehen ist, – mit einer Fixiereinrichtung, mit der die Karosserie auf eine entsprechende Höhe relativ zu den Aktoren gedrückt oder gezogen wird, – mit mindestens einem Sensor, anhand dessen die Karosserieverformung des Fahrzeugs messbar ist.Device for determining a body deformation of a vehicle, - with actuators that impress a torsional moment on the vehicle via the wheels of the vehicle, one actuator being provided for each wheel of the vehicle, - with a fixing device with which the body is at a corresponding height relative to the Actuators are pushed or pulled, - with at least one sensor, by means of which the body deformation of the vehicle can be measured.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer Karosserieverformung eines Fahrzeugs sowie einen entsprechend Prüfstand.The invention relates to a device and a method for determining a body deformation of a vehicle and a corresponding test stand.

Aus der DE 100 44 921 A1 ist bereits eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Karosserieverformung eines Fahrzeugs bekannt, bei der über mindestens einen Aktor über ein Rad des Fahrzeugs ein Torsionsmoment dem Fahrzeug eingeprägt wird.From the DE 100 44 921 A1 A device for determining a body deformation of a vehicle is already known in which a torsional moment is impressed on the vehicle via at least one actuator via a wheel of the vehicle.

Eine Messung der Karosseriesteifigkeit eines Fahrzeugs wird normalerweise an einer Rohkarosserie durchgeführt. Hierzu wird die Rohkarosserie mit steifigkeitsrelevanten Montageteilen (z. B. Scheiben, Streben, Achsträger) komplettiert und dann entsprechend eingespannt und punktuell mit Kräften beaufschlagt. Über eine Mehrzahl an Sensoren kann eine Torsion der Rohkarosserie in Abhängigkeit von der beaufschlagten Kraft bestimmt werden. Bevor die Rohkarosse wieder in den Produktionsprozess eingesteuert werden kann, müssen die Montageteile entfernt werden, also z. B. auch die Scheiben wieder ausgebaut werden.A measurement of the body stiffness of a vehicle is normally performed on a body shell. For this purpose, the body shell with stiffness-relevant mounting parts (eg., Disks, struts, axle) completed and then clamped accordingly and applied punctually with forces. Via a plurality of sensors, a torsion of the body shell can be determined in dependence on the applied force. Before the body shell can be reinstated in the production process, the mounting parts must be removed, so z. B. the discs are removed again.

Hierbei ist es von Nachteil, dass der Rüstaufwand sowie die Durchführung der Messung der Karosseriesteifigkeit überaus aufwendig sind. Beispielsweise kann für ein einzelnes Fahrzeug leicht ein Zeitaufwand von mehreren Tagen anfallen. Da diese Messung an Rohkarosserien durchgeführt wird, ist z. B. bei Gesamtfahrzeugen vor der Messung eine Abrüstung des Antriebsstrangs und der Achsen durchzuführen. Entsprechend wird hierfür zusätzlich Zeit benötigt.It is disadvantageous that the set-up effort and the implementation of the measurement of the body stiffness are extremely expensive. For example, a single vehicle can easily take several days to complete. Since this measurement is carried out on body shells, z. B. in complete vehicles before the measurement to perform a disarmament of the drive train and the axles. Accordingly, additional time is required for this.

Ein weiterer Nachteil ist es, dass aufgrund des Einbaus und anschließenden Ausbaus der Montageteile u. U. von der Serienproduktion abweichende Bedingungen geschaffen werden, die ein Ergebnis der Messung der Karosseriesteifigkeit grundlegend beeinflussen können. So hat z. B. die Ausführung der Verklebung einer Front- oder Heckscheibe einen signifikanten Einfluss auf die Karosseriesteifigkeit.Another disadvantage is that due to the installation and subsequent removal of the mounting parts u. U. conditions deviating from the series production conditions are created, which can fundamentally influence a result of the measurement of the body stiffness. So z. As the execution of the bonding of a front or rear window has a significant influence on the body stiffness.

Weiterhin ist es ein Nachteil, dass aufgrund des großen zeitlichen Aufwands sowie des notwendigen Rüstaufwandes die Messung der Karosseriesteifigkeit nur mit unverhältnismäßig großem Aufwand in einen Serienproduktionszyklus, z. B. als Kontrollinstrument, einfließen kann.Furthermore, it is a disadvantage that due to the large amount of time and the necessary Rüstaufwandes the measurement of the body stiffness only with disproportionate effort in a series production cycle, z. B. as a control instrument, can flow.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine effiziente, zeitsparende und vergleichbare Möglichkeit zur Messung der Karosseriesteifigkeit eines Fahrzeugs anzugeben.The object of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages and in particular to provide an efficient, time-saving and comparable possibility for measuring the body rigidity of a vehicle.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved according to the features of the independent claims. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung angegeben zur Bestimmung einer Karosserieverformung eines Fahrzeugs,

– mit Aktoren, die über die Räder des Fahrzeugs dem Fahrzeug ein Torsionsmoment einprägen, wobei pro Rad ein Aktor vorgesehen ist,
– mit einer Fixiereinrichtung, mit der die Karosserie auf eine entsprechende Höhe relativ zu den Aktoren gedrückt oder gezogen wird,
– mit mindestens einem Sensor, anhand dessen die Karosserieverformung des Fahrzeugs messbar ist.

To achieve the object, a device is provided for determining a body deformation of a vehicle,

With actuators that impress the vehicle with a torsional moment via the wheels of the vehicle, one actuator per wheel being provided,
With a fixing device with which the body is pressed or pulled to a corresponding height relative to the actuators,
- With at least one sensor, based on which the body deformation of the vehicle is measurable.

Somit ist es möglich, dass eine Karosserieverformung (oder Torsion) an einem Gesamtfahrzeuges bestimmt werden kann. Basierend auf der Karosserieverformung kann auch auf eine Karosseriesteifigkeit rückgeschlossen werden. Dazu ist kein großer Rüstaufwand nötig, auch besteht keine Notwendigkeit, das fertige Fahrzeug zu zerlegen. Die Karosserieverformung kann abhängig von dem eingeprägten Torsionsmoment gemessen und geeignet als Torsionssteifigkeit ausgewertet werden. Bei dem Torsionsmoment kann es sich um ein statisches oder um ein dynamisches Torsionsmoment handeln.Thus, it is possible that a body deformation (or torsion) on an entire vehicle can be determined. Based on the body deformation can also be concluded on a body rigidity. There is no need for a large set-up effort, and there is no need to disassemble the finished vehicle. The body deformation can be measured as a function of the impressed torsional moment and suitably evaluated as torsional rigidity. The torsional moment can be a static or a dynamic torsional moment.

Durch die Fixierung des Fahrzeugs ist es möglich, die Genauigkeit der gemessenen Karosserieverformung zu erhöhen. Alternativ oder zusätzlich können bereits geringere Torsionsmomente ausreichen, um festzustellen, ob die Karosserie des Fahrzeugs ausreichend steif ist.By fixing the vehicle, it is possible to increase the accuracy of the measured body deformation. Alternatively or additionally, even lower torsional moments can be sufficient to determine whether the body of the vehicle is sufficiently rigid.

Durch die Fixierung der Karosserie des Fahrzeugs in der Höhe kann eine Konstruktionslage des Fahrzeugs voreingestellt werden, indem die Karosserie auf eine entsprechende Höhe relativ zu den Aktoren bzw. Hubtischen gedrückt bzw. gezogen wird. Relativ zu der Konstruktionslage wird durch die Hubtische eine Radhubänderung eingeprägt, die Verformung der Karosserie basierend auf der dadurch eingeprägten Radlaständerung kann gemessen und basierend darauf eine Karosseriesteifigkeit bestimmt werden.By fixing the body of the vehicle in height, a construction position of the vehicle can be preset by the body is pressed or pulled to a corresponding height relative to the actuators or lifting tables. Relative to the construction situation is by the lifting tables a Radhubänderung impressed, the deformation of the body based on the wheel load change thereby impressed can be measured and based on a body stiffness can be determined.

Vorzugsweise ist der Sensor so angeordnet, dass eine Karosserieauslenkung bzw. Karosseriebewegung um eine Grundstellung mit ausreichend hoher Genauigkeit messbar ist. Die so ermittelte Karosserieverformung bzw. -steifigkeit kann in Relation gesetzt werden zu einer vorgegebenen Zielsteifigkeit oder zu üblichen Steifigkeiten des gleichen Fahrzeugtyps und abhängig davon ist eine Aussage möglich, ob das aktuell vermessene Fahrzeug z. B. eine zulässige Karosseriesteifigkeit aufweist.Preferably, the sensor is arranged so that a body displacement or body movement about a basic position with sufficiently high accuracy can be measured. The thus determined body deformation or stiffness can be set in relation to a predetermined target stiffness or to common stiffness of the same vehicle type and depending on a statement is possible whether the currently measured vehicle z. B. has a permissible body rigidity.

Diese Art der Ermittlung der Karosserieverformung kann als Feedback-Schleife in die Serienproduktion einfließen. Beispielsweise können stichprobenartig Torsionsanalysen für produzierte Fahrzeuge durchgeführt werden.This type of determination of body deformation can be used as a feedback loop in series production. For example, torsional analyzes for produced vehicles can be carried out randomly.

Vorzugsweise kann das Torsionsmoment weggesteuert eingeprägt werden, die Kraft durch den eingeprägten Weg wird gemessen und damit das Torsionsmoment bestimmt. Insbesondere kann die Kraft pro Rad bestimmt werden, indem unter mindestens einem Hubtisch je eine Kraftmessdose angeordnet ist.Preferably, the torsional moment can be impressed away controlled, the force through the embossed path is measured and thus determines the torsional moment. In particular, the force per wheel can be determined by a load cell is arranged under at least one lifting table.

Eine Weiterbildung ist es, dass pro Rad des Fahrzeugs als Aktor ein höhenverstellbarer Hubtisch vorgesehen ist.A development is that per wheel of the vehicle as an actuator height-adjustable lift table is provided.

Bei dem Hubtisch handelt es sich beispielsweise um eine z-förmige Struktur umfassend zwei Platten, die mit hoher Genauigkeit auseinanderbewegt werden können. Hierzu kann z. B. ein Spindelantrieb oder ein Schrittmotor vorgesehen sein. Derartige Hubtische können unter den Rädern des Fahrzeugs angeordnet sein und sind vorzugsweise einzeln über eine Steuereinheit ansteuerbar. Dadurch kann dem Fahrzeug über dessen Räder das Torsionsmoment eingeprägt werden, indem die Aktoren, z. B. Hubtische, entsprechend verstellt werden.The lift table is, for example, a Z-shaped structure comprising two plates which can be moved apart with high accuracy. For this purpose, z. B. a spindle drive or a stepper motor can be provided. Such lifting tables can be arranged under the wheels of the vehicle and are preferably individually controllable via a control unit. As a result, the torsion moment can be impressed on the vehicle via its wheels by the actuators, for. B. lifting tables to be adjusted accordingly.

Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass die Aktoren schwimmend gelagert sind.In particular, it is a development that the actuators are floating.

Hierbei ist es von Vorteil, dass im Wesentlichen keine Kräfte entlang der x-Richtung oder y-Richtung der Fläche, auf der das Rad steht, auf das Rad wirken.In this case, it is advantageous that substantially no forces act on the wheel along the x direction or y direction of the surface on which the wheel is located.

Auch ist es eine Weiterbildung, dass die Karosserie des Fahrzeugs über Wagenheberaufnahmen des Fahrzeugs fixierbar ist.It is also a development that the body of the vehicle is fixable on jacking of the vehicle.

Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung ist der mindestens eine Aktor mittels einer Steuereinheit verstellbar.In the context of an additional development, the at least one actuator is adjustable by means of a control unit.

Beispielsweise kann jeder Aktor einzeln über die Steuereinheit angesteuert werden.For example, each actuator can be controlled individually via the control unit.

Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass die Steuereinheit den mindestens einen Aktor nach einem vorgegebenen Signalverlauf ansteuert.A next development is that the control unit controls the at least one actuator according to a predetermined waveform.

Insbesondere kann der vorgegebene Signalverlauf ein im Wesentlichen dreiecksförmiger oder sinusförmiger Signalverlauf sein, der zwischen einer vorgegebenen positiven und einer vorgegebenen negativen Auslenkung (bezogen auf die Ausgangslage) oszilliert.In particular, the predetermined signal curve may be a substantially triangular or sinusoidal signal waveform which oscillates between a predetermined positive and a predetermined negative deflection (relative to the starting position).

Eine Ausgestaltung ist es, dass zwei Aktoren gemeinsam mit dem vorgegebenen Signalverlauf und zwei Aktoren mit einem hierzu um 180 Grad phasenverschobenen Signalverlauf ansteuerbar sind.One embodiment is that two actuators can be driven together with the predetermined signal course and two actuators with a signal course phase-shifted by 180 degrees for this purpose.

Insbesondere sind die gemeinsam angesteuerten Aktoren an diagonal gegenüberliegenden Rädern des Fahrzeugs angeordnet.In particular, the jointly controlled actuators are arranged on diagonally opposite wheels of the vehicle.

Eine alternative Ausführungsform besteht darin, dass die Karosserieverformung mittels des mindestens einen Sensors von der Steuereinheit auswertbar ist.An alternative embodiment consists in that the body deformation can be evaluated by the control unit by means of the at least one sensor.

Eine nächste Ausgestaltung ist es, dass je ein Sensor an oder in der Nähe einer der folgenden Orte angeordnet ist:

– einem Federbeindom,
– einem Stützlager,
– einem Hecklängsträger,
– einem Stützträger,
– einem Rad,
– einem Schweller,
– einem Achsträger.

A next embodiment is that each sensor is arranged at or near one of the following locations:

- a strut dome,
- a support camp,
- a rear side member,
- a support beam,
- a wheel,
- a sill,
- an axle carrier.

Auch ist es eine Ausgestaltung, dass der Sensor ein Lasersensor ist.It is also an embodiment that the sensor is a laser sensor.

Somit kann eine Bewegung eines Karosseriepunkts mittels Lasermessung mit hoher Genauigkeit ermittelt und/oder aufgezeichnet werden.Thus, a movement of a body point can be detected and / or recorded by laser measurement with high accuracy.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung einer Karosserieverformung eines Fahrzeugs,

– bei dem pro Rad des Fahrzeugs über einen Aktor ein Torsionsmoment eingeprägt wird,
– die Karosserie mit einer Fixiereinrichtung auf eine entsprechende Höhe relativ zu den Aktoren gedrückt oder gezogen wird,
– bei dem die Karosserieverformung des Fahrzeugs gemessen wird anhand mindestens eines Sensors.

The above object is also achieved by a method for determining a body deformation of a vehicle,

In which a torsional moment is impressed per wheel of the vehicle via an actuator,
The body is pressed or pulled with a fixing device to a corresponding height relative to the actuators,
- In which the body deformation of the vehicle is measured using at least one sensor.

Eine Ausgestaltung ist es, dass mehrere Aktoren, insbesondere ein Aktor pro Rad des Fahrzeugs, angesteuert werden und die Karosserieverformung anhand mehrerer Sensoren, wobei insbesondere ein Sensor in der Nähe jedes Rads vorgesehen ist, bestimmt wird.An embodiment is that a plurality of actuators, in particular an actuator per wheel of the vehicle, are controlled and the body deformation based on a plurality of sensors, in particular a sensor is provided in the vicinity of each wheel is determined.

Insbesondere kann ein zeitlicher Verlauf der Aktoransteuerung in Relation gesetzt werden zu einem zeitlichen Verlauf der anhand der Sensoren ermittelten Werte. Somit ist es möglich, eine Aussage betreffend die Karosserieverformung, z. B. in Bezug auf vorgegebene Werte oder in Bezug auf Vergleichsmessungen ähnlicher oder gleicher Fahrzeugtypen, zu bestimmen.In particular, a time profile of the actuator control can be related to a time profile of the values determined using the sensors. Thus, it is possible to make a statement regarding the body deformation, z. For example, with respect to predetermined values or with reference to comparative measurements of similar or identical vehicle types.

Auch wird die vorstehend genannte Aufgabe gelöst mittels eines Prüfstands zur Torsionsmessung mit einer Verarbeitungseinheit, die derart eingerichtet ist, dass das Verfahren wie hierin beschrieben durchführbar ist.Also, the above-mentioned object is achieved by means of a torsion measurement test stand having a processing unit which is set up such that the method can be carried out as described herein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert.Embodiments of the invention are illustrated and explained below with reference to the drawings.

Es zeigt:It shows:

1 ein schematisches Bild eines Fahrzeugs, das über Wagenheberaufnahmen mit in der Höhe verstellbaren Fixier-Aktoren verbunden ist und über diese Fixier-Aktoren in einer z-Richtung in eine Konstruktionslage gebracht werden kann, wobei dem Fahrzeug über Hubtische (Aktoren) ein Torsionsmoment einprägbar ist. 1 a schematic image of a vehicle that is connected via jacking with height-adjustable fixing actuators and can be brought via these fixing actuators in a z-direction in a construction situation, the vehicle via lift tables (actuators) a torsional moment can be embossed.

Der hier beschriebene Ansatz ermöglicht die Ermittlung einer Karosseriesteifigkeit eines Fahrzeugs. Beispielsweise wird die Torsion eines Fahrzeugs bzw. einer Fahrzeugkarosserie bestimmt. Diesbezüglich werden insbesondere eine Torsionsmesseinrichtung bzw. ein Verfahren zur Bestimmung der Torsion des Fahrzeugs beschrieben.The approach described here allows the determination of a body stiffness of a vehicle. For example, the torsion of a vehicle or a vehicle body is determined. In this regard, a torsion measuring device or a method for determining the torsion of the vehicle are described in particular.

Der vorliegende Ansatz kann als Erweiterung eines bestehenden Prüfstands eingesetzt werden. Eine Möglichkeit besteht darin, einen Prüfstand zur Vermessung einer Fahrwerkseinstellung entsprechend zu ergänzen.The present approach can be used as an extension of an existing test bench. One possibility is to supplement a test stand for measuring a suspension setting accordingly.

Die Karosseriesteifigkeit des Fahrzeugs kann z. B. wie folgt bestimmt werden: Das Fahrzeug wird auf den Prüfstand gefahren. Vorzugsweise unter jedem Rad des Fahrzeugs befindet sich ein Hubtisch. Der Hubtisch kann z. B. schwimmend gelagert sein. Durch die schwimmende Lagerung wird erreicht, dass vorzugsweise keine (wesentliche) Kraft entlang der Ebene, auf der das Rad steht, wirkt (passive Kraftfreiheit in x- und y-Richtung, wobei x- und y-Richtung die Fläche bezeichnet, auf der das Rad steht und eine z-Richtung entsprechend die Richtung orthogonal zu dieser Ebene (parallel zur Höhe des Fahrzeugs) angibt). Beispielsweise kann der Hubtisch auf Rollenpaaren schwimmend gelagert sein.The body stiffness of the vehicle may, for. B. be determined as follows: The vehicle is driven to the test. Preferably under each wheel of the vehicle is a lift table. The lift table can z. B. be floating. The floating bearing ensures that preferably no (substantial) force along the plane on which the wheel is (passive passive freedom in the x and y direction, where x and y direction denotes the surface on which the Rad stands and a z-direction accordingly indicates the direction orthogonal to this plane (parallel to the height of the vehicle)). For example, the lifting table can be mounted floating on pairs of rollers.

Der Hubtisch kann z. B. als ein hähenverstellbarer Aktor ausgeführt sein, der ein Rad des Fahrzeugs in z-Richtung um einen vorgegebenen Bereich verstellen kann. Der Hubtisch kann elektromechanisch oder hydraulisch betrieben werden. Auch kann der Hubtisch über einen Spindelantrieb betrieben werden. Konstruktiv kann der Hubtisch eine z-förmige Struktur aufweisen, bei der eine obere Platte gegenüber einer unteren Platte in der Höhe verstellbar ist. Entsprechend sind andere Aktoren zur Höhenverstellung eines Rads des Fahrzeugs möglich. The lift table can z. B. as a height-adjustable actuator, which can adjust a wheel of the vehicle in the z-direction by a predetermined range. The lift table can be operated electromechanically or hydraulically. Also, the lift table can be operated by a spindle drive. Constructively, the lifting table may have a z-shaped structure in which an upper plate is height-adjustable relative to a lower plate. Accordingly, other actuators for height adjustment of a wheel of the vehicle are possible.

Über die Wagenheberaufnahmen des Fahrzeugs kann das Fahrzeug in eine Konstruktionslage gezogen werden. Das Fahrzeug bleibt vorzugsweise während der Torsionsmessung in dieser Konstruktionslage fixiert.About the jacking of the vehicle, the vehicle can be pulled into a construction position. The vehicle preferably remains fixed during the torsion measurement in this construction position.

Über die Hubtische unter den Rädern des Fahrzeugs kann jedes Rad um eine vorgegebene Strecke in z-Richtung (nach oben oder nach unten, z. B. um bis zu je 10 cm) verstellt werden. So wird über die Räder ein Torsionsmoment in die Karosserie übertragen. Unter den Hubtischen können Radlastwagen vorgesehen sein, über die das tatsächlich eingebrachte Torsionsmoment bestimmt werden kann. Die Verformung der Karosserie kann z. B. an den Federbeindomen gemessen werden. Entsprechend können z. B. benachbarte oder sich gegenüberliegende Hubtische entsprechende gegenläufige Auslenkungen vorgeben. Hierdurch wird dem Fahrzeug, bzw. der Karosserie des Fahrzeugs, ein Torsionsmoment eingeprägt. Die Torsion bzw. Positionsveränderung der Karosserie gegenüber einer Ausgangslage (bei der die Hubtische in einer Grundposition sind), kann an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs mittels Messaufnehmern (z. B. mittels Lasermessung) bestimmt werden.Each wheel can be adjusted by a predetermined distance in the z-direction (upwards or downwards, eg up to 10 cm) via the lifting tables under the wheels of the vehicle. So a torsional moment is transmitted to the body via the wheels. Under the lifting tables wheeled trucks can be provided, via which the actually introduced torsional moment can be determined. The deformation of the body can, for. B. be measured at the Federbeindomen. Accordingly, z. B. adjacent or opposite Hubtische pretend corresponding opposing deflections. As a result, the vehicle, or the body of the vehicle, a torsional moment is impressed. The torsion or change in position of the body relative to a starting position (in which the lifting tables are in a basic position) can be determined at different points of the vehicle by means of measuring sensors (for example by means of laser measurement).

Beispielsweise kann die Torsion bestimmt werden, indem ein gegensinniges Durchfedern je zwei gegenüberliegender oder diagonal gegenüberliegender Räder des Fahrzeugs mit einer vorgegebenen Auslenkung der Hubtische durchgeführt wird. Die Hubtische können entsprechend unterschiedlich angeregt werden, d. h. eine Art der Ortsveränderung pro Zeit für einen Hubtisch oder für eine Kombination von Hubtischen ist über eine Steuereinheit vorgebbar.For example, the torsion can be determined by an opposite deflection of each two opposite or diagonally opposite wheels of the vehicle is performed with a predetermined deflection of the lift tables. The lifting tables can be excited accordingly different, d. H. a type of change of location per time for a lift table or for a combination of lift tables can be specified via a control unit.

Ein zeitlicher Verlauf der Torsion bzw. der Bewegung einzelner Karosseriepunkte kann z. B. durch eine Messung mittels Laser aufgezeichnet werden. Insofern kann die Torsion in Abhängigkeit von der eingeprägten Auslenkung der Hubtische bzw. dem aufgebrachten Torsionsmoment bestimmt werden.A temporal course of the torsion or the movement of individual body points can, for. B. be recorded by a measurement by laser. In this respect, the torsion can be determined as a function of the embossed deflection of the lifting tables or the applied torsional moment.

Eine Messung der Verformung bzw. Torsion der Karosserie kann z. B. erfolgen an entsprechend belasteten Bauteilen wie den Federbeindomen, den Stützlagern, den Stützträgern, den Achsträgern, den Hecklängsträgern und/oder den Schwellern. Beispielsweise kann eine Torsionssteifigkeit für den Vorderwagen des Fahrzeugs und für den Hinterwagen des Fahrzeugs wie folgt bestimmt werden:

wobei

Dom: einen Federbeindom,
HA: eine Hinterachse,
HAT: einen Hinterachsträger,
hi: ”hinten”,
HW: einen Hinterwagen,
TM: ein Torsionsmoment,
TS: eine Torsionssteifigkeit,
VA: eine Vorderachse,
VdW: einen relativer Verdrehwinkel,
vo: ”vorne”,
VW: einen Vorderwagen und
WHA: eine Wagenheberaufnahme

bezeichnen.A measurement of the deformation or torsion of the body can, for. B. carried on correspondingly loaded components such as the suspension struts, the support bearings, the support beams, the axle beams, the rear end members and / or the sills. For example, a torsional stiffness for the front of the vehicle and for the rear of the vehicle can be determined as follows:

in which

cathedral: a strut dome,
HA: a rear axle,
HAS: a rear axle carrier,
Hi: "Rear"
HW: a rear carriage,
TM: a torsional moment,
TS: a torsional rigidity,
VA: a front axle,
FOW: a relative twist angle,
vo: "Front"
VW: a front end and
WHA: a jack lift

describe.

1 zeigt ein schematisches Bild eines Fahrzeugs 101, das über Wagenheberaufnahmen 102 bis 105 mit in der Höhe verstellbaren Fixier-Aktoren 106 bis 109 verbunden ist und über diese Fixier-Aktoren 106 bis 109 in einer z-Richtung (also in der Höhe) in eine Konstruktionslage gebracht und dort fixiert werden kann. Die Fixier-Aktoren 106 bis 109 können z. B. Teil eines Prüfstands oder einer Hebebühne sein. 1 shows a schematic picture of a vehicle 101 that about jacking 102 to 105 with height-adjustable fixing actuators 106 to 109 is connected and via these fixing actuators 106 to 109 in a z-direction (ie in height) can be brought into a construction position and fixed there. The fixing actuators 106 to 109 can z. B. be part of a test bench or a lift.

Die Räder des Fahrzeugs 101 sind auf Hubtischen 110 bis 113 (auch bezeichnet als ”Aktoren”) angeordnet, die jeweils in z-Richtung verstellbar sind. Die Hubtische 110 bis 113 können von einer Steuereinheit 114 einzeln angesteuert werden (die Verbindungen zwischen der Steuereinheit 114 und den Hubtischen 110 bis 113 sind in 1 der Übersicht halber nicht dargestellt).The wheels of the vehicle 101 are on lifting tables 110 to 113 (Also referred to as "actuators") arranged, which are each adjustable in the z-direction. The lifting tables 110 to 113 can be from a control unit 114 individually controlled (the connections between the control unit 114 and the lifting tables 110 to 113 are in 1 not shown for clarity).

Vorzugsweise ist jeder Hubtisch 110 bis 113 schwimmend gelagert auf einer Kraftmessdose 115 bis 118 zur Bestimmung der Radlaständerungen und somit eines Torsionsmomentes. Durch die schwimmende Lagerung wird erreicht, dass auf die Räder im Wesentlichen keine Kräfte in x- oder y-Richtung wirken.Preferably, each lift table 110 to 113 floating on a load cell 115 to 118 for determining the wheel load changes and thus a torsional moment. Due to the floating bearing is achieved that act on the wheels substantially no forces in the x or y direction.

Über die Hubtische 110 bis 113 wird über die Räder der Karosserie des Fahrzeugs ein Torsionsmoment eingeprägt. Die durch das Torsionsmoment hervorgerufene Verformung des Fahrzeugs wird vorzugsweise an festen Karosserieteilen, z. B. an Federbeindomen oder an einem Hecklängsträger, bestimmt. Dies erfolgt beispielsweise mittels Messaufnehmern 119 bis 122 (z. B. über eine Lasermessung), die auf vorgegebene (ggf. markierte) Punkte der Karosserie, z. B. jeweils links und rechts (vorzugsweise in der Nähe des jeweiligen Rads), ausgerichtet sind und deren Positionsveränderung aufnehmen. Über den Abstand der Punkte zueinander wird beispielsweise ein Verdrehwinkel ermittelt. Somit können über die Steuereinheit 114 die Hubtische 110 bis 113 einzeln oder in Kombination miteinander statisch oder dynamisch angesteuert werden und die dadurch hervorgerufene Karosseriebewegung bzw. Torsionsverformung vorzugsweise zeitabhängig in Relation zu dem eingeprägten Torsionsmoment bestimmt werden.About the lift tables 110 to 113 a torsional moment is impressed on the wheels of the body of the vehicle. The caused by the torsional deformation of the vehicle is preferably on solid body parts, eg. B. at Federbeindomen or on a rear side member determined. This is done for example by means of sensors 119 to 122 (For example, via a laser measurement), the specified (possibly marked) points of the body, z. B. each left and right (preferably in the vicinity of the respective wheel), are aligned and record their position change. About the distance of the points to each other, for example, a twist angle is determined. Thus, via the control unit 114 the lifting tables 110 to 113 individually or in combination with one another statically or dynamically controlled and the resulting body movement or torsional deformation are preferably determined as a function of time in relation to the impressed torsional moment.

Beispielsweise können die Hubtische 110 bis 113 mit einem im Wesentlichen dreieck- oder sinusförmigen Signal angesteuert werden (variierend zwischen einer Auslenkung um –60 mm und +60 mm bezogen auf die Ausgangslage), wobei vorzugsweise diagonal gegenüberliegende Hubtische (z. B. Hubtische 111, 112) mit dem gleichen Signal und die verbleibenden diagonal gegenüberliegenden Hubtischen (z. B. Hubtische 110, 113) mit einem dazu um 180 Grad phasenverschobenen Signal angesteuert werden: Im Bereich der jeweils maximalen Auslenkung der Hubtische (z. B. Hubtische 111, 112 bei –60 mm und Hubtische 110, 113 bei +60 mm) wirkt das für den Verstellbereich der Hubtische 110 bis 113 größtmögliche Torsionsmoment auf die Karosserie des Fahrzeugs 101.For example, the lift tables 110 to 113 be driven with a substantially triangular or sinusoidal signal (varying between a deflection of -60 mm and +60 mm relative to the initial position), preferably with diagonally opposite lifting tables (eg lifting tables 111 . 112 ) with the same signal and the remaining diagonally opposite lifting tables (eg lifting tables 110 . 113 ) are controlled by a signal phase-shifted by 180 degrees: in the range of the maximum deflection of the lifting tables (eg lifting tables 111 . 112 at -60 mm and lifting tables 110 . 113 at +60 mm), this affects the adjustment range of the lifting tables 110 to 113 maximum torsional moment on the body of the vehicle 101 ,

Hierbei sei angemerkt, dass die Messaufnehmer 119 bis 122 in 1 beispielhaft in der Nähe der Räder angeordnet sind. Gemäß den vorstehenden Gleichungen (1) und (2) wird ein relativer Verdrehwinkel z. B. zwischen vorderem Federbeindom und vorderer Wagenheberaufnahme und zwischen Hinterachsträger und hinterer Wagenheberaufnahme bestimmt. Vorzugsweise sind hierzu zusätzliche Messaufnehmer (z. B. Lasersensoren, nicht in 1 dargestellt) an den Wagenheberaufnahmen angeordnet, beispielsweise zwischen der jeweiligen Wagenheberaufnahme und dem benachbarten Rad.It should be noted that the sensors 119 to 122 in 1 are arranged, for example, near the wheels. According to the above equations (1) and (2), a relative twist angle z. B. determined between the front strut tower and front jacking and between Hinterachsträger and rear jacking. For this purpose, additional measuring sensors (eg laser sensors, not in 1 shown) arranged on the jacking, for example, between the respective jack and the adjacent wheel.

Alternativ ist es möglich, die Gleichungen (1) und (2) so zu modifizieren, dass anstatt des relativen Verdrehwinkels zwischen vorderem Federbeindom und vorderer Wagenheberaufnahme bzw. Hinterachsträger und hinterer Wagenheberaufnahme lediglich ein Drehwinkel an dem Federbeindom bzw. an dem Hinterachsträger bestimmt wird.Alternatively, it is possible to modify the equations (1) and (2) such that instead of the relative angle of rotation between the front strut tower and the front jacking device or rear axle carrier and rear jacking device, only one rotational angle is determined on the strut tower or on the rear axle carrier.

Abhängig von dem jeweils gewählten Versuchsaufbau kann entweder der relative Verdrehwinkel zwischen dem Federbeindom und der Wagenheberaufnahme bzw. dem Hinterachsträger und der Wagenheberaufnahme oder der absolute Verdrehwinkel an Federbeindom bzw. Hinterachsträger bestimmt und für die Auswertung der Torsionssteifigkeit berücksichtigt werden. Im Ergebnis kann z. B. ein Drehmoment (Torsionsmoment) pro Winkeländerung gespeichert und mit anderen Fahrzeugen, z. B. der gleichen Baureihe, oder mit vorgegebenen Werten verglichen werden. Somit ist bestimmbar, ob die Karosseriesteifigkeit eines aktuell gemessenen Fahrzeugs innerhalb der vorgegeben Toleranzen liegt.Depending on the selected experimental setup either the relative angle of rotation between the strut tower and the jack support or the rear axle and the jack support or the absolute angle of twist on strut tower or rear axle can be determined and taken into account for the evaluation of torsional stiffness. As a result, z. Example, a torque (torsional moment) per angular change stored and with other vehicles, eg. B. the same series, or be compared with predetermined values. Thus, it can be determined whether the body rigidity of a currently measured vehicle is within the specified tolerances.

Ergänzend sei angemerkt, dass das vorstehend beschriebene Beispiel einen Hubtisch pro Rad vorsieht. Die hier beschriebene Lösung funktioniert auch, wenn nur ein einzelner Hubtisch für ein Rad des Fahrzeugs vorgesehen ist. Das über den einzelnen Hubtisch eingeprägte Torsionsmoment kann entsprechend gemessen und ausgewertet werden. Auch können zwei oder drei Hubtische vorgesehen sein und entsprechend angesteuert werden.In addition, it should be noted that the example described above provides a lifting table per wheel. The solution described here also works when only a single lift table is provided for a wheel of the vehicle. The torsional moment impressed on the individual lifting table can be measured and evaluated accordingly. Also, two or three lifting tables can be provided and controlled accordingly.

Weiterhin sei angemerkt, dass die Fixierung des Fahrzeugs an den Wagenheberaufnahmen optional ist. Die beschriebene Lösung funktioniert auch, wenn das Fahrzeug nicht gesondert fixiert wird.It should also be noted that the fixation of the vehicle to the jacking shots is optional. The solution described also works if the vehicle is not separately fixed.

Hierbei ist es von Vorteil, dass eine Messung einer Karosseriesteifigkeit eines bereits fertig produzierten Fahrzeugs ohne Modifikation des Fahrzeugs selbst möglich ist. Ein Rüstaufwand ist dabei vergleichsweise gering. Die Messung selbst ist in kurzer Zeit durchführbar. Dabei sind auch innerhalb des Produktionsprozesses mit verhältnismäßig geringem Aufwand Messungen zur Bestimmung der Karosserieverformung möglich. Hierdurch ist eine effiziente Möglichkeit zur Qualitätskontrolle geschaffen.It is advantageous that a measurement of a body stiffness of an already finished vehicle without modification of the vehicle itself is possible. A setup effort is comparatively low. The measurement itself can be carried out in a short time. Measurements for determining the body deformation are also possible within the production process with relatively little effort. This creates an efficient way of quality control.

Ein weiterer Vorteil des hier erläuterten Ansatzes besteht darin, dass bestehende Prüfstände oder Hebebühnen verhältnismäßig kostengünstig erweitert werden können und somit keine gesonderten Prüfstände für die vorgeschlagene Torsionssteifigkeitsbestimmung nötig werden.Another advantage of the approach described here is that existing test stands or lifts can be relatively inexpensively extended and thus no separate test stands for the proposed Torsionssteifigkeitsbestimmung be necessary.

Claims

Device for determining a body deformation of a vehicle, With actuators that impress the vehicle with a torsional moment via the wheels of the vehicle, wherein an actuator is provided per wheel of the vehicle, With a fixing device with which the body is pressed or pulled to a corresponding height relative to the actuators, - With at least one sensor, based on which the body deformation of the vehicle is measurable.

Apparatus according to claim 1, wherein a lifting table is provided as the actuator per wheel of the vehicle.

Device according to one of the preceding claims, wherein the actuators are floatingly mounted.

Device according to one of the preceding claims, in which the body of the vehicle can be fixed via jacking devices of the vehicle.

Device according to one of the preceding claims, wherein the actuators are adjustable by means of a control unit.

Apparatus according to claim 5, wherein the control unit controls the actuators according to a predetermined waveform.

Device according to one of claims 5 or 6, in which two actuators are controllable together with the predetermined signal waveform and two actuators with a signal phase which is phase-shifted by 180 degrees for this purpose.

Device according to one of claims 5 to 7, wherein the body deformation by means of the at least one sensor is evaluable by the control unit.

Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein each sensor is located at or near one of the following locations: - a strut dome, - a support camp, - a rear side member, - a support beam, - a wheel, - a sill, - an axle carrier.

A method for determining a body deformation of a vehicle, - in which a torsion torque is impressed per wheel of the vehicle via an actuator, - the body is pressed or pulled with a fixing device to a corresponding height relative to the actuators, - In which the body deformation of the vehicle is measured using at least one sensor.