DE4036197C1

DE4036197C1 - Vehicle test stand for winter driving simulation - has variable track for road condition simulation and cooling unit for freezing applied moisture within insulated enclosure

Info

Publication number: DE4036197C1
Application number: DE19904036197
Authority: DE
Inventors: Alwin 7153 Weissach De Jauss
Original assignee: Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1992-02-27
Anticipated expiration: 2010-11-15

Abstract

The test stand for motor vehicles includes a driven and braked movable surface which can be varied to simulate different road characteristics. The surface can be a circulating belt or a flat plate in contact with the wheels of the vehicle which is fixed in place. The thermally insulated encapsulated test stand (1) has an arrangement (11) for wetting the surface and a cooling energy supply (12) to the plate or belt which can rapidly freeze the applied moisture. ADVANTAGE - Enables quicker development and testing esp. of vehicle driving characteristics in winter.

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie er aus der gattungsbildend zugrundegelegten Schrift DE-OS 37 44 631 als bekannt hervor geht.The invention relates to a test bench for vehicles according to the Preamble of claim 1 as it from the generic underlying document DE-OS 37 44 631 as known goes.

Der vorbekannte Prüfstand ist zur Untersuchung von Kraftfahr zeugen vorgesehen, insbesondere für Betriebfestigkeitsversuche. Die Beanspruchung des Kraftfahrzeuges erfolgt durch die verän derbare Profilierung der Aufstellfläche, auf der das Kraft fahrzeug ortsfest abgestellt ist. Die Veränderung des Profiles erfolgt durch Stempel, die in der Aufstellfläche eingelassen und in ihrer ausgefahrenen Höhe veränderbar sind. Dadurch kön nen unterschiedliche Fahrbahnen vorgegeben werden und die ge messenen Antworten bzw. Werte der Komponenten des Fahrzeuges bei Beanspruchung sind exakter ermittel- und reproduzierbar, da die ermittelten Meßwerte von bei Probefahrten vorgenommenen Untersuchungen immer auch vom jeweiligen Fahrer abhängen.The known test bench is for the investigation of motor vehicles testify provided, in particular for fatigue tests. The load on the motor vehicle is carried out by the derable profiling of the footprint on which the force vehicle is parked stationary. The change in profile done by stamps that are embedded in the installation area and can be changed in their extended height. This allows different lanes are specified and the ge measured answers or values of the components of the vehicle when subjected to stress, they can be determined and reproduced more precisely, because the measured values determined from those made during test drives Examinations always depend on the respective driver.

Des weiteren geht aus der DE-PS 30 40 355 ein weiterer Prüfstand hervor, bei dem für jedes einzelne Rad ein einzelnes, jeweils zugeordnetes Abrollelement vorgesehen ist. Um ein möglichst breites Spektrum der im Fahrbetrieb auftretenden Belastungen untersuchen zu können, ist hierbei jedes der Abrollelemente einzeln antreibbar und von drei in Ausgangsstellung orthogonal zueinander angeordneten, transversal beweglichen Stellorganen gehaltert. Ferner sind die Stellorgane am jeweiligen Abrollelement zusätzlich noch schwenkbar angeordnet, wodurch die Abrollelemente sowohl in allen drei Translationsrichtungen, als auch um drei orthogonal zueinanderstehenden Drehachsen bewegbar sind. Damit ist auch das jeweilige darauf abgestellte Rad in dieser Richtung beanspruchbar.Furthermore, another test stand goes from DE-PS 30 40 355 in which there is a single wheel for each wheel assigned rolling element is provided. To one if possible Wide range of loads occurring while driving To be able to examine is each of the rolling elements individually drivable and orthogonal from three in the starting position mutually arranged, transversely movable actuators supported. Furthermore, the actuators on the respective rolling element additionally arranged pivotable, which means the rolling elements both in all three directions of translation, as also movable about three axes of rotation that are orthogonal to each other are. The respective wheel placed on it is thus in claimable in this direction.

Wichtige Untersuchungen am Fahrzeug sind aber auch das Ver halten bzw. die Abstimmung des Fahrzeuges im Winter, sowie die Untersuchungen an den immer mehr eingesetzten Systemen wie Antiblockiersystem (ABS), Antriebsschlupfregelung (ASR) usw.. Diese Untersuchungen sind jedoch mit den vorbekannten Prüfständen nicht zu bewerkstelligen, weshalb diese Tests auch in spezi ellen wintersicheren Gebieten vorgenommen werden. Hierbei ist aber bei Neuentwicklungen deren Geheimhaltung extrem gefährdet. Important tests on the vehicle are also Ver keep or the tuning of the vehicle in winter, as well as the Studies on the increasingly used systems such as Anti-lock braking system (ABS), traction control system (ASR) etc. However, these tests are with the previously known test benches not to be accomplished, which is why these tests also in spec winter safe areas. Here is but with new developments their secrecy is extremely endangered.

Ferner sind die ermittelten Meßdaten wieder nur sehr beschränkt reproduzierbar und die Auswirkungen von Veränderungen am Fahr zeug sind nur begrenzt bzw. nur langwierig zu ermitteln, da deren Erprobung Wetter- und Jahreszeit abhängig ist, weshalb die Entwicklungszeit und damit auch die Kosten sehr hoch sind.Furthermore, the measured data determined are again only very limited reproducible and the effects of changes in driving tools can only be determined to a limited extent or takes a long time, because whose testing depends on the weather and the season, which is why the development time and therefore the costs are very high.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Entwicklungs- und Erpro bungszeitdauer, sowie die Kosten der Untersuchung des Fahrver haltens im Winter zu senken.The object of the invention is to develop and test duration of exercise, as well as the costs of the examination of the driving keep lowering in winter.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Prüfstand mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Mit einem erfindungsgemäßen Prüfstand können die Untersuchungen zu jedem Zeitpunkt vorgenommen werden, an dem sie notwendig erscheinen. Dadurch ist die Entwicklung erheblich verkürzt. Die Kosten der Untersuchungen werden gleichfalls gesenkt, da die teuren Reisen in die wintersicheren Gebiete weitgehend entfallen, wodurch auch eine bessere Geheimhaltung gewährleistet ist, da die mei sten Untersuchungen unter Ausschluß der Öffentlichkeit vorge nommen werden können.The object is achieved with a test bench with the characterizing features of claim 1 solved. With a The test stand according to the invention can carry out the tests on anyone Time when they appear necessary. This significantly shortens development. The cost of Investigations are also lowered because of the expensive trips largely fall into the winter-safe areas, whereby better secrecy is also guaranteed, as the mei most examinations closed to the public can be taken.

Weitere sinnvolle Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:Further useful configurations are the subclaims removable. Otherwise, the invention is based on the in the Exemplary embodiments illustrated in drawings. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Prüfstand mit ei ner Flachbahneinheit, FIG. 1 shows a longitudinal section through a test stand with egg ner flat rail unit

Fig. 2 die Aufsicht auf einen Prüfstand gemäß Fig. 1 mit abgestellten Fahrzeug, Fig. 2 shows the top view of a test stand shown in FIG. 1 with the parked vehicle,

Fig. 3 einen Prüfstand mit Drehscheibe und darauf abge stelltem Fahrzeug, und Fig. 3 shows a test bench with a turntable and abge placed vehicle, and

Fig. 4 den Querschnitt durch einen Prüfstand nach Fig. 3. Fig. 4 is a cross section through a test rig of FIG. 3.

Der in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Prüfstand 1 ist in nerhalb eines von den Wänden 4 gebildeten und thermisch iso lierend gekapselten Raumes angeordnet. Die Innentemperatur dieses Raumes ist einstellbar, damit ein auf der Flachbahn 2 abgestelltes und ortsfest gehaltertes Fahrzeug 14 sowie seine zugehörigen Aggregate und seine Reifen 15 diejenige Temperatur aufweisen, die dem realen Winterbetrieb nahekommen. Bei einem Prüfstand 1 wird das Fahrzeug 15 auf Transportbändern 16, 16′ abgestellt, die entweder durch das Fahrzeug 15 oder durch einen externen Antrieb (nicht eingezeichnet) geradlinig bewegbar sind. Die durch die Transportbänder 16, 16′ gebildete Flachbahn ist weitgehend in der Art einer Raupenkette 2 von Panzerfahr zeugen ausgebildet, die zwischen wenigstens zwei Walzen 5 an geordnet ist und die mit einer thermischen Isolierschicht 9 und mit einer gute Haftbedingungen für die Eisschicht aufweisenden Kunststoffschicht 10 belegt ist. Die einzelnen Platten 8 der Raupenkette 2 sind durch Schwenkgelenke 19 miteinander verbun den, deren Schwenkachse quer zur Bewegungsrichtung der Flach bahn 2 angeordnet ist. Damit ein sich auf der Kunststoffschicht 10 befindliches Eis im Bereich der Walzen 5 nicht reißt, sind diese Schwenkgelenke 19 möglichst nahe an der Oberfläche ange ordnet und die Platten 8 weisen walzenseitig eine Fase auf. Um ein Durchhängen der Raupenkette 2 zu verhindern, ist unterhalb des oberen Trums der Raupenkette 2 eine Gleitplatte 6 angeord net, auf der die Raupenkette 2 läuft. Der untere Trum der Rau penkette 2 wird durch eine Wanne 17 geleitet, die zur Kühlung zumindest der Kunststoffschicht 10 beispielweise mit flüssigem Stickstoff gefüllt ist. Der besseren Kühlung wegen ist es gün stig, wenn der untere Trum unmittelbar über die Oberfläche bzw. entlang der Oberfläche des flüssigen Stickstoffs bewegt wird. Der so vorgekühlte Teil der Kunststoffschicht 10 gelangt aus dem Wannenbereich, also der Kälteenergiezufuhr, und wird an schließend von der Benetzungsanlage 11 mit einer Vereisungs flüssigkeit, insbesondere Wasser, benetzt. Das Wasser vereist in der Regel sehr schnell auf der Kunststoffschicht 10, wird aber, um auch bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten der Raupenkette 2 ein gutes Resultat zu sichern, günstigerweise noch nachfol gend mit einer weiteren Kälteenergiezufuhr, in diesem Fall ei ner Anströmdüse 12 für vorgekühlte Luft, beaufschlagt. Nach folgend zu dieser Anströmdüse 12 ist noch eine Beschickungsan lage 13 zur Beaufschlagung der vereisten Kunststoffschicht 10 mit Sand, Laub oder dergleichen angeordnet. Die so vorbereitete Aufstellfläche gelangt nun zum Kontakt mit den Reifen 15 des Fahrzeuges 14. Eine weitere Verbesserung des Prüfstandes 1 ist, wenn der Gleitplatte 6 noch eine weitere Kältemittelzufuhr zu geordnet ist. Des weiteren ist es günstig, mehrere Benetzungsanlagen 11 und Anströmdüsen 12 hintereinander und im Wechsel anzuordnen, um beispielsweise eine extrem glatte Auf stellfläche zu realisieren.The test stand 1 shown in longitudinal section in FIG. 1 is arranged in a space formed by the walls 4 and encapsulated in a thermally insulating manner. The inside temperature of this room is adjustable so that a vehicle 14 parked on the flat track 2 and held in a fixed position, as well as its associated units and its tires 15, have that temperature which approximates real winter operation. In a test bench 1 , the vehicle 15 is parked on conveyor belts 16 , 16 ', which can be moved in a straight line either by the vehicle 15 or by an external drive (not shown). The flat track formed by the conveyor belts 16 , 16 'is largely formed in the manner of a caterpillar track 2 from Panzerfahr, which is arranged between at least two rollers 5 and with a thermal insulating layer 9 and with good adhesive conditions for the ice layer having plastic layer 10 is occupied. The individual plates 8 of the caterpillar track 2 are connected to one another by swivel joints 19 , the swivel axis of which is arranged transversely to the direction of movement of the flat track 2 . So that an ice located on the plastic layer 10 does not tear in the area of the rollers 5 , these swivel joints 19 are arranged as close as possible to the surface and the plates 8 have a chamfer on the roller side. In order to prevent sagging of the track 2, the crawler 2 is a sliding plate 6 net angeord below the upper run on which the crawler belt 2 runs. The lower run of the chain chain 2 is passed through a trough 17 which, for example, is filled with liquid nitrogen for cooling at least the plastic layer 10 . For better cooling, it is beneficial if the lower strand is moved directly over the surface or along the surface of the liquid nitrogen. The thus pre-cooled part of the plastic layer 10 comes from the tub area, that is, the cooling energy supply, and is then wetted by the wetting system 11 with an icing liquid, in particular water. The water usually ices very quickly on the plastic layer 10 , but, in order to ensure a good result even at high rotational speeds of the caterpillar track 2 , it is expediently also subsequently with a further supply of cooling energy, in this case an inflow nozzle 12 for pre-cooled air, acted upon. After following this inflow nozzle 12 , a charging position 13 is also arranged to act upon the icy plastic layer 10 with sand, leaves or the like. The footprint prepared in this way now comes into contact with the tires 15 of the vehicle 14 . A further improvement of the test bench 1 is when the slide plate 6 is also assigned a further refrigerant supply. Furthermore, it is expedient to arrange a plurality of wetting systems 11 and inflow nozzles 12 one behind the other and alternately, for example in order to realize an extremely smooth set-up surface.

Zur Untersuchung des Verhaltens des Fahrzeuges 14 bei Kurven fahrten wird durch einen Quererreger 20 eine vorgebbare Quer kraft auf den Schwerpunkt des Kraftfahrzeuges 14 eingeleitet. Damit entsprechen aber die auf das Kraftfahrzeug 14 wirkenden Kräfte denjenigen Kräften, die ein Kraftfahrzeug 14 bei einer Kurvenfahrt erfährt, weshalb auch die damit zusammenwirkenden Aggregate des Kraftfahrzeuges 14 in mehreren Betriebssituati onen getestet werden können.To investigate the behavior of the vehicle 14 when cornering, a predeterminable transverse force on the center of gravity of the motor vehicle 14 is initiated by a transverse exciter 20 . However, this means that the forces acting on the motor vehicle 14 correspond to those forces which a motor vehicle 14 experiences when cornering, which is why the units of the motor vehicle 14 interacting therewith can also be tested in several operating situations.

Da idealerweise die Walzen 5 sowohl durch einen externen An trieb als auch durch das ortsfest aufgestellte Fahrzeug 14 an treibbar bzw. abbremsbar sind, ist auch ein sogenannter 4-Qua dranten-Betrieb möglich, der die möglichen Beschleunigungs- und Abbremsungssituationen beschreibt. Since, ideally, the rollers 5 can be driven or braked both by an external drive and by the stationary vehicle 14 , a so-called 4-quadrant operation is also possible, which describes the possible acceleration and deceleration situations.

Des weiteren ist es natürlich möglich, für jeden Reifen 15 je weils ein einziges Transportband oder auch für das gesamte Fahrzeug 14 ein einziges Transportband vorzusehen, wobei für mehrere Transportbänder eine geringere Kälteenergiezufuhr und für das einzelne Transportband eine größere vereiste Fläche spricht.Furthermore, it is of course possible to provide a single conveyor belt for each tire 15 or a single conveyor belt for the entire vehicle 14 , with a lower supply of cold energy for a plurality of conveyor belts and a larger icy surface for the individual conveyor belt.

Der in Fig. 3 dargestellte Prüfstand 1′ weist zwei unabhängig voneinander antreibbare Drehscheiben 3 und 3′ auf, wobei das Kraftfahrzeug 14 entweder auf einer einzigen der Drehscheiben 3, 3′ oder auch auf beiden gefesselt aufgestellt werden kann. Der thermisch isolierend ausgebildete Raum ist bei diesem Prüfstand 1′ bezüglich seiner lichten Höhe über den Drehschei ben 3, 3′ unsymmetrisch ausgebildet, denn nur im Bereich des aufgestellten Kraftfahrzeuges 14 ist die Decke angehoben. An sonsten verläuft die Decke mit geringem Abstand oberhalb der Drehscheiben 3, 3′. Dadurch ist zum einen ein geringes Volumen des Prüfstandes zu klimatisieren und zum anderen kann in die sem Bereich der abgesenkten Decke ein Meßraum 18 und/oder ein Maschinenraum eingerichtet werden. Ferner ist es günstig, die Benetzungsanlage 11 und die Anströmdüse 12 in dem abgesenkten Deckenbereich anzuordnen.The test stand 1 shown in Fig. 3 'has two independently drivable turntables 3 and 3 ', the motor vehicle 14 can either be placed on a single one of the turntables 3 , 3 'or tied up on both. The thermally insulating space is ben in this test bench 1 'with respect to its clear height on the turntable ben 3 , 3 ' asymmetrical, because only in the area of the motor vehicle 14 , the ceiling is raised. Otherwise, the ceiling runs a short distance above the turntables 3 , 3 '. In this way, on the one hand, a small volume of the test bench can be air-conditioned and, on the other hand, a measuring room 18 and / or a machine room can be set up in this area of the lowered ceiling. It is also favorable to arrange the wetting system 11 and the inflow nozzle 12 in the lowered ceiling area.

Insgesamt ist zu sagen, daß durch die erfindungsgemäßen Prüf stände mit Flachbahneinheiten in Raupenkettenbauart oder mit Drehscheiben eine praxisnahe ganzjährige und geheime, sowie eine risikofreie und unter Umständen fahrerlose Erprobung und Optimierung von mehreren Komponenten eines Fahrzeuges bzw. dessen Fahrverhalten möglich ist. So z. B. dem Lenkverhalten bei Zweirad- und Vierradlenkung, von Schaltvorgängen eines Automatikgetriebes, Winterreifen- und Sommerreifentests, wobei bei Sommerreifen deren Wintertauglichkeit untersucht werden kann sowie auch generell von Personenkraftwagen und Nutzfahr zeugen.Overall, it can be said that the test according to the invention stands with flat track units in caterpillar design or with Turntables a practical year-round and secret, as well risk - free and possibly driverless testing and Optimization of several components of a vehicle or whose driving behavior is possible. So z. B. the steering behavior Two-wheel and four-wheel steering, of switching operations one Automatic transmission, winter tire and summer tire tests, whereby In the case of summer tires, their suitability for winter is examined can as well as in general of passenger cars and commercial vehicles testify.

Claims

1. Test bench for motor vehicles with at least one drivable and / or brakable, movable, either in the form of a straight-line, flat road simulating the road surface or in the form of a flat disc, the surface of which comes into contact with the vehicle wheels to simulate different road conditions, wherein the motor vehicle is stationary and tied up on the test bench, characterized in that the thermally insulated encapsulated test bench ( 1 , 1 ′) with a wetting device ( 11 ) for the flat web or flat disk and with one on the flat web or flat Washer-directed cold energy supply ( 12 ) is provided, which quickly and permanently iced up the wetting agent.

2. Test stand according to claim 1, characterized in that the test stand ( 1 , 1 ') has a loading system ( 13 ) with which at least the footprint of the flat track or the flat disc in the region of their contact with the tires ( 15 ) through sand , Foliage or the like is dirty.

3. Test stand according to claim 1 or 2, characterized in that the caterpillar track ( 2 ) formed flat track is provided with flat surface plates ( 8 ) which butt in the extended position of the caterpillar track ( 2 ) butt and gap-free, the pivot axis of the plates ( 8 ) connecting pivot joints ( 19 ) are arranged as close as possible to the surface.

4. Test stand according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the caterpillar track ( 2 ) is passed in its lower run through a cold zone held in a trough ( 17 ).

5. Test stand according to claim 1 or 2, characterized in that the thermally insulating encapsulation of the provided with a rotary disc ( 3 , 3 ') as a flat track test stand is asymmetrically formed and in the area not occupied by the motor vehicle ( 15 ) at a short distance above the rotary disc ( 3 , 3 ') runs.

6. Test stand according to claim 5, characterized in that the wetting system ( 11 ) and the refrigerant supply are arranged in the lowered region of the upper encapsulation.