EP4196761A1 - Prüfstand zum testen eines realen prüflings im fahrbetrieb - Google Patents

Prüfstand zum testen eines realen prüflings im fahrbetrieb

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Publication number
EP4196761A1
EP4196761A1 EP21777616.0A EP21777616A EP4196761A1 EP 4196761 A1 EP4196761 A1 EP 4196761A1 EP 21777616 A EP21777616 A EP 21777616A EP 4196761 A1 EP4196761 A1 EP 4196761A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
test
real
wheel hub
vehicle
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21777616.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rupert SCHEUCHER
Peter SCHÖGGL
Michael PEINSITT
Andreas Haas
Franz RABEL
Ull THALER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVL List GmbH
Original Assignee
AVL List GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVL List GmbH filed Critical AVL List GmbH
Publication of EP4196761A1 publication Critical patent/EP4196761A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/013—Wheels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G01M13/025—Test-benches with rotational drive means and loading means; Load or drive simulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M15/02—Details or accessories of testing apparatus
    • G—PHYSICS
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/0072—Wheeled or endless-tracked vehicles the wheels of the vehicle co-operating with rotatable rolls
    • G01M17/0074—Details, e.g. roller construction, vehicle restraining devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/06—Steering behaviour; Rolling behaviour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B60C99/006—Computer aided tyre design or simulation

Definitions

  • the invention relates to a test bench for testing a real test specimen in ferry operation, the test specimen being a real component of a vehicle which can apply torque to a wheel hub, the test bench having a loading machine which is set up to be connected to the wheel hub in a torque-transmitting manner and wherein the test stand has an actuator which is set up to generate a relative movement between the wheel hub on the one hand and a vehicle frame which supports the wheel hub on the other hand.
  • the invention also relates to a corresponding method for testing a real test specimen.
  • At least individual components of the drive train of a motor vehicle can be tested on vehicle test benches or test benches for drive trains.
  • a roller dynamometer, an engine dynamometer, a transmission dynamometer, etc. are used.
  • a test item ie the device to be tested, is subjected to a test run in order to check the properties of the test item.
  • certain measured variables are recorded during a test run using suitable measuring sensors and subjected to a test run in real time or with a time delay in order to analyze the properties of the test object.
  • certain measured variables are recorded during a test run using suitable measuring sensors and evaluated in real time or with a time delay (post-mortem).
  • a real test item is a combination of a number of real components, with the real components being constructed as real components on the test bench. Components of the vehicle that do not actually exist are simulated as virtual components by means of simulation models, in particular in real time, by the test bench or a separate simulation device. In this way, the real test object is supplemented to form an overall system.
  • the real test item real unit under test—rllUT
  • vlIUT virtual unit under test
  • the virtual test item is preferably formed by the test bench.
  • test items are a motor vehicle, a drive train or just smaller systems such as a power pack, a hybrid drive or a transmission.
  • the test run is a chronological sequence of states of the test object, which are set on the test stand by means of a control or regulation by an electronic control unit.
  • the real test item is connected to a load machine, which applies a load, e.g. B. specifies a positive or negative load torque or speed, or a differently defined load condition.
  • the real test item is operated according to the specifications of the test run under this load or this load condition.
  • an internal combustion engine and a transmission can actually be present on the test stand, with the transmission being mechanically coupled to the dynamometer, preferably via a transmission output.
  • the internal combustion engine and the transmission are then controlled according to a test run, for example by adjusting the throttle valve of the internal combustion engine, by specifying the gear or by setting a specific speed at the transmission output.
  • the loading machine is controlled by target torques Msoii(t) or target speeds Nsoii(t) that change over time, which lead to a load or a load state of the test specimen.
  • the course of the setpoint torque Msoii(t) or the setpoint speed Nsoii(t) depends on the operating points specified in the test run, which are to be tested. Furthermore, when determining these target torques Msoii(t) or the target speeds Nsoii(t), properties of virtual components such as B. waves, differential, axle, tires, and the interaction with the environment of the vehicle, z. B. the contacts between Tires and simulated test track and the weather are simulated using simulation models.
  • Parameters that change over time are transferred at the interfaces between the real components and the virtual components, preferably in real time.
  • a particular challenge is to map dynamic systems and processes on such a test bench.
  • the document WO 2011/022746 A1 relates to a regulation of a test bench arrangement which has a test object, e.g. B. an internal combustion engine or a vehicle drive train, which has at least one angle of rotation as an output and is connected to at least one load unit via at least one connecting shaft.
  • a target value of the torque of the connecting shaft is calculated as an output variable based on input variables derived from the test object and this target value is used as a basis for torque control for the load unit.
  • Document EP 0 338 373 relates to a test rig for testing the drive train of a vehicle, with at least two torque-controlled electrical load machines that are independent of one another being flanged directly to the shaft of the drive train to be tested.
  • a simulation computer is used to simulate the driving resistance, the wheels and the vehicle's acceleration behavior, excluding the parts that actually exist as vehicle components, such as the main drive train, axle drive, shafts, clutch, gearbox and combustion engine. Simulations of cornering, spinning wheels, different wheel radii and spinning or locking wheels are possible.
  • This object is achieved by a test bench and a method for testing a real test item according to the independent claims.
  • Advantageous configurations are specified in the dependent claims.
  • a first aspect of the invention relates to a test bench for testing a real test specimen in ferry operation, the test specimen having at least one real component of a vehicle which can apply torque to a wheel hub, and the test bench having: a loading machine, which is set up with to be torque-transmittingly connected to the wheel hub; an actuator which is set up to generate a relative movement between the wheel hub on the one hand and a vehicle frame which supports the wheel hub on the other hand;
  • simulation means for simulating the ferry operation, the simulation means being arranged to simulate a virtual wheel and a dynamic of the virtual wheel as if it were arranged on the wheel hub;
  • Control means that are set up to operate the real test object taking into account the simulated dynamics of the virtual wheel on the test bench.
  • the test specimen preferably does not have a real wheel.
  • the test bench preferably also has an interface, in particular a data interface, with which operating parameters of the test bench and/or the real test object can be output.
  • operating parameters can preferably be measured actual values or desired values.
  • a second aspect of the invention relates to a method for testing a real test object, which has a real component of a vehicle that can apply torque to a wheel hub, on a test bench which has a load machine and an actuator, the method having the following work steps having:
  • the method is preferably computer-implemented.
  • Operating parameters of the test bench and/or the real test specimen are preferably output by means of an interface, in particular a data interface.
  • operating parameters can preferably be measured actual values or desired values.
  • no real wheels are mounted on the wheel hub or hubs.
  • the operation of the wheels and/or their dynamics are preferably exclusively simulated.
  • a third aspect of the invention relates to a measurement arrangement with a test bench and a real test object, which is installed on the test bench and which has at least the real component of the vehicle that can apply torque to a wheel hub.
  • FIG. 1 Further aspects of the invention relate to a computer program comprising instructions which, when executed by a computer, cause it to carry out the steps of the method according to the second aspect of the invention, and a computer-readable medium on which such a computer program is stored.
  • a component of a vehicle which can apply a torque to a wheel hub is preferably a braking device or a drive train within the meaning of the invention.
  • a drive train within the meaning of the invention is preferably a combination of components that are used to move the vehicle using the power generated by the engine.
  • the drive train preferably includes the components engine, starting elements, transmission, drive shaft and axle differential.
  • a wheel according to the invention preferably comprises a wheel rim and a tire.
  • a wheel hub within the meaning of the invention is preferably a rotatable flange. More preferably, a shaft of the loading machine is non-rotatably connected or connectable to the wheel hub. More preferably, the wheel hub is designed to form the center of a wheel and to attach the wheel thereto. More preferably, the wheel hub is non-rotatably connected to a braking element, which is acted upon by a braking device. More preferably, the wheel hub is part of the real test item or the test stand.
  • a loading machine within the meaning of the invention is a dynamometer and/or a brake.
  • a real test object within the meaning of the invention is preferably an entire vehicle or a component of a vehicle.
  • a vehicle frame within the meaning of the invention is preferably a device which represents a reference point for the sprung mass of the vehicle.
  • the vehicle frame can be a chassis, in particular a body, or a vehicle itself, but also a frame which is used to mount a real test specimen on the test bench.
  • Dynamics of a wheel within the meaning of the invention are preferably characterized by torsional vibration frequencies, vibration frequencies in the transverse and longitudinal direction of the vehicle, tire deformation and/or tire curvature.
  • a virtual test track within the meaning of the invention is preferably a roadway that is characterized by topology, traffic regulations, traffic signs, signals and/or any obstacles. More preferably, a virtual test track is the image of a racetrack.
  • a target value within the meaning of the invention is preferably a target value or also a target value curve. Desired values are preferably in the form of characteristic diagrams and/or functions.
  • a means within the meaning of the invention is preferably designed as hardware and/or software, in particular a processing unit (CPU), in particular a microprocessor unit, preferably digital and data- or signal-connected to a memory and/or bus system /or having one or more programs or program modules.
  • the microprocessor unit can be designed to process commands that are implemented as a program stored in a memory system, to detect input signals from a data bus and/or to emit output signals to a data bus.
  • a storage system can have one or more, in particular different, storage media, in particular optical, magnetic, solid-state and/or other non-volatile media.
  • the program can be designed in such a way that it embodies or is able to execute the methods described here, so that the microprocessor unit can execute the steps of such methods and can thus in particular control and/or regulate a test stand.
  • the invention is based on the approach of simulating a relative movement on a test bench for simulating ferry operation, which movement between a chassis and the wheels during ferry operation due to the movement of the chassis and the movement of the wheels caused by the road surface on the real test specimen and at the same time the wheels, in particular to simulate their dynamics.
  • the test stand according to the invention provides one or more actuators, each actuator being able to exert a force on a wheel hub.
  • actuators are also referred to as shakers in the field of test bench technology.
  • the interaction of loading machines for applying torques to the wheel hubs, the actuators for applying lateral forces in the area of the wheel hubs and the simulation of the wheels enables a particularly realistic simulation of the driving operation.
  • the invention enables a particularly realistic determination of the lap times. Chassis and powertrain changes and their influence on lap times can also be examined.
  • it is particularly advantageously possible to coordinate or calibrate an active wheel suspension and the engine control unit (ECU) together on a single test bench.
  • ECU engine control unit
  • the test stand has fixing means in order to fix the real test object in such a way that the relative movement is caused exclusively by a movement of the wheel hub.
  • the area of the wheel hub, and with it the chassis of the vehicle, which is preferably actually present, is excited exclusively via the actuators, which generate a movement of the wheel hub.
  • a movement of the vehicle frame, in particular a chassis is preferably converted into a movement of the actuators using an inverse model, i.e. the movement of the vehicle frame, in particular the chassis, is taken into account by the movement of the actuators.
  • the simulation means are also set up to simulate a movement of the vehicle frame relative to a roadway, with the control means being set up further to take the simulated movement of the vehicle frame into account when controlling the actuator in such a way that the relative movement corresponds at least essentially to a relative movement between the wheel hub and the vehicle frame on the test track.
  • the simulation means have a tire model in order to take into account properties of a tire of the virtual wheel during simulation, with the tire model preferably taking into account a change in the tire, in particular due to the current tire geometry and/or the current tire temperature and/or current tire wear characterized.
  • the simulation means are set up to adapt simulation parameters using a self-learning algorithm on the basis of measurement data recorded on the test bench.
  • the learned parameters can be used to improve the inverse model for converting the movement of the vehicle frame or chassis into a movement of the actuators.
  • the learned parameters can also be used for offline simulation.
  • the actuator acts at least essentially in the vertical direction and/or acts in the area, in particular on, the wheel hub.
  • the test bench has several loading machines and/or actuators, with the number of loading machines preferably corresponding to the number of wheel hubs to which a torque can be applied using the real component, and/or preferably the number of actuators Number of wheel hubs corresponds.
  • the wheel hubs are preferably provided as real components of the real test object.
  • target values for a braking force and/or a vehicle acceleration are also determined using the vehicle model, with the real test object, in particular the real component of the vehicle, which apply a torque to the wheel hub can, is operated depending on these respective target values.
  • a test driver specifies target values for a braking force and/or a vehicle acceleration when operating the real test object, with the real test object, in particular the real component of the vehicle which can apply a torque to the at least one wheel hub, is operated as a function of these respective target values.
  • a real driver can travel the test track.
  • the driver can preferably take a seat in the real test object or in a seat box.
  • Optical and/or acoustic simulation means are also preferably provided in order to give the driver a particularly realistic impression of a journey.
  • this is carried out iteratively, in particular in real time, with the measured actual values from the preceding magazine being taken into account when the journey is simulated in each magazine.
  • both simulated values from the simulation to the operation of the real test item and from real operation to the simulation of the virtual components of the vehicle, which are preferably simulated by the test bench, are each transferred to interfaces. This brings about a particularly advantageous coupling of the real test object with virtual components.
  • this also has the following work step: Adjustment of simulation parameters using a self-learning algorithm based on measurement data recorded on the test bench.
  • FIG. 1 shows a perspective top view of an exemplary embodiment of a measuring arrangement with a test bench and a real test object.
  • FIG. 2 shows a side plan view of the exemplary embodiment of a measuring arrangement according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a method for testing a real test specimen.
  • FIG. 1 shows a perspective plan view of a measuring arrangement 13.
  • the measuring arrangement has a test stand 1 and a real test specimen 2.
  • FIG. 1 shows a perspective plan view of a measuring arrangement 13.
  • the measuring arrangement has a test stand 1 and a real test specimen 2.
  • test stand 1 The elements of the test stand 1 are preferably all arranged on a common base 17, which is further preferably formed by a base plate.
  • the dynamometers 5a, 5b, 5c, 5d each have shafts 23a, 23b, 23c, 23d, which connect the dynamometers 5a, 5b, 5c, 5d with preferably existing flanges 18a, 18b, 18c, 18d.
  • the flanges 18a, 18b, 18c, 18d that are preferably present are used for the non-rotatable connection with wheel hubs 4a, 4b, 4c, 4d of the real test specimen 2.
  • the shafts 23a, 23b, 23c, 23d are further supported by the actuators 6a, 6b, 6c, 6d.
  • the base 17 extends in the xy plane of the coordinate system x, y, z shown.
  • the bearings 22a, 22b, 22c, 22d extend upwards in the vertical z-direction.
  • the actuators 6a, 6b, 6c, 6d which support the shafts 23a, 23b, 23c, 23d via bearings, also extend in this z-direction.
  • the actuators 6a, 6b, 6c, 6d can be the shafts 23a, 23b, 23c, 23d, which are preferably flexibly connected both to the dynamometers 5a, 5b, 5c, 5d and to the flanges 18a, 18b, 18c, 18d, exert a force in the vertical z-direction.
  • the test stand 1 also has an electronic control unit 16 which preferably has simulation means 8 and control means 10 . More preferably, the simulation means 8 and the control means 10 can also be arranged in separate electronic control units.
  • the control unit 16 or the control units are preferably designed as computers.
  • the electronic control unit 16 is connected in terms of signals to the dynamometers 5a, 5b, 5c, 5d and to the actuators 6a, 6b, 6c, 6d of the test bench 1 for signal transmission.
  • These elements of the test stand 1 are preferably controlled by the electronic control unit 16 .
  • the electronic control unit 16 and the test stand 1 are set up to measure measurement signals on the torque-transmitting unit, which are transmitted through the shafts 23a, 23b, 23c, 23d and in their extension through the flanges 18a, 18b, 18c, 18d, the wheel hubs 4a, 4b, 4c, 4d and the drive shafts 3d are formed.
  • These elements are preferably connected to one another in a rotationally fixed manner.
  • a corresponding measurement signal could, for example, be transmitted to the electronic control unit 16 via the signal connection that is formed to the dynamometers 5a, 5b, 5c, 5d.
  • control means 10 are used to control the test bench 1.
  • the controller 10 can also control the machine 3a.
  • the simulation means 8 preferably have a vehicle model 14 .
  • a tire model 11 is preferably stored in this simulation means 8 , which is also preferably part of the vehicle model 14 .
  • the simulation means preferably simulate all components of the vehicle that are not actually present on the test bench. In particular, a so-called virtual test object can be simulated by the simulation model.
  • the real test specimen 2 preferably has a vehicle frame 7, which is further preferably designed as a chassis.
  • the machine 3a in particular an internal combustion engine or electric motor, is preferably connected in a torque-transmitting manner to a transmission and/or differential 3c via a cardan shaft 3b.
  • the gearbox and/or Differential 3c is in turn rotationally connected via drive shafts 3d to wheel hubs 4a, 4b, to which wheels 9a, 9b can be mounted.
  • the wheel flanges 4a, 4b form the rear axle of a vehicle, which forms the real test object 2. All of the aforementioned elements, which transmit torque to the wheel hubs 4a, 4b, are preferably mounted on the vehicle frame 2.
  • the machine 3a is therefore preferably part of the real test specimen 2. In principle, however, the machine can also be a part of the test bench 1 and, for example, also be designed as a dynamometer, depending on which components are to be tested.
  • the front axle is formed by two pivotable axle sections 3d, which preferably mount the wheel hubs 4c, 4d on the chassis 7.
  • the axle sections 3d are each braked by brakes 3e, in particular disc brakes with brake shoes.
  • the disk brakes 3e can also apply a torque to the wheel hubs 4c, 4d, in this case a braking torque.
  • the wheel hubs 4a, 4b, 4c, 4d are, as shown, non-rotatably connected to the flanges 18a, 18b, 18c, 18d of the test stand 1.
  • the shafts 23a, 23b, 23c, 23d it is also possible for the shafts 23a, 23b, 23c, 23d to act directly on the wheel flanges 4a, 4b, 4c, 4d.
  • the wheel flanges 4a, 4b, 4c, 4d are part of the real test object 2 or the test bench 1.
  • the vehicle frame 7 can also be part of the test bench.
  • the real components 3a, 3b, 3c, 3e, 3d are mounted on the vehicle frame 7 of the test stand 1 in this case.
  • the vehicle frame 7 is preferably also fixed firmly to the base 17 by means of fixing means 21 .
  • the fixing means 21 are designed in such a way that the vehicle frame or the chassis 7 can at least essentially not move in relation to the base 17 .
  • the simulation means 8 preferably have a tire model 11 and a vehicle model 14 .
  • the simulation means 8 serve in particular to simulate those components of the vehicle which are not actually present on the test stand, in particular a so-called virtual test object.
  • at least the wheels 9a, 9b, 9c, 9d are simulated.
  • the wheels are preferably composed of a wheel rim 15a, 15b, 15c, 15d, which is generally rigid, and the tire 12a, 12b, 12c, 12d.
  • the dynamics of the wheels 9a, 9b, 9c, 9d are simulated using virtual wheels in the simulation means 8 in such a way as if they were attached to the edge flanges 4a, 4b, 4c, 4d of the real test specimen 2.
  • FIG. 2 shows a side view of the exemplary embodiment of the measuring arrangement 13 from FIG. 1 in a plan view in the y-direction of the coordinate system shown.
  • FIG. 2 With regard to the explanation of the individual elements shown in FIG. 2, reference is made to FIG.
  • the actuators 6b, 6c and the shafts 23b, 23c of the test rig 1 are shown in dashed lines since they are actually hidden behind the bearings 22b, 22c and the dynamometers 5b, 5c in the view according to FIG.
  • the double arrows shown in Fig. 2 indicate that the actuators 6b, 6c shown can exert a force in the z-direction on the shafts 23b, 23c of the test stand 1 in order to move the virtual wheels 9b, 9c (not shown) relative to each other to generate on the vehicle frame or the chassis.
  • Figure 3 shows an exemplary embodiment of the method 100 according to the invention for testing a real test specimen 2.
  • a journey of vehicle 19 on a virtual test track 20 is simulated.
  • This calculates setpoint values for a torque Msoii(t) or a speed Nsoii(t) for the dynamometers 5a, 5b, 5c, 5d (not shown).
  • setpoint values for a braking force F ⁇ (t) and/or a vehicle acceleration a(t) are preferably determined using vehicle model 14 during the simulation.
  • the test bench 1 in particular its dynamometers 5a, 5b, 5c, 5d and actuators 6a, 6b, 6c, 6d (neither shown), is controlled on the basis of the simulation in such a way that the dynamometers 5a, 5b, 5c, 5d provide a torque with specification of the target value of the torque Msoii(t) or a speed with specification of the target value of the rotation speed Nsoii(t).
  • actuators 6a, 6b, 6c, 6d which provide a force based on the target value Fz_soii(t) or the wheel hubs 5a, 5b, 5c, 5d (not shown) and/or the Adjust shafts 23a, 23b, 23c, 23d (not shown) to a defined position depending on the target value Zsoii(t).
  • the real test specimen 2, in particular the real component 3, which can apply torque to the wheel hubs 4a, 4b, 4c, 4d (both not shown) is operated in such a way that the simulated vehicle 19 has a virtual Test track 20 departs.
  • the target values for the braking force Fß(t) and/or the target value for the vehicle acceleration a(t), which are preferably also calculated in the simulation are used in order to activate a drive machine 3a and/or one or more braking devices 3e of the real test object 2 to control.
  • the second and third work steps 102, 103 preferably run simultaneously.
  • the target values for the braking force Fß(t) and/or the vehicle acceleration a(t) can also be specified by a test driver.
  • a fourth work step 104 the actual values of the rotational speed Ni st (t) or the torque Mist(t) are measured in the area of the at least one wheel hub 4a, 4b, 4c, 4d (not shown).
  • the torque can be measured on one of the elements which are non-rotatably connected to the wheel hub 4a, 4b, 4c, 4d, as shown in FIG.
  • simulation parameters are preferably adjusted using a self-learning algorithm on the basis of measurement data recorded on the test bench 1 (not shown). In particular, the measured actual values are used here.
  • the method 100 is carried out iteratively, in particular in real time.
  • the measured actual values Ni st (t), Mi st (t), Zi st (t), Fz_act (t) from the preceding journal are therefore preferably taken into account when simulating in the first work step 101 of the journey in each journal.
  • a closed control loop is preferably formed, in which the desired values and the actual values influence each other. In this way, it can be taken into account that parameters that change over time, in particular rotational speeds, torques, forces and positions, are transferred in real time at the interfaces between the real components and the virtual components.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand (1) und ein Verfahren zum Testen eines realen Prüflings im Fahrbetrieb, wobei der Prüfling wenigstens eine reale Komponente (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) eines Fahrzeugs (19), welche ein Drehmoment auf eine Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) aufbringen kann, aufweist. Der Prüfstand (1) weist eine Belastungsmaschine (5a, 5b, 5c, 5d), welche eingerichtet ist, mit der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) drehmomentübertragend verbunden zu werden, einen Aktor (6a, 6b, 6c, 6d), welcher eingerichtet ist, um eine Relativbewegung zwischen der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) einerseits und einem Fahrzeugrahmen (7), welcher die Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) stützt, andererseits zu erzeugen, Simulationsmittel (8) zum Simulieren des Fahrbetriebs, wobei die Simulationsmittel (8) eingerichtet sind, um ein virtuelles Rad (9a, 9b, 9c, 9d) und eine Dynamik des virtuellen Rads (9a, 9b, 9c, 9d) in der Weise zu simulieren, als ob es an der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) angeordnet wäre, und Steuerungsmittel (10), welche eingerichtet sind, um den realen Prüfling unter Berücksichtigung der simulierten Dynamik des virtuellen Rads (9a, 9b, 9c, 9d) auf dem Prüfstand (1) zu betreiben, auf.

Description

Prüfstand zum Testen eines realen Prüflings im Fährbetrieb
Die Erfindung betrifft einen Prüfstand zum Testen eines realen Prüflings im Fährbetrieb, wobei der Prüfling eine reale Komponente eines Fahrzeugs, welche ein Drehmoment auf eine Radnabe aufbringen kann, wobei der Prüfstand eine Belastungsmaschine aufweist, welche eingerichtet ist, mit der Radnabe drehmomentübertragend verbunden zu werden und wobei der Prüfstand einen Aktor aufweist, welcher eingerichtet ist, um eine Relativbewegung zwischen der Radnabe einerseits und einem Fahrzeugrahmen, welcher die Radnabe stützt, andererseits zu erzeugen. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren zum Testen eines realen Prüflings.
Auf Fahrzeugprüfständen oder Prüfständen für Antriebsstränge können wenigstens einzelne Komponenten des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs getestet werden. Je nachdem, welche Komponente oder Komponenten getestet werden, kommen dabei ein Rollenprüfstand, ein Motorprüfstand, ein Getriebeprüfstand etc. zum Einsatz.
Ein Prüfling, also die zu testende Vorrichtung, wird dabei einem Prüflauf unterworfen, um Eigenschaften des Prüflings zu prüfen. Um dies zu erreichen, werden während eines Prüflaufs mittels geeigneter Messsensoren bestimmte Messgrößen erfasst und in Echtzeit oderzeitversetzt einem Prüflauf unterworfen, um Eigenschaften des Prüflings zu analysieren. Um dies zu erreichen, werden während eines Prüflaufs mittels geeigneter Messsensoren bestimmte Messgrößen erfasst und in Echtzeit oder zeitversetzt (post-mortem) ausgewertet.
Ein realer Prüfling ist dabei eine Kombination aus einer Anzahl von realen Komponenten, wobei die realen Komponenten real als Bauteile am Prüfstand aufgebaut sind. Komponenten des Fahrzeugs, welche nicht real vorhanden sind, werden als virtuellen Komponenten mittels Simulationsmodellen, insbesondere in Echtzeit, von dem Prüfstand oder einer separaten Simulationseinrichtung simuliert. Auf diese Weise wird der reale Prüfling zu einem Gesamtsystem ergänzt. Der reale Prüfling (real unit under test - rllUT), welcher die realen Komponenten umfasst, kann vorzugsweise durch einen virtuellen Prüfling (virtual unit under test - vlIUT), welcher die virtuellen Komponenten umfasst, ergänzt werden. Der virtuelle Prüfling wird hierbei vorzugsweise vom Prüfstand gebildet.
Beispiele für Prüflinge sind ein Kraftfahrzeug, ein Antriebsstrang oder auch lediglich kleinere Systeme wie ein Powerpack, ein Hybridantrieb oder auch ein Getriebe.
Der Prüflauf ist ein zeitlicher Ablauf von Zuständen des Prüflings, welche am Prüfstand mittels einer Steuerung oder Regelung durch eine elektronische Steuereinheit eingestellt werden.
Im Falle eines Antriebsstrangprüfstands ist der reale Prüfling mit einer Belastungsmaschine verbunden, welche dem Prüfling gemäß dem Prüflauf eine Last, z. B. ein positives oder negatives Lastdrehmoment oder eine Drehzahl, oder einen anders definierten Belastungszustand vorgibt. Der reale Prüfling wird nach den Vorgaben des Prüflaufs unter dieser Last bzw. diesem Belastungszustand betrieben.
Beispielsweise können auf dem Prüfstand eine Verbrennungskraftmaschine und ein Getriebe real vorhanden sein, wobei das Getriebe, vorzugsweise über einen Getriebeausgang, mit der Belastungsmaschine mechanische gekoppelt ist.
Der Verbrennungsmotor und das Getriebe werden dann gemäß einem Prüflauf angesteuert, beispielsweise durch Verstellen der Drosselklappe des Verbrennungsmotors, durch eine Vorgabe des Gangs oder durch Einstellen einer bestimmten Drehzahl am Getriebeausgang.
Die Belastungsmaschine wird durch zeitlich veränderliche Soll-Drehmomente Msoii(t) oder Soll-Drehzahlen Nsoii(t) gesteuert, welche zu einer Last bzw. einem Belastungszustand des Prüflings führen.
Der Verlauf des Soll-Moments Msoii(t) oder der Soll-Drehzahl Nsoii(t) hängt dabei von den in dem Prüflauf vorgegebenen Betriebspunkten ab, welche getestet werden sollen. Des Weiteren können beim Ermitteln dieser Soll-Momente Msoii(t) oder der Soll-Drehzahlen Nsoii(t) Eigenschaften von virtuellen Komponenten, wie z. B. Wellen, Differenzial, Achse, Reifen, und die Interaktion mit der Umgebung des Fahrzeugs, z. B. der Kontakte zwischen Reifen und simulierter Teststrecke und die Witterung, mittels Simulationsmodellen simuliert werden.
An den Schnittstellen zwischen den realen Komponenten und den virtuellen Komponenten werden zeitlich veränderliche Parameter, insbesondere Drehzahlen, Drehmomente, Kräfte und Positionen, vorzugsweise in Echtzeit, übergeben.
Eine besondere Herausforderung ist es, auf einem solchen Prüfstand dynamische Systeme und Prozesse abzubilden.
Das Dokument WO 2011/022746 A1 betrifft eine Regelung einer Prüfstandsanordnung, die einen Prüfling, z. B. ein Verbrennungsmotor oder ein Fahrzeugantriebsstrang, enthält, der zumindest einen Drehwinkel als Ausgang hat und mit zumindest einer Belastungseinheit über zumindest eine Verbindungswelle verbunden ist. In einem den mechanischen Widerstand für den Prüfling beschreibenden Impedanz-Modell wird, ausgehend von vom Prüfling hergeleiteten Eingangsgrößen, ein Soll-Wert des Drehmoments der Verbindungswelle als Ausgangsgröße berechnet und dieser Soll-Wert einer Drehmoment-Regelung für die Belastungseinheit zugrunde gelegt.
Das Dokument EP 0 338 373 betrifft einen Prüfstand zum Testen des Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei mindestens zwei voneinander unabhängig momentengeregelte elektrische Belastungsmaschinen direkt an die Welle des zu prüfenden Antriebsstrangs angeflanscht sind. Über einen Simulationsrechner erfolgt eine Simulation der Fahrwiderstände, der Räder und des Fahrzeug-Beschleunigungsverhaltens ausschließlich der real als Fahrzeugkomponenten vorhandenen Teile, wie Hauptantriebsstrang, Achsgetriebe, Wellen, Kupplung, Getriebe, Verbrennungsmotor. Es sind Simulationen einer Kurvenfahrt, von durchdrehenden Rädern, von unterschiedlichen Radradien und von durchdrehenden oder blockierenden Rädern möglich.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Prüfstand und ein verbessertes Verfahren zum Testen eines realen Prüflings bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, auf einem Prüfstand eine Nachbildung der Interaktion der Räder mit einer Fahrbahn einer Teststrecke im Fährbetrieb zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch einen Prüfstand und ein Verfahren zum Testen eines realen Prüflings gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Prüfstand zum Testen eines realen Prüflings im Fährbetrieb, wobei der Prüfling wenigstens eine reale Komponente eines Fahrzeugs, welche ein Drehmoment auf eine Radnabe aufbringen kann, aufweist und wobei der Prüfstand aufweist: eine Belastungsmaschine, welche eingerichtet ist, mit der Radnabe drehmomentübertragend verbunden zu werden; einen Aktor, welcher eingerichtet ist, um eine Relativbewegung zwischen der Radnabe einerseits und einem Fahrzeugrahmen, welcher die Radnabe stützt, andererseits zu erzeugen;
Simulationsmittel zum Simulieren des Fährbetriebs, wobei die Simulationsmittel eingerichtet sind, um ein virtuelles Rad und eine Dynamik des virtuellen Rads in der Weise zu simulieren, als ob es an der Radnabe angeordnet wäre; und
Steuerungsmittel, welche eingerichtet sind, um den realen Prüfling unter Berücksichtigung der simulierten Dynamik des virtuellen Rads auf dem Prüfstand zu betreiben.
An der Radnabe ist insbesondere kein reales Rad des Prüflings angebracht. Vorzugsweise weist der Prüfling kein reales Rad auf.
Vorzugsweise weist der Prüfstand des Weiteren eine Schnittstelle, insbesondere Datenschnittstelle, auf, mit welcher Betriebsparameter des Prüfstands und/oder des realen Prüflings ausgegeben werden können. Betriebsparameter können hierbei vorzugsweise gemessene Ist-Werte oder Soll-Werte sein.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen eines realen Prüflings, welcher eine reale Komponente eines Fahrzeugs, welche ein Drehmoment auf eine Radnabe aufbringen kann, aufweist, auf einem Prüfstand, welcher eine Belastungsmaschine und einen Aktor aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Arbeitsschritte aufweist:
Simulieren einer Fahrt des Fahrzeugs auf einer virtuellen Teststrecke mittels eines Fahrzeugmodells, welches wenigstens ein virtuelles Rad, insbesondere dessen Dynamik, und andere Komponenten des Fahrzeugs, welche nicht real vorhanden sind, abbildet, wobei wenigstens Soll-Werte für ein Drehmoment oder eine Drehzahl der Belastungsmaschine und Soll-Werte für eine, insbesondere vertikale, Kraft oder Position des Aktors ermittelt werden;
Bereitstellen eines Drehmoments oder einer Drehzahl durch die Belastungsmaschine an der Radnabe und einer, insbesondere vertikalen Kraft, oder Position durch den Aktor an der Radnabe in Abhängigkeit der jeweils simulierten Soll-Werte;
Betreiben des realen Prüflings, insbesondere der realen Komponente, welche ein Drehmoment auf die Radnabe aufbringen kann, auf dem Prüfstand in der Weise, dass der Prüfling die virtuelle Teststrecke abfährt; und
Messen von Ist-Werten der Drehzahl und/oder des Drehmoments an der Radnabe und/oder Messen von Ist-Werten der, insbesondere vertikalen, Kraft und/oder Position der Radnabe, wobei jeweils wenigstens jener Parameter des Parameterpaars Drehzahl und Drehmoment oder des Parameterpaars Kraft und Position gemessen wird, für welche keine Soll-Werte ermittelt wurden.
Vorzugsweise ist das Verfahren computer-implementiert.
Vorzugsweise werden Betriebsparameter des Prüfstands und/oder des realen Prüflings mittels einer Schnittstelle, insbesondere einer Datenschnittstelle, ausgegeben. Betriebsparameter können hierbei vorzugsweise gemessene Ist-Werte oder Soll-Werte sein.
Vorzugsweise sind an der oder den Radnaben keine realen Räder montiert. Der Betrieb der Räder und/oder deren Dynamik werden weiter vorzugsweise ausschließlich simuliert.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Messanordnung mit einem Prüfstand und einem realen Prüfling, welcher auf dem Prüfstand installiert ist und welcher wenigstens die reale Komponente des Fahrzeugs, welche ein Drehmoment auf einer Radnabe aufbringen kann, aufweist.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, welche, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen, die Schritte des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung auszuführen, und ein Computer-lesbares Medium, auf welchem ein solches Computerprogramm gespeichert ist.
Eine Komponente eines Fahrzeugs, welche ein Drehmoment auf eine Radnabe aufbringen kann, ist im Sinne der Erfindung vorzugsweise eine Bremseinrichtung oder ein Antriebsstrang.
Ein Antriebsstrang im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Verbund von Komponenten, die zum Bewegen des Fahrzeugs durch die vom Motor generierte Leistung dienen. Zum Antriebsstrang gehören vorzugsweise die Komponenten Motor, Anfahrelemente, Getriebe, Antriebswelle und Achsdifferenzial.
Ein Rad im Sinne der Erfindung umfasst vorzugsweise eine Radfelge und einen Reifen.
Eine Radnabe im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein drehbarer Flansch. Weiter vorzugsweise ist eine Welle der Belastungsmaschine drehfest mit der Radnabe verbunden oder verbindbar. Weitervorzugsweise ist die Radnabe ausgebildet, um das Zentrum eines Rads zu bilden und das Rad daran zu befestigen. Weiter vorzugsweise ist die Radnabe drehfest mit einem Bremselement verbunden, an welchem eine Bremseinrichtung angreift. Weiter vorzugsweise ist die Radnabe Teil des realen Prüflings oder des Prüfstands.
Eine Belastungsmaschine im Sinne der Erfindung ist ein Dynamometer und/oder eine Bremse.
Ein realer Prüfling im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein gesamtes Fahrzeug oder eine Baugruppe eines Fahrzeugs.
Ein Fahrzeugrahmen im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Vorrichtung, welche einen Bezugspunkt zur gefederten Masse des Fahrzeugs darstellt. Der Fahrzeugrahmen kann dabei ein Fahrgestell, insbesondere eine Karosserie, oder ein Fahrzeug selbst sein, aber auch ein Rahmen, welcher zur Montage eines realen Prüflings auf dem Prüfstand dient.
Eine Dynamik eines Rads im Sinne der Erfindung wird vorzugsweise durch Drehschwingungsfrequenzen, Schwingungsfrequenzen in Quer- und Längsrichtung des Fahrzeugs, Reifenverformung und/oder Reifenkrümmung charakterisiert. Eine virtuelle Teststrecke im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Fahrbahnverlauf, welcher durch Topologie, Verkehrsvorschriften, Verkehrsschilder, Signale und/oder etwaige Hindernisse charakterisiert ist. Weiter vorzugsweise ist eine virtuelle Teststrecke das Abbild einer Rennstrecke.
Ein Soll-Wert im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Soll-Wert oder auch ein Soll- Wert-Verlauf. Vorzugsweise sind Soll-Werte als Kennfelder und/oder Funktionen ausgebildet.
Ein Mittel im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher und/oder Bussystem da- ten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessor-Einheit (CPU), und/oder ein oder mehrere Programme oder Programm-Module aufweisend. Die Mikroprozessor-Einheit kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen im Stande ist, sodass die Mikroprozessor-Einheit die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere einen Prüfstand steuern und/oder regeln kann.
Die Erfindung basiert auf dem Ansatz, an einem Prüfstand zur Simulation eines Fährbetriebs eine Relativbewegung, welche im Fährbetrieb zwischen einem Chassis und den Rädern aufgrund der Bewegung des Chassis und der durch die Fahrbahn hervorgerufenen Bewegung der Räder am realen Prüfling zu simulieren und gleichzeitig die Räder, insbesondere deren Dynamik zu simulieren.
Zu diesem Zweck sieht der erfindungsgemäße Prüfstand einen oder mehrere Aktoren vor, wobei jeweils ein Aktor eine Kraft auf eine Radnabe ausüben kann. Solche Aktoren werden im Bereich der Prüfstandstechnik auch als Shaker bezeichnet.
Das Zusammenspiel von Belastungsmaschinen zum Aufbringen von Drehmomenten auf die Radnaben, der Aktoren zum Aufbringen von lateralen Kräften im Bereich der Radnaben und der Simulation der Räder ermöglicht eine besonders realitätsnahe Simulation des Fahrbetriebs. Insbesondere bei der Simulation eines Fährbetriebs auf einer Rennstrecke ermöglicht die Erfindung eine besonders realitätsnahe Ermittlung der Rundenzeiten. Auch können Fahrwerks- und Antriebsstrangänderungen und deren Einfluss auf die Rundenzeiten untersucht werden. Mit dem erfindungsgemäßen Prüfstand und dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es besonders vorteilhaft möglich, eine aktive Radaufhängung und die Motorsteuerung (ECU) an einem einzigen Prüfstand zusammen abzustimmen bzw. zu kalibrieren. Ein Prototyp eines Fahrzeugs, mit welchem reale Fahrten durchgeführt werden müssen, ist für diese Abstimmung bzw. Kalibrierung mit der erfindungsgemäßen Lehre nicht mehr notwendig.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Prüfstands weist der Prüfstand Fixierungsmittel auf, um den realen Prüfling in der Weise zu fixieren, dass die Relativbewegung ausschließlich durch eine Bewegung der Radnabe entsteht.
In dieser vorteilhaften Ausgestaltung wird der Bereich der Radnabe, und mit diesem das Fahrwerk des Fahrzeugs, welches vorzugsweise real vorhanden ist, ausschließlich über die Aktoren angeregt, welche eine Bewegung der Radnabe erzeugen. Vorzugsweise wird eine Bewegung des Fahrzeugrahmens, insbesondere eines Chassis, mittels eines inversen Modells in eine Bewegung der Aktoren umgerechnet, d.h. die Bewegung des Fahrzeugrahmens, insbesondere des Chassis, werden durch die Bewegung der Aktoren berücksichtigt.
Hierdurch werden keine separaten Aktoren, welche den Fahrzeugrahmen oder das Chassis bewegen, benötigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Prüfstands sind die Simulationsmittel des Weiteren eingerichtet, um eine Bewegung des Fahrzeugrahmens gegenüber einer Fahrbahn zu simulieren, wobei die Steuerungsmittel des Weiteren eingerichtet sind, um die simulierte Bewegung des Fahrzeugrahmens bei der Steuerung des Aktors in der Weise zu berücksichtigen, dass die Relativbewegung wenigstens im Wesentlichen einer Relativbewegung zwischen der Radnabe und dem Fahrzeugrahmen auf der Teststrecke entspricht.
Hierdurch kann die Bewegung des Fahrzeugrahmens gegenüber der Fahrbahn beim Testen berücksichtigt werden, was zu besonders realitätsnahen Testergebnisse führt. ln einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Simulationsmittel ein Reifenmodell auf, um Eigenschaften eines Reifens des virtuellen Rads beim Simulieren zu berücksichtigen, wobei vorzugsweise das Reifenmodell eine Veränderung des Reifens, insbesondere aufgrund der aktuellen Reifengeometrie und/oder der aktuellen Reifentemperatur und/oder eines aktuellen Reifenverschleißes charakterisiert. Durch die Simulation des Reifens, vorzugsweise in Echtzeit, wird eine besonders realitätsnahe Bewegung zwischen Radnabe und Fahrzeugrahmen bzw. Chassis realisiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Prüfstands sind die Simulationsmittel eingerichtet, um Simulationsparameter mittels eines selbstlernenden Algorithmus auf der Grundlage von am Prüfstand aufgenommenen Messdaten anzupassen.
Hierdurch wird ein selbstlernendes System realisiert, welches es ermöglicht, die Simulation stetig zu verbessern. Insbesondere können die erlernten Parameter zur Verbesserung des inversen Modells zur Umwandlung der Bewegung des Fahrzeugrahmens bzw. Chassis in eine Bewegung der Aktoren verwendet werden. Die erlernten Parameter können auch zur Offline-Simulation herangezogen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Prüfstands wirkt der Aktor wenigstens im Wesentlichen in vertikaler Richtung und/oder greift im Bereich, insbesondere an, der Radnabe an.
Durch die Wirkrichtung in vertikaler Richtung lassen sich Relativbewegungen zwischen den Rädern und dem Fahrzeugrahmen bzw. Chassis besonders gut simulieren. Durch das Angreifen im Bereich der Radnabe lässt sich ein besonders realitätsnaher Angriffspunkt an dem realen Prüfling verwirklichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Prüfstands weist dieser mehrere Belastungsmaschinen und/oder Aktoren auf, wobei vorzugsweise eine Anzahl an Belastungsmaschinen der Zahl der Radnaben entspricht, auf welche mittels der realen Komponente ein Drehmoment aufgebracht werden kann, und/oder vorzugsweise die Zahl an Aktoren der Zahl der Radnaben entspricht. Vorzugsweise sind dabei die Radnaben als reale Komponenten des realen Prüflings vorgesehen.
Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung kann ein Fahrzeug als Ganzes auf dem Prüfstand simuliert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden beim Simulieren der Fahrt des Fahrzeugs des Weiteren Soll-Werte für eine Bremskraft und/oder eine Fahrzeugbeschleunigung mittels des Fahrzeugmodells ermittelt, wobei der reale Prüfling, insbesondere die reale Komponente des Fahrzeugs, welche ein Drehmoment auf die Radnabe aufbringen kann, in Abhängigkeit dieser jeweiligen Soll-Werte betrieben wird.
Durch die Berücksichtigung der Bremskraft und/oder der Fahrzeugbeschleunigung, welche jeweils auf der Teststrecke vorliegen soll, wird eine besonders realitätsnahe Simulation des Fährbetriebs erreicht.
In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gibt ein Testfahrer Soll-Werte für eine Bremskraft und/oder eine Fahrzeugbeschleunigung beim Betreiben des realen Prüflings vor, wobei der reale Prüfling, insbesondere die reale Komponente des Fahrzeugs, welche ein Drehmoment auf die wenigstens eine Radnabe aufbringen kann, in Abhängigkeit dieser jeweiligen Soll-Werte betrieben wird.
Mittels dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ein realer Fahrer die Teststrecke abfahren. Der Fahrer kann hierbei vorzugsweise in dem realen Prüfling oder einer Sitzkiste platznehmen. Weiter vorzugsweise sind optische und/oder akustische Simulationsmittel vorgesehen, um dem Fahrer einen besonders realitätsgetreuen Eindruck einer Fahrt zu vermitteln.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird dieses iterativ, insbesondere in Echtzeit, ausgeführt, wobei beim Simulieren der Fahrt in jedem Zeitschrift die gemessenen Ist-Werte aus dem vorhergehenden Zeitschrift berücksichtigt werden.
Durch das Schließen der Regelschleife ist es möglich, das Verhalten des realen Prüflings bei dem Betrieb des Gesamtfahrzeugs zu berücksichtigen. In diesem Fall werden sowohl simulierte Werte aus der Simulation an den Betrieb des realen Prüflings als auch aus dem realen Betrieb an die Simulation der virtuellen Komponenten des Fahrzeugs, welche vorzugsweise durch den Prüfstand simuliert werden, jeweils an Schnittstellen übergeben. Dies bewirkt eine besonders vorteilhafte Kopplung des realen Prüflings mit virtuellen Komponenten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens weist dieses des Weiteren den folgenden Arbeitsschritt auf: Anpassen von Simulationsparametern mittels eines selbstlernenden Algorithmus auf der Grundlage von am Prüfstand aufgenommenen Messdaten.
Hierdurch können die verwendeten Simulationsmodelle stetig verbessert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Bezug auf die Figuren. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:
Figur 1 eine perspektivische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung mit einem Prüfstand und einem realen Prüfling.
Figur 2 eine seitliche Draufsicht auf das Ausführungseispiel einer Messanordnung nach Figur 1 ; und
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Testen eines realen Prüflings.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf eine Messanordnung 13. Die Messanordnung weist einen Prüfstand 1 sowie einen realen Prüfling 2 auf.
Die Elemente des Prüfstands 1 sind vorzugsweise alle auf einer gemeinsamen Basis 17 angeordnet, welche weiter vorzugsweise durch eine Grundplatte gebildet wird.
Auf der Basis 17 werden vier Belastungsmaschinen 5a, 5b, 5c, 5d mittels Lagerungen 22a, 22b, 22c, 22d abgestützt. Die Dynamometer 5a, 5b, 5c, 5d weisen jeweils Wellen 23a, 23b, 23c, 23d auf, die die Dynamometer 5a, 5b, 5c, 5d mit vorzugsweise vorhandenen Flanschen 18a, 18b, 18c, 18d verbinden. Die vorzugsweise vorhandenen Flansche 18a, 18b, 18c, 18d dienen zur drehfesten Verbindung mit Radnaben 4a, 4b, 4c, 4d des realen Prüflings 2.
Die Wellen 23a, 23b, 23c, 23d werden des Weiteren durch die Aktoren 6a, 6b, 6c, 6d gestützt.
Die Basis 17 erstreckt sich dabei in der xy-Ebene des eingezeichneten Koordinatensystems x, y, z.
Die Lagerungen 22a, 22b, 22c, 22d erstrecken sich in vertikaler z-Richtung nach oben.
In diese z-Richtung erstrecken sich auch die Aktoren 6a, 6b, 6c, 6d, welche über Lager die Wellen 23a, 23b, 23c, 23d abstützen. Mittels der Aktoren 6a, 6b, 6c, 6d lässt sich auf die Wellen 23a, 23b, 23c, 23d, welche vorzugsweise sowohl mit den Dynamometern 5a, 5b, 5c, 5d als auch mit den Flanschen 18a, 18b, 18c, 18d flexibel verbunden sind, eine Kraft in vertikaler z-Richtung ausüben.
Der Prüfstand 1 verfügt des Weiteren über eine elektronische Steuereinheit 16, welche vorzugsweise Simulationsmittel 8 und Steuerungsmittel 10 aufweist. Weiter vorzugsweise können die Simulationsmittel 8 und die Steuerungsmittel 10 auch in getrennten elektronischen Steuereinheiten angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Steuereinheit 16 oder sind die Steuereinheiten als Computer ausgebildet.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die elektronische Steuereinheit 16 zur Signalübertragung mit den Dynamometern 5a, 5b, 5c, 5d sowie mit den Aktoren 6a, 6b, 6c, 6d des Prüfstands 1 signaltechnisch verbunden. Vorzugsweise werden diese Elemente des Prüfstands 1 durch die elektronische Steuereinheit 16 gesteuert. Des Weiteren ist die elektronische Steuereinheit 16 und der Prüfstand 1 eingerichtet, um Messsignale an der drehmomentübertragenden Einheit zu messen, welche jeweils durch die Wellen 23a, 23b, 23c, 23d und in deren Verlängerung jeweils durch die Flansche 18a, 18b, 18c, 18d, die Radnaben 4a, 4b, 4c, 4d und die Antriebswellen 3d gebildet werden. Diese Elemente sind vorzugsweise drehfest untereinander verbunden. Ein entsprechendes Messsignal könnte beispielsweise über die Signalverbindung, welche jeweils zu den Dynamometern 5a, 5b, 5c, 5d ausgebildet ist, an die elektronische Steuereinheit 16 übertragen werden.
Wie bereits dargelegt, dienen die Steuerungsmittel 10 zur Steuerung des Prüfstands 1. Darüber hinaus kann die Steuerung 10 auch die Maschine 3a steuern.
Die Simulationsmittel 8 weisen vorzugsweise ein Fahrzeugmodell 14 auf. Darüber hinaus ist in diesem Simulationsmittel 8 weiter vorzugsweise ein Reifenmodell 11 hinterlegt, welches weiter vorzugsweise Teil des Fahrzeugmodells 14 ist. Die Simulationsmittel simulieren vorzugsweise alle Komponenten des Fahrzeugs, welche nicht real auf dem Prüfstand vorhanden sind. Insbesondere kann durch das Simulationsmodell ein sogenannter virtueller Prüfling simuliert werden.
Der reale Prüfling 2 weist vorzugsweise einen Fahrzeugrahmen 7 auf, welcher weiter vorzugsweise als Chassis ausgebildet ist. Die Maschine 3a, insbesondere ein Verbrennungsmotor oder Elektromotor, ist über eine Kardanwelle 3b vorzugsweise mit einem Getriebe und/oder Differenzial 3c drehmomentübertragend verbunden. Das Getriebe und/oder Differenzial 3c ist wiederum über die Antriebswellen 3d mit den Radnaben 4a, 4b drehtest verbunden, an welchen Räder 9a, 9b montiert werden können.
Im dargestellten Beispiel bilden die Radflansche 4a, 4b die Hinterachse eines Fahrzeugs, welches den realen Prüfling 2 bildet. Alle vorgenannten Elemente, welche ein Drehmoment auf die Radnaben 4a, 4b übertragen, sind vorzugsweise an dem Fahrzeugrahmen 2 gelagert. Vorzugsweise ist die Maschine 3a daher Teil des realen Prüflings 2. Grundsätzlich kann die Maschine aber auch ein Teil des Prüfstands 1 sein und beispielsweise ebenfalls als Dynamometer ausgebildet sein, je nachdem, welche Komponenten getestet werden sollen.
Die Vorderachse wird durch zwei schwenkbare Achsabschnitte 3d gebildet, welche die Radnaben 4c, 4d vorzugsweise an dem Chassis 7 lagern. Die Achsabschnitte 3d werden jeweils durch Bremsen 3e, insbesondere Scheibenbremsen mit Bremsbacken, gebremst. Auch die Scheibenbremsen 3e können ein Drehmoment auf die Radnaben 4c, 4d aufbringen, in diesem Fall ein Bremsmoment.
Die Radnaben 4a, 4b, 4c, 4d sind, wie dargestellt, drehfest mit den Flanschen 18a, 18b, 18c, 18d des Prüfstands 1 verbunden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die Wellen 23a, 23b, 23c, 23d direkt an den Radflanschen 4a, 4b, 4c, 4d angreifen.
Weiter vorzugsweise ist es möglich, dass die Radflansche 4a, 4b, 4c, 4d Teil des realen Prüflings 2 oder des Prüfstands 1 sind. Zusätzlich oder alternativ kann auch der Fahrzeugrahmen 7 Teil des Prüfstands sein. Die realen Komponenten 3a, 3b, 3c, 3e, 3d sind in diesem Fall auf dem Fahrzeugrahmen 7 des Prüfstands 1 montiert.
Der Fahrzeugrahmen 7 wird vorzugsweise ebenfalls fest mittels Fixierungsmitteln 21 an der Basis 17 befestigt. Insbesondere sind die Fixierungsmittel 21 in der Weise ausgebildet, dass sich der Fahrzeugrahmen bzw. das Chassis 7 gegenüber der Basis 17 wenigstens im Wesentlichen nicht bewegen kann.
Wie bereits erläutert, weisen die Simulationsmittel 8 vorzugsweise ein Reifenmodell 11 und ein Fahrzeugmodell 14 auf. Die Simulationsmittel 8 dienen insbesondere dazu, jene Komponenten des Fahrzeugs, welche nicht real am Prüfstand vorhanden sind, insbesondere einen sogenannten virtuellen Prüfling, zu simulieren. lm dargestellten Ausführungsbeispiel werden wenigstens die Räder 9a, 9b, 9c, 9d simuliert. Vorzugsweise setzen sich die Räder dabei aus einer Radfelge 15a, 15b, 15c, 15d, welche im Allgemeinen starr ist, und dem Reifen 12a, 12b, 12c, 12d zusammen. Die Dynamik der Räder 9a, 9b, 9c, 9d wird dabei mittels virtueller Räder in den Simulationsmitteln 8 in der Weise simuliert, als ob diese an den Randflanschen 4a, 4b, 4c, 4d des realen Prüflings 2 angebracht wären.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der Messanordnung 13 aus Fig. 1 in einer Draufsicht in y-Richtung des dargestellten Koordinatensystems.
Bezüglich der Erläuterung der einzelnen dargestellten Elemente in Fig. 2 wird auf die Fig. 1 verwiesen.
Die Aktoren 6b, 6c sowie die Wellen 23b, 23c des Prüfstands 1 sind strichliert dargestellt, da diese in der Ansicht nach Figur 2 eigentlich hinter den Lagerungen 22b, 22c und den Dynamometern 5b, 5c verborgen sind.
Die in Fig. 2 dargestellten Doppelpfeile deuten an, dass die dargestellten Aktoren 6b, 6c eine Kraft in z-Richtung auf die Wellen 23b, 23c des Prüfstands 1 ausüben können, um eine Relativbewegung der virtuellen Räder 9b, 9c (nicht dargestellt) in Bezug auf den Fahrzeugrahmen bzw. das Chassis zu erzeugen.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Testen eines realen Prüflings 2.
In einem ersten Arbeitsschritt 101 wird dabei die Fahrt des Fahrzeugs 19 auf einer virtuellen Teststrecke 20 simuliert.
Das Fahrzeugmodell 14, insbesondere unter Anwendung eines Reifenmodells 11 , modelliert die virtuellen Komponenten des Fahrzeugs 19, insbesondere die Dynamik der virtuellen Räder 9a, 9b, 9c, 9d (nicht dargestellt). Hierdurch werden Soll-Werte für ein Drehmoment Msoii(t) oder eine Drehzahl Nsoii(t) für die Dynamometer 5a, 5b, 5c, 5d (nicht dargestellt) berechnet. Des Weiteren werden beim Simulieren vorzugsweise Soll-Werte für eine Bremskraft Fß(t) und/oder eine Fahrzeugbeschleunigung a(t) mittels des Fahrzeugmodells 14 ermittelt. In einem zweiten Arbeitsschritt 102 wird der Prüfstand 1 , insbesondere dessen Dynamometer 5a, 5b, 5c, 5d und Aktoren 6a, 6b, 6c, 6d (beide nicht dargestellt), auf der Grundlage der Simulation in der Weise gesteuert, dass die Dynamometer 5a, 5b, 5c, 5d ein Drehmoment unter Vorgabe des Soll-Werts des Drehmoments Msoii(t) oder eine Drehzahl unter Vorgabe des Soll-Werts der Drehzahl Nsoii(t) bereitstellen. Selbiges gilt für die Aktoren 6a, 6b, 6c, 6d (nicht dargestellt), welche eine Kraft auf der Grundlage des Soll-Werts Fz_soii(t) bereitstellen oder die Radnaben 5a, 5b, 5c, 5d (nicht dargestellt) und/oder die Wellen 23a, 23b, 23c, 23d (nicht dargestellt) auf eine definierte Position in Abhängigkeit des Soll-Werts Zsoii(t) einstellen.
In einem dritten Arbeitsschritt 103 wird der reale Prüfling 2, insbesondere die reale Komponente 3, welche ein Drehmoment auf die Radnaben 4a, 4b, 4c, 4d aufbringen kann (beide nicht dargestellt) in der Weise betrieben, dass das ein simuliertes Fahrzeug 19 eine virtuelle Teststrecke 20 abfährt. Vorzugsweise kommen hierbei die in der Simulation vorzugsweise ebenfalls berechneten Soll-Werte für die Bremskraft Fß(t) und/oder der Soll- Wert für die Fahrzeugbeschleunigung a(t) zum Einsatz, um eine Antriebsmaschine 3a und/oder eine oder mehrere Bremseinrichtungen 3e des realen Prüflings 2 zu steuern.
Die zweiten und dritten Arbeitsschritt 102, 103 laufen vorzugsweise simultan ab.
Alternativ können die Soll-Werte für die Bremskraft Fß(t) und/oder die Fahrzeugbeschleunigung a(t) aber auch durch einen Testfahrer vorgegeben werden.
In einem vierten Arbeitsschritt 104 werden die Ist-Werte der Drehzahl Nist(t) oder des Drehmoments Mist(t) im Bereich der wenigstens einen Radnabe 4a, 4b, 4c, 4d (nicht dargestellt) gemessen. Die Messung des Drehmoments kann dabei prinzipiell an einem der Elemente erfolgen, welche mit der Radnabe 4a, 4b, 4c, 4d, wie in Fig. 1 dargestellt, drehfest verbunden sind.
Vorzugsweise wird alternativ oder zusätzlich auch ein Ist-Wert der Kraft in z-Richtung Fz_ist(t) auf die Radnabe 4a, 4b, 4c, 4d (nicht dargestellt) oder die Position Zist(t) der Radnabe 4a, 4b, 4c, 4d (nicht dargestellt) in z-Richtung gemessen.
Von dem Parameterpaar Drehzahl und Drehmoment Nist(t), Mist(t) und dem Parameterpaar Kraft und Position Zist(t), Fz_ist(t) wird jeweils wenigstens jener Parameter gemessen, für welchen keine Soll-Werte in der Simulation ermittelt wurden und welche daher auch nicht durch den Prüfstand 1 bzw. die elektronische Steuereinheit 16 (beide nicht dargestellt) vorgegeben wurden.
Vorzugsweise werden in einem weiteren Arbeitsschritt 105 Simulationsparameter mittels eines selbstlernenden Algorithmus auf der Grundlage am Prüfstand 1 (nicht dargestellt) aufgenommener Messdaten angepasst. Insbesondere kommen hierbei die gemessenen Ist-Werte zum Einsatz.
Weiter vorzugsweise wird das Verfahren 100 iterativ ausgeführt, insbesondere in Echtzeit. Vorzugsweise werden beim Simulieren im ersten Arbeitsschritt 101 der Fahrt in jedem Zeitschrift daher die gemessenen Ist-Werte Nist(t), Mist(t), Zist(t), Fz_ist(t) aus dem vorhergehenden Zeitschrift berücksichtigt. Vorzugsweise wird eine geschlossene Regelschleife gebildet, in welcher die Soll-Werte und die Ist-Werte sich gegenseitig beeinflussen. Auf diese Weise kann berücksichtigt werden, dass an den Schnittstellen zwischen den realen Komponenten und den virtuellen Komponenten zeitlich veränderliche Parameter, insbesondere Drehzahlen, Drehmomente, Kräfte und Positionen in Echtzeit übergeben werden.
Bei den im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen handelt es sich lediglich um Beispiele, die den Schutzbereich, die Anwendung und den Aufbau der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einem Ausführungsbeispiel gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich, wie er sich aus den Ansprüchen und aus diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt, zu verlassen.
Bezugszeichenliste
Prüfstand
2 realer Prüfling
3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f reale Komponente eines Fahrzeugs
4a, 4b, 4c, 4d Radnabe
5a, 5b, 5c, 5d Belastungsmaschine
6a, 6b, 6c, 6d Aktor
7 Fahrzeugrahmen
8 Simulationsmittel
9a, 9b, 9c, 9d virtuelles Rad
10 Steuerungsmittel
11 Reifenmodell
12a, 12b, 12d, 12c, 12d Reifen
13 Messanordnung
14 Fahrzeugmodell
15a, 15b, 15d Felge
16 elektronische Steuereinheit
17 Basis
18a, 18b, 18c, 18d Flansch
19 Fahrzeug
20 T eststrecke
21 Fixierungsmittel
22a, 22b, 22c, 22d Lagerung
23a, 23b, 23c, 23d Wellen
Msoii(t) Soll-Wert des Drehmoments
Nsoii(t) Soll-Wert der Drehzahl
Fz_soii(t) Soll-Wert einer Kraft in z-Richtung
Zsoll(t) Soll-Wert der Position in z-Richtung
Fß(t) Soll-Wert einer Bremskraft a(t) Soll-Wert einer Beschleunigung
Nist(t) Ist-Wert der Drehzahl
M ist(t) Ist-Wert des Drehmoments Zist(t) Ist-Wert der Position in z-Richtung
Fz_ist(t) Ist-Wert der Kraft in z-Richtung

Claims

Patentansprüche Prüfstand (1) zum Testen eines realen Prüflings im Fährbetrieb, wobei der reale Prüfling wenigstens eine reale Komponente (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) eines Fahrzeugs (19), welche ein Drehmoment auf eine Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) aufbringen kann, aufweist und wobei der Prüfstand (1) aufweist: eine Belastungsmaschine (5a, 5b, 5c, 5d), welche eingerichtet ist, mit der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) drehmomentübertragend verbunden zu werden; einen Aktor (6a, 6b, 6c, 6d), welcher eingerichtet ist, um eine Relativbewegung zwischen der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) einerseits und einem Fahrzeugrahmen (7), welcher die Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) stützt, andererseits zu erzeugen;
Simulationsmittel (8) zum Simulieren des Fährbetriebs, wobei die Simulationsmittel (8) eingerichtet sind, um ein virtuelles Rad (9a, 9b, 9c, 9d) und eine Dynamik des virtuellen Rads (9a, 9b, 9c, 9d) in der Weise zu simulieren, als ob es an der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) angeordnet wäre; und
Steuerungsmittel (10), welche eingerichtet sind, um den realen Prüfling unter Berücksichtigung der simulierten Dynamik des virtuellen Rads (9a, 9b, 9c, 9d) auf dem Prüfstand (1) zu betreiben. Prüfstand (1) nach Anspruch 1 , wobei der Prüfstand (1) Fixierungsmittel aufweist, um den realen Prüfling in der Weise zu fixieren, dass die Relativbewegung ausschließlich durch eine Bewegung der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) entsteht. Prüfstand (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Simulationsmittel (8) des Weiteren eingerichtet sind, um eine Bewegung des Fahrzeugrahmens (7) gegenüber einer Fahrbahn zu simulieren, wobei die Steuerungsmittel (10) des Weiteren eingerichtet sind, um die simulierte Bewegung des Fahrzeugrahmens (7) bei der Steuerung des Aktors (6a, 6b, 6c, 6d) in der Weise zu berücksichtigen, dass die Relativbewegung wenigstens im Wesentlichen einer Relativbewegung zwischen der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) und dem Fahrzeugrahmen (7) auf der Fahrbahn (20) entspricht. Prüfstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Simulationsmittel (8) ein Reifenmodell (11) aufweisen, um Eigenschaften eines Reifens (12a, 12b, 12c, 12d) des virtuellen Rads (9a, 9b, 9c, 9d) beim Simulieren zu berücksichtigen, wobei vorzugsweise das Reifenmodell (11) eine Veränderung des Reifens (12a, 12b, 12c, 12d), insbesondere aufgrund der aktuellen Reifengeometrie und/oder der aktuellen Reifentemperatur und/oder eines aktuellen Reifenverschleißes charakterisiert. Prüfstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Simulationsmittel (8) des Weiteren eingerichtet sind, um Simulationsparameter mittels eines selbstlernenden Algorithmus auf der Grundlage von am Prüfstand (1) aufgenommenen Messdaten anzupassen. Prüfstand (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aktor (6a, 6b, 6c, 6d) wenigstens im Wesentlichen in vertikaler Richtung wirkt und/oder im Bereich, insbesondere an, der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) angreift. Prüfstand (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher mehrere Belastungsmaschinen (5a, 5b, 5c, 5d) und/oder Aktoren (6a, 6b, 6c, 6d) aufweist, wobei vorzugsweise eine Anzahl an Belastungsmaschinen (5a, 5b, 5c, 5d) der Zahl der Radnaben (4a, 4b, 4c, 4d) entspricht, auf welche mittels einer realen Komponente (3) des realen Prüflings (2) ein Drehmoment aufgebracht werden kann, und/oder vorzugsweise eine Anzahl an Aktoren (6a, 6b, 6c, 6d) der Zahl der Radnaben (4a, 4b, 4c, 4d) entspricht. Messanordnung (13) mit einem Prüfstand (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und dem realen Prüfling (2), welcher auf dem Prüfstand (1) installiert ist und welcher wenigstens die reale Komponente (3a, 3b 3c, 3d, 3e, 3f) des Fahrzeugs (19), welche ein Drehmoment auf eine Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) aufbringen kann, aufweist. Verfahren (100) zum Testen eines realen Prüflings (2), welcher eine reale Komponente (3) eines Fahrzeugs (19), welche ein Drehmoment auf eine Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) aufbringen kann, auf einem Prüfstand (1), weicher eine Belastungsmaschine (5a, 5b, 5c, 5d) und einen Aktor (6a, 6b, 6c, 6d) aufweist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren (100) die folgende Arbeitsschritte aufweist:
Simulieren (101) einer Fahrt des Fahrzeugs (19) auf einer virtuellen Teststrecke (20) mittels eines Fahrzeugmodells (14), welches ein virtuelles Rad (9a, 9b, 9c, 9d), insbesondere dessen Dynamik, und andere Komponenten des Fahrzeugs, welche nicht real vorhanden sind, abbildet, wobei wenigstens Soll-Werte für ein Drehmoment (Msoii(t)) oder eine Drehzahl (Nsoii(t)) der Belastungsmaschine (5a, 5b, 5c, 5d) und Soll-Werte für eine, insbesondere vertikale, Kraft (Fz_soii(t)) oder Position (Zsoii(t)) des Aktors (6a, 6b, 6c, 6d) ermittelt werden;
Bereitstellen (102) eines Drehmoments oder einer Drehzahl durch die Belastungsmaschine (5a, 5b, 5c, 5d) an der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) und einer, insbesondere vertikalen, Kraft oder Position durch den Aktor (6a, 6b, 6c, 6d) an der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) in Abhängigkeit der jeweils simulierten Soll-Werte (Msoii(t); Nsoii(t), Fz_soii(t); Zsoii(t));
Betreiben (103) des realen Prüflings (2), insbesondere der realen Komponente (3), welche ein Drehmoment auf eine Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) aufbringen kann, auf dem Prüfstand in der Weise, dass das Fahrzeug (19) die virtuelle Teststrecke (20) abfährt; und
Messen (104) von Ist-Werten der Drehzahl (Nist(t)) und/oder des Drehmoments (Mist(t)) an der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) und/oder Messen von Ist-Werten der, insbesondere vertikalen, Kraft (Fz_ist(t)) und/oder Position (Zist(t)) der Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d), wobei jeweils wenigstens jener Parameter des Parameterpaars Drehzahl und Drehmoment (Nist(t); Mist(t)) oder des Parameterpaars Kraft und Position (Zist(t); Fzjst(t)) gemessen wird, für welchen keine Soll-Werte ermittelt werden. Verfahren (100) nach Anspruch 9, wobei beim Simulieren (101 ) der Fahrt des Fahrzeugs des Weiteren Soll-Werte für eine Bremskraft (Fß(t)) und/oder eine Fahrzeugbeschleunigung (a(t)) mittels des Fahrzeugmodells (14) ermittelt werden, wobei der reale Prüfling (2), insbesondere die reale Komponente (3) des Fahrzeugs, welche ein Drehmoment auf die Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) aufbringen kann, in Abhängigkeit dieser jeweiligen Soll-Werte betrieben wird. - 22 - Verfahren (100) nach Anspruch 9, wobei ein T estfahrer Soll-Werte für eine Bremskraft (Fß(t)) und/oder eine Fahrzeugbeschleunigung (a(t)) beim Betreiben des realen Prüflings (2) vorgibt, wobei der reale Prüfling (2), insbesondere die reale Komponente (3) des Fahrzeugs (19), welche ein Drehmoment auf die wenigstens eine Radnabe (4a, 4b, 4c, 4d) aufbringen kann, in Abhängigkeit dieser jeweiligen Soll- Werte betrieben wird. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , welches iterativ, insbesondere in Echtzeit, ausgeführt wird, wobei beim Simulieren (101) der Fahrt in jedem Zeitschritt die gemessenen Ist-Werte (Nist(t); Mist(t), Zist(t); Fz_ist(t)) aus dem vorhergehenden Zeitschritt berücksichtigt werden. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, des Weiteren den folgenden Arbeitsschritt aufweisend:
Anpassen (105) von Simulationsparametern mittels eines selbstlernenden Algorithmus auf der Grundlage von am Prüfstand (1) aufgenommenen Messdaten, insbesondere der gemessenen Ist-Werte (Nist(t); Mist(t), Zist(t); Fz_ist(t)). Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, welche, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen, die Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13 auszuführen. Computer-lesbares Medium, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.
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