WO2024023243A1 - Device and method for driving a vehicle on a chassis dynamometer - Google Patents

Device and method for driving a vehicle on a chassis dynamometer Download PDF

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WO2024023243A1
WO2024023243A1 PCT/EP2023/070885 EP2023070885W WO2024023243A1 WO 2024023243 A1 WO2024023243 A1 WO 2024023243A1 EP 2023070885 W EP2023070885 W EP 2023070885W WO 2024023243 A1 WO2024023243 A1 WO 2024023243A1
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WO
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wheel
vehicle
section
drive
drive device
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/070885
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Hartmann
Anton Knestel
Thomas Becherer
Original Assignee
Aip Gmbh & Co. Kg
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 Aip Gmbh & Co. Kg filed Critical Aip Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2024023243A1 publication Critical patent/WO2024023243A1/en

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/06Steering behaviour; Rolling behaviour

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for selectively driving a vehicle for a vehicle test bench, in which a compact, mobile and suitable for stationary testing operation is achieved by means of a wheel drive device to be attached directly to the wheel hub of the vehicle and provided with its own wheel and drive section Drive mechanism is provided.
  • the present invention relates to a test stand system in which, by integrating the aforementioned edge drive device into a vehicle to be tested, vehicle functions can be checked, particularly when the vehicle shaft is driven.
  • ADAS Advanced Driver Assistant System
  • vehicle-specific processes e.g. distance measurements, brake assistants, automatic light control, adaptive speed adjustment, etc.
  • suitable vehicle test benches for testing these driver assistance systems have become an important part of the vehicle industry.
  • GB2557252A shows, for example, a vehicle test bench in which a vehicle to be tested is positioned on driven rollers and the wheels of the vehicle are driven by the latter rollers to simulate a route.
  • the vehicle test bench described provides for the addition of a plurality of movable land vehicles, which move various obstacles, such as traffic signs or pedestrian dummies, around the positioned vehicle and so, by measuring the ADAS functions With regard to the obstacles introduced, any inaccuracies can be detected.
  • a wheel drive device for a vehicle test bench for driving at least one vehicle in stationary operation which comprises a wheel section equipped with at least one receiving wheel and a drive section connected to the wheel section for rotationally driving a wheel hub of the vehicle about at least one drive axle.
  • the wheel section serves in particular to support the vehicle, while the drive axle of the vehicle, which is connected to the wheel hub, can be driven by means of the drive section.
  • the drive section can be attached to the wheel hub of the vehicle and is rotatably mounted on the wheel section.
  • the present wheel drive device thus preferably forms an at least two-part device system, which, using the first device (the wheel section), enables both a secure positioning of the drive required for the vehicle test and, by means of the receiving wheel provided on the drive device and to be attached to the vehicle, a true-to-original positioning Imitation of the vehicle wheel equipment is realized, whereas the second device (the drive section) ensures direct operation of the drive shaft via the connected vehicle hub and thus a drive mechanism that is easy to integrate into the vehicle.
  • the wheel drive device described makes it possible, due to the drive section to be attached directly to the wheel hub of the vehicle, to efficiently replace the above-mentioned external roller or belt drives (and thus the resulting dangerous feed points) and, equally, by means of the wheel section acting as a receiving wheel, possibly during a to faithfully simulate the shear or carrier forces that occur during real vehicle travel.
  • the receiving wheel of the wheel section can initially have at least a special vehicle rim and a tire clamped on this vehicle rim, such as a solid rubber or a pneumatic tire (preferably the wheel drive device is designed in such a way that a rubber tire and in particular a (approved) road tire is provided on the wheel section.
  • the pick-up wheel or the wheel section itself can preferably be releasably fixed (e.g. by screw, rivet, press or feather key connections) with the drive section of the wheel drive device, which generates the advantage that the pick-up wheel described above can also, depending on the vehicle type being tested, can be exchanged and/or adapted. In this way, a modularly configurable and correspondingly cost-effective design of the wheel drive device can be realized.
  • the wheel drive device is also set up to determine a rotational movement of the wheel hub based on one or more operating parameters of the drive section and/or the vehicle.
  • the rotational movement of the wheel hub can preferably be represented by a speed of the wheel hub or the drive shaft of the vehicle.
  • other drive properties such as generated torques or occurring axial forces can be determined based on the above-mentioned operating parameters.
  • the wheel drive device is preferably designed in such a way that rubber tires and in particular (approved) road tires are provided on the wheel section.
  • the operating parameters of the drive section which can be used to determine the rotational movement of the wheel hub, are particularly dependent on the energy used for the drive, which can vary depending on the type and operation of the vehicle test bench to be used.
  • the drive section may include an electric motor that is supplied with electrical current as an energy source.
  • a hydraulic or pneumatic drive eg a hydraulic motor or a compressed air motor
  • the drive section can comprise at least one line element for supplying a respective drive energy, which can be connected to one or a plurality of energy lines provided in the vehicle test bench.
  • the operating parameters of the vehicle which can be used to determine the rotational movement of the wheel hub, include, for example, a drive torque of the vehicle, a wheel speed, a vehicle speed, etc.
  • vehicle control units e.g. engine control unit, ADAS control unit(s)
  • the wheel speed of the vehicle can be measured by a corresponding vehicle sensor and the resulting vehicle speed can be calculated in the one or more vehicle control units, which is simulated on the vehicle test bench by means of the drive section.
  • a vehicle-side bus system e.g.
  • a CAN bus can be accessed using suitable measuring/diagnostic devices, for example, and the operating parameters required to determine the rotational movement of the wheel hub can be provided in this way.
  • an interface for on-board diagnostics (OBD interface) provided in the vehicle can be used to record the operating parameters.
  • OBD interface on-board diagnostics
  • the wheel drive device can thus be configured so that the speed signal required for operation does not come from physical variables of the wheel drive unit is obtained, but is taken over by the sensors (e.g. vehicle-internal speed sensor) present in the test object (ie the vehicle to be tested).
  • the wheel drive device can thus be set up to determine a rotational movement of the wheel hub (in particular exclusively) based on parameters which are transmitted via a vehicle interface, in particular an on-board diagnosis, OBD, interface.
  • a vehicle interface in particular an on-board diagnosis, OBD, interface.
  • the control of the drive section and thus the control/rule of the driving rotary movement can preferably take place via an external control device or one integrated within the wheel drive device.
  • the control device can be set up to regulate the energy flowing through the line element into the drive section in accordance with a predefined control protocol, so that the drive of the vehicle generated by the claimed wheel drive device is preferably partial. , but in a particularly preferred case can also be carried out fully automatically.
  • the present wheel drive device can also particularly preferably be designed as an automatable device.
  • the detected rotational movement of the wheel hub and possibly further information determined from the operating parameters of the drive device/vehicle e.g.
  • the control device can receive the generated torques or existing axial forces and, based on the received information, the control of the drive section (e.g. the previously described control protocol ) be adjusted. This makes it possible to precisely set the desired operating point during vehicle testing and to monitor the mechanical stress on, for example, the drive section and the drive shaft.
  • the control of the drive section e.g. the previously described control protocol
  • the drive section can have an electric drive.
  • This can preferably include an electric motor, for example an alternating current motor, which can be designed, for example, as an asynchronous or synchronous motor.
  • an inverter can be used that can provide the required operating voltage.
  • the wheel drive device can determine the rotational movement of the wheel hub based on current current and voltage values of the electric drive.
  • voltages and currents provided by the inverter of the electric motor can be measured using suitable measuring devices and, for example, a frequency of the operating voltage can be determined and sent to the control device of the wheel drive device.
  • control device can then calculate a speed of the electric motor in a known manner and thus determine the rotational movement of the wheel hub.
  • a special converter in particular for sensorless operation
  • a special converter can also be provided, which is configured to determine the speed directly from the voltage and current signals.
  • the electric drive can comprise a stepper motor.
  • This has the advantage that its rotor exactly follows a rotating electric field applied to the stator and therefore a position of the rotor can be determined directly from one or more control signals of the stepper motor.
  • the wheel drive device, or its control device can determine the rotational movement of the wheel hub based on a step frequency of the stepper motor, which can be set by the control device via the one or more control signals.
  • the drive section can have a hydraulic drive.
  • This can, for example, include at least one hydraulic pump for providing the required hydraulic pressure and at least one hydraulic motor for converting the hydraulic pressure into a rotary movement on the wheel hub.
  • the hydraulic pump can in particular have a variable displacement volume (sucking volume) and the hydraulic motor can have a constant displacement volume.
  • the wheel drive device can control the rotational movement of the wheel hub in a known manner Way based on a fluid volume flow of the hydraulic drive, ie from the fluid volume flow that flows through the hydraulic pump and the hydraulic motor. This can be recorded, for example, using a suitable volume flow measuring device and transmitted to the control device of the wheel drive device, which can calculate a speed of the same, for example using the displacement volume of the hydraulic motor.
  • the hydraulic drive described above can preferably comprise a pump with a constant displacement volume, for example a gear pump.
  • the wheel drive device can determine the rotational movement of the wheel hub based on a speed of the pump.
  • a volume flow measurement can be dispensed with here and instead the speed of the hydraulic pump can be measured with a suitable rotary encoder.
  • the speed of the hydraulic motor can then be determined based on the measured speed of the hydraulic pump and the ratio of the displacement volume of the hydraulic pump and hydraulic motor.
  • the hydraulic efficiencies of the hydraulic pump and motor can also be taken into account.
  • it is also possible for both the speed of the pump and the fluid volume flow to be measured by the hydraulic drive and used to determine the rotational movement at the wheel hub.
  • the wheel section of the present invention can also provide, in particular for connecting the wheel section to the drive section, at least one connecting element attached to the receiving wheel, which, preferably to reduce any internal pivoting forces, is centered in the receiving wheel, for example the vehicle rim can be and thus enables an equally centered positioning of the drive section on the aforementioned wheel section.
  • the connecting element of the wheel section can also be designed for this purpose, in particular by way of example, as an annular bearing device, which, by means of at least one or one A plurality of implemented mechanical bearings, preferably radial bearings, can detachably and movably integrate the drive section (or at least a part of the drive section) of the wheel drive device into the wheel section and can thus ensure efficient mounting of the drive section into the wheel section.
  • the above-mentioned construction of the present wheel drive device can in particular generate the advantage that, through the secure mounting of the drive section used to drive the wheel hub of the vehicle to be tested by the connecting element, a precise and at the same time at least partially movement-free positioning of the drive section on the wheel section and can therefore be implemented on the vehicle connected to it.
  • the wheel section can preferably be mounted or designed independently of the movement of the drive section and thus of the vehicle hub connected to it.
  • the present wheel drive device can, for example, preferably be set up in such a way that while the wheel hub is being driven by the drive section and based on the previously described mounting of the drive section in the connecting element, the wheel hub rotates around the drive axle, in particular when it is stationary Wheel section and thus can be carried out with the receiving wheel immobile, whereby the test process generated using the wheel drive device can preferably be carried out with the vehicle wheels completely stopped becomes feasible.
  • integrating the described wheel drive device into a vehicle to be tested makes it possible, in particular, to carry out an analysis of various vehicle functions based on the drive of a vehicle without previously positioning it to fix it on the required roller or belt drives, so that by eliminating the latter dangerous rotating elements, Not only does safety further improve during the testing process, but the space thus freed up can also be used efficiently for additional testing elements (e.g. attaching obstacles to measure distance).
  • the drive mechanism generated by the drive section of the present wheel drive device and used to rotate the vehicle hub can also preferably be generated by transmitting a rotary movement already generated in the drive section.
  • the drive section can in particular comprise a rotor element formed at least with a rotor and a stator element formed with a stator, so that by moving the rotor of the rotor element around or within the stator of the stator element, a movement of the wheel hub around the aforementioned drive axle is achieved useful torque can be generated.
  • the general type of drive of the above-mentioned drive section is in no way limited by the previously described construction.
  • control and propulsion of the at least one rotor of the rotor section or the drive section can be carried out, for example, on the basis of electrical, for example through windings attached to the stator and the rotor section, pneumatic and / or hydraulic interactions, so that, depending on the to be used Testing system, an efficiently adapted drive mechanism can be provided.
  • stator and rotor elements of the drive section described above can be designed as an internal rotor motor. This has the particular advantage that by including the rotating rotor of the rotor element into the stator element, exposing potentially dangerous rotating mechanical parts can be avoided and the test room can therefore be maximally secured for any test processes and the elements and processors required for this.
  • the stator element can also be designed to be firmly connected for this purpose, in particular to the wheel section of the wheel drive device, for example to the rim of the receiving wheel to be used or the aforementioned connecting element, so that the lowest possible im
  • the free space between the drive section and the wheel section can only be created within the wheel section.
  • the drive section can preferably also be aligned plane-parallel to the longitudinal axis of the receiving wheel used.
  • the stator element as an external element that can be connected to the wheel section, can be provided or designed with a rigid, annular or hole-cylindrical housing, which, when connected to the wheel section, is preferably oriented along its longitudinal axes parallel to the longitudinal axes of the receiving wheel of the wheel section can be and thus enables the densest possible construction of the present wheel drive device.
  • the housing of the stator element can also span at least the entire surface of the drive section that is oriented towards the outside, i.e. not towards the respective vehicle, whereby the disclosure of any moving parts (and thus potential danger points) can be effectively prevented within the present invention.
  • the rotor element to be used to move the respective wheel hub of the vehicle or the rotor installed in it can also be designed to be movable, preferably rotatable, for the targeted drive of the wheel hub and thus the drive shaft assigned to it, preferably within the stator element or the aforementioned housing , so that by moving the internal rotor motor created in this way, a direct angular momentum or torque can be passed on to the vehicle hub.
  • the rotor element can in particular be designed to be fixable directly to the respective wheel hub of the vehicle, so that the latter wheel hub is moved directly by moving the rotor and therefore no further drive or deflection mechanisms are required to drive the vehicle.
  • the rotor element or the rotor to be found in it can also preferably be rotatably aligned within the stator element, also parallel to the drive axle of the wheel hub described above, whereby a direct and primarily one-dimensional Rotational connection between the wheel hub to be driven and the rotor of the rotor element can be made possible.
  • a targeted angular momentum can be generated which is aligned along the drive axis of the wheel hub and which, due to the direct contact of the rotor element with the wheel hub, is transmitted directly to the wheel hub and can therefore be used to drive a respective vehicle drive shaft with almost no loss.
  • a sensor can be provided which can directly determine a rotational movement of the wheel hub. The sensor can be connected to the control device of the wheel drive device for signaling purposes.
  • the sensor can preferably be provided on the rotor element, on the stator or between the stator and the rotor element. In this way, it can detect the rotational movement of the wheel hub primarily in relation to, i.e. in relation to, the movement of the stator element and/or the wheel section.
  • the sensor can, for example, be designed as magnetic or optical or as a Hall sensor.
  • the senor may comprise one or a plurality of optical sensors, such as a light barrier or imaging sensor (e.g. a CCD chip with appropriate optics), which detect the movement of the latter by focusing on the driven wheel hub and preferably analyze it in real time can.
  • a light barrier or imaging sensor e.g. a CCD chip with appropriate optics
  • sensors can be attached to the rotor element or between the stator and rotor element, which, in addition to the rotational movement, also measure a torque and/or an axial force on the wheel hub or the drive shaft of the vehicle.
  • a combined sensor can be provided, which can, for example, measure both a speed and a torque at the wheel hub.
  • the senor can also be designed as a mechanical sensor device, for example as a mechanical rotary encoder.
  • This can, for example, comprise at least one further, preferably rotatable transmission element, which mechanically connects the sensor device to the wheel hub to be driven, but at least to the drive section of the wheel drive device in question and can thus forward the rotational movement of the wheel hub directly to the sensor.
  • the rotatable transmission element can, in a particularly preferred case, centrally on the wheel hub or at least one connected to the wheel hub and on the Drive axle of the wheel hub fixed device element can be positioned, so that the transmission element can preferably rotate coaxially with the driven wheel hub and accordingly transmit any rotational forces and movements to the sensor device primarily without loss.
  • the present invention can in particular be set up in such a way that when integrating the drive section into the wheel section of the wheel drive device, the rotor element is preferably inserted into the previously described connecting element of the wheel section, preferably with a precise fit, and thus the rotor element can equally be rotatably mounted in the connecting element or in the at least one radial bearing implemented in it.
  • the above-mentioned construction can create the advantage that any degrees of freedom during the power transmission from the drive section to the wheel hub can be reduced by the additional storage by means of the connecting element and thus the stability of the present invention can be further increased.
  • the drive section can advantageously be designed in two parts and include an inner section and an outer section.
  • the drive section can in particular be designed in such a way that during assembly, the inner section can first be attached to the wheel hub of the vehicle and the outer section can then be attached in order to achieve a positive connection between the two sections. In this way, a modularly configurable and correspondingly cost-effective design of the wheel drive device can be realized, which is also easy and safe to assemble.
  • the rotor element can also preferably additionally have at least one extension piece attached to the rotor and equally rotatable, such as a movable plate element or one specifically designed for import into the
  • the connecting element of the wheel section and the contacting on the wheel hub include an additional element, which, by simultaneously fixing it on the rotor of the rotor element and the wheel hub to be driven, can pass on the previously described forces resulting from driving the rotor directly to the wheel hub and thus an individual and Once again, an extremely compact design of the present wheel drive device is permitted.
  • the combination of rotor and stator element of the drive section of the present invention can be provided, for example, with a ring-shaped or hole-cylindrical housing structure, which, by orienting the latter housing structure to the alignment of the wheel section, more precisely, preferably parallel to the longitudinal axis of the receiving wheel implemented in the wheel section, a close approach of the drive section to the wheel section of the wheel drive device is permitted.
  • At least the rotor of the rotor element of the drive section can preferably additionally be provided or connected to the previously described extension piece, whereby, by driving the rotor and generating the rotor along the drive axis generated torque, the extension piece and thus the wheel hub contacted with it can be rotated.
  • the extension piece itself can take on a wide variety of shapes, insofar as a direct connection between the rotor and the wheel hub of the vehicle can be ensured.
  • the extension piece can be designed at least as a connecting structure protruding from the stator element or the above-mentioned housing structure of the drive section, so that preferably by inserting the extension piece into the connecting element, preferably into the at least one bearing of the connecting element, and that subsequent fixing of the extension piece to the wheel hub, both an efficient alignment of the drive section and an effective one aligned with the wheel hub Power transmission can be generated.
  • the body of the connecting structure can therefore preferably also form at least one bearing surface designed to integrate the drive section into the connecting element, which can be contacted, preferably movably, with a contact surface located in the bearing of the connecting element for precise alignment of the drive section in the claimed wheel drive device and so the the above-mentioned direct power transmission enables.
  • Further exemplary embodiments of the extension piece can also include, in particular, a series of shapes that are specifically adapted to the structures of the drive or wheel section.
  • the extension piece can preferably at the same time be designed to be form-fitting (bearing surface of the extension piece rests on the contact surface of the connecting element) into the connecting element or the at least one (radial) bearing of the connecting element of the wheel section, so that during driving of the rotor and the resulting movement of the extension piece, any disruptive axial forces can be effectively reduced.
  • At least one end of the extension piece can form a hub contact surface specifically designed for contacting the connecting piece with the wheel hub, which, for example, with mechanical contacting structures, such as threaded bores, toothed couplings or springs, realize a rigid fixation of the extension piece with the wheel hub and thus a fault-free Can ensure transmission of the torque generated by the rotor.
  • mechanical contacting structures such as threaded bores, toothed couplings or springs
  • connection structures used between the rotor of the red section and the extension piece can also vary depending on the design of the drive section.
  • the extension piece can preferably be fastened, for example by means of integrated screw or rivet connections, to an inner surface of the movable rotor that is aligned with the wheel hub, ie in the direction of the vehicle to be checked, so that the general length of the Extension piece and thus the resulting force arm can be reduced to a minimum.
  • extension piece may also be possible for the extension piece to be connected in particular to the outer surface (ie on the side facing away from the vehicle) of the rotor, thereby generating an additional casing of the rotor through the extension piece and consequently stability of the drive section can be further improved during the rotation of the rotor.
  • the present wheel drive device which simulate natural conditions (e.g. the weight forces absorbed by a vehicle wheel)
  • an equally efficient and precise drive mechanism for driving a vehicle or a vehicle shaft can be provided in a test bench .
  • the direct contact of the drive device with the respective wheel hub of the vehicle to be tested enables the decisive advantage in particular that the drive elements to be used (in this case the drive section) no longer have to be loaded by the respective vehicle wheels themselves (such as when rolling - or belt test bench), but can be integrated individually into the corresponding vehicle to be tested, so that the present invention can also be used in particular as a mobile, that is freely movable, wheel drive device.
  • a wheel drive device for a vehicle test bench for driving at least one vehicle in stationary operation which also includes a wheel section equipped with at least one receiving wheel and a drive section connected to the wheel section for rotationally driving a wheel hub of the vehicle about at least one drive axle which is rotatably mounted on the wheel section.
  • the drive section is designed in two parts and has an inner and an outer section.
  • the inner section is designed in such a way that it can be attached to the wheel hub of the vehicle.
  • the inner section can be connected to the wheel hub by means of one or more screw connections.
  • the outer section of the drive section is in turn designed such that it can be attached to the inner section.
  • the latter can, for example, comprise a spline shaft onto which a corresponding spline hub of the outer section can be pushed for the positive connection of the two sections.
  • Any other detachable connection between the inner and outer sections of the drive section is also possible. In this way, mounting the drive section on the wheel hub of the vehicle can be made easier. All other advantages of the previously described wheel drive device are also present in the present case.
  • the wheel hub motor is integrated into a wheel rim with normal rubber tires.
  • a wheel drive device can therefore be characterized in that the motor unit (of the wheel drive device) is integrated into the vehicle rim and is or can be used on the rim with the original tires (rubber tires).
  • the tires or rubber tires can in particular be road-legal (road traffic approval) tires, such as in particular pneumatic tires.
  • test stand system set up to test vehicle functions in stationary operation which also uses the integration of the previously described wheel drive devices has the advantages mentioned above and can therefore be distinguished from conventional test benches and test bench systems.
  • the claimed test stand system initially comprises, in addition to the previously described wheel drive device to be attached to at least one wheel hub of a vehicle to be tested, at least one contact surface for positioning the vehicle to be tested within the test stand system and a measuring system set up to measure the vehicle functions. This can be set up in particular to check ADAS functions of a motor vehicle.
  • the contact area itself can initially be viewed as any type of device structure that is at least capable of supporting the vehicle to be tested and, in a preferred case, positioning it for the measurement processes integrated within the test bench system.
  • the claimed contact area can, in a first embodiment, for example, be designed as a simple, rigid receiving plate or geometry, but in others also in particular as a receiving device that can be moved in one or more directions, such as a dynamic lifting platform or an aerial work platform, so that the vehicle to be tested can be efficiently aligned for any type of audit process.
  • the present contact surface can also be at least additionally equipped with further locking or drive devices be, whereby the previously described testing process can be adapted as individually as possible to the detection of the vehicle functions to be identified.
  • the contact area can at least additionally have one or a plurality of integrated in the contact area or at least have motors positioned along these, which can be connected with at least one energy line to the drive section of the implemented wheel drive device, preferably to the aforementioned line element of the drive section, and thus, due to the dynamically movable type of connection, both the energy supply and the mobile properties of the Ensure wheel drive device.
  • the energy used to operate the claimed wheel drive device is again not limited to a specific type of energy, but can preferably, depending on the test bench system, be based on electrical, pneumatic and / or hydraulic interactions, so that the energy lines described above are the same can preferably be present, for example, as electrical lines, compressed air and/or hydraulic hoses.
  • the term “motor” in this context should not be understood as a simple electric motor, but can equally be viewed as any drive machine (e.g. a pneumatic or hydraulic drive) that can ensure the above-mentioned energy connection.
  • the present contact area can also preferably be equipped with at least one or more steering elements designed to move the vehicle wheels/receiving wheels.
  • the present contact surface can, for example, comprise at least one turntable set up for movably receiving a vehicle wheel, in particular the receiving wheel of the wheel drive device implemented in the vehicle to be tested, on which a respective vehicle/receiving wheel is positioned to imitate steering movements and rotated at least along a vertical axis by moving the turntable, but in particularly preferred cases can also be pivoted three-dimensionally.
  • the support surface of the turntable can, for example, preferably be on a controllable and with a
  • a plurality of spring and bearing elements can be positioned on a pivot base, which allows the contact surface between the turntable and the vehicle wheel resting on it to be pivoted three-dimensionally, preferably by a predefined pivot angle (for example by a pivot angle of up to 30 °, but also in preferred cases up to 45°) and thus any unevenness or steering or drive forces that occur and need to be simulated are effectively passed on to the vehicle wheels (and thus to the respective vehicle shafts or the vehicle per se).
  • the at least one turntable of the stressed contact area can thus be designed to be rotatable at least along a vertically oriented axis of rotation to simulate steering forces, but in a particularly preferred exemplary embodiment it can itself be designed to be pivotable in three dimensions.
  • the wheel drive device to be used to directly drive the wheel hub of the vehicle to be tested is also attached in the claimed test stand system to at least one wheel hub of the aforementioned vehicle, whereby, by means of the drive mechanism already described, the corresponding wheel hub and thus the vehicle shaft of the vehicle connected to it directly can be driven, but the associated vehicle wheel positioned on the contact surface (i.e. also the receiving wheel of the wheel section) remains motionless on the contact surface at all times.
  • it is possible, particularly in the present test stand system to ensure a drive of the vehicle to be tested with the vehicle weight fully supported on the vehicle wheels or the body connected to them, without having to position external roller or belt test stands below the vehicle, which means a much more compact , safer and correspondingly more efficient test bench structure can be generated.
  • the modularity of the at least one wheel drive device to be integrated For example, it may be possible to integrate a plurality of the wheel drive devices mentioned into the vehicle to be tested, not just one, but any number Vehicle shafts should preferably be driven separately and selectively. Accordingly, the present test bench system can, for example, provide for at least two wheel hubs belonging to a drive shaft to be provided with one of the claimed wheel drive devices, so that both sides of the drive shaft can be driven and thus at least one single-axle test bench system can be created.
  • test bench system can be used as an all-wheel drive or universal axle test bench using simple expansion mechanisms.
  • the present test stand system can also be set up in particular to equip only predefined, that is selectively selected, wheel hubs with the claimed wheel drive device.
  • the test stand system can be set up to provide and drive only the wheel hubs that cannot be driven by the vehicle, more precisely wheel hubs that are not actively driven by the internal motor of the vehicle, with the claimed wheel drive device, so that Said engine is efficiently protected and driving the vehicle or simulating existing vehicle functions can be made possible without decoupling the corresponding vehicle shafts from the actual control or drive mechanism of the vehicle.
  • a test stand system wherein the contact surface comprises at least one turntable for receiving a (vehicle wheel) wheel, in particular the receiving wheel of the wheel section (2) of the wheel drive device or, in a further development, a mounted rim; wherein the turntable is preferably designed to be rotatable or rotatable at least along a vertically oriented axis of rotation for simulating and/or measuring steering forces and/or for measuring the wheel angle.
  • the turntable has its own drive or is connected to a drive to generate the rotation.
  • a test stand system for testing at least one vehicle in stationary operation can be set up in such a way that only the hubs or wheels that cannot be driven by the vehicle are provided with a wheel drive device and are preferably driven thereby; and the hubs or wheels driven by the vehicle itself can be braked by controlling the vehicle brakes through an external brake control device (external to the vehicle) and can be synchronized with one another and/or with all other wheels.
  • a test stand for testing vehicles in particular in stationary operation, can be designed in such a way that only (exclusively) the non-driven wheels (or the respective hubs of the vehicle) are provided with a wheel drive machine or wheel drive device and the rest of the vehicle (Self) driven wheels can be braked and synchronized with the vehicle brakes, and for example have no wheel drive device (but, for example, a mounted rim) or a wheel drive device which does not have a motor for driving.
  • the claimed test stand system can also include in particular a series of fastening mechanisms, which preferably move the vehicle to be tested without movement within of the test stand system and can thus reduce any test inaccuracies caused by passive movements (e.g. vibrations caused by the movement of the vehicle body) to a minimum.
  • the contact area of the test stand system can be equipped, for example, with a series of fixing elements attached to the contact area and preferably retractable and extendable, such as dynamically controllable brake pads, which are used for the precise positioning of the vehicle wheels between introduced into the latter and can effectively fix the vehicle wheels by limiting the rolling surface.
  • a series of fixing elements attached to the contact area and preferably retractable and extendable, such as dynamically controllable brake pads, which are used for the precise positioning of the vehicle wheels between introduced into the latter and can effectively fix the vehicle wheels by limiting the rolling surface.
  • the test stand system can, for example, be set up to connect in particular to the braking system of the vehicle to be tested and thus, by controlling the vehicle's internal vehicle brakes, at least the rolling of the vehicle wheels driven by the vehicle itself, i.e. actively driven .Block vehicle waves efficiently.
  • the claimed test stand system can, for example, preferably provide at least one brake control device, which can be positioned within the test stand system, for example equally in, under or at least along the contact surface, and in particular can be set up to externally control the vehicle brakes of the vehicle to be tested for the fixation mechanism described above head for.
  • the brake control device can, for example, preferably be designed to be connectable to a brake cylinder of the vehicle at least, for example by connecting the latter by means of a hydraulic connecting hose or another hydraulic connecting element, so that the targeted control of the internal vehicle brakes made possible in this way allows for a selective control that can be carried out during the testing process Blocking of the vehicle tires is made possible by the internal vehicle brakes.
  • the brake control device preferably together with the other device elements of the claimed test stand system, to also automate the vehicle fixation, for example by retrieving predefined process steps from one present in the test stand system Process memory, can be carried out, whereby in particular a testing mechanism that is adapted to the various testing processes and can be individually adjusted can be generated.
  • a central control device can also preferably be integrated into the test stand system, which can preferably be connected to the individual device elements of the test stand system mentioned above, at least in terms of signals, and thus realizes a fully automated test stand operation by receiving and passing on any control signals.
  • the present test bench system can also be present in particular as a fully, but at least partially, automated test bench system.
  • the measuring system set up for the detection and analysis of corresponding vehicle functions can preferably also be designed to be controlled automatically and in particular include a series of optical, electrical or mechanical sensor elements, which, preferably during the selective modification of the vehicle by the devices of the test bench system (e.g. during driving of the vehicle by the wheel drive device or the deflection of the vehicle wheels by means of the contact surface/the turntables), the reactions of the vehicle to be tested, such as internal signaling, detector measurements or arising mechanical interactions and forces within the vehicle, are detected and used for further analysis and Information output can be sent to an additional analysis device or at least to a display set up to view the detected information.
  • a series of optical, electrical or mechanical sensor elements which, preferably during the selective modification of the vehicle by the devices of the test bench system (e.g. during driving of the vehicle by the wheel drive device or the deflection of the vehicle wheels by means of the contact surface/the turntables), the reactions of the vehicle to be tested, such as internal signaling, detector measurements or arising mechanical interactions and forces within the vehicle, are
  • the test stand system may also be possible for the test stand system, particularly in the immediate vicinity of the vehicle to be tested, to have a series of test specimens to simulate any obstacles that may occur in road traffic, such as street signs, passers-by, etc additional vehicles can be provided, so that the test processes described above can replicate and check real road traffic conditions even more precisely.
  • the present test stand system can also be designed in particular as an EMC system and can be used for this purpose - and warranty mechanisms include.
  • the measuring system described above can, preferably in addition to the above-mentioned device elements, also provide at least one antenna device set up to check electromagnetic immunity to interference, which can be set up to detect at least any electromagnetic (interference) radiation that occurs during the vehicle test, for example from electrical ones within the Vehicle integrated vehicle elements, to be measured and forwarded as a detection signal, so that in particular any negative interactions affecting the ADAS system of the vehicle to be tested can be precisely recorded and minimized to improve the vehicle system.
  • at least one antenna device set up to check electromagnetic immunity to interference which can be set up to detect at least any electromagnetic (interference) radiation that occurs during the vehicle test, for example from electrical ones within the Vehicle integrated vehicle elements, to be measured and forwarded as a detection signal, so that in particular any negative interactions affecting the ADAS system of the vehicle to be tested can be precisely recorded and minimized to improve the vehicle system.
  • the previously described antenna device can also preferably be set up, for example by means of controllable focus elements, to examine both the entire vehicle to be tested for possible radiation, but in certain cases also only predefined vehicle elements of the vehicle Vehicle or clearly defined two- or three-dimensional areas within the test stand system to examine for outgoing at least electromagnetic interference emissions, so that the identification of any sources of interference or errors implemented in the vehicle can be made even more efficient.
  • the present test stand system can also include at least one absorber chamber formed around the test area, that is to say at least around the vehicle to be tested, which can be explicitly set up to absorb external electromagnetic interference radiation from outside that is harmful to the EMC test process of To block or absorb the test stand system and thus further improve the accuracy of the integrated test device.
  • Wheel drive device relative to a movement of its wheel portion
  • a method of assembling a wheel drive device may comprise the steps of: mounting the inner section on the wheel hub of the vehicle and subsequently mounting the outer section to achieve a positive connection between the two sections.
  • Figure 1A shows an embodiment of the claimed wheel drive device, in a vertical cross section, with an extension piece of a drive section connected to an outside of a rotor element, thus forming an additional inner housing within the drive section;
  • FIG. 1B shows a further embodiment of the claimed
  • Wheel drive device in a vertical cross section, wherein the extension piece of the drive section is connected to the inside of the rotor element;
  • Figure 2A shows a three-dimensional view of the wheel drive device of Figure 1A
  • Figure 2B shows a three-dimensional view of the wheel drive device of Figure 1B
  • Figure 3 shows a schematic representation of an embodiment of the wheel drive device, which does not have its own drive.
  • Figures 4A and 4B show a stepper motor, which can be integrated in the drive section according to Figures 1A - 2B, in a front and a three-dimensional view.
  • Figure 5 shows a schematic representation of an embodiment of the claimed test stand system, designed as an EMC test stand
  • Figure 6 shows the EMC test stand shown in Figure 5 with additional measurement devices for detecting a rotational movement of a wheel hub to which the wheel drive device shown in Figure 5 is attached.
  • Figure 7 shows schematically a further metrological device for detecting a rotational movement of a wheel hub, to which, for example, a wheel drive device shown in Figures 1A - 2B is attached.
  • Figure 8 shows schematically another measurement technology
  • Figures 9A and 9B show an embodiment according to a further aspect of the claimed wheel drive device in a three-dimensional view, wherein the drive section is constructed in two parts and has an inner and outer part.
  • Figures 1 and 2 show various embodiments of the wheel drive device 1 set up to drive a vehicle F to be tested in a vehicle test bench in a plurality of cross-sectional views. More specifically, Figures 1A and 2A show a first embodiment of the claimed wheel drive device 1, each in a two- and three-dimensional cross-sectional view with a vertical cross-section, whereas Figures 1B and 2B present a second embodiment in an equivalent representation.
  • the wheel drive device 1 of Figures 1A and 2A has at least one wheel section 2 designed with a receiving wheel and set up to carry the wheel drive device on the vehicle F to be tested, as well as a drive section 4 designed to rotatably drive a wheel hub of the vehicle F, which in the present exemplary embodiment is shown as an internal rotor motor that can be connected directly to the wheel hub.
  • the receiving wheel of the wheel section 2 is initially composed of a rim 8 and a tire 6 clamped on it (in particular a tire approved for road traffic; road tires and/or pneumatic tires), which are used when integrating the Wheel drive device 1 is firmly connected to the wheel hub of the vehicle F to be checked.
  • the forces e.g. weight forces
  • the vehicle F can be transmitted evenly to the body or other vehicle elements.
  • the additional introduction of the wheel section 2 into the vehicle F to be tested enables an extremely efficient imitation of the force distributions normally present within the vehicle F (ie in general road traffic), which means that a functional test, in particular a test of ADAS functions, can be carried out using the stressed wheel drive device can be carried out under extremely real vehicle conditions.
  • the wheel section 2 is additionally equipped with a connecting element 10, which in the present case is centrally located in the rim 8 of the receiving wheel of the wheel section 2 is introduced and is provided for integrating the drive section 4 at least into the wheel section 2, in particular with a plurality of radial bearings 13.
  • the radial bearings 13 specifically form an annular or cylindrical guide structure through which a part of the drive section 4, more precisely the extension piece 16, is inserted into the connecting element 10 at one end of the connecting element 10 for movable mounting of the drive section 4 and in a preferred case, at the other end of the connecting element, can be contacted with the wheel hub of the vehicle F to be tested, whereby both a suitable alignment and mounting of the drive section 4 in the wheel drive device 1 is ensured by means of the stressed wheel section 2.
  • the drive section 4 is designed in the present exemplary embodiment as an internal rotor motor connected to the wheel section 2, which in particular generates the advantage that the outer surface of the drive section 4 is present as a rigid, motionless structure and thus No moving elements that are potentially dangerous to outside system parts or operators are disclosed.
  • the drive section 4 comprises at least one stator element 12 defining the outer shape of the drive section 4, which in the wheel drive device 1 shown is specifically designed as an annular housing structure, is encased and by means of an additional, equally annular protective housing 11 which is connected to the wheel section 2 integrated drive mechanism is able to rotate a rotor of the corresponding rotor element 14 inserted within the stator element 12 to drive the wheel hub to be connected around a drive axle A shown.
  • the energy required for this is sent in particular via lines 21 to a line element 20 specifically intended for this purpose and designed on the stator element 12, which is connected directly to the above-mentioned drive mechanism and preferably, by adjusting the energy flow within the stator element 12, which passes through the drive section 4 generated driving forces can regulate.
  • the line element 20 in the present exemplary embodiment is primarily to be seen not only as a contact point for attaching energy lines 21 to the drive section 4, but also as an energy control device integrated within the wheel drive device 1, which, preferably on the basis of implemented control processes, which the stator element 12 supplied energy and thus driving forces generated by moving the rotor of the rotor element 14 can be adjusted.
  • the type of energy to be used is not further limited in the present embodiment.
  • the energy supplied to the line element 20 can in particular be energy generated on an electrical, pneumatic or hydraulic basis, which can be forwarded to the drive section 4, for example by introducing an electrical current or a hydraulic or pneumatic pressure, so that the drive mechanism and the design designed for this purpose Drive section 4 can change depending on the type of energy to be used.
  • the internal rotor motor shown in Figures 1 and 2 can be designed, for example, as an electric motor provided with line windings, but in other cases also as a pneumatic or hydraulic motor based on pressure, for example.
  • the rotor element 14 set up to drive the respective wheel hub further comprises, as already described, a rotor which is embedded in the stator element 12 and is equally annular and which is designed to be rotatable about the drive axis A within the stator element 12 by means of the previously mentioned drive mechanism and is therefore designed for movement
  • the torque designed by the wheel hub to be driven is generated.
  • the drive axle A is in particular aligned in such a way that it equally coincides with the axis of rotation of the wheel hub to be moved, so that the forces generated by the rotor element 14 are primarily directed to the drive shaft directly and without further orientation elements of the vehicle F to be tested can be passed on.
  • the orientation of the annular stator element 12 i.e. at least one longitudinal axis of the stator element
  • the body of the drive section 4 can be brought as close and compact as possible to the receiving wheel of the wheel section 2.
  • the transmission of the rotary movement generated by the rotor of the rotor element 14 is also achieved by means of the extension piece 16 already mentioned and functioning as an intermediate connection between the wheel hub and the rotor of the rotor element 14.
  • the latter extension piece 16 in the exemplary embodiment shown in FIGS. 1A and 2A is for this purpose as a ring-shaped or hole-cylindrical structure positioned radially within the rotor element 14 designed, which can be connected at one end to a formed contact surface 18 with the wheel hub of the vehicle F to be tested, and at the other end is attached to the rotor of the rotor element 14 by means of releasable fixing mechanisms (in the case shown using simple screw connections).
  • At least part of the extension piece 16 is also rotatably mounted on bearing surfaces in the radial bearings 13 of the connecting element 10 of the wheel section 2, so that by moving the rotor of the Rotor element 14 and the resulting movement of the extension piece 16 (equally around the drive axle A), driving the wheel hub connected to the extension piece 16 is made possible, but the receiving wheel of the wheel section 2 remains completely stationary during the entire drive process.
  • the extension piece 16 connected to the rotor section 4 is first firmly connected to the wheel hub of the vehicle F, whereby, due to the previously described storage of the extension piece 16 in the connecting element 10 of the wheel section 2, the receiving wheel of the wheel section 2 is integrated into the vehicle F in a fixing manner. If the rotor of the rotor element 14 is then set in motion by means of the drive mechanism of the drive section 4, the extension piece 16 is then moved around the drive axle A based on the direct connection of the rotor to the extension piece 16 (and consequently the wheel hub of the vehicle F).
  • the construction of the wheel drive device 1 described above results in extremely high energy -efficient, compact and, in particular, safe drive mechanism for testing a vehicle F in a test bench, which, due to the direct contact with the wheel hub of the vehicle F, not only any dangerous ones Efficiently replacing roller and/or belt drives, but also enabling ADAS tests on fully functional steering mechanisms.
  • the wheel drive device 1 is additionally provided with a mechanical sensor device 22, which in the given case is designed as a mechanical rotary encoder positioned within the rotor element 14.
  • the rotary encoder of the sensor device 22 is connected to the extension piece 16 and thus to the wheel hub of the vehicle F to be tested by means of a transmission element 24 which is also positioned within the rotor element 14, in this case designed as a rotatable connecting rod which rests equally centrally on the drive axle A. If the wheel hub is driven by the drive section 4 by means of the drive mechanism described above, the transmission element 24 also rotates with the rotational movement of the extension piece 16 or the wheel hub and can thus change the respective drive properties, for example by translating the rotation of the transmission element 24 into a Transmission implemented within the sensor device 22 to the sensor device 22. The latter is also able to analyze the transmitted rotational movement by means of sensor elements also integrated in the sensor device 22 and to transmit it as adaptation information to the previously described control elements.
  • Figures 1B and 2B also show a further embodiment of the wheel drive device 1 described, in which, in comparison to the exemplary embodiment of Figures 1A and 2A, the connection structure between the extension piece 16 and the rotor of the rotor element 14 of the drive section 4 has been changed.
  • the first embodiment of Figures 1A and 2A provides in particular that the extension piece 16 is explicitly attached to the radial outside, that is, to the side of the rotor facing away from the vehicle F and/or the wheel hub, by means of an annular flange 2Q to be fixed to the rotor, so that the extension piece 16 in particular forms a casing spanning the entire inner surface of the drive section 4 and thus enables improved protection of the rotor element 14 underneath.
  • the fixation of the extension piece 16 on the rotor of the embodiment shown in FIGS. 1B and 2B is provided on the radial inside, that is, on the side of the rotor aligned with the vehicle F or the wheel hub, whereby primarily the rotational movement
  • the force arm acting on the wheel hub of the rotor is further shortened and the torque to be used can therefore be passed on to the wheel hub even more directly and without loss.
  • FIG. 3 shows a preferred embodiment of the wheel drive device 1, which essentially corresponds to the embodiment in FIG. 2A or 2B but is equipped without its own drive.
  • the modified wheel drive device (or mounted rim) can be used in particular to connect wheel hubs of the vehicle which can be or are driven by the vehicle itself.
  • a combination of wheel drive device 1 with and without drive (motor or internal rotor motor) can be used.
  • the connection of the wheel drive device 1 shown can be achieved, for example, via the connection flange 5.
  • a test stand for testing at least one vehicle F in stationary operation is thus proposed.
  • the test stand is set up in such a way that only (exclusively) the wheels (or wheel hubs that cannot be driven) that are not driven by the vehicle F are provided with a driven wheel drive device 1 and are driven; and the wheels driven by the vehicle F itself can be braked and synchronized by means of a non-drive wheel drive device 1 and control of the vehicle brakes by an external brake control device.
  • Figures 4A and 4B show an exemplary embodiment of a stepper motor 4a, which can be integrated in the drive section 4 according to Figures 1A - 2B.
  • the stepper motor 4a is shown in a front view (FIG. 4A) and in a three-dimensional view (FIG. 4B).
  • the rotor 14a includes a ring gear made of magnetically soft iron, in which a permanent magnet can be arranged (not shown).
  • the stator has a plurality of toothed pole pieces 12aa, which are provided with windings (not shown) which can be switched on and off in a targeted manner.
  • the rotor 14a and the stator 12a have a different number of teeth so that when a stator winding is switched on, a tangential attraction is always exerted on the rotor teeth located nearby and thus a rotary movement can be generated.
  • the rotor 14a usually has fewer teeth than the stator 12a. In the present case, the rotor 14a has 30 teeth and the stator 12a has 36 teeth (3-phase motor with 9 pole pieces - 4 teeth).
  • the stepper motor 4a rotates one step further with each polarity reversal of the stator windings, so that a step angle can be precisely determined based on their control.
  • the step angle corresponds to a rotation of a motor shaft (not shown) of the stepper motor 4a during a step, measured in degrees.
  • the polarity reversal of the stator windings can be done so quickly using a suitable inverter circuit (not shown) that the required speeds for vehicle testing can be set.
  • the stator windings of the stepper motor 4a can be controlled using different methods (eg wave drive, full step, half step or microstep), which results in different step angles.
  • the higher the number of permanent magnets (here designed as teeth) on the rotor 14a the smaller the step angle.
  • a step angle of 360°/30/9 1.33°, from which the speed of the motor 4a and thus the rotational movement of the wheel hub can be determined precisely.
  • FIG. 5 also shows a schematic representation of an embodiment of a test stand system P that is subject to the same stress and uses the wheel drive device 1, in which a vehicle F to be tested is tested for predefined vehicle functions, for example ADAS functions.
  • the test stand system P provides at least one contact area 100 on which the vehicle F to be tested, more precisely, the respective vehicle wheels of the vehicle F, is positioned and on which the vehicle F is analyzed by means of a measuring system (not shown) which is equally integrated within the test stand system P becomes.
  • both a front and a rear axle of the vehicle F shown are driven by means of the wheel drive devices 1.
  • the wheel drive device 1 it may also be equally possible for the wheel drive device 1 to be integrated only on predefined wheel hubs, for example the wheel hubs that cannot be actively driven by the vehicle's own motor, so that any problems caused by the drive are eliminated by decoupling the external drive from the vehicle transmission Feedback damage can be effectively avoided.
  • the present test stand system P further comprises a series of motor devices explicitly embedded in or under the contact surface, which are connected by means of Line element 20 of the wheel drive device 1 connected, preferably freely movable energy lines 21, enable a constant energy supply that is also set up for mobile positioning of the wheel drive devices 1.
  • the test bench system P shown or the motor device for this purpose provides a combination of motor 110a/110b and hydraulic pump 112a/112b, so that the energy lines 21 in this case are designed as hydraulic hoses and by means of the respective motors 110a/110b driven pumps 112a/112b, predefined hydraulic pressures set up for selective movement of the wheel hub can be introduced into the wheel drive device 1.
  • a hydraulic motor 4ba/4bb is integrated in the wheel drive device 4, which can convert the hydraulic pressures generated by the pump 112a/112b into mechanical energy for driving the wheel hub or the associated drive shaft of the vehicle F.
  • the regulation of the corresponding amounts of energy to be used is, as already mentioned, preferably ensured by the control device integrated in the respective wheel drive device 1.
  • the control device integrated in the respective wheel drive device 1 it may also be possible to carry out respective adaptation processes, in particular together with the control of further test mechanisms (e.g. control of the measuring system), centrally, for example by a centralized control unit , to be carried out, which also allows an extremely effective automation process to be generated within the claimed test bench system P.
  • the integrated wheel drive devices 1 also arise from the freely movable properties of the wheel hubs connected to them or the recording wheels integrated in the wheel drive device 1: Since the drive of the vehicle shafts to be used in the present test bench system P is directly on the wheel hub of the vehicle F is contacted and the vehicle F continues to have a pick-up wheel provided by the wheel section 2 and supporting the vehicle body, the test stand shown does not require any further drive elements that restrict the vehicle functions (e.g. a roller drive that prohibits steering of the vehicle), so that the pick-up wheels provided by the wheel section 2 can still be moved freely and to simulate any movement functions, such as checking automatic parking aids or lane assistance systems.
  • the vehicle functions e.g. a roller drive that prohibits steering of the vehicle
  • the contact area 100 of the test stand shown is further provided with one or a plurality of turntables 102, on which a respective vehicle wheel of the vehicle F to be tested is positioned and by means of mechanisms integrated in the turntable 102 can be deflected to simulate predefined steering or adjustment movements.
  • the turntables 102 shown in Figure 5 provide for the vehicle wheels of the wheel drive device 1 placed on them and connected to the vehicle F to be pivoted at least about a vertical axis of rotation V, so that an extremely simple imitation of respective vehicle steering movements can be carried out in the test stand system P shown .
  • any shear forces that may occur in driving processes can also be efficiently simulated.
  • the positioned vehicle wheels due to the drive mechanics shown, are driven throughout the entire drive by the Wheel drive device 1 is fixed, no further vehicle fixations are necessary during the above-mentioned process.
  • additional fixing devices can also be inserted on the contact surface 100 or the turntables 102 or the vehicle F can be fixed at a predefined position using the brake control device described above via the vehicle's internal brakes.
  • the test bench system P shown in FIG absorb electromagnetic waves or radiation and thus ensure a closed testing and measuring environment that is electromagnetically separated from the environment.
  • the present test stand system P further comprises at least the antenna device 106, designed as a controllable, adjustable and focusable antenna, which is set up to detect any signals emanating from selected vehicle elements or at least the entire vehicle F Identify (interference) emissions and transmit them to the measuring system, for example an evaluation device implemented in the measuring system, for further analysis.
  • the vehicle F can be specifically electromagnetically irradiated in the absorber chamber 108 in order to test the interference immunity of its components (EMC - electromagnetic compatibility). If the vehicle is, for example, an electric vehicle, a test can also be carried out in the absorber chamber 108 with regard to electromagnetic interference (EMI) emanating from the vehicle.
  • EMI electromagnetic interference
  • FIG. 6 shows again the EMC test stand shown in Figure 5, which in the embodiment shown here has additional measurement devices.
  • this is a rotary encoder 113, which is in the hydraulic drive of the front axle of the vehicle F is attached to the motor 110a of the pump 112a, and on the other hand a volume flow measuring device 114, which is arranged in the hydraulic drive of the rear axle of the vehicle F.
  • the volume flow measuring device 114 can be, for example, a volumetric or a Coriolis measuring system. Any other measuring principle/measuring system for determining a fluid volume flow is also possible.
  • the pump 112a which generates the hydraulic pressure to drive the front axle of the vehicle F, is shown by way of example as a pump with a constant displacement volume (sucking volume), while a displacement volume of the pump 112b for providing the hydraulic pressure on the rear axle is variably adjustable (indicated by the oblique arrow on element 112b).
  • the pump 112a may be a gear pump
  • the pump 112b may be, for example, an axial piston pump.
  • the wheel drive device 4 can determine the rotational movement of the wheel hub on the front axle of the vehicle F based on a speed of the pump 112a measured by the rotary encoder 113.
  • the speed of the hydraulic motor 4ba can then be determined based on the measured speed of the pump 112a and the ratio of the displacement volume of the pump 112a and the hydraulic motor 4ba.
  • the hydraulic efficiencies of hydraulic pump 112a and hydraulic motor 4ba can also be taken into account.
  • the wheel drive device 4 can determine the rotational movement of the wheel hub in a known manner based on the fluid volume flow of the hydraulic drive detected by the volume flow meter 114, ie from the fluid volume flow through the hydraulic pump 112b and the hydraulic motor 4bb flows. This can, for example, be transmitted to the control device of the wheel drive device 4, which can calculate a speed of the same, for example using the displacement volume of the hydraulic motor 4bb.
  • Figure 7 shows schematically a further metrological device for detecting a rotational movement of a wheel hub, to which, for example, a wheel drive device shown in Figures 1A - 2B is attached.
  • the metrological device shown can be used to determine a speed of an electric motor of the drive section 4 in order to infer the rotational movement of the wheel hub.
  • the control device 32 can, for example, determine a rotation angle 33 and a speed 34 of the same. These variables can subsequently be sent via the data line 35 to the inverter 36, which can use them to control the electric motor.
  • Figure 8 shows schematically another metrological device for detecting a rotational movement of a wheel hub, to which one of the wheel drive devices shown in Figures 1A - 6 is attached.
  • the metrological device shown here can be used regardless of the embodiment of the drive section 4, since it determines the rotational movement of the wheel hub from the vehicle operating parameters.
  • a vehicle F which has a bus system 40 for transmitting operating parameters of the vehicle F between its various control devices (not shown).
  • the operating parameters of the vehicle F which can be used to determine the rotational movement of the wheel hub, include, for example, a drive torque of the vehicle F, a wheel speed, a vehicle speed, etc.
  • These variables can either be determined using sensors mounted on the vehicle (not shown) and/or in one or more vehicle control units (e.g Engine control unit, ADAS control unit(s) can be calculated.
  • the wheel speed of the vehicle F can be measured by a corresponding vehicle sensor and sent to the individual control devices via the bus system 40, which can be, for example, a CAN bus (Controller Area Network).
  • the bus system 40 can be accessed, for example via an adapter 41, in order to record suitable variables 43 for determining the rotational movement of the wheel hub, such as the wheel speed.
  • suitable variables 43 for determining the rotational movement of the wheel hub, such as the wheel speed.
  • an interface provided in the vehicle for on-board diagnostics can be used to record the operating parameters.
  • Figures 9A and 9B show an embodiment according to a further aspect of the claimed wheel drive device in a three-dimensional view.
  • the drive section 4 is constructed in two parts and has an inner section 50 and an outer section 51. All other elements of the wheel drive device 2 are identical to those shown in Figures 1A - 2B.
  • FIG. 9A shows the two individual sections 50, 51 of the two-part drive section 4, while FIG. 9B shows this in an assembled state.
  • the rotor element 14, the stator element 12, the extension piece 16 and the radial bearings 13 are attached to the outer drive section 51.
  • This is connected to the rim 8 of the wheel drive device 2, on which the tire 6 (in particular an approved road tire) is clamped (see Figure 9A).
  • the outer drive section 51 in the exemplary embodiment shown has a spline hub 51a, which is designed to be positively connected to a corresponding spline shaft 50a of the inner drive section.
  • the inner section 50 When assembling the drive section 4 shown here, the inner section 50 is first attached to the wheel hub of the vehicle F and then the outer section 51 is pushed onto its spline shaft 50a in order to establish a positive connection between the two sections 50, 51. Any other solvable Connection between the inner and outer sections 50, 51 of the drive section 4 is also possible. In this way, since the inner section 50 can be screwed on in advance, assembly of the drive section 4 on the wheel hub of the vehicle F can be made significantly easier. All other advantages of the previously described wheel drive device 2 are also present in the present case.
  • a wheel drive device 1 for driving at least one vehicle F in stationary operation for a vehicle test bench can comprise: a wheel section 2 equipped with at least one pickup wheel; a drive section 4 connected to the wheel section 2 for rotationally driving a wheel hub of the vehicle F about at least one drive axle A; wherein the drive section 4 is designed to be attachable to the wheel hub of the vehicle F; and the drive section 4 is rotatably mounted on the wheel section 2.
  • the wheel driving device 1 wherein the driving section 4 includes at least a rotor element 14 and a stator element 12; and the stator element 12 is connected to the wheel section 2 and the rotor element 14 is designed to be fixable on the wheel hub of the vehicle F.
  • stator element 12 forms an annular housing 11 in which the rotor element 14 is movably positioned; and the rotor element 14 is set up to rotate at least parallel to the drive axis A of the wheel hub within the stator element 12 and to drive the wheel hub by means of the rotary movement.
  • the wheel drive device further comprises a sensor device 22 for detecting at least one rotational movement of the wheel hub; where the Sensor device 22 is connected to the wheel hub via a rotatable transmission element 24, which is set up to rotate along at least the drive axle A with the rotational movement of the wheel hub; and the sensor device 22 is set up to detect the rotational movement of the wheel hub by detecting the rotation of the rotatable transmission element 24.
  • the wheel drive device 1 wherein the sensor device 22 is connected at least to both the rotor element 14 and/or the wheel hub and the stator element 12; and the sensor device 22 is set up to detect the rotational movement of the wheel hub relative to the movement of the stator element 12 and/or the wheel section 2.
  • the wheel drive device 1 wherein the wheel section 2 comprises at least one connecting element 10 for releasably integrating the drive section 4 into the wheel section 2; wherein the connecting element 10 comprises at least one bearing 13; and the connecting element 10 for integrating the drive section 4 into the wheel section 2, the rotor element 14 of the drive section 4 is rotatably supported in the at least one radial bearing 13.
  • stator element 12 of the drive section 4 is fixedly connected to the connecting element 10 of the wheel section 2; and the rotor element 14 comprises at least one projecting extension piece 16, which forms a bearing surface that can be inserted into the at least one bearing 13 of the connecting element 10; and wherein the extension piece 16 forms a contact surface 18 for contacting the rotor element 14 with the wheel hub.
  • the wheel drive device 1 according to at least one of the preceding aspects, wherein the drive section 4 comprises at least one line element 20 for supplying the drive section 4 with energy, wherein the Drive section 4 is driven electrically, pneumatically and / or hydraulically.
  • a test bench system P for functional testing of a vehicle F in stationary operation, in particular for testing ADAS functions of a motor vehicle comprising: at least one contact surface 100 for positioning the vehicle F to be tested in the test bench system P; a measuring system set up to measure vehicle functions, in particular ADAS functions; and at least one wheel drive device 1 according to aspect 1, wherein the at least one wheel drive device 1 for driving a wheel hub of the vehicle F to be tested is attached to at least one wheel hub, the wheel section 2 of the attached wheel drive device 1 being contacted on the contact surface 100.
  • the contact surface 100 comprises at least one turntable 102 for receiving a wheel, in particular the receiving wheel of the wheel section 2 of the wheel drive device 1; wherein the turntable 102, for simulating and/or measuring steering forces and for measuring the wheel angle, is designed to be rotatable at least along a vertically oriented axis of rotation V, and wherein the turntable is preferably connected to a drive for this purpose.
  • test bench system P comprises at least one brake control device for externally controlling the vehicle brakes of the vehicle F to be tested; wherein the brake control device is designed to be connectable to at least one brake cylinder of the vehicle F; and the brake control device is set up to control the vehicle brakes of the vehicle F according to predefined process steps.
  • the measuring system for checking electromagnetic immunity additionally comprises at least one antenna device 106 for measuring electromagnetic radiation occurring during vehicle testing and/or an absorber chamber 108 for absorbing external electromagnetic radiation; wherein the antenna device 106 is set up to detect the electromagnetic radiation emanating from the entire vehicle F to be tested and/or from predefined elements of the vehicle F.
  • Test stand system for testing at least one vehicle F in stationary operation, the test stand system being set up in such a way that only the wheels not driven by the vehicle F are provided with a wheel drive device 1 and are driven; and the wheels driven by the vehicle F itself can be braked and synchronized by controlling the vehicle brakes by an external brake control device.
  • Method for functional testing of a vehicle F in particular for testing ADAS functions of a motor vehicle, in stationary operation using the test bench system P, the method comprising the steps: positioning the vehicle F on the contact area 100, preferably on turntables 102 positioned along the contact area 100; Attaching the wheel drive device 1 to the vehicle F by fixing the drive section 4 of the wheel drive device 1 to at least one wheel hub of the vehicle F, the wheel section 2 of the attached wheel drive device 1 resting on the contact surface 100; driving the wheel hub by the drive section 4 relative to a movement of the wheel section 2; Measuring the vehicle functions by the measuring system while driving the vehicle F by the wheel drive device 1.
  • the method according to the preceding aspect further comprising the steps: attaching the wheel drive device 1 only to wheel hubs that cannot be driven by the vehicle F; Braking the wheels that can be driven by the vehicle F by externally controlling the vehicle brakes using the brake control device; Measuring during the testing process generate electromagnetic radiation by means of at least one antenna device 106 integrated in the test stand system FP.

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Abstract

The present invention relates to a device and a method for selectively driving a vehicle F for a chassis dynamometer, in particular a chassis dynamometer for advanced driver assistance systems (ADAS), in which a compact and mobile driving mechanism which is suitable for the stationary testing operation is provided by means of a wheel-drive device (1) which can be attached directly to the wheel hub of the vehicle F and is provided with a dedicated wheel portion (2) and drive portion (4). Moreover, the present invention relates to a chassis dynamometer system P which allows for the testing of vehicle functions in particular when the vehicle shaft is driven, by integrating the previously mentioned wheel-drive device (1) into a vehicle F to be tested.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Antreiben eines Fahrzeugs an einem Fahrzeugprüfstand Device and method for driving a vehicle on a vehicle test bench
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum selektiven Antreiben eines Fahrzeugs für einen Fahrzeugprüfstand, in welchem mittels einer direkt an der Radnabe des Fahrzeugs anzubringenden und mit einem eigenen Rad- und Antriebsabschnitt versehenen Radantriebsvorrichtung, eine kompakte, mobile und für den stationären Prüfungsbetrieb geeignete Antriebsmechanik bereitgestellt wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Prüfstandsystem, in welchem mittels Integration der zuvor genannten Randantriebsvorrichtung in ein zu überprüfendes Fahrzeug, ein Überprüfen von Fahrzeugfunktionen insbesondere bei angetriebener Fahrzeugwelle ermöglicht wird. The present invention relates to a device and a method for selectively driving a vehicle for a vehicle test bench, in which a compact, mobile and suitable for stationary testing operation is achieved by means of a wheel drive device to be attached directly to the wheel hub of the vehicle and provided with its own wheel and drive section Drive mechanism is provided. In addition, the present invention relates to a test stand system in which, by integrating the aforementioned edge drive device into a vehicle to be tested, vehicle functions can be checked, particularly when the vehicle shaft is driven.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Aufgrund zunehmend komplexer werdenden Fähigkeiten heutiger in Fahrzeugen integrierter Fahrerassistenzsysteme („Advanced Driver Assistant System“ - ADAS) und der daraus entstehenden Anforderung, eine möglichst präzise Evaluierung und Ansteuerung von fahrzeugspezifischen Vorgängen (z.B. Abstandsmessungen, Bremsassistenten, automatische Lichtsteuerung, adaptive Geschwindigkeitsanpassung etc.) zu realisieren, haben sich zur Prüfung dieser Fahrerassistenzsysteme (ADAS-Prüfung) geeignete Fahrzeugprüfstände zu einem wichtigen Bestandteil der Fahrzeugindustrie etabliert. Due to the increasingly complex capabilities of today's driver assistance systems integrated in vehicles (“Advanced Driver Assistant System” - ADAS) and the resulting requirement to evaluate and control vehicle-specific processes (e.g. distance measurements, brake assistants, automatic light control, adaptive speed adjustment, etc.) as precisely as possible To realize this, suitable vehicle test benches for testing these driver assistance systems (ADAS testing) have become an important part of the vehicle industry.
In GB2557252A ist zu diesem Zweck beispielsweise ein Fahrzeugprüfstand gezeigt, in welchem ein zu prüfendes Fahrzeug auf angetriebenen Rollen positioniert und die Räder des Fahrzeugs zur Simulation eines Fahrweges von letztgenannten Rollen angetrieben werden. Zudem sieht der beschriebene Fahrzeugprüfstand die Hinzunahme einer Mehrzahl von beweglichen Landfahrzeugen vor, welche verschiedene Hindernisse, wie etwa Verkehrsschilder oder Fußgängerattrappen, um das positionierte Fahrzeug verfahren und so, durch Messen der ADAS-Funktionen in Bezug auf die eingeführten Hindernisse, eine Detektion etwaiger Ungenauigkeiten ermöglicht. For this purpose, GB2557252A shows, for example, a vehicle test bench in which a vehicle to be tested is positioned on driven rollers and the wheels of the vehicle are driven by the latter rollers to simulate a route. In addition, the vehicle test bench described provides for the addition of a plurality of movable land vehicles, which move various obstacles, such as traffic signs or pedestrian dummies, around the positioned vehicle and so, by measuring the ADAS functions With regard to the obstacles introduced, any inaccuracies can be detected.
Trotz stetiger Weiterentwicklung solcher Prüfstände tritt jedoch in den meisten solcher System weiterhin das Problem auf, dass aufgrund der zum positionsfesten Antreiben des Fahrzeugs in dem Prüfstand integrierten, externen Antriebsstränge, etwa Antriebsbänder oder -rollen, eine seit jeher gefährliche Einzugsstelle an der Kontaktfläche zwischen dem sich bewegenden Rad und den letztgenannten Antriebsvorrichtungen entsteht, welche einen Aufenthalt oder eine Integration weiterer Elemente in der Nähe des Prüfstandes untersagt und somit die Kompaktheit und Effizienz des Systems wesentlich beeinträchtigt. Darüber hinaus ist bekannt, dass zur Überprüfung von verschiedenen ADAS-Systemen an solchen Rollen- oder Bandprüfständen, speziell zur Analyse von unterstützten Lenkmechaniken, wie etwa Einparkhilfen oder Spurhalteassistenten, weitreichende Modifikationen (z.B. eine Abkopplung des Lenkgestänges von dem Lenkrad) an dem zu überprüfenden Fahrzeug durchgeführt werden müssen, wodurch eine genaue Simulation bestehender Kraftrückwirkungen während des Kurvenfahrens verhindert und somit die Genauigkeit des Prüfprozesses vermindert wird. Despite constant further development of such test benches, however, the problem continues to arise in most such systems that, due to the external drive trains integrated into the test bench to drive the vehicle in a fixed position, such as drive belts or rollers, there has always been a dangerous retraction point on the contact surface between the test bench moving wheel and the latter drive devices arise, which prohibits the presence or integration of further elements in the vicinity of the test bench and thus significantly impairs the compactness and efficiency of the system. In addition, it is known that in order to test various ADAS systems on such roller or belt test benches, especially for the analysis of assisted steering mechanisms, such as parking aids or lane departure warning systems, extensive modifications (e.g. decoupling the steering linkage from the steering wheel) are required on the vehicle to be tested must be carried out, which prevents an accurate simulation of existing force reactions during cornering and thus reduces the accuracy of the testing process.
Insofern ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, insbesondere eine Radantriebsvorrichtung und ein Verfahren zum selektiven Antreiben eines auf einem Prüfstand positionierten Fahrzeugs bereitzustellen, welche die zuvor beschriebenen Nachteile des Stands der Technik überwinden können und vornehmlich eine kompaktere, gesichertere und somit für den Einsatz von zusätzlichen Prüfelementen geeignete Prüfmechanik ermöglichen. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Simulation und Überprüfung von Lenkverfahren an einem Prüfstand auch unter realen Krafteinwirkungen durchzuführen, sodass die Präzision des Prüfverfahrens weiter verbessert werden kann. Detaillierte Beschreibung der Erfindung In this respect, it is an object of the present invention to provide, in particular, a wheel drive device and a method for selectively driving a vehicle positioned on a test stand, which can overcome the disadvantages of the prior art described above and, in particular, are more compact, safer and thus suitable for the use of additional Enable suitable testing mechanics for test elements. In addition, it is an object of the present invention to carry out the simulation and testing of steering methods on a test bench even under real force effects, so that the precision of the testing method can be further improved. Detailed description of the invention
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe werden die Merkmale der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. To solve the above-mentioned problem, the features of the independent claims are suggested. The dependent claims relate to preferred embodiments of the present invention.
Es wird eine Radantriebsvorrichtung für einen Fahrzeugprüfstand zum Antreiben zumindest eines Fahrzeugs im stationären Betrieb vorgeschlagen, die einen mit zumindest einem Aufnahmerad ausgestatten Radabschnitt sowie einen mit dem Radabschnitt verbundenen Antriebsabschnitt zum rotatorischen Antreiben einer Radnabe des Fahrzeugs um zumindest eine Antriebsachse umfasst. Der Radabschnitt dient dabei insbesondere zur tragenden Aufnahme des Fahrzeugs während mittels des Antriebsabschnitts die mit der Radnabe verbundene Antriebsachse des Fahrzeugs angetrieben werden kann. Der Antriebsabschnitt ist dazu an der Radnabe des Fahrzeugs anbringbar und an dem Radabschnitt drehbar gelagert. A wheel drive device for a vehicle test bench for driving at least one vehicle in stationary operation is proposed, which comprises a wheel section equipped with at least one receiving wheel and a drive section connected to the wheel section for rotationally driving a wheel hub of the vehicle about at least one drive axle. The wheel section serves in particular to support the vehicle, while the drive axle of the vehicle, which is connected to the wheel hub, can be driven by means of the drive section. For this purpose, the drive section can be attached to the wheel hub of the vehicle and is rotatably mounted on the wheel section.
Die vorliegende Radantriebsvorrichtung bildet somit bevorzugt ein zumindest zweiteiliges Vorrichtungssystem, das mithilfe der ersten Vorrichtung (dem Radabschnitt) eine sowohl sichere Positionierung des für die Fahrzeugprüfung benötigten Antriebs ermöglicht, als auch, mittels des an der Antriebsvorrichtung vorgesehenen und an dem Fahrzeug anzubringenden Aufnahmerads, eine originalgetreue Nachahmung der Fahrzeugradausstattung realisiert, wohingegen die zweite Vorrichtung (der Antriebsabschnitt) ein direktes Betreiben der Antriebswelle über die verbundene Fahrzeugnabe und somit eine einfach in das Fahrzeug zu integrierende Antriebsmechanik sicherstellt. Folglich ermöglicht es die beschriebene Radantriebsvorrichtung aufgrund des direkt an die Radnabe des Fahrzeugs anzubringenden Antriebsabschnitts, die oben genannten externen Rollen- oder Bandantriebe (und damit die hierdurch entstehenden gefährlichen Einzugsstellen) effizient zu ersetzten und gleichermaßen, mittels des als Aufnahmerad fungierenden Radabschnitts, etwaigen während einer realen Fahrzeugfahrt auftretenden Scher- oder Trägerkräften originalgetreu zu simulieren. Das Aufnahmerad des Radabschnitts kann zu diesem Zweck zunächst zumindest eine spezielle Fahrzeugfelge und einen auf dieser Fahrzeugfelge aufgespannten Reifen, etwa einen Vollgummi oder einen Luftreifen (Bevorzugt ist die Radantriebsvorrichtung derart ausgestaltet, dass eine Gummibereifung und insbesondere eine (zugelassene) Straßenbereifung am Radabschnitt vorgesehen ist.), umfassen, welche, wie oben genannt, bei Anschluss der vorliegenden Radantriebsvorrichtung an das zu prüfende Fahrzeug, als Nachahmung des eigentlichen vom Fahrzeug genutzten Fahrzeugrades fungieren können. Dabei kann das Aufnahmerad bzw. der Radabschnitt selbst vorzugsweise lösbar fixiert (z.B. durch Schrauben-, Nieten-, Press- oder Passfederverbindungen) mit dem Antriebsabschnitt der Radantriebsvorrichtung verbunden sein, wodurch der Vorteil generiert wird, dass das zuvor beschriebene Aufnahmerad auch, je nach zu prüfenden Fahrzeugtyp, ausgetauscht und/oder angepasst werden kann. Auf diese Weise kann eine modular konfigurierbare und entsprechend kostengünstige Ausgestaltung der Radantriebsvorrichtung realisiert werden. The present wheel drive device thus preferably forms an at least two-part device system, which, using the first device (the wheel section), enables both a secure positioning of the drive required for the vehicle test and, by means of the receiving wheel provided on the drive device and to be attached to the vehicle, a true-to-original positioning Imitation of the vehicle wheel equipment is realized, whereas the second device (the drive section) ensures direct operation of the drive shaft via the connected vehicle hub and thus a drive mechanism that is easy to integrate into the vehicle. Consequently, the wheel drive device described makes it possible, due to the drive section to be attached directly to the wheel hub of the vehicle, to efficiently replace the above-mentioned external roller or belt drives (and thus the resulting dangerous feed points) and, equally, by means of the wheel section acting as a receiving wheel, possibly during a to faithfully simulate the shear or carrier forces that occur during real vehicle travel. For this purpose, the receiving wheel of the wheel section can initially have at least a special vehicle rim and a tire clamped on this vehicle rim, such as a solid rubber or a pneumatic tire (preferably the wheel drive device is designed in such a way that a rubber tire and in particular a (approved) road tire is provided on the wheel section. ), which, as mentioned above, can function as an imitation of the actual vehicle wheel used by the vehicle when the present wheel drive device is connected to the vehicle to be tested. The pick-up wheel or the wheel section itself can preferably be releasably fixed (e.g. by screw, rivet, press or feather key connections) with the drive section of the wheel drive device, which generates the advantage that the pick-up wheel described above can also, depending on the vehicle type being tested, can be exchanged and/or adapted. In this way, a modularly configurable and correspondingly cost-effective design of the wheel drive device can be realized.
Die Radantriebsvorrichtung ist zudem dazu eingerichtet, eine Drehbewegung der Radnabe basierend auf einem oder mehreren Betriebsparametern des Antriebsabschnitts und/oder des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Drehbewegung der Radnabe kann dabei bevorzugt durch eine Drehzahl der Radnabe bzw. der Antriebswelle des Fahrzeugs repräsentiert werden. Des Weiteren können weiterer Antriebseigenschaften wie beispielsweise generierte Drehmomente oder auftretende Axialkräfte anhand der oben genannten Betriebsparameter ermittelt werden. Durch die Erfassung der Drehbewegung der Radnabe kann ein im Rahmen der zu erfüllenden Prüfaufgabe gewünschter Betriebspunkt mittels des Antriebsabschnitts genau eingestellt werden, indem beispielsweise die Drehzahl der Radnabe derart geregelt wird, dass sich eine gewünschte simulierte Fahrgeschwindigkeit einstellt. Bevorzugt ist die Radantriebsvorrichtung derart ausgestaltet, dass eine Gummibereifung und insbesondere eine (zugelassene) Straßenbereifung am Radabschnitt vorgesehen ist. Die Betriebsparameter des Antriebsabschnitts, anhand derer auf die Drehbewegung der Radnabe geschlossen werden kann, sind insbesondere abhängig von einer zum Antrieb genutzten Energie, welche je nach Art und Arbeitsweise des zu nutzenden Fahrzeugprüfstandes variieren kann. Beispielsweise kann der Antriebsabschnitt einen Elektromotor umfassen, der mit elektrischem Strom als Energiequelle versorgt wird. Es ist jedoch ebenso möglich, dass ein hydraulischer oder pneumatischer Antrieb (z.B. ein Hydraulikmotor oder ein Druckluftmotor) zum Einsatz kommt, der beispielsweise Druckflüssigkeit oder Druckluft als Energiequelle nutzt. In diesem Zusammenhang kann der Antriebsabschnitt zumindest ein Leitungselement zur Zuführung einer jeweiligen Antriebsenergie umfassen, das mit einem oder einer Mehrzahl von im Fahrzeugprüfstand bereitgestellten Energieleitungen verbindbar ist. The wheel drive device is also set up to determine a rotational movement of the wheel hub based on one or more operating parameters of the drive section and/or the vehicle. The rotational movement of the wheel hub can preferably be represented by a speed of the wheel hub or the drive shaft of the vehicle. Furthermore, other drive properties such as generated torques or occurring axial forces can be determined based on the above-mentioned operating parameters. By detecting the rotational movement of the wheel hub, a desired operating point within the framework of the test task to be fulfilled can be precisely set by means of the drive section, for example by regulating the speed of the wheel hub in such a way that a desired simulated driving speed is established. The wheel drive device is preferably designed in such a way that rubber tires and in particular (approved) road tires are provided on the wheel section. The operating parameters of the drive section, which can be used to determine the rotational movement of the wheel hub, are particularly dependent on the energy used for the drive, which can vary depending on the type and operation of the vehicle test bench to be used. For example, the drive section may include an electric motor that is supplied with electrical current as an energy source. However, it is also possible for a hydraulic or pneumatic drive (eg a hydraulic motor or a compressed air motor) to be used, which uses, for example, compressed fluid or compressed air as an energy source. In this context, the drive section can comprise at least one line element for supplying a respective drive energy, which can be connected to one or a plurality of energy lines provided in the vehicle test bench.
Unter den Betriebsparametern des Fahrzeugs, welche zur Ermittlung der Drehbewegung der Radnabe herangezogen werden können, sind beispielsweise ein Antriebsmoment des Fahrzeugs, eine Raddrehzahl, eine Fahrzeuggeschwindigkeit etc. zu verstehen. Diese Größen können entweder mittels fahrzeugseitig angebrachter Sensoren ermittelt und/oder in einem oder mehreren Fahrzeugsteuergeräten (z.B. Motorsteuergerät, Steuergerät(e) der ADAS) berechnet werden. Beispielsweise kann die Raddrehzahl des Fahrzeugs von einem entsprechenden Fahrzeugsensor gemessen und daraus in dem einen oder den mehreren Fahrzeugsteuergeräten die resultierende Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden, die mittels des Antriebsabschnitts auf dem Fahrzeugprüfstand simuliert wird. Zur Nutzung der Betriebsparameter des Fahrzeugs kann beispielsweise unter Verwendung geeigneter Mess-/Diagnosevorrichtungen auf ein fahrzeugseitiges Bussystem (z.B. einen CAN-Bus) zugegriffen und die benötigten Betriebsparameter zur Ermittlung der Drehbewegung der Radnabe auf diese Weise bereitgestellt werden. Alternativ kann eine im Fahrzeug bereitgestellte Schnittstelle zur On-Board- Diagnose (OBD-Schnittstelle) zur Erfassung der Betriebsparameter genutzt werden. Somit kann die Radantriebsvorrichtung konfiguriert sein, dass das für den Betrieb notwendige Drehzahlsignal nicht aus physikalischen Größen der Radantriebseinheit gewonnen wird, sondern von den im Prüfling (i.e. dem zu prüfenden Fahrzeug) vorhandenen Sensoren (z.B. fahrzeuginterne Drehzahlsensor) übernommen wird.The operating parameters of the vehicle, which can be used to determine the rotational movement of the wheel hub, include, for example, a drive torque of the vehicle, a wheel speed, a vehicle speed, etc. These variables can either be determined using sensors installed on the vehicle and/or calculated in one or more vehicle control units (e.g. engine control unit, ADAS control unit(s)). For example, the wheel speed of the vehicle can be measured by a corresponding vehicle sensor and the resulting vehicle speed can be calculated in the one or more vehicle control units, which is simulated on the vehicle test bench by means of the drive section. To use the operating parameters of the vehicle, a vehicle-side bus system (e.g. a CAN bus) can be accessed using suitable measuring/diagnostic devices, for example, and the operating parameters required to determine the rotational movement of the wheel hub can be provided in this way. Alternatively, an interface for on-board diagnostics (OBD interface) provided in the vehicle can be used to record the operating parameters. The wheel drive device can thus be configured so that the speed signal required for operation does not come from physical variables of the wheel drive unit is obtained, but is taken over by the sensors (e.g. vehicle-internal speed sensor) present in the test object (ie the vehicle to be tested).
Somit kann die Radantriebsvorrichtung dazu eingerichtet sein, eine Drehbewegung der Radnabe (insbesondere ausschließlich) basierend auf Parameter zu ermitteln welche über eine Fahrzeugschnittstelle, insbesondere eine On-Board-Diagnose, OBD-, Schnittstelle, übermittelt werden. The wheel drive device can thus be set up to determine a rotational movement of the wheel hub (in particular exclusively) based on parameters which are transmitted via a vehicle interface, in particular an on-board diagnosis, OBD, interface.
Die Ansteuerung des Antriebsabschnitts und somit die Steuern ng/Regel der antreibenden Drehbewegung, können vorzugsweise über eine externe oder innerhalb der Radantriebsvorrichtung integrierte Steuervorrichtung erfolgen. So kann, zur Erzeugung selektiver Drehbewegungen der Radnabe des zu überprüfenden Fahrzeugs, die Steuervorrichtung beispielsweise dazu eingerichtet sein, die durch das Leitungselement in den Antriebsabschnitt fließende Energie gemäß eines vordefinierten Steuerungsprotokolls zu regulieren, sodass der durch die beanspruchte Radantriebsvorrichtung generierte Antrieb des Fahrzeugs vorzugsweise teil-, in einem besonders bevorzugten Fall jedoch auch vollautomatisch durchgeführt werden kann. Insofern kann die vorliegende Radantriebsvorrichtung auch insbesondere bevorzugt als automatisierbare Vorrichtung ausgestaltet sein. Dabei können die erfasste Drehbewegung der Radnabe und ggf. weitere aus den Betriebsparametern der Antriebsvorrichtung/des Fahrzeugs ermittelte Information (z.B. generierte Drehmomente oder bestehende Axialkräfte) von der Steuervorrichtung empfangen und basierend auf den empfangenen Informationen, die Ansteuerung des Antriebsabschnitts (beispielsweise das zuvor beschriebenen Steuerungsprotokoll) angepasst werden. Dies ermöglicht es sowohl den gewünschten Betriebspunkt im Rahmen der Fahrzeugprüfunggenau einzustellen als auch die mechanische Beanspruchung des z.B. des Antriebsabschnitts und der Antriebswelle zu überwachen. The control of the drive section and thus the control/rule of the driving rotary movement can preferably take place via an external control device or one integrated within the wheel drive device. For example, in order to generate selective rotational movements of the wheel hub of the vehicle to be checked, the control device can be set up to regulate the energy flowing through the line element into the drive section in accordance with a predefined control protocol, so that the drive of the vehicle generated by the claimed wheel drive device is preferably partial. , but in a particularly preferred case can also be carried out fully automatically. In this respect, the present wheel drive device can also particularly preferably be designed as an automatable device. The detected rotational movement of the wheel hub and possibly further information determined from the operating parameters of the drive device/vehicle (e.g. generated torques or existing axial forces) can be received by the control device and, based on the received information, the control of the drive section (e.g. the previously described control protocol ) be adjusted. This makes it possible to precisely set the desired operating point during vehicle testing and to monitor the mechanical stress on, for example, the drive section and the drive shaft.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Antriebsabschnitt einen elektrischen Antrieb aufweisen. Dieser kann bevorzugt einen Elektromotor, beispielsweise einen Wechselstrommotor umfassen, der z.B. als Asynchron- oder Synchronmotor ausgeführt sein kann. Zur Bereitstellung einer zum Antrieb des Elektromotors benötigten Betriebsspannung, bzw. zur Erzeugung eines Drei-Phasen- Wechselstroms/Drehstroms kann ein Inverter zum Einsatz kommen, der die benötigte Betriebsspannung bereitstellen kann. In diesem Fall kann die Radantriebsvorrichtung die Drehbewegung der Radnabe basierend auf aktuellen Strom- und Spannungswerten des elektrischen Antriebs ermitteln. Insbesondere können vom Inverter des Elektromotors bereitgestellte Spannungen und Ströme über geeignete Messvorrichtungen gemessen und daraus beispielsweise eine Frequenz der Betriebsspannung ermittelt und an die Steuervorrichtung der Radantriebsvorrichtung gesendet werden. Daraus kann die Steuervorrichtung dann in bekannter Weise eine Drehzahl des Elektromotors berechnen und somit die Drehbewegung der Radnabe bestimmen. Anstatt oder zusätzlich zur Steuervorrichtung, kann auch ein spezieller Umrichter (insbesondere für Sensorlosen Betrieb) vorgesehen sein, der konfiguriert ist, direkt aus den Signalen der Spannung und des Stroms, die Drehzahl zu ermitteln. According to one embodiment, the drive section can have an electric drive. This can preferably include an electric motor, for example an alternating current motor, which can be designed, for example, as an asynchronous or synchronous motor. To provide a to drive the electric motor required operating voltage, or to generate a three-phase alternating current/three-phase current, an inverter can be used that can provide the required operating voltage. In this case, the wheel drive device can determine the rotational movement of the wheel hub based on current current and voltage values of the electric drive. In particular, voltages and currents provided by the inverter of the electric motor can be measured using suitable measuring devices and, for example, a frequency of the operating voltage can be determined and sent to the control device of the wheel drive device. From this, the control device can then calculate a speed of the electric motor in a known manner and thus determine the rotational movement of the wheel hub. Instead of or in addition to the control device, a special converter (in particular for sensorless operation) can also be provided, which is configured to determine the speed directly from the voltage and current signals.
Besonders bevorzugt kann der elektrische Antrieb einen Schrittmotor umfassen. Dieser hat den Vorteil, dass sein Rotor exakt einem am Stator angelegten rotierenden elektrischen Feld folgt und daher eine Position des Rotors direkt aus einem oder mehreren Ansteuersignalen des Schrittmotors ermittelt werden kann. In diesem Fall kann die Radantriebsvorrichtung, bzw. deren Steuervorrichtung, die Drehbewegung der Radnabe basierend auf einer Schrittfrequenz des Schrittmotors ermitteln, die über das eine oder die mehreren Ansteuersignale von der Steuervorrichtung eingestellt werden kann. Particularly preferably, the electric drive can comprise a stepper motor. This has the advantage that its rotor exactly follows a rotating electric field applied to the stator and therefore a position of the rotor can be determined directly from one or more control signals of the stepper motor. In this case, the wheel drive device, or its control device, can determine the rotational movement of the wheel hub based on a step frequency of the stepper motor, which can be set by the control device via the one or more control signals.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Antriebsabschnitt einen hydraulischen Antrieb aufweisen. Dieser kann beispielsweise zumindest eine Hydraulikpumpe zur Bereitstellung eines benötigten hydraulischen Drucks und zumindest einen Hydraulikmotor zur Umwandlung des hydraulischen Drucks in eine Drehbewegung an der Radnabe umfassen. Dabei kann die Hydraulikpumpe insbesondere ein variables Verdrängungsvolumen (Schluckvolumen) und der Hydraulikmotor ein konstantes Verdrängungsvolumen aufweisen. In diesem Fall kann die Radantriebsvorrichtung die Drehbewegung der Radnabe in bekannter Weise basierend auf einem Fluidvolumenstrom des hydraulischen Antriebs ermitteln, d.h. aus dem Fluidvolumenstrom, der durch die Hydraulikpumpe und den Hydraulikmotor fließt. Dieser kann beispielsweise mittels eines geeigneten Volumenstrommessgeräts erfasst und an die Steuervorrichtung der Radantriebsvorrichtung übermittelt werden, die daraus z.B. unter Verwendung des Verdrängungsvolumens des Hydraulikmotors eine Drehzahl desselben berechnen kann. According to a further embodiment, the drive section can have a hydraulic drive. This can, for example, include at least one hydraulic pump for providing the required hydraulic pressure and at least one hydraulic motor for converting the hydraulic pressure into a rotary movement on the wheel hub. The hydraulic pump can in particular have a variable displacement volume (sucking volume) and the hydraulic motor can have a constant displacement volume. In this case, the wheel drive device can control the rotational movement of the wheel hub in a known manner Way based on a fluid volume flow of the hydraulic drive, ie from the fluid volume flow that flows through the hydraulic pump and the hydraulic motor. This can be recorded, for example, using a suitable volume flow measuring device and transmitted to the control device of the wheel drive device, which can calculate a speed of the same, for example using the displacement volume of the hydraulic motor.
Bevorzugt kann der oben beschriebene hydraulische Antrieb eine Pumpe mit einem konstanten Verdrängungsvolumen, beispielsweise eine Zahnradpumpe, umfassen. In diesem Fall kann die Radantriebsvorrichtung die Drehbewegung der Radnabe basierend auf einer Drehzahl der Pumpe ermitteln. Insbesondere kann hier auf eine Volumenstrommessung verzichtet und stattdessen die Drehzahl der Hydraulikpumpe mit einem geeigneten Drehgeber gemessen werden. Anhand der gemessenen Drehzahl der Hydraulikpumpe und dem Verhältnis der Verdrängungsvolumen von Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor kann dann die Drehzahl des Hydraulikmotors ermittelt werden. Dabei können zusätzlich die hydraulischen Wirkungsgrade von Hydraulikpumpe und -motor berücksichtigt werden. Es istjedoch ebenso möglich, dass sowohl die Drehzahl der Pumpe als auch der Fluidvolumenstrom durch den hydraulischen Antrieb gemessen und zur Bestimmung der Drehbewegung an der Radnabe verwendet werden. The hydraulic drive described above can preferably comprise a pump with a constant displacement volume, for example a gear pump. In this case, the wheel drive device can determine the rotational movement of the wheel hub based on a speed of the pump. In particular, a volume flow measurement can be dispensed with here and instead the speed of the hydraulic pump can be measured with a suitable rotary encoder. The speed of the hydraulic motor can then be determined based on the measured speed of the hydraulic pump and the ratio of the displacement volume of the hydraulic pump and hydraulic motor. The hydraulic efficiencies of the hydraulic pump and motor can also be taken into account. However, it is also possible for both the speed of the pump and the fluid volume flow to be measured by the hydraulic drive and used to determine the rotational movement at the wheel hub.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Radabschnitt der vorliegenden Erfindung dabei auch, insbesondere zur Verbindung des Radabschnitts mit dem Antriebsabschnitt, zumindest ein an das Aufnahmerad angebrachtes Verbindungselement vorsehen, welches, bevorzugt zur Verminderung etwaiger interner Schwenkkräfte, zentriert in das Aufnahmerad, etwa der Fahrzeugfelge, eingelassen sein kann und so eine gleichermaßen zentrierte Positionierung des Antriebsabschnitts an dem zuvor genannten Radabschnitt ermöglicht. In einem besonders bevorzugten Ausführungsfall kann das Verbindungselement des Radabschnitts zu diesem Zweck zudem insbesondere beispielhaft als ringförmige Lagervorrichtung ausgebildet sein, welche, mittels zumindest einem oder einer Mehrzahl von implementierten mechanischen Lagern, vorzugsweise Radiallagern, den Antriebsabschnitt (oder zumindest einen Teil des Antriebsabschnitts) der Radantriebsvorrichtung lösbar und beweglich in den Radabschnitt integrieren und somit eine effiziente Montierung des Antriebsabschnitts in den Radabschnitt gewährleisten kann. In a further exemplary embodiment, the wheel section of the present invention can also provide, in particular for connecting the wheel section to the drive section, at least one connecting element attached to the receiving wheel, which, preferably to reduce any internal pivoting forces, is centered in the receiving wheel, for example the vehicle rim can be and thus enables an equally centered positioning of the drive section on the aforementioned wheel section. In a particularly preferred embodiment, the connecting element of the wheel section can also be designed for this purpose, in particular by way of example, as an annular bearing device, which, by means of at least one or one A plurality of implemented mechanical bearings, preferably radial bearings, can detachably and movably integrate the drive section (or at least a part of the drive section) of the wheel drive device into the wheel section and can thus ensure efficient mounting of the drive section into the wheel section.
Insofern kann durch die oben genannte Konstruktion der vorliegenden Radantriebsvorrichtung insbesondere der Vorteil generiert werden, dass durch die gesicherte Lagerung des zum Antreiben der Radnabe des zu prüfenden Fahrzeugs genutzten Antriebsabschnitts durch das Verbindungselement, eine präzise und gleichzeitig zumindest teilweise bewegungsfreie Positionierung des Antriebsabschnitts an dem Radabschnitt und somit an dem mit diesem verbundenen Fahrzeug realisiert werden kann. Darüber hinaus ist es vorzugsweise durch die explizit bewegliche Lagerung des Antriebsabschnitts in dem Radabschnitt auch möglich, die durch den Antriebsabschnitt zu erzeugenden Antriebsbewegungen, etwa solche, die zum Antrieb der verbundenen Radnabe genutzt werden sollen, auch vollständig von etwaigen Bewegungen des Radabschnitts bzw. des genutzten Aufnahmerades zu entkoppeln, sodass der Antriebsabschnitt der vorliegenden Erfindung insbesondere relativ zu einer Bewegung des Radabschnitts beweglich ausgestaltet sein kann. Entsprechen kann der Radabschnitt in anderen Worten vorzugsweise unabhängig von der Bewegung des Antriebsabschnitts und somit der mit dieser verbundenen Fahrzeugnabe gelagert bzw. ausgestaltet sein kann. In this respect, the above-mentioned construction of the present wheel drive device can in particular generate the advantage that, through the secure mounting of the drive section used to drive the wheel hub of the vehicle to be tested by the connecting element, a precise and at the same time at least partially movement-free positioning of the drive section on the wheel section and can therefore be implemented on the vehicle connected to it. In addition, it is preferably also possible, due to the explicitly movable mounting of the drive section in the wheel section, to completely separate the drive movements to be generated by the drive section, such as those that are to be used to drive the connected wheel hub, from any movements of the wheel section or the wheel section used To decouple the receiving wheel, so that the drive section of the present invention can be designed to be movable, in particular relative to a movement of the wheel section. In other words, the wheel section can preferably be mounted or designed independently of the movement of the drive section and thus of the vehicle hub connected to it.
So kann die vorliegende Radantriebsvorrichtung, aufgrund der oben genannten Grundlagen, beispielsweise bevorzugt derart eingerichtet sein, dass während des Antreibens der Radnabe durch den Antriebsabschnitt und basierend auf die zuvor beschriebene Lagerung des Antriebsabschnitts in dem Verbindungselement, ein Rotieren der Radnabe um die Antriebsachse insbesondere bei stillstehendem Radabschnitt und damit bei unbeweglichem Aufnahmerad vollzogen werden kann, wodurch der mithilfe der Radantriebsvorrichtung erzeugte Prüfprozess vorzugsweise gleichermaßen bei vollständig angehaltenen Fahrzeugrädern durchführbar wird. Insofern wird es durch Integration der beschriebenen Radantriebsvorrichtung in ein zu prüfendes Fahrzeug insbesondere ermöglicht, eine Analyse verschiedener auf dem Antrieb eines Fahrzeug basierender Fahrzeugfunktionen durchzuführen, ohne dieses vorherig zur Fixierung auf benötigte Rollen- oder Bänderantriebe zu positionieren, sodass durch das Wegfällen letztgenannter gefährlicher Drehelemente, nicht nur die Sicherheit während des Prüfprozesses weiter verbessert, sondern ebenfalls der so frei gewordene Raum effizient für zusätzliche Prüfelemente (z.B. Anbringung von Hindernissen zur Abstandserfassung) genutzt werden kann. Thus, based on the above-mentioned principles, the present wheel drive device can, for example, preferably be set up in such a way that while the wheel hub is being driven by the drive section and based on the previously described mounting of the drive section in the connecting element, the wheel hub rotates around the drive axle, in particular when it is stationary Wheel section and thus can be carried out with the receiving wheel immobile, whereby the test process generated using the wheel drive device can preferably be carried out with the vehicle wheels completely stopped becomes feasible. In this respect, integrating the described wheel drive device into a vehicle to be tested makes it possible, in particular, to carry out an analysis of various vehicle functions based on the drive of a vehicle without previously positioning it to fix it on the required roller or belt drives, so that by eliminating the latter dangerous rotating elements, Not only does safety further improve during the testing process, but the space thus freed up can also be used efficiently for additional testing elements (e.g. attaching obstacles to measure distance).
Der von dem Antriebsabschnitt der vorliegenden Radantriebsvorrichtung erzeugte und zum Rotieren der Fahrzeugnabe genutzte Antriebsmechanismus kann zudem vorzugsweise durch Übertragung einer bereits in dem Antriebsabschnitt generierten Drehbewegung erzeugt werden. Zu diesem Zweck kann der Antriebsabschnitt insbesondere ein zumindest mit einem Rotor ausgebildetes Rotorelement sowie ein mit einem Stator ausgebildetes Statorelement umfassen, sodass mittels Bewegung des Rotors des Rotorelements um oder innerhalb des Stators des Statorelements, ein für die Bewegung der Radnabe um die zuvor genannte Antriebsachse zu nutzendes Drehmoment generiert werden kann. Dabei ist die generelle Antriebsart des oben genannten Antriebsabschnitts jedoch keineswegs durch die zuvor beschriebene Konstruktion beschränkt. Insofern kann die Ansteuerung und der Vortrieb des zumindest einem Rotors des Rotorabschnitts bzw. des Antriebsabschnitts beispielhaft auf Basis von elektrischen, etwa durch an dem Stator- und dem Rotorabschnitt angebrachte Windungen, pneumatischen und/oder hydraulischen Wechselwirkungen vollzogen werden, sodass, je nach zu nutzendem Prüfungssystem, eine effizient angepasste Antriebsmechanik bereitgestellt werden kann. The drive mechanism generated by the drive section of the present wheel drive device and used to rotate the vehicle hub can also preferably be generated by transmitting a rotary movement already generated in the drive section. For this purpose, the drive section can in particular comprise a rotor element formed at least with a rotor and a stator element formed with a stator, so that by moving the rotor of the rotor element around or within the stator of the stator element, a movement of the wheel hub around the aforementioned drive axle is achieved useful torque can be generated. However, the general type of drive of the above-mentioned drive section is in no way limited by the previously described construction. In this respect, the control and propulsion of the at least one rotor of the rotor section or the drive section can be carried out, for example, on the basis of electrical, for example through windings attached to the stator and the rotor section, pneumatic and / or hydraulic interactions, so that, depending on the to be used Testing system, an efficiently adapted drive mechanism can be provided.
Um zudem eine erhöhte Sicherheit während des Prüfprozesses gewährleisten zu können, können die oben beschriebenen Stator- und Rotorelemente des Antriebsabschnitt, als Innenläufermotor ausgebildet sein. Dies besitzt insbesondere den Vorteil, dass durch Einschließen des sich drehenden Rotors des Rotorelements in das Statorelement, ein Offenlegen potentiell gefährlicher drehender Mechanikteile vermieden und somit der Prüfraum für etwaige Prüfungsprozesse und die hierzu benötigten Elemente und Bearbeiter maximal gesichert werden kann. In order to be able to ensure increased safety during the testing process, the stator and rotor elements of the drive section described above can be designed as an internal rotor motor. This has the particular advantage that by including the rotating rotor of the rotor element into the stator element, exposing potentially dangerous rotating mechanical parts can be avoided and the test room can therefore be maximally secured for any test processes and the elements and processors required for this.
Um hierbei eine besonders effiziente und stabile Schutzmechanik zu generieren, kann das Statorelement zu diesem Zweck zudem insbesondere mit dem Radabschnitt der Radantriebsvorrichtung, beispielsweise mit der Felge des zu nutzenden Aufnahmerades oder dem zuvor genannten Verbindungselement, fest verbindbar ausgestaltet sein, sodass ein möglichst geringer, im bevorzugten Fall lediglich innerhalb des Radabschnitts vorliegender Freiraum zwischen dem Antriebsabschnitts und dem Radabschnitt erzeugt werden kann. Hierdurch wird des Weiteren der zusätzliche Nutzen geschaffen, dass, neben der bereits beschriebenen Einführung des Antriebsabschnitts in das Verbindungselement des Radabschnitts, eine weitere Fixierung des Antriebsabschnitts an den Radabschnitt ermöglicht wird, wodurch die Lagerung ersteren innerhalb der vorliegenden Erfindung noch weiter stabilisiert und die Form der beanspruchten Radantriebsvorrichtung äußerst kompakt gehalten werden kann. In order to generate a particularly efficient and stable protective mechanism, the stator element can also be designed to be firmly connected for this purpose, in particular to the wheel section of the wheel drive device, for example to the rim of the receiving wheel to be used or the aforementioned connecting element, so that the lowest possible im In the preferred case, the free space between the drive section and the wheel section can only be created within the wheel section. This also creates the additional benefit that, in addition to the already described introduction of the drive section into the connecting element of the wheel section, a further fixation of the drive section to the wheel section is made possible, whereby the storage of the former within the present invention is even further stabilized and the shape of the stressed wheel drive device can be kept extremely compact.
Eine noch weiter verbesserte Kompakt- und Sicherheit kann darüber hinaus insbesondere dadurch erzielt werden, dass der Antriebsabschnitt vorzugsweise auch planparallel zur Längsachse des genutzten Aufnahmerades ausgerichtet sein kann. Besonders bevorzugt kann hierzu das Statorelement, als äußeres an dem Radabschnitt verbindbares Element, mit einem starren, ringförmigen bzw. lochzylinderförmigen Gehäuse versehen bzw. ausgebildet sein, welches bei der Verbindung mit dem Radabschnitt bevorzugt entlang seiner Längsachsen parallel zu den Längsachsen des Aufnahmerads des Radabschnitts orientiert sein kann und somit eine möglichst dichte Bauweise der vorliegenden Radantriebsvorrichtung ermöglicht. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse des Statorelements zudem zumindest die gesamte nach außen, das heißt nicht zum jeweiligen Fahrzeug ausgerichtete Fläche des Antriebsabschnitts umspannen, wodurch die Offenlegung von jeglichen beweglichen Teilen (und damit potentielle Gefahrenstellen) innerhalb der vorliegenden Erfindung effektiv verhindert werden kann. An even further improved compactness and safety can also be achieved in particular in that the drive section can preferably also be aligned plane-parallel to the longitudinal axis of the receiving wheel used. Particularly preferably, the stator element, as an external element that can be connected to the wheel section, can be provided or designed with a rigid, annular or hole-cylindrical housing, which, when connected to the wheel section, is preferably oriented along its longitudinal axes parallel to the longitudinal axes of the receiving wheel of the wheel section can be and thus enables the densest possible construction of the present wheel drive device. In a particularly preferred exemplary embodiment, the housing of the stator element can also span at least the entire surface of the drive section that is oriented towards the outside, i.e. not towards the respective vehicle, whereby the disclosure of any moving parts (and thus potential danger points) can be effectively prevented within the present invention.
Das zur Bewegung der jeweiligen Radnabe des Fahrzeug zu nutzende Rotorelement bzw. der in diesem eingebrachte Rotor kann zudem, zum gezielten Antrieb der Radnabe und somit der dieser zugeordneten Antriebswelle, bevorzugt innerhalb des Statorelements bzw. des zuvor genannten Gehäuses beweglich, vorzugsweise rotierbar, ausgestaltet sein, sodass durch Bewegen des so erzeugten Innenläufermotors, ein direkter Drehimpuls bzw. ein Drehmoment an die Fahrzeugnabe weitergegeben werden kann. The rotor element to be used to move the respective wheel hub of the vehicle or the rotor installed in it can also be designed to be movable, preferably rotatable, for the targeted drive of the wheel hub and thus the drive shaft assigned to it, preferably within the stator element or the aforementioned housing , so that by moving the internal rotor motor created in this way, a direct angular momentum or torque can be passed on to the vehicle hub.
Um hierbei eine möglichst verlustfreie Antriebsmechanik zu ermöglichen, kann das Rotorelement insbesondere direkt an der jeweiligen Radnabe des Fahrzeugs fixierbar ausgestaltet sein, sodass mittels Bewegung des Rotors, letztgenannte Radnabe unmittelbar mitbewegt und somit keine weiteren Trieb- oder Umlenkmechaniken zum Antreiben des Fahrzeuges benötigt werden. Um zu diesem Zweck zudem gleichermaßen die Kompaktheit der vorliegenden Erfindung zu wahren, kann das Rotorelement bzw. der in diesem zu findende Rotor ferner bevorzugt, innerhalb des Statorelements, auch parallel zur Antriebsachse der zuvor beschriebenen Radnabe rotierbar ausgerichtet sein, wodurch eine direkte und vornehmlich eindimensionale Rotationsverbindung zwischen der anzutreibenden Radnabe und dem Rotor des Rotorelements ermöglicht werden kann. In order to enable a drive mechanism that is as loss-free as possible, the rotor element can in particular be designed to be fixable directly to the respective wheel hub of the vehicle, so that the latter wheel hub is moved directly by moving the rotor and therefore no further drive or deflection mechanisms are required to drive the vehicle. In order to maintain the compactness of the present invention for this purpose, the rotor element or the rotor to be found in it can also preferably be rotatably aligned within the stator element, also parallel to the drive axle of the wheel hub described above, whereby a direct and primarily one-dimensional Rotational connection between the wheel hub to be driven and the rotor of the rotor element can be made possible.
Entsprechend ist es vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung möglich, dass durch Bewegen des Rotors innerhalb des Rotorelements, ein entlang der Antriebsachse der Radnabe ausgerichteter, gezielter Drehimpuls erzeugt werden kann, welcher aufgrund der unmittelbaren Kontaktierung des Rotorelements mit der Radnabe, direkt an die Radnabe übertragen und somit nahezu verlustfrei zum Antrieb einer jeweiligen Fahrzeugantriebswelle genutzt werden kann. Gemäß einer Ausführungsform kann ein Sensor vorgesehen sein, der eine Drehbewegung der Radnabe direkt ermitteln kann. Der Sensor kann mit der Steuervorrichtung der Radantriebsvorrichtung signaltechnisch verbunden sein. Accordingly, it is preferably possible in the present invention that by moving the rotor within the rotor element, a targeted angular momentum can be generated which is aligned along the drive axis of the wheel hub and which, due to the direct contact of the rotor element with the wheel hub, is transmitted directly to the wheel hub and can therefore be used to drive a respective vehicle drive shaft with almost no loss. According to one embodiment, a sensor can be provided which can directly determine a rotational movement of the wheel hub. The sensor can be connected to the control device of the wheel drive device for signaling purposes.
Bevorzugt kann der Sensor an dem Rotorelement, am Stator oder zwischen Stator und Rotorelementvorgesehen sein. Auf diese Weise kann dieser die Drehbewegung der Radnabe vornehmlich gegenüber, d.h. im Verhältnis zur Bewegung des Statorelements und/oder des Radabschnitts detektieren. Dabei kann der Sensor beispielsweise als magnetisch oder optisch oder als Hallgeber ausgeführt sein- The sensor can preferably be provided on the rotor element, on the stator or between the stator and the rotor element. In this way, it can detect the rotational movement of the wheel hub primarily in relation to, i.e. in relation to, the movement of the stator element and/or the wheel section. The sensor can, for example, be designed as magnetic or optical or as a Hall sensor.
Es ist ebenso möglich, dass der Sensor eine oder eine Mehrzahl an optischen Sensoren, etwa einer Lichtschranke oder bildgebenden Sensor (z.B. einen CCD-Chip mit entsprechender Optik) umfasst, welche durch Fokussierung der angetriebenen Radnabe, die Bewegung letzterer detektieren und vorzugsweise in Echtzeit analysieren können. It is also possible for the sensor to comprise one or a plurality of optical sensors, such as a light barrier or imaging sensor (e.g. a CCD chip with appropriate optics), which detect the movement of the latter by focusing on the driven wheel hub and preferably analyze it in real time can.
Es ist zudem möglich, dass mehrere Sensoren an dem Rotorelement oder zwischen Stator und Rotorelement angebracht sind, die neben der Drehbewegung zusätzlich ein Drehmoment und/oder eine Axialkraft an der Radnabe bzw. der Antriebswelle des Fahrzeugs messen. Alternativ kann ein kombinierter Sensor vorgesehen sein, der beispielsweise sowohl eine Drehzahl als auch ein Drehmoment and der Radnabe messen kann. It is also possible for several sensors to be attached to the rotor element or between the stator and rotor element, which, in addition to the rotational movement, also measure a torque and/or an axial force on the wheel hub or the drive shaft of the vehicle. Alternatively, a combined sensor can be provided, which can, for example, measure both a speed and a torque at the wheel hub.
Insbesondere kann der Sensor auch als mechanische Sensorvorrichtung, beispielsweise als mechanischer Drehgeber ausgebildet sein. Dieser kann beispielsweise zumindest ein weiteres, vorzugsweise rotierbar ausgestaltetes Übertragungselement umfassen, welches die Sensorvorrichtung mechanisch mit der anzutreibenden Radnabe, zumindest jedoch mit dem Antriebsabschnitt der beanspruchten Radantriebsvorrichtung verbindet und somit die Drehbewegung der Radnabe direkt an den Sensor weiterleiten kann. Hierbei kann das rotierbare Übertragungselement, in einem besonders bevorzugten Fall, zentral an der Radnabe oder zumindest einem mit der Radnabe verbundenen und auf der Antriebsachse der Radnabe fixierten Vorrichtungselement positioniert sein, sodass das Übertragungselement vorzugsweise koaxial mit der angetriebenen Radnabe rotieren und entsprechend etwaige Rotationskräfte und -bewegungen vornehmlich verlustfrei an die Sensorvorrichtung übertragen kann. In particular, the sensor can also be designed as a mechanical sensor device, for example as a mechanical rotary encoder. This can, for example, comprise at least one further, preferably rotatable transmission element, which mechanically connects the sensor device to the wheel hub to be driven, but at least to the drive section of the wheel drive device in question and can thus forward the rotational movement of the wheel hub directly to the sensor. Here, the rotatable transmission element can, in a particularly preferred case, centrally on the wheel hub or at least one connected to the wheel hub and on the Drive axle of the wheel hub fixed device element can be positioned, so that the transmission element can preferably rotate coaxially with the driven wheel hub and accordingly transmit any rotational forces and movements to the sensor device primarily without loss.
Zur genauen Verbindung und Kräfteübertragung des Rotorelements mit und an die Radnabe kann die vorliegende Erfindung dabei insbesondere derart eingerichtet sein, dass beim Integrieren des Antriebsabschnitts in den Radabschnitt der Radantriebsvorrichtung, das Rotorelement vorzugsweise in das zuvor beschriebene Verbindungselement des Radabschnitts, vorzugsweise passgenau, eingeführt und somit das Rotorelement gleichermaßen rotatorisch in dem Verbindungselement bzw. dem in diesem implementierten zumindest einen Radiallager gelagert werden kann. Insofern kann durch die oben genannte Konstruktion der Vorteil erzeugt werden, dass durch die zusätzliche Lagerung mittels des Verbindungselements, etwaige Freiheitsgrade während der Kraftübertragung von dem Antriebsabschnitt zur Radnabe vermindert und somit die Stabilität der vorliegenden Erfindung weiter verstärkt werden kann. For precise connection and force transmission of the rotor element with and to the wheel hub, the present invention can in particular be set up in such a way that when integrating the drive section into the wheel section of the wheel drive device, the rotor element is preferably inserted into the previously described connecting element of the wheel section, preferably with a precise fit, and thus the rotor element can equally be rotatably mounted in the connecting element or in the at least one radial bearing implemented in it. In this respect, the above-mentioned construction can create the advantage that any degrees of freedom during the power transmission from the drive section to the wheel hub can be reduced by the additional storage by means of the connecting element and thus the stability of the present invention can be further increased.
Vorteilhaft kann der Antriebsabschnitt zweiteilig ausgebildet sein und einen inneren Abschnitt und einen äußeren Abschnitt umfassen. Der Antriebsabschnitt kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass bei der Montage zunächst der innere Abschnitt an der Radnabe des Fahrzeugs befestigt und nachfolgend der äußere Abschnitt befestigt werden kann, um eine formschlüssige Verbindung zwischen beiden Abschnitten zu erreichen. Auf diese Weise kann eine modular konfigurierbare und entsprechend kostengünstige Ausgestaltung der Radantriebsvorrichtung realisiert werden welche zudem leicht und sicher zu montieren ist. The drive section can advantageously be designed in two parts and include an inner section and an outer section. The drive section can in particular be designed in such a way that during assembly, the inner section can first be attached to the wheel hub of the vehicle and the outer section can then be attached in order to achieve a positive connection between the two sections. In this way, a modularly configurable and correspondingly cost-effective design of the wheel drive device can be realized, which is also easy and safe to assemble.
Zur direkten Verbindung des Rotorelements mit der Radnabe kann das Rotorelement dabei zudem vorzugsweise zusätzlich zumindest ein an den Rotor angebrachtes und gleichermaßen rotierbares Verlängerungsstück, etwa ein bewegliches Plattenelement oder ein speziell für die Einfuhr in das Verbindungselement des Radabschnitts und die Kontaktierung an der Radnabe eingerichtetes Zusatzelement, umfassen, welches durch gleichzeitige Fixierung an dem Rotor des Rotorelements sowie der anzutreibenden Radnabe, die zuvor beschriebenen, durch das Antreiben des Rotors entstehenden Kräfte direkt an die Radnabe weitergeben kann und damit eine individuelle und erneut außerordentlich kompakte Ausgestaltung der vorliegenden Radantriebsvorrichtung erlaubt. For direct connection of the rotor element to the wheel hub, the rotor element can also preferably additionally have at least one extension piece attached to the rotor and equally rotatable, such as a movable plate element or one specifically designed for import into the The connecting element of the wheel section and the contacting on the wheel hub include an additional element, which, by simultaneously fixing it on the rotor of the rotor element and the wheel hub to be driven, can pass on the previously described forces resulting from driving the rotor directly to the wheel hub and thus an individual and Once again, an extremely compact design of the present wheel drive device is permitted.
So kann, in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, die Kombination aus Rotor- und Statorelement des Antriebsabschnitts der vorliegenden Erfindung, wie bereits genannt, beispielsweise mit einer ring- bzw. lochzylinderförmigen Gehäusestruktur versehen sein, welche durch Orientierung letztgenannter Gehäusestruktur an die Ausrichtung des Radabschnitts, genauer, vorzugsweise parallel zu der Längsachse des in dem Radabschnitt implementierten Aufnahmerades, eine dichte Annäherung des Antriebsabschnitts an den Radabschnitt der Radantriebsvorrichtung erlaubt. Um zudem gleichermaßen den Antriebsabschnitt effizient an die Radnabe des zu überprüfenden Fahrzeuges zu kontaktieren, kann zumindest der Rotor des Rotorelements des Antriebsabschnitts bevorzugt zusätzlich mit dem zuvor beschriebenen Verlängerungsstück versehen bzw. verbunden sein, wodurch, mittels Antrieb des Rotors und der Erzeugung des entlang der Antriebsachse generierten Drehmoments, gleichermaßen das Verlängerungsstück und somit die mit diesem kontaktierte Radnabe rotiert werden können. Thus, in a preferred exemplary embodiment, the combination of rotor and stator element of the drive section of the present invention, as already mentioned, can be provided, for example, with a ring-shaped or hole-cylindrical housing structure, which, by orienting the latter housing structure to the alignment of the wheel section, more precisely, preferably parallel to the longitudinal axis of the receiving wheel implemented in the wheel section, a close approach of the drive section to the wheel section of the wheel drive device is permitted. In order to also efficiently contact the drive section with the wheel hub of the vehicle to be checked, at least the rotor of the rotor element of the drive section can preferably additionally be provided or connected to the previously described extension piece, whereby, by driving the rotor and generating the rotor along the drive axis generated torque, the extension piece and thus the wheel hub contacted with it can be rotated.
Das Verlängerungsstück selbst kann dabei, wie bereits angedeutet, verschiedenste Formen annehmen, insofern eine direkte Verbindung zwischen Rotor und der Radnabe des Fahrzeugs sichergestellt werden kann. Entsprechend kann, in einem ersten Ausführungsbeispiel, das Verlängerungsstück zumindest als eine von dem Statorelement bzw. der oben genannten Gehäusestruktur des Antriebsabschnitts hervorstehende Verbindungsstruktur ausgebildet sein, sodass vorzugsweise durch Einführen des Verlängerungsstücks in das Verbindungselement, bevorzugt in das zumindest eine Lager des Verbindungselements, und das darauffolgende Fixieren des Verlängerungsstücks an der Radnabe, eine zugleich effiziente Ausrichtung des Antriebsabschnitts als auch eine effektive, an die Radnabe ausgerichtete Kraftübertragung generiert werden kann. Insofern kann der Körper der Verbindungsstruktur somit vorzugsweise auch zumindest eine zur Integrierung des Antriebsabschnitts in das Verbindungselement eingerichtete Lagerfläche ausbilden, welche zur genauen Ausrichtung des Antriebsabschnitts in der beanspruchten Radantriebsvorrichtung, vorzugsweise beweglich mit einer in dem Lager des Verbindungselements liegenden Kontaktfläche kontaktiert werden kann und so die oben genannte direkte Kraftübertragung ermöglicht. Weitere Ausführungsbeispiele des Verlängerungsstücks können zudem insbesondere eine Reihe von gezielt an die Strukturen des Antriebs- oder Radabschnitts angepasste Formgebungen umfassen. As already indicated, the extension piece itself can take on a wide variety of shapes, insofar as a direct connection between the rotor and the wheel hub of the vehicle can be ensured. Accordingly, in a first exemplary embodiment, the extension piece can be designed at least as a connecting structure protruding from the stator element or the above-mentioned housing structure of the drive section, so that preferably by inserting the extension piece into the connecting element, preferably into the at least one bearing of the connecting element, and that subsequent fixing of the extension piece to the wheel hub, both an efficient alignment of the drive section and an effective one aligned with the wheel hub Power transmission can be generated. In this respect, the body of the connecting structure can therefore preferably also form at least one bearing surface designed to integrate the drive section into the connecting element, which can be contacted, preferably movably, with a contact surface located in the bearing of the connecting element for precise alignment of the drive section in the claimed wheel drive device and so the the above-mentioned direct power transmission enables. Further exemplary embodiments of the extension piece can also include, in particular, a series of shapes that are specifically adapted to the structures of the drive or wheel section.
So kann, in zumindest einem weiteren Ausführungsbeispiel, das Verlängerungsstück vorzugsweise zugleich formschließend (Lagerfläche des Verlängerungsstücks liegt an der Kontaktfläche des Verbindungselements an) in das Verbindungselement bzw. das zumindest eine (Radial)lager des Verbindungselements des Radabschnitts einbringbar ausgestaltet sein, sodass während des Antreibens des Rotors und der dadurch erzeugten Bewegung des Verlängerungsstücks, etwaig störende Axialkräfte effektiv vermindert werden können. Zudem kann zumindest ein Ende des Verlängerungsstücks eine speziell zur Kontaktierung des Verbindungsstücks mit der Radnabe eingerichtete Nabenkontaktfläche ausbilden, welche beispielsweise mit mechanischen Kontaktierungsstrukturen, wie etwa mit Gewinden versehene Bohrungen, Zahnkupplungen oder Federn, eine starre Fixierung des Verlängerungsstücks mit der Radnabe realisieren und so eine fehlerfreie Übertragung des durch den Rotor erzeugten Drehmoments sicherstellen kann. Thus, in at least one further exemplary embodiment, the extension piece can preferably at the same time be designed to be form-fitting (bearing surface of the extension piece rests on the contact surface of the connecting element) into the connecting element or the at least one (radial) bearing of the connecting element of the wheel section, so that during driving of the rotor and the resulting movement of the extension piece, any disruptive axial forces can be effectively reduced. In addition, at least one end of the extension piece can form a hub contact surface specifically designed for contacting the connecting piece with the wheel hub, which, for example, with mechanical contacting structures, such as threaded bores, toothed couplings or springs, realize a rigid fixation of the extension piece with the wheel hub and thus a fault-free Can ensure transmission of the torque generated by the rotor.
In weiteren Ausführungsbeispielen können darüber hinaus insbesondere auch die zwischen dem Rotor des Rotabschnitts und dem Verlängerungsstücks genutzten Verbindungsstrukturen je nach Ausbildung des Antriebsabschnitts variieren. Insofern kann das Verlängerungsstück vorzugsweise, beispielhaft mittels integrierter Schrauben- oder Nietenverbindungen, an einer zur Radnabe, d.h. in Richtung des zu überprüfenden Fahrzeugs ausgerichteten Innenfläche des beweglichen Rotors befestigt ausgebildet sein, sodass die generelle Länge des Verlängerungsstücks und somit der hierdurch entstehende Kraftarm auf ein Minimum reduziert werden kann. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann es jedoch auch möglich sein, dass eine Verbindung des Verlängerungsstücks insbesondere an der Außenfläche (d.h. an der von dem Fahrzeug abgewandten Seite) des Rotors vollzogen werden kann, wodurch eine zusätzliche Ummantelung des Rotors durch das Verlängerungsstück generiert und folglich die Stabilität des Antriebsabschnitts während der Rotation des Rotors weiter verbessert werden kann. In further exemplary embodiments, the connection structures used between the rotor of the red section and the extension piece can also vary depending on the design of the drive section. In this respect, the extension piece can preferably be fastened, for example by means of integrated screw or rivet connections, to an inner surface of the movable rotor that is aligned with the wheel hub, ie in the direction of the vehicle to be checked, so that the general length of the Extension piece and thus the resulting force arm can be reduced to a minimum. In a further exemplary embodiment, however, it may also be possible for the extension piece to be connected in particular to the outer surface (ie on the side facing away from the vehicle) of the rotor, thereby generating an additional casing of the rotor through the extension piece and consequently stability of the drive section can be further improved during the rotation of the rotor.
Entsprechend ist nachzuvollziehen, dass aufgrund der äußerst kompakten und sowie die natürlichen Begebenheiten (z.B. die durch ein Fahrzeugrad abfedernden Gewichtskräfte) simulierenden Eigenschaften der vorliegenden Radantriebsvorrichtung, eine gleichermaßen effiziente wie auch präzise Antriebsmechanik zum Antreiben eines Fahrzeugs bzw. einer Fahrzeugwelle in einem Prüfstand bereitgestellt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht der direkte Kontakt der Antriebsvorrichtung an die jeweilige Radnabe des zu prüfenden Fahrzeugs insbesondere den entscheidenden Vorteil, dass die jeweils zu nutzenden Antriebselemente (in diesem Fall der Antriebsabschnitt) nicht mehr von den jeweiligen Fahrzeugrädern selbst belastet werden müssen (wie etwa bei einem Rollen- oder Bandprüfstand), sondern individuell in das entsprechend zu prüfende Fahrzeug integriert werden können, sodass die vorliegende Erfindung auch insbesondere als mobile, das heißt frei bewegliche Radantriebsvorrichtung genutzt werden kann. Accordingly, it can be understood that due to the extremely compact properties of the present wheel drive device, which simulate natural conditions (e.g. the weight forces absorbed by a vehicle wheel), an equally efficient and precise drive mechanism for driving a vehicle or a vehicle shaft can be provided in a test bench . In addition, the direct contact of the drive device with the respective wheel hub of the vehicle to be tested enables the decisive advantage in particular that the drive elements to be used (in this case the drive section) no longer have to be loaded by the respective vehicle wheels themselves (such as when rolling - or belt test bench), but can be integrated individually into the corresponding vehicle to be tested, so that the present invention can also be used in particular as a mobile, that is freely movable, wheel drive device.
Alternativ zu der oben beschriebenen Radantriebsvorrichtung wird eine Radantriebsvorrichtung für einen Fahrzeugprüfstand zum Antreiben zumindest eines Fahrzeugs im stationären Betrieb vorgeschlagen, die ebenfalls einen mit zumindest einem Aufnahmerad ausgestatten Radabschnitt sowie einen mit dem Radabschnitt verbundenen Antriebsabschnitt zum rotatorischen Antreiben einer Radnabe des Fahrzeugs um zumindest eine Antriebsachse umfasst, der an dem Radabschnitt drehbar gelagert ist. Im vorliegenden Fall ist der Antriebsabschnitt jedoch zweiteilig ausgeführt und weist einen inneren und einen äußeren Abschnitt auf. Der innere Abschnitt ist dabei derart ausgestaltet, dass er an der Radnabe des Fahrzeugs anbringbar ist. Beispielsweise kann der innere Abschnitt mittels einer oder mehreren Verschraubungen mit der Radnabe verbunden sein. Der äußere Abschnitt des Antriebsabschnitts ist wiederum derart ausgestaltet, dass er an dem inneren Abschnitt anbringbar ist. Dazu kann letzterer beispielsweise eine Keilwelle umfassen auf die eine entsprechende Keilnabe des äußeren Abschnitts zur formschlüssigen Verbindung der beiden Abschnitte aufgeschoben sein kann. Jede andere lösbare Verbindung zwischen dem inneren und äußeren Abschnitt des Antriebsabschnitts ist ebenso möglich. Auf diese Weise kann eine Montage des Antriebsabschnitts an der Radnabe des Fahrzeugs erleichtert werden. Alle weiteren Vorteile der zuvor beschriebenen Radantriebsvorrichtung sind auch im vorliegenden Fall gegeben. As an alternative to the wheel drive device described above, a wheel drive device for a vehicle test bench for driving at least one vehicle in stationary operation is proposed, which also includes a wheel section equipped with at least one receiving wheel and a drive section connected to the wheel section for rotationally driving a wheel hub of the vehicle about at least one drive axle which is rotatably mounted on the wheel section. In the present case, however, the drive section is designed in two parts and has an inner and an outer section. The inner section is designed in such a way that it can be attached to the wheel hub of the vehicle. For example, the inner section can be connected to the wheel hub by means of one or more screw connections. The outer section of the drive section is in turn designed such that it can be attached to the inner section. For this purpose, the latter can, for example, comprise a spline shaft onto which a corresponding spline hub of the outer section can be pushed for the positive connection of the two sections. Any other detachable connection between the inner and outer sections of the drive section is also possible. In this way, mounting the drive section on the wheel hub of the vehicle can be made easier. All other advantages of the previously described wheel drive device are also present in the present case.
Bei der Prüfung mit den vorgeschlagenen Radantriebsvorrichtungen ist es wichtig, dass das Verhalten des Fahrzeugs möglichst unverändert bleibt. So muss z.B. bei NVH Prüfungen sichergestellt werden, dass kein Körperschall vom Prüfling (Fahrzeug) in die Aufstandsfläche eingeleitet wird. Bei ADAS Prüfungen müssen die Lenkkräfte möglichst realistisch bleiben. Bei EMV Prüfungen darf das Fahrzeug keinen metallischen (leitenden) Kontakt zur Bodenfläche (metallische Aufstandsfläche in der EMV Halle) aufweisen. Daher wird erfindungsgemäß bevorzugt vorgeschlagen, dass der Radnabenmotor in eine Radfelge mit normaler Gummibereifung integriert wird. Eine Radantriebsvorrichtung kann daher dadurch gekennzeichnet sein, dass die Motoreinheit (der Radantriebsvorrichtung) in die Fahrzeugfelge integriert ist, und auf der Felge mit der Originalbereifung (Gummibereifung) verwendet wird oder verwendet werden kann. Die Bereifung oder Gummibereifung kann insbesondere eine straßenzugelassene (Straßenverkehrszulassung) Bereifung sein, wie insbesondere eine Luftbereifung. When testing with the proposed wheel drive devices, it is important that the behavior of the vehicle remains as unchanged as possible. For example, in NVH tests it must be ensured that no structure-borne noise is transmitted from the test object (vehicle) into the contact area. During ADAS tests, the steering forces must remain as realistic as possible. During EMC tests, the vehicle must not have any metallic (conductive) contact with the floor surface (metallic contact area in the EMC hall). Therefore, according to the invention, it is preferably proposed that the wheel hub motor is integrated into a wheel rim with normal rubber tires. A wheel drive device can therefore be characterized in that the motor unit (of the wheel drive device) is integrated into the vehicle rim and is or can be used on the rim with the original tires (rubber tires). The tires or rubber tires can in particular be road-legal (road traffic approval) tires, such as in particular pneumatic tires.
Folgend wird im Weiteren ebenso ein zur Prüfung von Fahrzeugfunktionen im stationären Betrieb eingerichtetes Prüfstandsystem beansprucht, welches mittels Integration der zuvor beschriebenen Radantriebsvorrichtungen, gleichermaßen die oben genannten Vorteile besitzt und somit von herkömmlichen Prüfständen und Prüfstandsystem zu unterscheiden ist. In the following, a test stand system set up to test vehicle functions in stationary operation is also claimed, which also uses the integration of the previously described wheel drive devices has the advantages mentioned above and can therefore be distinguished from conventional test benches and test bench systems.
Dabei umfasst das beanspruchte Prüfstandsystem im Folgenden zunächst, zusätzlich zu der zuvor beschriebenen und zumindest an einer Radnabe eines zu prüfenden Fahrzeugs anzubringenden Radantriebsvorrichtung, zumindest eine Aufstandsfläche zur Positionierung des zu prüfenden Fahrzeugs innerhalb des Prüfstandsystems sowie ein zur Messung der Fahrzeugfunktionen eingerichtetes Messsystem. Dieses kann insbesondere dazu eingerichtet sein ADAS-Funktionen eines Kraftfahrzeugs zu prüfen. The claimed test stand system initially comprises, in addition to the previously described wheel drive device to be attached to at least one wheel hub of a vehicle to be tested, at least one contact surface for positioning the vehicle to be tested within the test stand system and a measuring system set up to measure the vehicle functions. This can be set up in particular to check ADAS functions of a motor vehicle.
Die Aufstandsfläche selbst kann hierbei zunächst als jegliche Art von Vorrichtungsstruktur angesehen werden, welche zumindest in der Lage ist das zu prüfende Fahrzeug zu tragen und in einem bevorzugten Fall für die innerhalb des Prüfstandsystems integrierten Messprozesse in Stellung zu bringen. Insofern kann die beanspruchte Aufstandsfläche, in einer ersten Ausführungsform beispielsweise als einfache, starre Aufnahmeplatte oder -geometrie, in weiteren jedoch auch insbesondere als in einer oder mehrere Richtungen bewegliche Aufnahmevorrichtung, etwa einer dynamischen Hebebühne oder einer Hubarbeitsbühne, ausgestaltet sein, sodass das zu prüfende Fahrzeug für jede Art von Prüfungsprozess effizient ausgerichtet werden kann. Um zudem insbesondere die Mobilität der beanspruchten Radantriebsvorrichtung noch weiter zu verbessern und etwaige zur genauen Simulation von Fahrzeugfunktionen benötigte Kräfte (z.B. während des Kurvenfahrens erzeugte Scher- oder Zentrifugalkräfte) möglichst präzise wiederzugeben, kann die vorliegende Aufstandsfläche auch zumindest zusätzlich mit weiteren Arretierungs- oder Antriebsvorrichtungen ausgestattet sein, wodurch der zuvor beschriebene Prüfungsprozess möglichst individuell an die Detektion der jeweilig zu identifizierenden Fahrzeugfunktionen angepasst werden kann. The contact area itself can initially be viewed as any type of device structure that is at least capable of supporting the vehicle to be tested and, in a preferred case, positioning it for the measurement processes integrated within the test bench system. In this respect, the claimed contact area can, in a first embodiment, for example, be designed as a simple, rigid receiving plate or geometry, but in others also in particular as a receiving device that can be moved in one or more directions, such as a dynamic lifting platform or an aerial work platform, so that the vehicle to be tested can be efficiently aligned for any type of audit process. In order to further improve the mobility of the claimed wheel drive device in particular and to reproduce as precisely as possible any forces required for the precise simulation of vehicle functions (e.g. shearing or centrifugal forces generated during cornering), the present contact surface can also be at least additionally equipped with further locking or drive devices be, whereby the previously described testing process can be adapted as individually as possible to the detection of the vehicle functions to be identified.
So kann, in einem ersten Ausführungsbeispiel, die Aufstandsfläche zumindest zusätzlich über einen oder eine Mehrzahl von in der Aufstandsfläche integrierten oder zumindest entlang dieser positionierten Motoren verfügen, welche mit zumindest einer Energieleitung mit dem Antriebsabschnitt der implementierten Radantriebsvorrichtung, vorzugsweise mit dem zuvor genannten Leitungselement des Antriebsabschnitts, verbunden sein können und somit, aufgrund der dynamisch bewegbaren Verbindungsart, sowohl die Energieversorgung als auch die mobilen Eigenschaften der Radantriebsvorrichtung sicherstellen. Wie dabei bereits beschrieben, ist die zum Betreiben der beanspruchten Radantriebsvorrichtung genutzte Energie hierbei jedoch erneut nicht auf eine bestimmte Energieart beschränkt, sondern kann vorzugsweise, je nach Prüfstandsystem, etwa auf elektrischen, pneumatischen und/oder hydraulischen Wechselwirkungen basieren, sodass die zuvor beschriebenen Energieleitungen gleichermaßen bevorzugt beispielsweise als elektrische Leitungen, Druckluft- und/oder Hydraulikschläuche vorliegen können. Insofern ist auch der Begriff „Motor“ in diesem Zusammenhang nicht als einfacher Elektromotor zu verstehen, sondern kann gleichermaßen als jegliche Antriebsmaschine angesehen werden (z.B. einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb), welche die oben genannte Energieverbindung gewährleisten kann. Thus, in a first exemplary embodiment, the contact area can at least additionally have one or a plurality of integrated in the contact area or at least have motors positioned along these, which can be connected with at least one energy line to the drive section of the implemented wheel drive device, preferably to the aforementioned line element of the drive section, and thus, due to the dynamically movable type of connection, both the energy supply and the mobile properties of the Ensure wheel drive device. As already described, the energy used to operate the claimed wheel drive device is again not limited to a specific type of energy, but can preferably, depending on the test bench system, be based on electrical, pneumatic and / or hydraulic interactions, so that the energy lines described above are the same can preferably be present, for example, as electrical lines, compressed air and/or hydraulic hoses. In this respect, the term “motor” in this context should not be understood as a simple electric motor, but can equally be viewed as any drive machine (e.g. a pneumatic or hydraulic drive) that can ensure the above-mentioned energy connection.
Um zudem insbesondere Funktionsprüfungen zur Analyse von Lenkmechaniken (etwa automatische Einparkhilfen, Spurkorrekturen etc.) ermöglichen zu können, kann die vorliegende Aufstandsfläche darüber hinaus auch vorzugsweise mit zumindest einem oder mehrerer zur Bewegung der Fahrzeugräder/Aufnahmeräder eingerichteten Lenkelementen ausgestattet sein. Entsprechen kann, in einem äußerst bevorzugten Ausführungsbeispiel, die vorliegende Aufstandsfläche beispielhaft zumindest einen zur beweglichen Aufnahme eines Fahrzeugrades, insbesondere des Aufnahmerades der in das zu prüfende Fahrzeug implementierten Radantriebsvorrichtung, eingerichteten Drehteller umfassen, auf welchem ein jeweiliges Fahrzeug/Aufnahmerad zur Nachahmung von Lenkbewegungen positioniert und mittels Bewegung des Drehtellers zumindest entlang einer vertikalen Achse rotiert, in besonders bevorzugten Fällen jedoch auch dreidimensional geschwenkt werden kann. Zu diesem Zweck kann die Auflagefläche des Drehtellers beispielsweise bevorzugt auf einer ansteuerbaren und mit einer Mehrzahl von Feder-und Lagerelementen ausgestatten Schwenkbasis positioniert sein, welche es erlaubt, die Kontaktfläche zwischen dem Drehteller und dem auf diesem aufliegenden Fahrzeugrad vorzugsweise um einen vordefinierten Schwenkwinkel dreidimensional zu verschwenken (beispielsweise um einen Schwenkwinkel von bis zu 30° , in bevorzugten Fällen jedoch auch bis zu 45°) und so etwaig auftretende und zu simulierende Unebenheiten bzw. Lenk- oder Antriebskräfte effektiv an die Fahrzeugräder (und somit der jeweiligen Fahrzeugwellen bzw. dem Fahrzeug per se) weiterzugeben. Insofern kann der zumindest eine Drehteller der beanspruchten Aufstandsfläche somit zur Simulation von Lenkkräften, zumindest entlang einer vertikal ausgerichteten Drehachse rotierbar, in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel jedoch selbst dreidimensional verschwenkbar ausgestaltet sein. In order to be able to enable functional tests for analyzing steering mechanisms (such as automatic parking aids, lane corrections, etc.), the present contact area can also preferably be equipped with at least one or more steering elements designed to move the vehicle wheels/receiving wheels. Correspondingly, in an extremely preferred exemplary embodiment, the present contact surface can, for example, comprise at least one turntable set up for movably receiving a vehicle wheel, in particular the receiving wheel of the wheel drive device implemented in the vehicle to be tested, on which a respective vehicle/receiving wheel is positioned to imitate steering movements and rotated at least along a vertical axis by moving the turntable, but in particularly preferred cases can also be pivoted three-dimensionally. For this purpose, the support surface of the turntable can, for example, preferably be on a controllable and with a A plurality of spring and bearing elements can be positioned on a pivot base, which allows the contact surface between the turntable and the vehicle wheel resting on it to be pivoted three-dimensionally, preferably by a predefined pivot angle (for example by a pivot angle of up to 30 °, but also in preferred cases up to 45°) and thus any unevenness or steering or drive forces that occur and need to be simulated are effectively passed on to the vehicle wheels (and thus to the respective vehicle shafts or the vehicle per se). In this respect, the at least one turntable of the stressed contact area can thus be designed to be rotatable at least along a vertically oriented axis of rotation to simulate steering forces, but in a particularly preferred exemplary embodiment it can itself be designed to be pivotable in three dimensions.
Die zum direkten Antrieb der Radnabe des zu prüfenden Fahrzeugs zu nutzende Radantriebsvorrichtung ist zudem in dem beanspruchten Prüfstandsystem an zumindest einer Radnabe des zuvor genannten Fahrzeugs angebracht, wodurch, mittels der bereits beschriebenen Antriebsmechanik, die entsprechende Radnabe und somit die mit diesem verbundene Fahrzeugwelle des Fahrzeugs direkt angetrieben werden können, das jeweils zugehörige und auf der Aufstandsfläche tragend positionierte Fahrzeugrad (d.h. auch das Aufnahmerad des Radabschnitts) jedoch zu jeder Zeit bewegungslos auf der Aufstandsfläche verbleibt. Insofern ist es insbesondere in dem vorliegenden Prüfstandsystem möglich, einen Antrieb des zu prüfenden Fahrzeugs mit vollständiger Auflage des Fahrzeuggewichts auf den Fahrzeugrädern bzw. der hiermit verbundenen Karosserie zu gewährleisten, ohne externe Rollen- oder Bandprüfstände unterhalb des Fahrzeuges positionieren zu müssen, wodurch eine weitaus kompaktere, sicherere und entsprechend effizienter zu nutzende Prüfstandstruktur generiert werden kann. The wheel drive device to be used to directly drive the wheel hub of the vehicle to be tested is also attached in the claimed test stand system to at least one wheel hub of the aforementioned vehicle, whereby, by means of the drive mechanism already described, the corresponding wheel hub and thus the vehicle shaft of the vehicle connected to it directly can be driven, but the associated vehicle wheel positioned on the contact surface (i.e. also the receiving wheel of the wheel section) remains motionless on the contact surface at all times. In this respect, it is possible, particularly in the present test stand system, to ensure a drive of the vehicle to be tested with the vehicle weight fully supported on the vehicle wheels or the body connected to them, without having to position external roller or belt test stands below the vehicle, which means a much more compact , safer and correspondingly more efficient test bench structure can be generated.
Weitere Vorteile ergeben sich zudem aus der Modularität der zumindest einen zu integrierenden Radantriebsvorrichtung. So kann es beispielhaft möglich sein, durch Integration einer Mehrzahl der genannten Radantriebsvorrichtung an das zu prüfende Fahrzeug, nicht nur eine, sondern eine beliebige Anzahl an Fahrzeugwellen vorzugsweise separat und selektiv anzutreiben. Entsprechend kann das vorliegende Prüfstandsystem beispielsweise vorsehen, zumindest jeweils zwei zu einer Antriebswelle gehörende Radnaben jeweils mit einer der beanspruchten Radantriebsvorrichtungen zu versehen, sodass beide Seiten der Antriebswelle angetrieben und somit zumindest ein Einachsprüfstandsystem erzeugt werden kann. In weiteren Ausführungsbeispiel kann es jedoch auch gleichermaßen möglich sein, beispielsweise eine jede oder zumindest eine vordefinierte Anzahl an Radnaben des Fahrzeugs mit einer Radantriebsvorrichtung zu versehen, sodass das vorliegende Prüfstandsystem durch einfache Erweiterungsmechaniken gleichermaßen als Allrad- oder Universalachsenprüfstand genutzt werden kann. Further advantages also arise from the modularity of the at least one wheel drive device to be integrated. For example, it may be possible to integrate a plurality of the wheel drive devices mentioned into the vehicle to be tested, not just one, but any number Vehicle shafts should preferably be driven separately and selectively. Accordingly, the present test bench system can, for example, provide for at least two wheel hubs belonging to a drive shaft to be provided with one of the claimed wheel drive devices, so that both sides of the drive shaft can be driven and thus at least one single-axle test bench system can be created. In a further exemplary embodiment, however, it may also be equally possible, for example, to provide each or at least a predefined number of wheel hubs of the vehicle with a wheel drive device, so that the present test bench system can be used as an all-wheel drive or universal axle test bench using simple expansion mechanisms.
Um zudem ein überaus einfaches Antreiben von einachsig angetriebenen Fahrzeugen zu gewährleisten, kann das vorliegende Prüfstandsystem auch insbesondere dazu eingerichtet sein, lediglich vordefinierte, das heißt selektiv ausgewählte Radnaben mit der beanspruchten Radantriebsvorrichtung zu bestücken. So kann das Prüfstandsystem, in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel, beispielsweise eingerichtet sein, lediglich die von dem Fahrzeug nicht-antreibbaren Radnaben, genauer Radnaben, die nicht durch den internen Motor des Fahrzeugs aktiv angetrieben werden, mit der beanspruchten Radantriebsvorrichtung zu versehen und anzutreiben, sodass besagter Motor effizient geschont und ein Antreiben des Fahrzeugs bzw. ein Simulieren bestehender Fahrzeugfunktionen ermöglicht werden kann, ohne entsprechende Fahrzeugwellen von der eigentlichen Steuerungs- oder Antriebsmechanik des Fahrzeugs zu entkoppeln. In order to ensure extremely simple driving of single-axle driven vehicles, the present test stand system can also be set up in particular to equip only predefined, that is selectively selected, wheel hubs with the claimed wheel drive device. For example, in a particularly preferred exemplary embodiment, the test stand system can be set up to provide and drive only the wheel hubs that cannot be driven by the vehicle, more precisely wheel hubs that are not actively driven by the internal motor of the vehicle, with the claimed wheel drive device, so that Said engine is efficiently protected and driving the vehicle or simulating existing vehicle functions can be made possible without decoupling the corresponding vehicle shafts from the actual control or drive mechanism of the vehicle.
Besonders bevorzugt kann ein Prüfstandsystem vorgeschlagen werden, wobei die Aufstandsfläche zumindest einen Drehteller zur Aufnahme eines (Fahrzeugrades) Rades, insbesondere das Aufnahmerad des Radabschnitts (2) der Radantriebsvorrichtung oder in einer Weiterbildung eine gelagerte Felge, umfasst; wobei der Drehteller bevorzugt zur Simulation und /oder Messung von Lenkkräften und/oder zur Messung des Radwinkels, zumindest entlang einer vertikal ausgerichteten Drehachse rotierbar oder verdrehbar ausgestaltet ist. Bevorzugt hat der Drehteller dazu einen eigenen Antrieb oder ist mit einem Antrieb verbunden um die Rotation zu erzeugen. Particularly preferably, a test stand system can be proposed, wherein the contact surface comprises at least one turntable for receiving a (vehicle wheel) wheel, in particular the receiving wheel of the wheel section (2) of the wheel drive device or, in a further development, a mounted rim; wherein the turntable is preferably designed to be rotatable or rotatable at least along a vertically oriented axis of rotation for simulating and/or measuring steering forces and/or for measuring the wheel angle. Preferred The turntable has its own drive or is connected to a drive to generate the rotation.
Ein Prüfstandsystem zum Prüfen zumindest eines Fahrzeugs im stationären Betrieb, kann derart eingerichtet ist, dass nur die von dem Fahrzeug nicht-antreibbaren Naben oder Räder mit einer Radantriebsvorrichtung versehen sind und bevorzugt dadurch angetrieben werden; und die von dem Fahrzeug selbst angetriebenen Naben oder Räder, mittels Ansteuerung der Fahrzeugbremsen durch die eine externe Bremssteuerungsvorrichtung (extern bezogen auf das Fahrzeug), abbremsbar sind und miteinander und/oder mit allen anderen Rädern synchronisiert werden können. Mit anderen Worten, ein Prüfstand zum Prüfen von Fahrzeugen, insbesondere im stationären Betrieb, kann derart ausgestaltet sein, dass nur (ausschließlich) die nicht angetriebenen Räder (oder die jeweiligen Naben des Fahrzeugs) mit einer Radantriebsmaschine oder Radantriebsvorrichtung versehen sind und die restlichen vom Fahrzeug (selbst) angeriebenen Räder mit den Fahrzeugbremsen gebremst und synchronisiert werden können, und beispielsweise keine Radantriebsvorrichtung aufweisen (sondern z.B. eine gelagerte Felge) oder eine Radantriebsvorrichtung welche keinen Motor zum Antreiben aufweist. A test stand system for testing at least one vehicle in stationary operation can be set up in such a way that only the hubs or wheels that cannot be driven by the vehicle are provided with a wheel drive device and are preferably driven thereby; and the hubs or wheels driven by the vehicle itself can be braked by controlling the vehicle brakes through an external brake control device (external to the vehicle) and can be synchronized with one another and/or with all other wheels. In other words, a test stand for testing vehicles, in particular in stationary operation, can be designed in such a way that only (exclusively) the non-driven wheels (or the respective hubs of the vehicle) are provided with a wheel drive machine or wheel drive device and the rest of the vehicle (Self) driven wheels can be braked and synchronized with the vehicle brakes, and for example have no wheel drive device (but, for example, a mounted rim) or a wheel drive device which does not have a motor for driving.
Um zudem gleichermaßen eine effiziente Positionierung des Fahrzeugs auf der Aufstandsfläche, selbst angetriebener Fahrzeugwelle und ohne zusätzliche Nutzung von Antriebsrollen oder -bändern zu generieren, kann das beanspruchte Prüfstandsystem darüber hinaus insbesondere auch eine Reihe von Befestigungsmechaniken umfassen, welche das jeweilig zu prüfende Fahrzeug vorzugsweise bewegungsfrei innerhalb des Prüfstandsystems fixieren und somit etwaige durch Passivbewegungen entstehende Prüfungsungenauigkeiten (z.B. durch die Bewegung der Fahrzeugkarosserie entstehende Vibrationen) auf ein Minimum reduzieren können. Insofern kann, in einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, die Aufstandsfläche des Prüfstandsystems beispielhaft mit einer Reihe von auf der Aufstandsfläche angebrachten und vorzugsweise ein- und ausfahrbaren Fixierelementen, etwa dynamisch ansteuerbaren Bremsklötzen, ausgestattet sein, welche zur genauen Positionierung der Fahrzeugräder zwischen letzteren eingeführt und die Fahrzeugräder durch Begrenzen der Abrollfläche effektiv fixieren können. In order to also generate an efficient positioning of the vehicle on the contact area, self-propelled vehicle shaft and without additional use of drive rollers or belts, the claimed test stand system can also include in particular a series of fastening mechanisms, which preferably move the vehicle to be tested without movement within of the test stand system and can thus reduce any test inaccuracies caused by passive movements (e.g. vibrations caused by the movement of the vehicle body) to a minimum. In this respect, in a first preferred embodiment, the contact area of the test stand system can be equipped, for example, with a series of fixing elements attached to the contact area and preferably retractable and extendable, such as dynamically controllable brake pads, which are used for the precise positioning of the vehicle wheels between introduced into the latter and can effectively fix the vehicle wheels by limiting the rolling surface.
Darüber hinaus kann es in dem vorliegendem Prüfstandsystem, anstelle oder zusätzlich zu der oben genannten Bremsmechanik, zudem vorzugsweise auch möglich sein, die bereits in dem zu prüfenden Fahrzeug integrierten Festsetzungsmechaniken für eine effektive Fixierung des Fahrzeuges zu nutzen. So kann das Prüfstandsystem, in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel, beispielsweise eingerichtet sein, sich insbesondere mit dem Bremssystem des zu prüfenden Fahrzeugs zu verbinden und so, mittels Ansteuerung der fahrzeuginternen Fahrzeugbremsen, zumindest das Abrollen der von dem Fahrzeug selbst, das heißt aktiv angetriebenen Fahrzeugräder bzw. Fahrzeugwellen effizient zu blockieren. In addition, in the present test bench system, instead of or in addition to the above-mentioned brake mechanics, it may also preferably be possible to use the fixing mechanisms already integrated in the vehicle to be tested for effective fixation of the vehicle. Thus, in a particularly preferred exemplary embodiment, the test stand system can, for example, be set up to connect in particular to the braking system of the vehicle to be tested and thus, by controlling the vehicle's internal vehicle brakes, at least the rolling of the vehicle wheels driven by the vehicle itself, i.e. actively driven .Block vehicle waves efficiently.
Zu diesem Zweck kann das beanspruchte Prüfstandsystem beispielhaft vorzugsweise zumindest eine Bremssteuerungsvorrichtung vorsehen, welche innerhalb des Prüfstandsystem, beispielsweise gleichermaßen in, unter oder zumindest entlang der Aufstandsfläche, positioniert und insbesondere dazu eingerichtet sein kann, die Fahrzeugbremsen des zu prüfenden Fahrzeugs für die oben beschriebene Fixierungsmechanik extern anzusteuern. Hierfür kann die Bremssteuerungsvorrichtung zum Beispiel vorzugsweise zumindest, etwa durch Verbindung letzterer mittels einem hydraulischen Verbindungsschlauch oder einem anderem hydraulischen Verbindungselement, mit einem Bremszylinder des Fahrzeugs verbindbar ausgestaltet sein, sodass durch das so ermöglichte gezielte Ansteuern der internen Fahrzeugbremsen, ein während des Prüfungsprozesses durchführbares, selektives Blockieren der Fahrzeugreifen durch die internen Fahrzeugbremsen ermöglicht wird. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann es zudem auch insbesondere möglich sein, dass die Bremssteuerungsvorrichtung, vorzugsweise zusammen mit den weiteren Vorrichtungselementen des beanspruchten Prüfstandsystems, die Fahrzeugfixierung gleichermaßen auch automatisiert, z.B. durch Abrufen von vordefinierten Prozessschritten aus einem in dem Prüfstandsystem vorliegenden Prozessspeicher, durchführen kann, wodurch insbesondere eine an die verschiedenen Prüfprozesse angepasste und individuell einstellbare Prüfmechanik generiert werden kann. Für eine gesamtheitliche Automatisierung der Prüfprozesse, kann zudem bevorzugt auch eine zentrale Steuerungsvorrichtung in dem Prüfstandsystem integriert sein, welche vorzugsweise zumindest signaltechnisch mit den einzelnen zuvor genannten Vorrichtungselementen des Prüfstandsystems verbunden sein kann und so, durch Erhalt und Weitergabe etwaiger Steuerungssignale, einen vollautomatisierten Prüfstandbetrieb realisiert. Insofern kann das vorliegende Prüfstandsystem auch gleichermaßen insbesondere als voll-, jedoch zumindest als teilautomatisiertes Prüfstandsystem vorliegen. For this purpose, the claimed test stand system can, for example, preferably provide at least one brake control device, which can be positioned within the test stand system, for example equally in, under or at least along the contact surface, and in particular can be set up to externally control the vehicle brakes of the vehicle to be tested for the fixation mechanism described above head for. For this purpose, the brake control device can, for example, preferably be designed to be connectable to a brake cylinder of the vehicle at least, for example by connecting the latter by means of a hydraulic connecting hose or another hydraulic connecting element, so that the targeted control of the internal vehicle brakes made possible in this way allows for a selective control that can be carried out during the testing process Blocking of the vehicle tires is made possible by the internal vehicle brakes. In a particularly preferred exemplary embodiment, it may also be possible in particular for the brake control device, preferably together with the other device elements of the claimed test stand system, to also automate the vehicle fixation, for example by retrieving predefined process steps from one present in the test stand system Process memory, can be carried out, whereby in particular a testing mechanism that is adapted to the various testing processes and can be individually adjusted can be generated. For a holistic automation of the test processes, a central control device can also preferably be integrated into the test stand system, which can preferably be connected to the individual device elements of the test stand system mentioned above, at least in terms of signals, and thus realizes a fully automated test stand operation by receiving and passing on any control signals. In this respect, the present test bench system can also be present in particular as a fully, but at least partially, automated test bench system.
Das zur Detektion und Analyse entsprechender Fahrzeugfunktionen, insbesondere ADAS-Funktionen, eingerichtete Messsystem kann entsprechend vorzugsweise ebenfalls automatisiert ansteuerbar ausgestaltet sein und insbesondere eine Reihe von optischen, elektrischen oder mechanischen Sensorelementen umfassen, welche, vorzugsweise während der selektiven Modifizierung des Fahrzeugs durch die Vorrichtungen des Prüfstandsystems (z.B. während des Antreibens des Fahrzeugs durch die Radantriebsvorrichtungoder das Auslenken der Fahrzeugräder mittels der Aufstandsfläche/der Drehplatten), die Reaktionen des zu prüfenden Fahrzeugs, etwa interne Signalgebungen, Detektormessungen oder entstehende mechanische Wechselwirkungen und Kräfte innerhalb des Fahrzeugs, detektieren und zur weiteren Analyse und Informationsausgabe, an eine zusätzlich vorhandene Analysevorrichtung oder zumindest zu einem zur Ansicht der detektierten Informationen eingerichtetes Display senden können. Aufgrund der zusätzlich durch die beanspruchte Radantriebsvorrichtung nutzbar gemachte Fläche, kann es zudem auch möglich sein, dass das Prüfstandsystem, insbesondere im näheren Umfeld des zu prüfenden Fahrzeugs, eine Reihe von Prüfkörpern zur Simulation etwaiger im Straßenverkehr vorkommenden Hindernisse, wie zum Beispiel Straßenschilder, Passanten oder weitere Fahrzeuge, vorsehen kann, sodass die zuvor beschriebenen Prüfprozesse die wirklichen Begebenheiten im Straßenverkehr noch genauer nachbilden und überprüfen können. Um zudem vornehmlich auch die in modernen Prüfungsanlagen integrierten Bedingungen zur Messung von elektromagnetischen Störfestigkeiten („Elektromagnetische Verträglichkeit“ - EMV) bestehender Fahrzeugelemente gewährleisten zu können, kann das vorliegende Prüfstandsystem darüber hinaus auch insbesondere als EMV-System ausgebildet sein und entsprechend zu dem Zweck verwendbare Mess- und Gewährleistungsmechaniken umfassen. So kann das zuvor beschriebene Messsystem beispielsweise, vorzugsweise zusätzlich zu den oben genannten Vorrichtungselementen, auch zumindest eine zur Überprüfung elektromagnetischer Störfestigkeiten eingerichtete Antennenvorrichtung vorsehen, welche eingerichtet sein kann, zumindest etwaige während der Fahrzeugprüfung auftretende elektromagnetische (Stör)strahl ungen, beispielsweise von elektrischen innerhalb des Fahrzeugs integrierten Fahrzeugelementen, zu vermessen und als Detektionssignal weiterzuleiten, sodass insbesondere jeweilige negativ auf das ADAS-System des zu prüfenden Fahrzeugs einwirkende Wechselwirkungen präzise erfasst und zur Verbesserung des Fahrzeugsystems minimiert werden können. Um hierbei ferner auch eine insbesondere vorrichtungsspeifische Analyse ermöglichen zu können, kann die zuvor beschriebene Antennenvorrichtung darüber hinaus vorzugsweise auch eingerichtet sein, beispielsweise mittels ansteuerbaren Fokuselementen, sowohl das gesamte zu prüfende Fahrzeug nach etwaigen Strahlungen zu untersuchen, jedoch in bestimmten Fällen auch nur vordefinierte Fahrzeugelemente des Fahrzeugs oder klar begrenzte zwei- oder dreidimensionale Gebiete innerhalb des Prüfstandsystems nach ausgehenden zumindest elektromagnetischen Störabstrahlungen zu untersuchen, sodass die Identifikation von etwaig im Fahrzeug implementierten Stör- oder Fehlerquellen noch effizienter ausgestaltet werden kann. The measuring system set up for the detection and analysis of corresponding vehicle functions, in particular ADAS functions, can preferably also be designed to be controlled automatically and in particular include a series of optical, electrical or mechanical sensor elements, which, preferably during the selective modification of the vehicle by the devices of the test bench system (e.g. during driving of the vehicle by the wheel drive device or the deflection of the vehicle wheels by means of the contact surface/the turntables), the reactions of the vehicle to be tested, such as internal signaling, detector measurements or arising mechanical interactions and forces within the vehicle, are detected and used for further analysis and Information output can be sent to an additional analysis device or at least to a display set up to view the detected information. Due to the additional area made usable by the claimed wheel drive device, it may also be possible for the test stand system, particularly in the immediate vicinity of the vehicle to be tested, to have a series of test specimens to simulate any obstacles that may occur in road traffic, such as street signs, passers-by, etc additional vehicles can be provided, so that the test processes described above can replicate and check real road traffic conditions even more precisely. In order to be able to guarantee the conditions for measuring the electromagnetic immunity (“electromagnetic compatibility” - EMC) of existing vehicle elements that are integrated in modern testing systems, the present test stand system can also be designed in particular as an EMC system and can be used for this purpose - and warranty mechanisms include. For example, the measuring system described above can, preferably in addition to the above-mentioned device elements, also provide at least one antenna device set up to check electromagnetic immunity to interference, which can be set up to detect at least any electromagnetic (interference) radiation that occurs during the vehicle test, for example from electrical ones within the Vehicle integrated vehicle elements, to be measured and forwarded as a detection signal, so that in particular any negative interactions affecting the ADAS system of the vehicle to be tested can be precisely recorded and minimized to improve the vehicle system. In order to be able to enable a particularly device-specific analysis, the previously described antenna device can also preferably be set up, for example by means of controllable focus elements, to examine both the entire vehicle to be tested for possible radiation, but in certain cases also only predefined vehicle elements of the vehicle Vehicle or clearly defined two- or three-dimensional areas within the test stand system to examine for outgoing at least electromagnetic interference emissions, so that the identification of any sources of interference or errors implemented in the vehicle can be made even more efficient.
Darüber hinaus kann das vorliegende Prüfstandsystem in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel auch zumindest eine um das Prüfareal, das heißt zumindest um das zu prüfende Fahrzeug ausgebildete, Absorberkammer umfassen, welche explizit dafür eingerichtet sein kann, externe und für den EMV-Prüfprozess schädliche elektromagnetische Störstrahlungen von außerhalb des Prüfstandsystems zu blockieren bzw. zu absorbieren und somit die Genauigkeit des integrierten Prüfvorrichtung noch weiter zu verbessern. In addition, in a particularly preferred exemplary embodiment, the present test stand system can also include at least one absorber chamber formed around the test area, that is to say at least around the vehicle to be tested, which can be explicitly set up to absorb external electromagnetic interference radiation from outside that is harmful to the EMC test process of To block or absorb the test stand system and thus further improve the accuracy of the integrated test device.
Insofern lässt sich erkennen, dass insbesondere durch die Integration der beanspruchten Radantriebsvorrichtung ein, im Vergleich zum Stand der Technik, weitaus effizienterer, versatilerer und vornehmliche präziserer Fahrzeugprüfstand bereitgestellt werden kann, welcher, aufgrund des Wegfallens etwaiger gefährlicher Prüfrollen oder -bänder, zudem nicht nur mehr Sicherheit für zusätzliche Vorrichtungselemente oder Bearbeiter bietet, sondern gleichermaßen eine äußerst einfache, simpel anzupassende und kurvenfähige Überprüfung von ADAS- Funktionen ermöglicht. Die genauen zur Nutzung der beanspruchten Vorrichtung und des Systems durchzuführenden Prozessabläufe, können dabei ferner bevorzugt denen der bereits zuvor beschriebenen Funktionen der genannten Radantriebsvorrichtung sowie des vorgestellten Prüfstandsystems entsprechen. Entsprechend können die hiermit gleichermaßen beanspruchten und durch die vorliegende Radantriebsvorrichtung bzw. das Prüfstandsystem generierten Prozessschritte auch zumindest einen der folgenden Schritte umfassen: In this respect, it can be seen that, in particular, through the integration of the claimed wheel drive device, a vehicle test bench that is far more efficient, more versatile and, above all, more precise than the prior art can be provided, which, due to the elimination of any dangerous test rollers or belts, is not only more Not only does it provide security for additional device elements or operators, but it also enables extremely simple, easy-to-adjust and curve-capable verification of ADAS functions. The exact process sequences to be carried out to use the claimed device and system can also preferably correspond to those of the previously described functions of the wheel drive device mentioned and of the test stand system presented. Accordingly, the process steps that are equally stressed and generated by the present wheel drive device or the test bench system can also include at least one of the following steps:
- Positionieren eines zu prüfenden Fahrzeugs auf einer Aufstandsfläche des Prüfstandsystems, vorzugsweise auf entlang der Aufstandsfläche positionierten Drehtellern; - Positioning a vehicle to be tested on a contact area of the test stand system, preferably on turntables positioned along the contact area;
- Anbringen der Radantriebsvorrichtung an das Fahrzeug durch Fixierung des Antriebsabschnitts der Radantriebsvorrichtung an eine Radnabe des Fahrzeugs, wobei der Radabschnitt der angebrachten Radantriebsvorrichtung auf der Aufstandsfläche aufliegt; - Attaching the wheel drive device to the vehicle by fixing the drive section of the wheel drive device to a wheel hub of the vehicle, the wheel section of the attached wheel drive device resting on the contact surface;
- Antreiben der Radnabe durch den Antriebsabschnitt der- Driving the wheel hub through the drive section of the
Radantriebsvorrichtung relativ zu einer Bewegung dessen Radabschnitts;Wheel drive device relative to a movement of its wheel portion;
- Messen der Fahrzeugfunktionen durch das Messsystem des- Measuring the vehicle functions through the measuring system
Prüfstandsystems während des Antreibens des Fahrzeugs durch die Radantriebsvorrichtung. Test bench system while driving the vehicle by the wheel drive device.
Ferner können weitere beanspruchte Prozessschritte zumindest die folgenden Punkte umfassen: Furthermore, further claimed process steps can include at least the following points:
TI Anbringen der Radantriebsvorrichtung nur an von dem Fahrzeug nichtantreibbaren Radnaben; T.I Attaching the wheel drive device only to wheel hubs that cannot be driven by the vehicle;
- Blockieren der von dem Fahrzeug antreibbaren Räder durch Ansteuerung der Fahrzeugbremsen mittels der Bremssteuerungsvorrichtung; - Messen von während des Prüfungsprozesses erzeugen elektromagnetischen- Blocking the wheels that can be driven by the vehicle by controlling the vehicle brakes using the brake control device; - Measuring electromagnetic generated during the testing process
Strahlungen zumindest mittels einer in dem Prüfstandsystem integrierten Antennenvorrichtung. Radiations at least by means of an antenna device integrated in the test stand system.
Ein Verfahren zur Montage einer Radantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Antriebsabschnitt zweiteilig ausgebildet ist und einen inneren Abschnitt und einen äußeren Abschnitt umfasst, kann die Schritte umfassen: Montage des inneren Abschnitts an der Radnabe des Fahrzeugs und nachfolgend Montage des äußeren Abschnitts, um eine formschlüssige Verbindung zwischen beiden Abschnitten zu erreichen. A method of assembling a wheel drive device according to one of the preceding aspects, wherein the drive section is formed in two parts and comprises an inner section and an outer section, may comprise the steps of: mounting the inner section on the wheel hub of the vehicle and subsequently mounting the outer section to achieve a positive connection between the two sections.
Kurzbeschreibung der Figuren Short description of the characters
Figur 1A zeigt eine Ausführungsform der beanspruchten Radantriebsvorrichtung, in einem vertikalen Querschnitt, wobei ein Verlängerungsstück eines Antriebsabschnitts mit einer Außenseite eines Rotorelements verbunden ist und so ein zusätzliches inneres Gehäuse innerhalb des Antriebsabschnitts bildet; Figure 1A shows an embodiment of the claimed wheel drive device, in a vertical cross section, with an extension piece of a drive section connected to an outside of a rotor element, thus forming an additional inner housing within the drive section;
Figur 1B zeigt eine weitere Ausführungsform der beanspruchtenFigure 1B shows a further embodiment of the claimed
Radantriebsvorrichtung in einem vertikalen Querschnitt, wobei das Verlängerungsstück des Antriebsabschnitts mit der Innenseite des Rotorelements verbunden ist; Wheel drive device in a vertical cross section, wherein the extension piece of the drive section is connected to the inside of the rotor element;
Figur 2A zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Radantriebsvorrichtung der Figur 1A; Figure 2A shows a three-dimensional view of the wheel drive device of Figure 1A;
Figur 2B zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Radantriebsvorrichtung der Figur 1B; Figure 2B shows a three-dimensional view of the wheel drive device of Figure 1B;
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Radantriebsvorrichtung, die keinen eigenen Antrieb aufweist. Figure 3 shows a schematic representation of an embodiment of the wheel drive device, which does not have its own drive.
Figuren 4A und 4B zeigen einen Schrittmotor, der in dem Antriebsabschnitt gemäß den Figuren 1A - 2B integriert sein kann, in einer Front- und einer dreidimensionalen Ansicht. Figures 4A and 4B show a stepper motor, which can be integrated in the drive section according to Figures 1A - 2B, in a front and a three-dimensional view.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des beanspruchten Prüfstandsystems, ausgebildet als EMV- Prüfstand; Figure 5 shows a schematic representation of an embodiment of the claimed test stand system, designed as an EMC test stand;
Figur 6 zeigt den in Figur 5 gezeigten EMV-Prüfstand mit zusätzlichen messtechnischen Vorrichtungen zur Erfassung einer Drehbewegung einer Radnabe, an der die in Figur 5 gezeigte Radantriebsvorrichtung angebracht ist. Figure 6 shows the EMC test stand shown in Figure 5 with additional measurement devices for detecting a rotational movement of a wheel hub to which the wheel drive device shown in Figure 5 is attached.
Figur 7 zeigt schematisch eine weitere messtechnische Vorrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung einer Radnabe, an der z.B. eine in den Figur 1A - 2B gezeigte Radantriebsvorrichtung angebracht ist. Figure 7 shows schematically a further metrological device for detecting a rotational movement of a wheel hub, to which, for example, a wheel drive device shown in Figures 1A - 2B is attached.
Figur 8 zeigt schematisch noch eine weitere messtechnischeFigure 8 shows schematically another measurement technology
Vorrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung einer Radnabe, an der eine der in den Figur 1A - 6 gezeigte Radantriebsvorrichtung angebracht ist. Device for detecting a rotational movement Wheel hub to which one of the wheel drive devices shown in Figures 1A - 6 is attached.
Figuren 9A und 9B zeigen eine Ausführungsform gemäß einem weiteren Aspekt der beanspruchten Radantriebsvorrichtung in einer dreidimensionalen Ansicht, wobei der Antriebsabschnitt zweiteilig aufgebaut ist und einen Innen- und Außenteil aufweist. Figures 9A and 9B show an embodiment according to a further aspect of the claimed wheel drive device in a three-dimensional view, wherein the drive section is constructed in two parts and has an inner and outer part.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen Detailed description of preferred embodiments
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand beispielhafter Figuren detailliert beschrieben. Die Merkmale der Ausführungsbeispiele sind im Ganzen oder teilweise kombinierbar und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Daher wird gegebenenfalls auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet. Exemplary embodiments of the present invention are described in detail below using exemplary figures. The features of the exemplary embodiments can be combined in whole or in part and the present invention is not limited to the exemplary embodiments described. In the figures, the same elements are given the same reference numbers. Therefore, if necessary, a repetitive description is omitted.
Die Figuren 1 und 2 zeigen verschiedene Ausführungsformen der zum Antreiben eines in einem Fahrzeugprüfstand zu prüfenden Fahrzeugs F eingerichteten Radantriebsvorrichtung 1 in einer Mehrzahl von Querschnittsdarstellungen. Genauer zeigen hierbei die Figuren 1A und 2A eine erste Ausführungsform der beanspruchten Radantriebsvorrichtung 1, jeweils in zwei- und dreidimensionalen und mit einem vertikalen Querschnitt versehenen Querschnittsansicht, wohingegen die Figuren 1B und 2B eine zweite Ausführungsform in äquivalenter Darstellungsart präsentieren. Figures 1 and 2 show various embodiments of the wheel drive device 1 set up to drive a vehicle F to be tested in a vehicle test bench in a plurality of cross-sectional views. More specifically, Figures 1A and 2A show a first embodiment of the claimed wheel drive device 1, each in a two- and three-dimensional cross-sectional view with a vertical cross-section, whereas Figures 1B and 2B present a second embodiment in an equivalent representation.
Die Radantriebsvorrichtung 1 der Figuren 1A und 2A weist dabei zu dem oben genannten Zweck zumindest einen mit einem Aufnahmerad ausgebildeten und zum Tragen der Radantriebsvorrichtung an dem zu prüfenden Fahrzeug F eingerichteten Radabschnitt 2 sowie einen zum rotierbaren Antreiben einer Radnabe des Fahrzeugs F ausgebildeten Antriebsabschnitt 4 vor, welcher in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als direkt mit der Radnabe verbindbarer Innenläufermotor dargestellt ist. For the purpose mentioned above, the wheel drive device 1 of Figures 1A and 2A has at least one wheel section 2 designed with a receiving wheel and set up to carry the wheel drive device on the vehicle F to be tested, as well as a drive section 4 designed to rotatably drive a wheel hub of the vehicle F, which in the present exemplary embodiment is shown as an internal rotor motor that can be connected directly to the wheel hub.
Dabei setzt sich das Aufnahmerad des Radabschnitts 2 im vorliegenden Fall zunächst aus einer Felge 8 und einem auf diesem aufgespannten Reifen 6 (insbesondere ein für den Straßenverkehr zugelassener Reifen; Straßen bereif ung und/oder Luftbereifung) zusammen, welche bei der Integration der Radantriebsvorrichtung 1 an die Radnabe des zu überprüfenden Fahrzeugs F, fest mit diesem verbunden werden. Somit können, analog zu den übrigen Fahrzeugreifen des Fahrzeugs F, die durch das Fahrzeug F generierten Kräfte (z.B. Gewichtskräfte) gleichmäßig an die Karosserie bzw. weiteren Fahrzeugelementen übertragen werden. Insofern wird durch das zusätzliche Einbringen des Radabschnitts 2 in das zu prüfende Fahrzeug F, eine äußerst effiziente Nachahmung der normalerweise (d.h. im allgemeinen Straßenverkehr) innerhalb des Fahrzeugs F vorliegenden Kräfteverteilungen ermöglicht, wodurch eine Funktionsprüfung, insbesondere eine Prüfung von ADAS-Funktionen, mittels der beanspruchten Radantriebsvorrichtung bei äußerst realen Fahrzeugbedingungen durchgeführt werden kann. In the present case, the receiving wheel of the wheel section 2 is initially composed of a rim 8 and a tire 6 clamped on it (in particular a tire approved for road traffic; road tires and/or pneumatic tires), which are used when integrating the Wheel drive device 1 is firmly connected to the wheel hub of the vehicle F to be checked. Thus, analogous to the other vehicle tires of the vehicle F, the forces (e.g. weight forces) generated by the vehicle F can be transmitted evenly to the body or other vehicle elements. In this respect, the additional introduction of the wheel section 2 into the vehicle F to be tested enables an extremely efficient imitation of the force distributions normally present within the vehicle F (ie in general road traffic), which means that a functional test, in particular a test of ADAS functions, can be carried out using the stressed wheel drive device can be carried out under extremely real vehicle conditions.
Um zudem gleichermaßen eine sowohl sichere als auch zum Antreiben einer jeweiligen Radnabe erforderliche, bewegliche Ausgestaltung des Antriebsabschnitts 4 gewährleisten zu können, ist der Radabschnitt 2 zudem zusätzlich mit einem Verbindungselement 10 ausgestattet, das im vorliegenden Fall zentral in der Felge 8 des Aufnahmerades des Radabschnitts 2 eingebracht ist und zur Integration des Antriebsabschnitts 4 zumindest in den Radabschnitt 2, insbesondere mit einer Mehrzahl von Radiallagern 13 versehen ist. Dabei bilden die Radiallager 13 speziell eine ring- bzw. zylinderförmige Führungsstruktur aus, durch welche ein Teil des Antriebsabschnitts 4, genauer das Verlängerungsstück 16, an einem Ende des Verbindungselements 10 zur beweglichen Lagerungdes Antriebsabschnitts 4 in das Verbindungselement 10 eingeführt und in einem bevorzugten Fall, am anderen Ende des Verbindungselements, mit der Radnabe des zu prüfenden Fahrzeugs F kontaktiert werden kann, wodurch mittels des beanspruchten Radabschnitts 2 sowohl eine geeignete Ausrichtung als auch Lagerung des Antriebsabschnitts 4 in der Radantriebsvorrichtung 1 sichergestellt wird. In order to be able to ensure a movable design of the drive section 4 that is both safe and necessary for driving a respective wheel hub, the wheel section 2 is additionally equipped with a connecting element 10, which in the present case is centrally located in the rim 8 of the receiving wheel of the wheel section 2 is introduced and is provided for integrating the drive section 4 at least into the wheel section 2, in particular with a plurality of radial bearings 13. The radial bearings 13 specifically form an annular or cylindrical guide structure through which a part of the drive section 4, more precisely the extension piece 16, is inserted into the connecting element 10 at one end of the connecting element 10 for movable mounting of the drive section 4 and in a preferred case, at the other end of the connecting element, can be contacted with the wheel hub of the vehicle F to be tested, whereby both a suitable alignment and mounting of the drive section 4 in the wheel drive device 1 is ensured by means of the stressed wheel section 2.
Der Antriebsabschnitt 4 ist, wie bereits angemerkt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als mit dem Radabschnitt 2 verbundener Innenläufermotor ausgebildet, wodurch insbesondere der Vorteil generiert wird, dass die Außenfläche des Antriebsabschnitts 4 als starre, bewegungslose Struktur vorliegt und somit keine beweglichen, potentiell für außenstehende Systemteile oder Bearbeiter gefährlichen Elemente offenbart. Genauer umfasst der Antriebsabschnitt 4 zu diesem Zweck zumindest ein die äußere Form des Antriebsabschnitts 4 definierendes Statorelement 12, das in der gezeigten Radantriebsvorrichtung 1 speziell als ringförmige Gehäusestruktur konzipiert, mit einem zusätzlichen, gleichermaßen ringförmig ausgebildeten und mit dem Radabschnitt 2 verbundenen Schutzgehäuse 11 ummantelt und mittels integrierter Antriebsmechanik in der Lage ist, einen innerhalb des Statorelements 12 eingebrachten Rotor des entsprechenden Rotorelements 14, zum Antreiben der zu verbindenden Radnabe, um eine dargestellte Antriebsachse A zu rotieren. As already noted, the drive section 4 is designed in the present exemplary embodiment as an internal rotor motor connected to the wheel section 2, which in particular generates the advantage that the outer surface of the drive section 4 is present as a rigid, motionless structure and thus No moving elements that are potentially dangerous to outside system parts or operators are disclosed. More precisely, for this purpose, the drive section 4 comprises at least one stator element 12 defining the outer shape of the drive section 4, which in the wheel drive device 1 shown is specifically designed as an annular housing structure, is encased and by means of an additional, equally annular protective housing 11 which is connected to the wheel section 2 integrated drive mechanism is able to rotate a rotor of the corresponding rotor element 14 inserted within the stator element 12 to drive the wheel hub to be connected around a drive axle A shown.
Die hierfür benötigte Energie wird dabei insbesondere über Leitungen 21 an ein speziell dafür vorgesehenes und an dem Statorelement 12 konzipiertes Leitungselement 20 gesendet, welches direkt mit der oben genannten Antriebsmechanik verbunden ist und vorzugsweise, mittels Anpassung des Energieflusses innerhalb des Statorelements 12, die durch den Antriebsabschnitt 4 generierten Antriebskräfte regulieren kann. Entsprechend ist das Leitungselement 20 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vornehmlich nicht nur als Kontaktstelle zur Anbringung von Energieleitungen 21 an den Antriebsabschnitt 4 zu sehen, sondern ebenso als eine innerhalb der Radantriebsvorrichtung 1 integrierte Energiesteuerungsvorrichtung, welche, bevorzugt auf Basis von implementierten Steuerungsprozessen, die dem Statorelement 12 zugeführte Energie und somit durch Bewegen des Rotors des Rotorelements 14 generierte Antriebskräfte anpassen kann. The energy required for this is sent in particular via lines 21 to a line element 20 specifically intended for this purpose and designed on the stator element 12, which is connected directly to the above-mentioned drive mechanism and preferably, by adjusting the energy flow within the stator element 12, which passes through the drive section 4 generated driving forces can regulate. Accordingly, the line element 20 in the present exemplary embodiment is primarily to be seen not only as a contact point for attaching energy lines 21 to the drive section 4, but also as an energy control device integrated within the wheel drive device 1, which, preferably on the basis of implemented control processes, which the stator element 12 supplied energy and thus driving forces generated by moving the rotor of the rotor element 14 can be adjusted.
Die zu nutzende Energieart ist dabei in der vorliegenden Ausführungsform nicht weiter beschränkt. In bevorzugten Ausführungsbeispielen kann die dem Leitungselement 20 zugeführte Energie jedoch insbesondere eine auf elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Basis generierte Energie sein, die etwa durch Einführung eines elektrischen Stroms oder eines hydraulischen oder pneumatischen Drucks, an den Antriebsabschnitt 4 weitergeleitet werden kann, sodass sich die Antriebsmechanik und die hierfür konzipierte Ausgestaltung des Antriebsabschnitts 4 je nach zu nutzender Energieart verändern kann. Insofern kann der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Innenläufermotor beispielsweise als mit Leitungswicklungen versehener Elektromotor, in weiteren Fällen jedoch auch als ein auf beispielsweise Druck basierender Pneumatik- oder Hydraulikmotor konzipiert sein. The type of energy to be used is not further limited in the present embodiment. In preferred exemplary embodiments, however, the energy supplied to the line element 20 can in particular be energy generated on an electrical, pneumatic or hydraulic basis, which can be forwarded to the drive section 4, for example by introducing an electrical current or a hydraulic or pneumatic pressure, so that the drive mechanism and the design designed for this purpose Drive section 4 can change depending on the type of energy to be used. In this respect, the internal rotor motor shown in Figures 1 and 2 can be designed, for example, as an electric motor provided with line windings, but in other cases also as a pneumatic or hydraulic motor based on pressure, for example.
Das zum Antreiben der jeweiligen Radnabe eingerichtete Rotorelement 14 umfasst ferner, wie bereits beschrieben, einen in das Statorelement 12 eingelassenen und gleichermaßen ringförmig ausgestalteten Rotor, welcher mittels der zuvor genannten Antriebsmechanik innerhalb des Statorelements 12 um die Antriebsachse A rotierbar ausgestaltet ist und somit ein zur Bewegung der anzutreibenden Radnabe konstruiertes Drehmoment erzeugt. Wie dabei explizit in den Figuren 1 und 2 zu sehen, ist die Antriebsachse A hierbei insbesondere derart ausgerichtet, dass sie gleichermaßen mit der Rotationsachse der zu bewegenden Radnabe zusammenfällt, sodass die durch das Rotorelement 14 generierten Kräfte vornehmlich direkt und ohne weitere Orientierungselemente an die Antriebswelle des zu prüfenden Fahrzeugs F weitergegeben werden können. Da zudem, aufgrund der dargestellten Orientierung des Rotorelements 14, gleichermaßen die Ausrichtung des ringförmigen Statorelements 12 (d.h. zumindest eine Längsachse des Statorelements) planparallel zur Rotationsachse der Radnabe und somit zu den Längsachsen des Aufnahmerades des Radelements 2 angeglichen wird, wird ferner ein äußerst effizientes Vorrichtungsdesign ermöglicht, da der Körper des Antriebsabschnitts 4 möglichst nah und kompakt an das Aufnahmerad des Radabschnitts 2 herangeführt werden kann. The rotor element 14 set up to drive the respective wheel hub further comprises, as already described, a rotor which is embedded in the stator element 12 and is equally annular and which is designed to be rotatable about the drive axis A within the stator element 12 by means of the previously mentioned drive mechanism and is therefore designed for movement The torque designed by the wheel hub to be driven is generated. As can be seen explicitly in Figures 1 and 2, the drive axle A is in particular aligned in such a way that it equally coincides with the axis of rotation of the wheel hub to be moved, so that the forces generated by the rotor element 14 are primarily directed to the drive shaft directly and without further orientation elements of the vehicle F to be tested can be passed on. Since, due to the illustrated orientation of the rotor element 14, the orientation of the annular stator element 12 (i.e. at least one longitudinal axis of the stator element) is also aligned plane-parallel to the axis of rotation of the wheel hub and thus to the longitudinal axes of the receiving wheel of the wheel element 2, an extremely efficient device design is also achieved possible because the body of the drive section 4 can be brought as close and compact as possible to the receiving wheel of the wheel section 2.
Die Übertragung der durch den Rotor des Rotorelements 14 erzeugten Drehbewegung, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zudem mittels des bereits genannten und als Zwischenverbindung zwischen der Radnabe und des Rotors des Rotorelements 14 fungierenden Verlängerungsstücks 16 erwirkt. Genauer ist dabei letztgenanntes Verlängerungsstück 16 in dem in den Figuren 1A und 2A gezeigten Ausführungsbeispiel zu diesem Zweck als ring- bzw. lochzylinderförmige und radial innerhalb des Rotorelements 14 positionierten Struktur ausgestaltet, welches an einem Ende an einer ausgebildeten Kontaktfläche 18 mit der Radnabe des zu prüfenden Fahrzeugs F verbunden werden kann, und am anderen Ende mittels lösbarer Fixierungsmechaniken (in dem gezeigten Fall mithilfe von einfachen Verschraubungen), an den Rotor des Rotorelements 14 befestigt wird. Um zudem eine möglichst verlustfreie Kraftübertragung und eine präzise Ausrichtung des Antriebsabschnitts 4 an die Radnabe zu ermöglichen, ist zudem zumindest ein Teil des Verlängerungsstücks 16 gleichermaßen an Lagerflächen rotierbar in den Radiallagern 13 des Verbindungselements 10 des Radabschnitts 2 gelagert, sodass, durch Bewegen des Rotors des Rotorelements 14 und der dadurch entstehenden Mitbewegung des Verlängerungsstücks 16 (gleichermaßen um die Antriebsachse A), ein Antreiben der mit dem Verlängerungsstück 16 verbundenen Radnabe ermöglicht wird, das Aufnahmerad des Radabschnitts 2 jedoch während des gesamten Antriebsprozess vollkommen stillsteht. In the present exemplary embodiment, the transmission of the rotary movement generated by the rotor of the rotor element 14 is also achieved by means of the extension piece 16 already mentioned and functioning as an intermediate connection between the wheel hub and the rotor of the rotor element 14. More precisely, the latter extension piece 16 in the exemplary embodiment shown in FIGS. 1A and 2A is for this purpose as a ring-shaped or hole-cylindrical structure positioned radially within the rotor element 14 designed, which can be connected at one end to a formed contact surface 18 with the wheel hub of the vehicle F to be tested, and at the other end is attached to the rotor of the rotor element 14 by means of releasable fixing mechanisms (in the case shown using simple screw connections). In order to enable power transmission with as little loss as possible and a precise alignment of the drive section 4 to the wheel hub, at least part of the extension piece 16 is also rotatably mounted on bearing surfaces in the radial bearings 13 of the connecting element 10 of the wheel section 2, so that by moving the rotor of the Rotor element 14 and the resulting movement of the extension piece 16 (equally around the drive axle A), driving the wheel hub connected to the extension piece 16 is made possible, but the receiving wheel of the wheel section 2 remains completely stationary during the entire drive process.
Soll entsprechend eine jeweilige Radnabe mittels der vorliegenden Radantriebsvorrichtung 1 angetrieben werden, so wird zunächst das mit dem Rotorabschnitt 4 verbundene Verlängerungsstück 16 fest mit der Radnabe des Fahrzeugs F verbunden, wodurch gleichermaßen, aufgrund der zuvor beschriebenen Lagerung des Verlängerungsstücks 16 in dem Verbindungselement 10 des Radabschnitts 2, das Aufnahmerad des Radabschnitts 2 fixierend in das Fahrzeug F integriert wird. Wird daraufhin der Rotor des Rotorelements 14 mittels der Antriebsmechanik des Antriebsabschnitts 4 in Bewegung versetzt, wird folgend, basierend auf der direkten Verbindung des Rotors mit dem Verlängerungsstück 16 (und folglich der Radnabe des Fahrzeugs F), das Verlängerungsstück 16 um die Antriebsachse A mitbewegt und übergibt so an der Kontaktfläche 18 ein durch den Antriebsabschnitt 4 erzeugtes, direkt an die Drehachse der Radnabe angepasstes Drehmoment an die Radnabe bzw. die entsprechende Antriebswelle des zu prüfenden Fahrzeugs F. Insofern wird durch die zuvor beschriebene Konstruktion der Radantriebsvorrichtung 1 somit ein zugleich äußerst energie-effizienter, kompakter und insbesondere sicherer Antriebsmechanismus zum Prüfen eines Fahrzeugs F in einem Prüfstand bereitgestellt, welcher aufgrund der direkten Kontaktierung mit der Radnabe des Fahrzeugs F, nicht nur etwaige gefährliche Rollen- und/oder Bandantriebe effizient ersetzen, sondern gleichermaßen ADAS- Prüfungen bei voll funktionsfähigen Lenkmechaniken ermöglicht. If a respective wheel hub is to be driven by means of the present wheel drive device 1, the extension piece 16 connected to the rotor section 4 is first firmly connected to the wheel hub of the vehicle F, whereby, due to the previously described storage of the extension piece 16 in the connecting element 10 of the wheel section 2, the receiving wheel of the wheel section 2 is integrated into the vehicle F in a fixing manner. If the rotor of the rotor element 14 is then set in motion by means of the drive mechanism of the drive section 4, the extension piece 16 is then moved around the drive axle A based on the direct connection of the rotor to the extension piece 16 (and consequently the wheel hub of the vehicle F). In this way, a torque generated by the drive section 4 and adapted directly to the axis of rotation of the wheel hub is transferred to the wheel hub or the corresponding drive shaft of the vehicle F to be tested at the contact surface 18. In this respect, the construction of the wheel drive device 1 described above results in extremely high energy -efficient, compact and, in particular, safe drive mechanism for testing a vehicle F in a test bench, which, due to the direct contact with the wheel hub of the vehicle F, not only any dangerous ones Efficiently replacing roller and/or belt drives, but also enabling ADAS tests on fully functional steering mechanisms.
In der gezeigten Ausführungsform der Figuren 1A und 2A, ist die Radantriebsvorrichtung 1 zusätzlich mit einer mechanischen Sensorvorrichtung 22 versehen, welche in dem gegebenen Fall als mechanischer, innerhalb des Rotorelements 14 positionierter Drehgeber ausgestaltet ist. In the embodiment shown in Figures 1A and 2A, the wheel drive device 1 is additionally provided with a mechanical sensor device 22, which in the given case is designed as a mechanical rotary encoder positioned within the rotor element 14.
Der Drehgeber der Sensorvorrichtung 22 ist mittels eines ebenso innerhalb des Rotorelements 14 positionierten Übertragungselements 24, in diesem Fall ausgebildet als rotierbarer und gleichermaßen zentral auf der Antriebsachse A aufliegender Verbindungsstab, mit dem Verlängerungsstück 16 und somit der Radnabe des zu prüfenden Fahrzeugs F verbunden. Wird entsprechend die Radnabe mittels des zuvor beschriebenen Antriebsmechanismus durch den Antriebsabschnitt 4 angetrieben, so rotiert gleichermaßen auch das Übertragungselement 24 mit der Drehbewegung des Verlängerungsstücks 16 bzw. der Radnabe mit und kann somit die jeweiligen Antriebseigenschaften, beispielsweise durch Übersetzung der Rotation des Übertragungselements 24 in ein innerhalb der Sensorvorrichtung 22 implementiertes Getriebe, an die Sensorvorrichtung 22 weitergeben. Letztere ist zudem in der Lage, mittels ebenfalls in der Sensorvorrichtung 22 integrierte Sensorelemente, die übertragene Drehbewegung zu analysieren und als Anpassungsinformationen an die zuvor beschriebenen Steuerelemente zu übertragen. The rotary encoder of the sensor device 22 is connected to the extension piece 16 and thus to the wheel hub of the vehicle F to be tested by means of a transmission element 24 which is also positioned within the rotor element 14, in this case designed as a rotatable connecting rod which rests equally centrally on the drive axle A. If the wheel hub is driven by the drive section 4 by means of the drive mechanism described above, the transmission element 24 also rotates with the rotational movement of the extension piece 16 or the wheel hub and can thus change the respective drive properties, for example by translating the rotation of the transmission element 24 into a Transmission implemented within the sensor device 22 to the sensor device 22. The latter is also able to analyze the transmitted rotational movement by means of sensor elements also integrated in the sensor device 22 and to transmit it as adaptation information to the previously described control elements.
Die Figuren 1B und 2B zeigen zudem eine weitere Ausführungsform der beschriebenen Radantriebsvorrichtung 1, in welcher, im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 2A, die Verbindungsstruktur zwischen dem Verlängerungsstück 16 und dem Rotor des Rotorelements 14 des Antriebsabschnitts 4 verändert wurde. Genauer sieht dabei die erste Ausführungsform der Figuren 1A und 2A insbesondere vor, das Verlängerungsstück 16 explizit an der radialen Außenseite, das heißt, an der vom Fahrzeug F und/oder der Radnabe wegzeigenden Seite des Rotors, mittels eines ringförmigen Flansches 2Q an dem Rotor zu fixieren, sodass das Verlängerungsstück 16 insbesondere eine die gesamte Innenfläche des Antriebsabschnitts 4 umspannende Ummantelung ausbildet und somit einen verbesserten Schutz des darunter liegenden Rotorelements 14 ermöglicht. Im Vergleich hierzu ist die Fixierung des Verlängerungsstücks 16 an dem Rotor der in den Figuren 1B und 2B gezeigten Ausführungsform hingegen an der radialen Innenseite, das heißt, der zum Fahrzeug F bzw. zur Radnabe ausgerichteten Seite des Rotors vorgesehen, wodurch vornehmlich der durch die Drehbewegung des Rotors auf die Radnabe einwirkende Kraftarm weiter verkürzt und somit das zu nutzende Drehmoment noch direkter und verlustfreier an die Radnabe weitergegeben werden kann. Figures 1B and 2B also show a further embodiment of the wheel drive device 1 described, in which, in comparison to the exemplary embodiment of Figures 1A and 2A, the connection structure between the extension piece 16 and the rotor of the rotor element 14 of the drive section 4 has been changed. More specifically, the first embodiment of Figures 1A and 2A provides in particular that the extension piece 16 is explicitly attached to the radial outside, that is, to the side of the rotor facing away from the vehicle F and/or the wheel hub, by means of an annular flange 2Q to be fixed to the rotor, so that the extension piece 16 in particular forms a casing spanning the entire inner surface of the drive section 4 and thus enables improved protection of the rotor element 14 underneath. In comparison, the fixation of the extension piece 16 on the rotor of the embodiment shown in FIGS. 1B and 2B is provided on the radial inside, that is, on the side of the rotor aligned with the vehicle F or the wheel hub, whereby primarily the rotational movement The force arm acting on the wheel hub of the rotor is further shortened and the torque to be used can therefore be passed on to the wheel hub even more directly and without loss.
In Figur 3 ist eine bevorzugte Ausgestaltung der Radantriebsvorrichtung 1 dargestellt, wobei diese im Wesentlichen der Ausführung in Figur 2A oder 2B entspricht aber ohne eigenen Antrieb ausgestattet ist. Insbesondere zur Anbindung von Radnaben des Fahrzeugs welche durch das Fahrzeug selbst antreibbar sind oder angetrieben sind, kann die modifizierte Radantriebsvorrichtung (oder gelagerte Felge), eingesetzt werden. Abhängig vom zu prüfenden Fahrzeug (hinterradgetrieben, Frontantrieb, Allradantrieb, etc.) kann somit eine Kombination aus Radantriebsvorrichtung 1 mit und ohne Antrieb (Motor oder auch Innenläufermotor) verwendet werden. Die Anbindung der dargestellten Radantriebsvorrichtung 1 kann beispielsweise über den Anbindungsflansch 5 erreicht werden. Nach einem Aspekt einer Ausführungsform wird somit ein Prüfstand zum Prüfen zumindest eines Fahrzeugs F im stationären Betrieb, vorgeschlagen. Der Prüfstand ist dabei derart eingerichtet ist, dass nur (ausschließlich) die vom Fahrzeug F nicht-angetriebenen Räder (oder nicht antreibbaren Radnaben) mit einer angetriebenen Radantriebsvorrichtung 1 versehen sind und angetrieben werden; und die vom Fahrzeug F selbst angetriebenen Räder, mittels antriebsloser Radantriebsvorrichtung 1 und Ansteuerung der Fahrzeugbremsen durch eine externe Bremssteuerungsvorrichtung, abbremsbar sind und synchronisiert werden können. Figuren 4A und 4B zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Schrittmotors 4a, der in dem Antriebsabschnitt 4 gemäß den Figuren 1A - 2B integriert sein kann. Der Schrittmotor 4a ist dabei in einer Vorderansicht (Figur 4A) und in einer dreidimensionalen Ansicht (Figur 4B) dargestellt. In beiden Darstellungen ist ein vorderer Teil eines Gehäuses 11a des Schrittmotors 4a entfernt, so dass Teile von dessen Rotor 14a und Stator 12a sichtbar sind. Der Rotor 14a umfasst einen Zahnkranz aus magnetisch weichem Eisen, in dem ein Permanentmagnet angeordnet sein kann (nicht dargestellt). Der Stator weist eine Mehrzahl von gezahnten Polschuhen 12aa auf, die mit Wicklungen versehen sind (nicht dargestellt), welche gezielt ein und ausgeschaltet werden können. Der Rotor 14a und der Stator 12a weisen dabei eine unterschiedliche Zähnezahl auf, damit beim Einschalten einer Statorwicklung immer eine tangentiale Anziehung auf in deren Nähe befindliche Rotorzähne ausgeübt und somit eine Drehbewegung erzeugt werden kann. Dabei hat der Rotor 14a üblicherweise weniger Zähne als der Stator 12a. Im vorliegenden Fall weist der Rotor 14a 30 Zähne und der Stator 12a 36 Zähne (3-Phasen-Motor mit 9 Polschuhen ä 4 Zähnen) auf. 3 shows a preferred embodiment of the wheel drive device 1, which essentially corresponds to the embodiment in FIG. 2A or 2B but is equipped without its own drive. The modified wheel drive device (or mounted rim) can be used in particular to connect wheel hubs of the vehicle which can be or are driven by the vehicle itself. Depending on the vehicle to be tested (rear-wheel drive, front-wheel drive, all-wheel drive, etc.), a combination of wheel drive device 1 with and without drive (motor or internal rotor motor) can be used. The connection of the wheel drive device 1 shown can be achieved, for example, via the connection flange 5. According to one aspect of an embodiment, a test stand for testing at least one vehicle F in stationary operation is thus proposed. The test stand is set up in such a way that only (exclusively) the wheels (or wheel hubs that cannot be driven) that are not driven by the vehicle F are provided with a driven wheel drive device 1 and are driven; and the wheels driven by the vehicle F itself can be braked and synchronized by means of a non-drive wheel drive device 1 and control of the vehicle brakes by an external brake control device. Figures 4A and 4B show an exemplary embodiment of a stepper motor 4a, which can be integrated in the drive section 4 according to Figures 1A - 2B. The stepper motor 4a is shown in a front view (FIG. 4A) and in a three-dimensional view (FIG. 4B). In both illustrations, a front part of a housing 11a of the stepper motor 4a is removed so that parts of its rotor 14a and stator 12a are visible. The rotor 14a includes a ring gear made of magnetically soft iron, in which a permanent magnet can be arranged (not shown). The stator has a plurality of toothed pole pieces 12aa, which are provided with windings (not shown) which can be switched on and off in a targeted manner. The rotor 14a and the stator 12a have a different number of teeth so that when a stator winding is switched on, a tangential attraction is always exerted on the rotor teeth located nearby and thus a rotary movement can be generated. The rotor 14a usually has fewer teeth than the stator 12a. In the present case, the rotor 14a has 30 teeth and the stator 12a has 36 teeth (3-phase motor with 9 pole pieces - 4 teeth).
Der Schrittmotor 4a dreht sich bei jeder Umpolung der Statorwicklungen einen Schritt weiter, so dass anhand von deren Ansteuerung ein Schrittwinkel genau bestimmt werden kann. Der Schrittwinkel entspricht dabei einer Rotation einer Motorwelle (nicht dargestellt) des Schrittmotors 4a während eines Schritts, gemessen in Grad. Die Umpolung der Statorwicklungen kann mittels einer geeigneten Inverterschaltung (nicht dargestellt) derart schnell erfolgen, dass die benötigten Drehzahlen für die Fahrzeugprüfung eingestellt werden können. The stepper motor 4a rotates one step further with each polarity reversal of the stator windings, so that a step angle can be precisely determined based on their control. The step angle corresponds to a rotation of a motor shaft (not shown) of the stepper motor 4a during a step, measured in degrees. The polarity reversal of the stator windings can be done so quickly using a suitable inverter circuit (not shown) that the required speeds for vehicle testing can be set.
Die Statorwicklungen des Schrittmotors 4a können bekanntlich mit unterschiedlichen Verfahren angesteuert werden (z.B. Wave Drive, Vollschritt, Halbschritt oder Microschritt), woraus sich unterschiedliche Schrittwinkel ergeben. Generell gilt: Je höher die Anzahl der Permanentmagnete (hier als Zähne ausgebildet) auf dem Rotor 14a, desto kleiner der Schrittwinkel. Wird der Motor beispielsweise im Vollschrittverfahren betrieben, ergibt sich im dargestellten Fall eines Schrittmotors 4a mit 30 Zähnen am Rotor 14a und 9 Statorwicklungen ein Schrittwinkel von 360°/30/9 = 1,33° , aus dem die Drehzahl des Motors 4a und somit die Drehbewegung der Radnabe genau ermittelt werden kann. As is known, the stator windings of the stepper motor 4a can be controlled using different methods (eg wave drive, full step, half step or microstep), which results in different step angles. In general, the higher the number of permanent magnets (here designed as teeth) on the rotor 14a, the smaller the step angle. For example, if the motor is operated in full step mode, in the illustrated case of a stepper motor 4a with 30 teeth on the rotor 14a and 9 stator windings, a step angle of 360°/30/9 = 1.33°, from which the speed of the motor 4a and thus the rotational movement of the wheel hub can be determined precisely.
Die Figur 5 zeigt zudem eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines gleichermaßen beanspruchten und die Radantriebsvorrichtung 1 nutzenden Prüfstandsystems P, in welcher ein zu prüfendes Fahrzeug F auf vordefinierte Fahrzeugfunktionen, beispielsweise ADAS-Funktionen, geprüft wird. 5 also shows a schematic representation of an embodiment of a test stand system P that is subject to the same stress and uses the wheel drive device 1, in which a vehicle F to be tested is tested for predefined vehicle functions, for example ADAS functions.
Das Prüfstandsystem P sieht hierbei zumindest eine Aufstandsfläche 100 vor, auf welcher das zu prüfende Fahrzeug F, genauer, die jeweiligen Fahrzeugräder des Fahrzeugs F, positioniert und auf welcher das zu Fahrzeug F mittels eines gleichermaßen innerhalb des Prüfstandsystems P integrierten Messsystems (nicht gezeigt) analysiert wird. The test stand system P provides at least one contact area 100 on which the vehicle F to be tested, more precisely, the respective vehicle wheels of the vehicle F, is positioned and on which the vehicle F is analyzed by means of a measuring system (not shown) which is equally integrated within the test stand system P becomes.
Um hierbei einen geeigneten Antrieb der Antriebswellen des Fahrzeugs F zu gewährleisten, sind in dem vorliegenden System die vier an dem Fahrzeug F vorhandenen Radnaben jeweils mit einem der zuvor beschriebenen Radantriebsvorrichtungen 1 versehen worden, sodass durch die bereits oben genannte Antriebsmechanik, eine direkte Bewegung der jeweiligen Antriebswellen ermöglicht werden kann. Mit anderen Worten werden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel sowohl eine Vorder- als auch eine Hinterachse des gezeigten Fahrzeugs F mittels der Radantriebsvorrichtungen 1 angetrieben. In weiteren Ausführungsbeispielen kann es jedoch auch gleichermaßen möglich sein, dass die Radantriebsvorrichtung 1 nur an vordefinierten Radnaben, etwa den nicht aktiv durch den fahrzeugeigenen Motor antreibbaren Radnaben, integriert wird, sodass durch die Abkopplung des externen Antriebs von dem Fahrzeuggetriebe, etwaige durch den Antrieb entstehenden Rückkopplungsschäden effektiv vermieden werden können. In order to ensure a suitable drive of the drive shafts of the vehicle F, in the present system the four wheel hubs present on the vehicle F have each been provided with one of the previously described wheel drive devices 1, so that direct movement of the respective ones is achieved by the drive mechanism already mentioned above Drive shafts can be made possible. In other words, in the exemplary embodiment shown, both a front and a rear axle of the vehicle F shown are driven by means of the wheel drive devices 1. In further exemplary embodiments, however, it may also be equally possible for the wheel drive device 1 to be integrated only on predefined wheel hubs, for example the wheel hubs that cannot be actively driven by the vehicle's own motor, so that any problems caused by the drive are eliminated by decoupling the external drive from the vehicle transmission Feedback damage can be effectively avoided.
Um zudem die für den Radnabenantrieb benötigte Energie bereitzustellen, umfasst das vorliegende Prüfstandsystem P ferner eine Reihe von explizit in bzw. unter die Aufstandsfläche eingelassenen Motorvorrichtungen, welche mittels an dem Leitungselement 20 der Radantriebsvorrichtung 1 verbundenen, vorzugsweise frei beweglichen Energieleitungen 21, eine zugleich konstante als auch zur mobilen Positionierung der Radantriebsvorrichtungen 1 eingerichtete Energieeinspeisung ermöglichen. Genauer sieht das gezeigte Prüfstandsystem P bzw. die Motorvorrichtung zu diesem Zweck eine Kombination aus Motor 110a/110b und hydraulischer Pumpe 112a/112b vor, sodass die Energieleitungen 21 in diesem Fall als hydraulische Schläuche ausgebildet sind und mittels der jeweiligen durch die Motoren 110a/110b angetriebenen Pumpen 112a/112b, vordefinierte und zur selektiven Bewegung der Radnabe eingerichtete hydraulische Drücke in die Radantriebsvorrichtung 1 einführen können. In der Radantriebsvorrichtung 4 ist zu diesem Zweck ein hydraulischer Motor 4ba/4bb integriert, der die von der Pumpe 112a/112b erzeugten hydraulischen Drücke in mechanische Energie zum Antrieb der Radnabe bzw. der zugehörige Antriebswelle des Fahrzeugs F umwandeln kann. Mit anderen Worten bilden die mittels der Motoren 110a/110b angetriebenen Pumpen 112a/112b gemeinsam mit den an den Radnaben des Fahrzeugs F vorgesehenen Hydraulikmotoren 4ba, 4bb einen hydraulischen Antrieb des Antriebsabschnitts 4. Dabei wird durch die oben beschriebene Konstruktion insbesondere der Vorteil generiert, dass durch die nicht-elektrische Antriebsart der beanspruchten Radantriebsvorrichtung 1 etwaige elektrische Störstrahlungen vermieden und somit die zu nutzenden Prüfprozesse, insbesondere zur Prüfung von EMV-Eigenschaften innerhalb des Fahrzeugs F, noch präziser durchgeführt werden können. Die Regulierung entsprechend zu nutzender Energiemengen (hier z.B. die Stärke des hydraulischen Drucks) wird darüber hinaus, wie bereits genannt, vorzugsweise durch die in der jeweiligen Radantriebsvorrichtung 1 integrierten Steuerungsvorrichtung sichergestellt. In Fälle von größeren und insbesondere mit einer Mehrzahl von zu nutzenden Radantriebsvorrichtungen 1 ausgestatten Prüfstandsystemen P, kann es jedoch auch möglich sein, jeweilige Anpassungsprozesse, insbesondere auch zusammen mit der Ansteuerung weiterer Prüfmechaniken (z.B. Ansteuerung des Messsystems), zentral, etwa durch eine zentralisierte Steuerungseinheit, durchzuführen, wodurch zudem auch ein äußerst effektiver Automatisierungsprozess innerhalb des beanspruchten Prüfstandsystems P generiert werden kann. Weitere Vorteile der integrierten Radantriebsvorrichtungen 1 ergeben sich zudem gleichermaßen aus der weiterhin frei beweglichen Eigenschaften der mit diesen verbundenen Radnaben bzw. der in der Radantriebsvorrichtung 1 integrierten Aufnahmeräder: Da der zu nutzende Antrieb der Fahrzeugwellen in dem vorliegenden Prüfstandsystem P direkt an der Radnabe des Fahrzeugs F kontaktiert ist und das Fahrzeug F weiterhin über ein durch den Radabschnitt 2 vermitteltes und die Fahrzeugkarosserie tragendes Aufnahmerad verfügt, benötigt der gezeigte Prüfstand keine weiteren die Fahrzeugfunktionen einschränkenden Antriebselemente (z.B. einen die Lenkung des Fahrzeugs verbietenden Rollenantrieb), sodass die durch den Radabschnitt 2 bereitgestellten Aufnahmeräder weiterhin frei und zur Simulation etwaiger Bewegungsfunktionen, etwa der Überprüfung von automatischen Einparkhilfen oder Spurassistenzsystemen, bewegt werden können. In order to also provide the energy required for the wheel hub drive, the present test stand system P further comprises a series of motor devices explicitly embedded in or under the contact surface, which are connected by means of Line element 20 of the wheel drive device 1 connected, preferably freely movable energy lines 21, enable a constant energy supply that is also set up for mobile positioning of the wheel drive devices 1. More specifically, the test bench system P shown or the motor device for this purpose provides a combination of motor 110a/110b and hydraulic pump 112a/112b, so that the energy lines 21 in this case are designed as hydraulic hoses and by means of the respective motors 110a/110b driven pumps 112a/112b, predefined hydraulic pressures set up for selective movement of the wheel hub can be introduced into the wheel drive device 1. For this purpose, a hydraulic motor 4ba/4bb is integrated in the wheel drive device 4, which can convert the hydraulic pressures generated by the pump 112a/112b into mechanical energy for driving the wheel hub or the associated drive shaft of the vehicle F. In other words, the pumps 112a/112b driven by the motors 110a/110b, together with the hydraulic motors 4ba, 4bb provided on the wheel hubs of the vehicle F, form a hydraulic drive of the drive section 4. The construction described above generates the particular advantage that Due to the non-electric drive type of the claimed wheel drive device 1, any electrical interference radiation is avoided and the test processes to be used, in particular for testing EMC properties within the vehicle F, can therefore be carried out even more precisely. The regulation of the corresponding amounts of energy to be used (here, for example, the strength of the hydraulic pressure) is, as already mentioned, preferably ensured by the control device integrated in the respective wheel drive device 1. In cases of larger test bench systems P, in particular equipped with a plurality of wheel drive devices 1 to be used, it may also be possible to carry out respective adaptation processes, in particular together with the control of further test mechanisms (e.g. control of the measuring system), centrally, for example by a centralized control unit , to be carried out, which also allows an extremely effective automation process to be generated within the claimed test bench system P. Further advantages of the integrated wheel drive devices 1 also arise from the freely movable properties of the wheel hubs connected to them or the recording wheels integrated in the wheel drive device 1: Since the drive of the vehicle shafts to be used in the present test bench system P is directly on the wheel hub of the vehicle F is contacted and the vehicle F continues to have a pick-up wheel provided by the wheel section 2 and supporting the vehicle body, the test stand shown does not require any further drive elements that restrict the vehicle functions (e.g. a roller drive that prohibits steering of the vehicle), so that the pick-up wheels provided by the wheel section 2 can still be moved freely and to simulate any movement functions, such as checking automatic parking aids or lane assistance systems.
Um diesen Vorteil in dem vorliegenden Prüfstandsystem P entsprechend nutzen zu können, ist die Aufstandsfläche 100 des gezeigten Prüfstands ferner mit einem oder einer Mehrzahl von Drehtellern 102 versehen, auf welcher ein jeweiliges Fahrzeugrad des zu prüfenden Fahrzeugs F positioniert und mittels in dem Drehteller 102 integrierten Mechaniken zur Simulation vordefinierter Lenk- oder Justierbewegungen ausgelenkt werden kann. So sehen beispielsweise die in Figur 5 gezeigten Drehteller 102 vor, die auf diesen aufgelegte und mit dem Fahrzeug F verbundenen Fahrzeugräder der Radantriebsvorrichtung 1 zumindest um eine vertikale Drehachse V zu verschwenken, sodass in dem dargestellten Prüfstandsystem P eine überaus einfache Nachahmung jeweiliger Fahrzeuglenkbewegungen durchgeführt werden können. In weiteren Ausführungsbeispielen kann es jedoch auch möglich sein, ausgewählte Drehteller 102 auch nicht nur um eine vertikale Achse V, sondern gleichermaßen um zumindest eine horizontale Rotations- oder gar Schwenkachse zu bewegen, sodass auch eventuell in Fahrprozessen auftretende Scherkräfte effizient simuliert werden können. Da darüber hinaus die positionierten Fahrzeugräder, aufgrund der gezeigten Antriebsmechanik, während des gesamten Antreibens durch die Radantriebsvorrichtung 1 feststehen, sind während des oben genannten Prozesses keine weiteren Fahrzeugfixierungen vonnöten. In bevorzugten Ausführungsbeispielen können jedoch zur unterstützten Unterbindung etwaiger Abrollprozesse des Fahrzeugs F auch zusätzliche Fixierungsvorrichtungen auf der Aufstandsfläche 100 oder den Drehtellern 102 eingefügt worden sein oder das Fahrzeug F, mittels der zuvor beschriebenen Bremssteuerungsvorrichtung, über die fahrzeuginternen Bremsen an einer vordefinierten Position fixiert werden. In order to be able to use this advantage in the present test stand system P, the contact area 100 of the test stand shown is further provided with one or a plurality of turntables 102, on which a respective vehicle wheel of the vehicle F to be tested is positioned and by means of mechanisms integrated in the turntable 102 can be deflected to simulate predefined steering or adjustment movements. For example, the turntables 102 shown in Figure 5 provide for the vehicle wheels of the wheel drive device 1 placed on them and connected to the vehicle F to be pivoted at least about a vertical axis of rotation V, so that an extremely simple imitation of respective vehicle steering movements can be carried out in the test stand system P shown . In further exemplary embodiments, however, it may also be possible to move selected turntables 102 not only about a vertical axis V, but also about at least one horizontal rotation or even pivot axis, so that any shear forces that may occur in driving processes can also be efficiently simulated. In addition, since the positioned vehicle wheels, due to the drive mechanics shown, are driven throughout the entire drive by the Wheel drive device 1 is fixed, no further vehicle fixations are necessary during the above-mentioned process. In preferred exemplary embodiments, however, in order to support the prevention of any rolling processes of the vehicle F, additional fixing devices can also be inserted on the contact surface 100 or the turntables 102 or the vehicle F can be fixed at a predefined position using the brake control device described above via the vehicle's internal brakes.
Um zudem gleichermaßen für etwaige EMV-Prüfprozesse genutzt werden zu können, ist das in Figur 5 gezeigte Prüfstandsystem P ferner innerhalb der Absorberkammer 108 ausgebildet, welche mittels einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen und an zumindest das Fahrzeug F komplett umschließenden Wänden angebrachten Absorbern, etwaige extern erzeugte elektromagnetische Wellen bzw. Strahlungen absorbieren und somit eine abgeschlossene und von der Umwelt elektromagnetisch getrennte Prüf- und Messumgebung sicherstellt. Um darüber hinaus die elektromagnetische Verträglichkeit verschiedener Fahrzeugelemente detektieren zu können, umfasst das vorliegende Prüfstandsystem P ferner zumindest die Antennenvorrichtung 106, ausgebildet als ansteuer-, justier- und fokussierbare Antenne, welche dazu eingerichtet ist, etwaige von ausgewählten Fahrzeugelementen oder zumindest dem gesamten Fahrzeug F ausgehenden (Stör)abstrahlungen zu identifizieren und für weitere Analysen an das Messsystem, beispielsweise einer in dem Messsystem implementierten Auswertevorrichtung zu übermitteln. Insbesondere kann das Fahrzeug F in der Absorberkammer 108 gezielt elektromagnetisch bestrahlt werden, um die Störfestigkeit seiner Komponenten zu prüfen (EMV - Elektromagnetische Verträglichkeit). Handelt es sich bei dem Fahrzeug beispielsweise um ein Elektrofahrzeug, so kann in der Absorberkammer 108 zudem eine Prüfung im Hinblick auf von dem Fahrzeug ausgehende elektromagnetische Interferenzen (EMI) erfolgen. In order to be able to be used equally for any EMC testing processes, the test bench system P shown in FIG absorb electromagnetic waves or radiation and thus ensure a closed testing and measuring environment that is electromagnetically separated from the environment. In order to be able to detect the electromagnetic compatibility of various vehicle elements, the present test stand system P further comprises at least the antenna device 106, designed as a controllable, adjustable and focusable antenna, which is set up to detect any signals emanating from selected vehicle elements or at least the entire vehicle F Identify (interference) emissions and transmit them to the measuring system, for example an evaluation device implemented in the measuring system, for further analysis. In particular, the vehicle F can be specifically electromagnetically irradiated in the absorber chamber 108 in order to test the interference immunity of its components (EMC - electromagnetic compatibility). If the vehicle is, for example, an electric vehicle, a test can also be carried out in the absorber chamber 108 with regard to electromagnetic interference (EMI) emanating from the vehicle.
Figur 6 zeigt nochmals den in Figur 5 gezeigten EMV-Prüfstand, wobei dieser in der hier gezeigten Ausführungsform zusätzliche messtechnische Vorrichtungen aufweist. Dabei handelt es sich zum einen um einen Drehgeber 113, der in dem hydraulischen Antrieb der Vorderachse des Fahrzeugs F an dem Motor 110a der Pumpe 112a angebracht ist, und zum anderen um ein Volumenstrommessgerät 114, das in dem hydraulischen Antrieb der Hinterachse des Fahrzeugs F angeordnet ist. Bei dem Volumenstrommessgerät 114 kann es sich beispielsweise um ein volumetrisches oder ein Coriolis-Messsystem handeln. Jedes andere Messprinzip/Messsystem zur Ermittlung eines Fluidvolumenstroms ist ebenso möglich. Figure 6 shows again the EMC test stand shown in Figure 5, which in the embodiment shown here has additional measurement devices. On the one hand, this is a rotary encoder 113, which is in the hydraulic drive of the front axle of the vehicle F is attached to the motor 110a of the pump 112a, and on the other hand a volume flow measuring device 114, which is arranged in the hydraulic drive of the rear axle of the vehicle F. The volume flow measuring device 114 can be, for example, a volumetric or a Coriolis measuring system. Any other measuring principle/measuring system for determining a fluid volume flow is also possible.
Die Pumpe 112a, welche den hydraulischen Druck zum Antrieb der Vorderachse des Fahrzeugs F erzeugt, ist beispielhaft als eine Pumpe mit einem konstanten Verdrängungsvolumen (Schluckvolumen) dargestellt, während ein Verdrängungsvolumen der Pumpe 112b zur Bereitstellung des hydraulischen Drucks an der Hinterachse variabel einstellbar ist (angedeutet durch den schrägen Pfeil an dem Element 112b). Beispielsweise kann die Pumpe 112a eine Zahnradpumpe sein, während die Pumpe 112b z.B. eine Axialkolbenpumpe sein kann. The pump 112a, which generates the hydraulic pressure to drive the front axle of the vehicle F, is shown by way of example as a pump with a constant displacement volume (sucking volume), while a displacement volume of the pump 112b for providing the hydraulic pressure on the rear axle is variably adjustable (indicated by the oblique arrow on element 112b). For example, the pump 112a may be a gear pump, while the pump 112b may be, for example, an axial piston pump.
In ersten Fall kann die Radantriebsvorrichtung 4 die Drehbewegung der Radnabe an der Vorderachse des Fahrzeugs F basierend auf einer mittels des Drehgebers 113 gemessenen Drehzahl der Pumpe 112a ermitteln. Anhand der gemessenen Drehzahl der Pumpe 112a und dem Verhältnis der Verdrängungsvolumen von Pumpe 112a und Hydraulikmotor 4ba kann dann die Drehzahl des Hydraulikmotors 4ba ermittelt werden. Dabei können zusätzlich die hydraulischen Wirkungsgrade von Hydraulikpumpe 112a und Hydraulikmotor 4ba berücksichtigt werden. In the first case, the wheel drive device 4 can determine the rotational movement of the wheel hub on the front axle of the vehicle F based on a speed of the pump 112a measured by the rotary encoder 113. The speed of the hydraulic motor 4ba can then be determined based on the measured speed of the pump 112a and the ratio of the displacement volume of the pump 112a and the hydraulic motor 4ba. The hydraulic efficiencies of hydraulic pump 112a and hydraulic motor 4ba can also be taken into account.
In Fall der Pumpe mit variablem Verdrängungsvolumen in dem hydraulischen Antrieb der Hinterachse des Fahrzeugs F kann die Radantriebsvorrichtung 4 die Drehbewegung der Radnabe in bekannter Weise basierend auf dem von dem Volumenstrommessgerät 114 erfassten Fluidvolumenstrom des hydraulischen Antriebs ermitteln, d.h. aus dem Fluidvolumenstrom, der durch die Hydraulikpumpe 112b und den Hydraulikmotor 4bb fließt. Dieser kann beispielsweise an die Steuervorrichtung der Radantriebsvorrichtung 4 übermittelt werden, die daraus z.B. unter Verwendung des Verdrängungsvolumens des Hydraulikmotors 4bb eine Drehzahl desselben berechnen kann. Figur 7 zeigt schematisch eine weitere messtechnische Vorrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung einer Radnabe, an der beispielsweise eine in den Figur 1A - 2B gezeigte Radantriebsvorrichtung angebracht ist. Die gezeigte messtechnische Vorrichtung kann genutzt werden, um eine Drehzahl eines Elektromotors des Antriebsabschnitts 4 zu ermitteln, um daraus auf die Drehbewegung der Radnabe zu schließen. Dargestellt sind ein Inverter 36 zur Bereitstellung einer zum Antrieb des Elektromotors benötigten Betriebsspannung, bzw. zur Erzeugung eines Drei- Phasen-Wechselstroms, ein Messgerät 32 zur Erfassung der vom Inverter 36 bereitgestellten Spannungen 30 und Ströme 31, eine Steuervorrichtung 32 der Radantriebsvorrichtung 1, die mit dem Inverter 36 über eine Datenleitung 35 verbunden ist. Durch Erfassung und Auswertung der Spannungen 30 und Ströme 31 an/in den Leitungen zu den einzelnen Wicklungen des Elektromotors kann die Steuervorrichtung 32 beispielsweise einen Drehwinkel 33 und eine Drehzahl 34 desselben ermitteln. Diese Größen können nachfolgend über die Datenleitung 35 an den Inverter 36 gesendet werden, der diese zur Regelung des Elektromotors nutzen kann. In the case of the variable displacement pump in the hydraulic drive of the rear axle of the vehicle F, the wheel drive device 4 can determine the rotational movement of the wheel hub in a known manner based on the fluid volume flow of the hydraulic drive detected by the volume flow meter 114, ie from the fluid volume flow through the hydraulic pump 112b and the hydraulic motor 4bb flows. This can, for example, be transmitted to the control device of the wheel drive device 4, which can calculate a speed of the same, for example using the displacement volume of the hydraulic motor 4bb. Figure 7 shows schematically a further metrological device for detecting a rotational movement of a wheel hub, to which, for example, a wheel drive device shown in Figures 1A - 2B is attached. The metrological device shown can be used to determine a speed of an electric motor of the drive section 4 in order to infer the rotational movement of the wheel hub. Shown are an inverter 36 for providing an operating voltage required to drive the electric motor or for generating a three-phase alternating current, a measuring device 32 for detecting the voltages 30 and currents 31 provided by the inverter 36, a control device 32 of the wheel drive device 1, which is connected to the inverter 36 via a data line 35. By detecting and evaluating the voltages 30 and currents 31 on/in the lines to the individual windings of the electric motor, the control device 32 can, for example, determine a rotation angle 33 and a speed 34 of the same. These variables can subsequently be sent via the data line 35 to the inverter 36, which can use them to control the electric motor.
Figur 8 zeigt schematisch noch eine weitere messtechnische Vorrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung einer Radnabe, an der eine der in den Figur 1A - 6 gezeigte Radantriebsvorrichtung angebracht ist. Die hier gezeigte messtechnische Vorrichtung kann unabhängig von der Ausführungsform des Antriebsabschnitts 4 genutzt werden, da sie die Drehbewegung der Radnabe aus den Fahrzeug- Betriebsparametern ermittelt. Figure 8 shows schematically another metrological device for detecting a rotational movement of a wheel hub, to which one of the wheel drive devices shown in Figures 1A - 6 is attached. The metrological device shown here can be used regardless of the embodiment of the drive section 4, since it determines the rotational movement of the wheel hub from the vehicle operating parameters.
Dargestellt ist ein Fahrzeug F, das ein Bussystem 40 zur Übermittlung von Betriebsparametern des Fahrzeugs F zwischen dessen verschiedenen Steuergeräten (nicht dargestellt) aufweist. Unter den Betriebsparametern des Fahrzeugs F, welche zur Ermittlung der Drehbewegung der Radnabe herangezogen werden können, sind beispielsweise ein Antriebsmoment des Fahrzeugs F, eine Raddrehzahl, eine Fahrzeuggeschwindigkeit etc. zu verstehen. Diese Größen können entweder mittels fahrzeugseitig angebrachter Sensoren (nicht dargestellt) ermittelt und/oder in einem oder mehreren Fahrzeugsteuergeräten (z.B. Motorsteuergerät, Steuergerät(e) der ADAS) berechnet werden. Beispielsweise kann die Raddrehzahl des Fahrzeugs F von einem entsprechenden Fahrzeugsensor gemessen und über das Bussystem 40, das beispielsweise ein CAN-Bus (Controller Area Network) sein kann, an die einzelnen Steuergeräte gesendet werden. Mit Hilfe einer geeigneten Mess-/Diagnosevorrichtung 42 (z.B. mit einem „CANalyzer“) kann z.B. über ein Adapter 41 auf das Bussystem 40 zugegriffen werden, um geeignete Größen 43 zur Bestimmung der Drehbewegung der Radnabe, wie beispielsweise die Raddrehzahl, aufzuzeichnen. Alternativ oder zusätzlich kann eine im Fahrzeug bereitgestellte Schnittstelle zur On-Board-Diagnose (OBD-Schnittstelle, nicht dargestellt) zur Erfassung der Betriebsparameter genutzt werden. A vehicle F is shown, which has a bus system 40 for transmitting operating parameters of the vehicle F between its various control devices (not shown). The operating parameters of the vehicle F, which can be used to determine the rotational movement of the wheel hub, include, for example, a drive torque of the vehicle F, a wheel speed, a vehicle speed, etc. These variables can either be determined using sensors mounted on the vehicle (not shown) and/or in one or more vehicle control units (e.g Engine control unit, ADAS control unit(s) can be calculated. For example, the wheel speed of the vehicle F can be measured by a corresponding vehicle sensor and sent to the individual control devices via the bus system 40, which can be, for example, a CAN bus (Controller Area Network). With the help of a suitable measuring/diagnostic device 42 (for example with a “CANalyzer”), the bus system 40 can be accessed, for example via an adapter 41, in order to record suitable variables 43 for determining the rotational movement of the wheel hub, such as the wheel speed. Alternatively or additionally, an interface provided in the vehicle for on-board diagnostics (OBD interface, not shown) can be used to record the operating parameters.
Figur 9A und 9B zeigen eine Ausführungsform gemäß einem weiteren Aspekt der beanspruchten Radantriebsvorrichtung in einer dreidimensionalen Ansicht. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Antriebsabschnitt 4 zweiteilig aufgebaut und weist einen inneren Abschnitt 50 und einen äußeren Abschnitt 51 auf. Alle weiteren Elemente der Radantriebsvorrichtung 2 sind identisch zu denen in den Figuren 1A - 2B gezeigten. Figures 9A and 9B show an embodiment according to a further aspect of the claimed wheel drive device in a three-dimensional view. In the exemplary embodiment shown here, the drive section 4 is constructed in two parts and has an inner section 50 and an outer section 51. All other elements of the wheel drive device 2 are identical to those shown in Figures 1A - 2B.
Insbesondere zeigt die Figur 9A die beiden einzelnen Abschnitte 50, 51 des zweiteiligen Antriebsabschnitts 4, während die Figur 9B diesen in einem zusammengebauten Zustand zeigt. An dem äußeren Antriebsabschnitt 51 sind das Rotorelement 14, das Statorelement 12, das Verlängerungsstück 16 sowie die Radiallager 13 angebracht. Dieses ist mit der Felge 8 der Radantriebsvorrichtung 2 verbunden, auf welcher der Reifen 6 (insbesondere ein zugelassener Straßenreifen) aufgespannt ist (siehe Figur 9A). Zudem weist der äußere Antriebsabschnitt 51 in dem gezeigten Ausführungsbeispiels eine Keilnabe 51a auf, die dazu eingerichtet ist mit einer entsprechenden Keilwelle 50a des inneren Antriebsabschnitts formschlüssig verbunden zu werden. In particular, FIG. 9A shows the two individual sections 50, 51 of the two-part drive section 4, while FIG. 9B shows this in an assembled state. The rotor element 14, the stator element 12, the extension piece 16 and the radial bearings 13 are attached to the outer drive section 51. This is connected to the rim 8 of the wheel drive device 2, on which the tire 6 (in particular an approved road tire) is clamped (see Figure 9A). In addition, the outer drive section 51 in the exemplary embodiment shown has a spline hub 51a, which is designed to be positively connected to a corresponding spline shaft 50a of the inner drive section.
Bei einer Montage des hier gezeigten Antriebsabschnitts 4 wird zunächst der innere Abschnitt 50 an der Radnabe des Fahrzeugs F befestigt und nachfolgend der äußere Abschnitt 51 auf dessen Keilwelle 50a aufgeschoben, um eine formschlüssige Verbindung zwischen beiden Abschnitten 50, 51 herzustellen. Jede andere lösbare Verbindung zwischen dem inneren und äußeren Abschnitt 50, 51 des Antriebsabschnitts 4 ist ebenso möglich. Auf diese Weise, da der innere Abschnitt 50 vorab angeschraubt werden kann, kann eine Montage des Antriebsabschnitts 4 an der Radnabe des Fahrzeugs F deutlich erleichtert werden. Alle weiteren Vorteile der zuvor beschriebenen Radantriebsvorrichtung 2 sind auch im vorliegenden Fall gegeben. When assembling the drive section 4 shown here, the inner section 50 is first attached to the wheel hub of the vehicle F and then the outer section 51 is pushed onto its spline shaft 50a in order to establish a positive connection between the two sections 50, 51. Any other solvable Connection between the inner and outer sections 50, 51 of the drive section 4 is also possible. In this way, since the inner section 50 can be screwed on in advance, assembly of the drive section 4 on the wheel hub of the vehicle F can be made significantly easier. All other advantages of the previously described wheel drive device 2 are also present in the present case.
Weitere kombinierbare Aspekte der Erfindung können wie folgt beschrieben werden: Eine Radantriebsvorrichtung 1 zum Antreiben zumindest eines Fahrzeugs F im stationären Betrieb für einen Fahrzeugprüfstand, insbesondere einen ADAS- Prüfstand, kann umfassen: ein mit zumindest einem Aufnahmerad ausgestatten Radabschnitt 2; ein mit dem Radabschnitt 2 verbundener Antriebsabschnitt 4 zum rotatorischen Antreiben einer Radnabe des Fahrzeugs F um zumindest eine Antriebsachse A; wobei der Antriebsabschnitt 4 an der Radnabe des Fahrzeugs F anbringbar ausgestaltet ist; und der Antriebsabschnitt 4 an dem Radabschnitt 2 drehbar gelagert ist. Further combinable aspects of the invention can be described as follows: A wheel drive device 1 for driving at least one vehicle F in stationary operation for a vehicle test bench, in particular an ADAS test bench, can comprise: a wheel section 2 equipped with at least one pickup wheel; a drive section 4 connected to the wheel section 2 for rotationally driving a wheel hub of the vehicle F about at least one drive axle A; wherein the drive section 4 is designed to be attachable to the wheel hub of the vehicle F; and the drive section 4 is rotatably mounted on the wheel section 2.
Die Radantriebsvorrichtung 1 gemäß Aspekt 1, wobei der Antriebsabschnitt 4 zumindest ein Rotorelement 14 und ein Statorelement 12 umfasst; und das Statorelement 12 mit dem Radabschnitt 2 verbunden ist und das Rotorelement 14 an der Radnabe des Fahrzeugs F fixierbar ausgestaltet ist. The wheel driving device 1 according to aspect 1, wherein the driving section 4 includes at least a rotor element 14 and a stator element 12; and the stator element 12 is connected to the wheel section 2 and the rotor element 14 is designed to be fixable on the wheel hub of the vehicle F.
Die Radantriebsvorrichtung 1 gemäß Aspekt 2, wobei das Statorelement 12 ein ringförmiges Gehäuse 11 ausbildet, in welchem das Rotorelement 14 beweglich positioniert ist; und das Rotorelement 14 eingerichtet ist, zumindest parallel zur Antriebsachse A der Radnabe innerhalb des Statorelements 12 zu rotieren und die Radnabe mittels der rotatorischen Bewegung anzutreiben. The wheel drive device 1 according to aspect 2, wherein the stator element 12 forms an annular housing 11 in which the rotor element 14 is movably positioned; and the rotor element 14 is set up to rotate at least parallel to the drive axis A of the wheel hub within the stator element 12 and to drive the wheel hub by means of the rotary movement.
Die Radantriebsvorrichtung 1 gemäß zumindest einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Radantriebsvorrichtungferner eine Sensorvorrichtung 22 zur Detektion zumindest einer Drehbewegung der Radnabe umfasst; wobei die Sensorvorrichtung 22 über ein rotierbares Übertragungselement 24 mit der Radnabe verbunden ist, welches eingerichtet ist, mit der Drehbewegung der Radnabe entlang zumindest der Antriebsachse A zu rotieren; und die Sensorvorrichtung 22 eingerichtet ist, mittels Erfassung der Rotation des rotierbaren Übertragungselements 24, die Drehbewegung der Radnabe zu detektieren. The wheel drive device 1 according to at least one of the preceding aspects, wherein the wheel drive device further comprises a sensor device 22 for detecting at least one rotational movement of the wheel hub; where the Sensor device 22 is connected to the wheel hub via a rotatable transmission element 24, which is set up to rotate along at least the drive axle A with the rotational movement of the wheel hub; and the sensor device 22 is set up to detect the rotational movement of the wheel hub by detecting the rotation of the rotatable transmission element 24.
Die Radantriebsvorrichtung 1 gemäß zumindest Aspekt 2, wobei die Sensorvorrichtung 22 zumindest sowohl mit dem Rotorelement 14 und/oder der Radnabe sowie dem Statorelement 12 verbunden ist; und die Sensorvorrichtung 22 eingerichtet ist, die Drehbewegung der Radnabe gegenüber der Bewegung des Statorelements 12 und/oder des Radabschnitts 2 zu detektieren. The wheel drive device 1 according to at least aspect 2, wherein the sensor device 22 is connected at least to both the rotor element 14 and/or the wheel hub and the stator element 12; and the sensor device 22 is set up to detect the rotational movement of the wheel hub relative to the movement of the stator element 12 and/or the wheel section 2.
Die Radantriebsvorrichtung 1 gemäß zumindest Aspekt 2, wobei der Radabschnitt 2 zumindest ein Verbindungselement 10 zur lösbaren Integration des Antriebsabschnitts 4 in den Radabschnitt 2 umfasst; wobei das Verbindungselement 10 zumindest ein Lager 13 umfasst; und das Verbindungselement 10 zur Integration des Antriebsabschnitts 4 in den Radabschnitt 2, das Rotorelement 14 des Antriebsabschnitts 4 rotatorisch in dem zumindest einen Radiallager 13 lagert. The wheel drive device 1 according to at least aspect 2, wherein the wheel section 2 comprises at least one connecting element 10 for releasably integrating the drive section 4 into the wheel section 2; wherein the connecting element 10 comprises at least one bearing 13; and the connecting element 10 for integrating the drive section 4 into the wheel section 2, the rotor element 14 of the drive section 4 is rotatably supported in the at least one radial bearing 13.
Die Radantriebsvorrichtung nach zumindest Aspekt 6, wobei das Statorelement 12 des Antriebsabschnitts 4 fest mit dem Verbindungselement 10 des Radabschnitts 2 verbunden ist; und das Rotorelement 14 zumindest ein vorstehendes Verlängerungsstück 16 umfasst, welches eine in das zumindest eine Lager 13 des Verbindungselements 10 einbringbare Lagerfläche ausbildet; und wobei das Verlängerungsstück 16 eine Kontaktfläche 18 zur Kontaktierung des Rotorelements 14 mit der Radnabe ausbildet. The wheel drive device according to at least aspect 6, wherein the stator element 12 of the drive section 4 is fixedly connected to the connecting element 10 of the wheel section 2; and the rotor element 14 comprises at least one projecting extension piece 16, which forms a bearing surface that can be inserted into the at least one bearing 13 of the connecting element 10; and wherein the extension piece 16 forms a contact surface 18 for contacting the rotor element 14 with the wheel hub.
Die Radantriebsvorrichtung 1 gemäß zumindest einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Antriebsabschnitt 4 zumindest ein Leitungselement 20 zur Versorgung des Antriebsabschnitts 4 mit Energie umfasst, wobei der Antriebsabschnitt 4 elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch angetrieben wird. The wheel drive device 1 according to at least one of the preceding aspects, wherein the drive section 4 comprises at least one line element 20 for supplying the drive section 4 with energy, wherein the Drive section 4 is driven electrically, pneumatically and / or hydraulically.
Ein Prüfstandsystem P zur Funktionsprüfung eines Fahrzeugs F im stationären Betrieb, insbesondere zur Prüfung von ADAS-Funktionen eines Kraftfahrzeugs, umfassend: zumindest eine Aufstandsfläche 100 zum Positionieren des zu prüfenden Fahrzeugs F in dem Prüfstandsystem P; ein zur Messung von Fahrzeugfunktionen, insbesondere ADAS-Funktionen, eingerichtetes Messsystem; und zumindest eine Radantriebsvorrichtung 1 gemäß Aspekt 1, wobei die zumindest eine Radantriebsvorrichtung 1 zum Antrieb einer Radnabe des zu prüfenden Fahrzeugs F, an zumindest einer Radnabe angebracht ist, wobei der Radabschnitt 2 der angebrachten Radantriebsvorrichtung 1 auf der Aufstandsfläche 100 kontaktiert ist. A test bench system P for functional testing of a vehicle F in stationary operation, in particular for testing ADAS functions of a motor vehicle, comprising: at least one contact surface 100 for positioning the vehicle F to be tested in the test bench system P; a measuring system set up to measure vehicle functions, in particular ADAS functions; and at least one wheel drive device 1 according to aspect 1, wherein the at least one wheel drive device 1 for driving a wheel hub of the vehicle F to be tested is attached to at least one wheel hub, the wheel section 2 of the attached wheel drive device 1 being contacted on the contact surface 100.
Das Prüfstandsystem P gemäß zumindest dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Aufstandsfläche 100 zumindest einen Drehteller 102 zur Aufnahme eines Rades, insbesondere das Aufnahmerad des Radabschnitts 2 der Radantriebsvorrichtung 1, umfasst; wobei der Drehteller 102, zur Simulation und /oder Messung von Lenkkräften und zur Messung des Radwinkels, zumindest entlang einer vertikal ausgerichteten Drehachse V rotierbar ausgestaltet ist, und wobei der Drehteller dazu bevorzugt mit einem Antrieb verbunden ist. The test stand system P according to at least the preceding aspect, wherein the contact surface 100 comprises at least one turntable 102 for receiving a wheel, in particular the receiving wheel of the wheel section 2 of the wheel drive device 1; wherein the turntable 102, for simulating and/or measuring steering forces and for measuring the wheel angle, is designed to be rotatable at least along a vertically oriented axis of rotation V, and wherein the turntable is preferably connected to a drive for this purpose.
Das Prüfstandsystem P gemäß zumindest einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Prüfstandsystem P zumindest eine Bremssteuerungsvorrichtung zur externen Ansteuerung der Fahrzeugbremsen des zu prüfenden Fahrzeugs F umfasst; wobei die Bremssteuerungsvorrichtung zumindest mit einem Bremszylinder des Fahrzeugs F verbindbar ausgestaltet ist; und die Bremssteuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die Fahrzeugbremsen des Fahrzeugs F gemäß vordefinierter Prozessschritte anzusteuern. The test bench system P according to at least one of the preceding aspects, wherein the test bench system P comprises at least one brake control device for externally controlling the vehicle brakes of the vehicle F to be tested; wherein the brake control device is designed to be connectable to at least one brake cylinder of the vehicle F; and the brake control device is set up to control the vehicle brakes of the vehicle F according to predefined process steps.
Das Prüfstandsystem gemäß zumindest einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Messsystem zur Überprüfung elektromagnetischer Störfestigkeiten zusätzlich zumindest eine Antennenvorrichtung 106 zur Messung von während der Fahrzeugprüfung auftretenden elektromagnetischen Strahlungen und/oder eine Absorberkammer 108 zur Absorbierung von externen elektromagnetischen Strahlungen umfasst; wobei die Antennenvorrichtung 106 eingerichtet ist, die von dem gesamten zu prüfenden Fahrzeug F und/oder von vordefinierten Elementen des Fahrzeugs F ausgehende elektromagnetische Strahlung zu detektieren. The test bench system according to at least one of the preceding aspects, wherein the measuring system for checking electromagnetic immunity additionally comprises at least one antenna device 106 for measuring electromagnetic radiation occurring during vehicle testing and/or an absorber chamber 108 for absorbing external electromagnetic radiation; wherein the antenna device 106 is set up to detect the electromagnetic radiation emanating from the entire vehicle F to be tested and/or from predefined elements of the vehicle F.
Prüfstandsystem zum Prüfen zumindest eines Fahrzeugs F im stationären Betrieb, wobei das Prüfstandsystem derart eingerichtet ist, dass nur die von dem Fahrzeug F nicht-angetriebenen Räder mit einer Radantriebsvorrichtung 1 versehen sind und angetrieben werden; und die von dem Fahrzeug F selbst angetriebenen Räder, mittels Ansteuerung der Fahrzeugbremsen durch eine externe Bremssteuerungsvorrichtung, abbremsbar sind und synchronisiert werden können. Test stand system for testing at least one vehicle F in stationary operation, the test stand system being set up in such a way that only the wheels not driven by the vehicle F are provided with a wheel drive device 1 and are driven; and the wheels driven by the vehicle F itself can be braked and synchronized by controlling the vehicle brakes by an external brake control device.
Verfahren zur Funktionsprüfung eines Fahrzeugs F, insbesondere zur Prüfung von ADAS-Funktionen eines Kraftfahrzeugs, im stationären Betrieb mittels dem Prüfstandsystem P, das Verfahren umfassend die Schritte: Positionieren des Fahrzeugs F auf der Aufstandsfläche 100, vorzugsweise auf entlang der Aufstandsfläche 100 positionierten Drehtellern 102; Anbringen der Radantriebsvorrichtung 1 an das Fahrzeug F durch Fixierung des Antriebsabschnitts 4 der Radantriebsvorrichtung 1 an zumindest eine Radnabe des Fahrzeugs F, wobei der Radabschnitt 2 der angebrachten Radantriebsvorrichtung 1 auf der Aufstandsfläche 100 aufliegt; Antreiben der Radnabe durch den Antriebsabschnitt 4 relativ zu einer Bewegung des Radabschnitts 2; Messen der Fahrzeugfunktionen durch das Messsystem während des Antreibens des Fahrzeugs F durch die Radantriebsvorrichtung 1. Method for functional testing of a vehicle F, in particular for testing ADAS functions of a motor vehicle, in stationary operation using the test bench system P, the method comprising the steps: positioning the vehicle F on the contact area 100, preferably on turntables 102 positioned along the contact area 100; Attaching the wheel drive device 1 to the vehicle F by fixing the drive section 4 of the wheel drive device 1 to at least one wheel hub of the vehicle F, the wheel section 2 of the attached wheel drive device 1 resting on the contact surface 100; driving the wheel hub by the drive section 4 relative to a movement of the wheel section 2; Measuring the vehicle functions by the measuring system while driving the vehicle F by the wheel drive device 1.
Das Verfahren gemäß dem vorhergehenden Aspekt, ferner umfassend die Schritte: Anbringen der Radantriebsvorrichtung 1 nur an von dem Fahrzeug F nichtantreibbaren Radnaben; Abbremsen der von dem Fahrzeug F antreibbaren Räder durch externe Ansteuerung der Fahrzeugbremsen mittels der Bremssteuerungsvorrichtung; Messen von während des Prüfungsprozesses erzeugen elektromagnetischen Strahlungen mittels zumindest einer in dem Prüfstandsystem FP integrierten Antennenvorrichtung 106. The method according to the preceding aspect, further comprising the steps: attaching the wheel drive device 1 only to wheel hubs that cannot be driven by the vehicle F; Braking the wheels that can be driven by the vehicle F by externally controlling the vehicle brakes using the brake control device; Measuring during the testing process generate electromagnetic radiation by means of at least one antenna device 106 integrated in the test stand system FP.
Vorliegende Aspekte, Merkmale, Komponenten und spezifische Details können ausgetauscht und/oder kombiniert werden um weitere Ausführungsformen zu erstellen, in Abhängigkeit des geforderten Verwendungszwecks. Etwaige Modifikationen die im Bereich des Wissens des Fachmanns liegen, werden mit der vorliegenden Beschreibung implizit offenbart. Present aspects, features, components and specific details may be interchanged and/or combined to create additional embodiments depending on the intended use. Any modifications that are within the knowledge of those skilled in the art are implicitly disclosed in the present description.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Radantriebsvorrichtung (1) für einen Fahrzeugprüfstand zum Antreiben zumindest eines Fahrzeugs (F) im stationären Betrieb umfassend: einen mit zumindest einem Aufnahmerad ausgestatten Radabschnitt (2); einen mit dem Radabschnitt (2) verbundenen Antriebsabschnitt (4) zum rotatorischen Antreiben einer Radnabe des Fahrzeugs (F) um zumindest eine Antriebsachse (A); wobei der Antriebsabschnitt (4) an der Radnabe des Fahrzeugs (F) anbringbar ausgestaltet ist; und der Antriebsabschnitt (4) an dem Radabschnitt (2) drehbar gelagert ist. 1. Wheel drive device (1) for a vehicle test bench for driving at least one vehicle (F) in stationary operation, comprising: a wheel section (2) equipped with at least one receiving wheel; a drive section (4) connected to the wheel section (2) for rotationally driving a wheel hub of the vehicle (F) about at least one drive axle (A); wherein the drive section (4) is designed to be attachable to the wheel hub of the vehicle (F); and the drive section (4) is rotatably mounted on the wheel section (2).
2. Radantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 wobei die Radantriebsvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung der Radnabe basierend auf einem oder mehreren Parametern des Antriebsabschnitts (4) und/oder des Fahrzeugs zu ermitteln. 2. Wheel drive device according to claim 1, wherein the wheel drive device (1) is set up to determine a rotational movement of the wheel hub based on one or more parameters of the drive section (4) and / or the vehicle.
3. Die Radantriebsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Antriebsabschnitt (4) zumindest einen elektrischen Antrieb aufweist und die Radantriebsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung der Radnabe basierend auf aktuellen Strom- und Spannungswerten des elektrischen Antriebs zu ermitteln. 3. The wheel drive device (1) according to claim 1 or 2, wherein the drive section (4) has at least one electric drive and the wheel drive device is set up to determine the rotational movement of the wheel hub based on current current and voltage values of the electric drive.
4. Die Radantriebsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, wobei der elektrische Antrieb einen Schrittmotor umfasst und die Radantriebsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung der Radnabe basierend auf einer Schrittfrequenz des Schrittmotors zu ermitteln. 4. The wheel drive device (1) according to claim 3, wherein the electric drive comprises a stepper motor and the wheel drive device is configured to determine the rotational movement of the wheel hub based on a step frequency of the stepper motor.
5. Die Radantriebsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Antriebsabschnitt (4) zumindest einen hydraulischen Antrieb aufweist und die Radantriebsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung der Radnabe basierend auf einem Fluidvolumenstrom des hydraulischen Antriebs zu ermitteln. 5. The wheel drive device (1) according to claim 1, wherein the drive section (4) has at least one hydraulic drive and the wheel drive device is configured to determine the rotational movement of the wheel hub based on a fluid volume flow of the hydraulic drive.
6. Die Radantriebsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 5, wobei der hydraulische Antrieb eine Pumpe mit einem konstanten Verdrängungsvolumen umfasst und die Radantriebsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung der Radnabe basierend auf einer Drehzahl der Pumpe zu ermitteln. 6. The wheel drive device (1) according to claim 5, wherein the hydraulic drive comprises a pump with a constant displacement volume and the wheel drive device is configured to determine the rotational movement of the wheel hub based on a speed of the pump.
7. Die Radantriebsvorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Antriebsabschnitt (4) zumindest ein Rotorelement (14) und ein Statorelement (12) umfasst; und das Statorelement (12) mit dem Radabschnitt (2) verbunden ist und das Rotorelement (14) an der Radnabe des Fahrzeugs (F) fixierbar ausgestaltet ist. 7. The wheel drive device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the drive section (4) comprises at least a rotor element (14) and a stator element (12); and the stator element (12) is connected to the wheel section (2) and the rotor element (14) is designed to be fixable on the wheel hub of the vehicle (F).
8. Die Radantriebsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 7, wobei das Statorelement (12) ein ringförmiges Gehäuse (11) ausbildet, in welchem das Rotorelement (14) beweglich positioniert ist; und das Rotorelement (14) eingerichtet ist, zumindest parallel zur Antriebsachse (A) der Radnabe innerhalb des Statorelements (12) zu rotieren und die Radnabe mittels der rotatorischen Bewegung anzutreiben. 8. The wheel drive device (1) according to claim 7, wherein the stator element (12) forms an annular housing (11) in which the rotor element (14) is movably positioned; and the rotor element (14) is set up to rotate at least parallel to the drive axis (A) of the wheel hub within the stator element (12) and to drive the wheel hub by means of the rotary movement.
9. Die Radantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei ein Sensor (22) vorgesehen ist, der dazu eingerichtet ist eine Drehbewegung der Radnabe direkt zu ermitteln, und wobei der Sensor (22) bevorzugt an dem Rotorelement (14) oder zwischen Stator und Rotorelement (14) vorgesehen ist. 9. The wheel drive device according to claim 7 or 8, wherein a sensor (22) is provided which is set up to directly determine a rotational movement of the wheel hub, and wherein the sensor (22) is preferably on the rotor element (14) or between the stator and rotor element (14) is provided.
10. Die Radantriebsvorrichtung (1) gemäß zumindest Anspruch 8, wobei der Radabschnitt (2) zumindest ein Verbindungselement (10) zur lösbaren Integration des Antriebsabschnitts (4) in den Radabschnitt (2) umfasst; wobei das Verbindungselement (10) zumindest ein Lager (13) umfasst; und das Verbindungselement (10) zur Integration des Antriebsabschnitts (4) in den Radabschnitt (2), das Rotorelement (14) des Antriebsabschnitts (4) rotatorisch in dem zumindest einen Radiallager (13) lagert. 10. The wheel drive device (1) according to at least claim 8, wherein the wheel section (2) comprises at least one connecting element (10) for releasably integrating the drive section (4) into the wheel section (2); wherein the connecting element (10) comprises at least one bearing (13); and the connecting element (10) for integrating the drive section (4) into the wheel section (2), the rotor element (14) of the drive section (4) is rotatably supported in the at least one radial bearing (13).
11. Die Radantriebsvorrichtung (1) gemäß zumindest Anspruch 10, wobei das Statorelement (12) des Antriebsabschnitts (4) fest mit dem Verbindungselement (10) des Radabschnitts (2) verbunden ist; und das Rotorelement (14) zumindest ein vorstehendes Verlängerungsstück (16) umfasst, welches eine in das zumindest eine Lager (13) des Verbindungselements (10) einbringbare Lagerfläche ausbildet; und wobei das Verlängerungsstück (16) eine Kontaktfläche (18) zur Kontaktierung des Rotorelements (14) mit der Radnabe ausbildet. 11. The wheel drive device (1) according to at least claim 10, wherein the stator element (12) of the drive section (4) is fixedly connected to the connecting element (10) of the wheel section (2); and the rotor element (14) comprises at least one projecting extension piece (16), which forms a bearing surface that can be inserted into the at least one bearing (13) of the connecting element (10); and wherein the extension piece (16) forms a contact surface (18) for contacting the rotor element (14) with the wheel hub.
12. Die Radantriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Radantriebsvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung der Radnabe basierend auf Parameter zu ermitteln welche über einen oder mehrere Sensoren des Fahrzeugs (F) erfasst werden. 12. The wheel drive device (1) according to claim 1 or 2, wherein the wheel drive device (1) is set up to determine a rotational movement of the wheel hub based on parameters which are detected via one or more sensors of the vehicle (F).
13. Die Radantriebsvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Antriebsabschnitt (4) in eine Fahrzeugfelge (8) des Fahrzeugs (F) integriert ist und die Fahrzeugfelge (8) eine Bereifung aufweist, insbesondere eine Gummibereifung. 13. The wheel drive device (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the drive section (4) is integrated into a vehicle rim (8) of the vehicle (F) and the vehicle rim (8) has tires, in particular rubber tires.
14. Radantriebsvorrichtung für einen Fahrzeugprüfstand zum Antreiben zumindest eines Fahrzeugs (F) im stationären Betrieb umfassend: einen mit zumindest einem Aufnahmerad ausgestatten Radabschnitt (2); einen mit dem Radabschnitt (2) verbundenen Antriebsabschnitt (4) zum rotatorischen Antreiben einer Radnabe des Fahrzeugs (F) um zumindest eine Antriebsachse (A); wobei der Antriebsabschnitt (4) an dem Radabschnitt (2) drehbar gelagert ist und einen inneren Abschnitt (50) aufweist, der an der Radnabe des Fahrzeugs anbringbar ausgestaltet ist, und einen äußeren Abschnitt (51) aufweist, der an dem inneren Abschnitt (50) anbringbar ausgestaltet ist. Die Radantriebsvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Antriebsabschnitt (4) zweiteilig ausgebildet ist und einen inneren Abschnitt (50) und einen äußeren Abschnitt (51) umfasst, und wobei insbesondere der Antriebsabschnitt (4) derart ausgestaltet ist, dass bei der Montage zunächst der innere Abschnitt (50) an der Radnabe des Fahrzeugs (F) befestigt und nachfolgend der äußere Abschnitt (51) befestigt wird, um eine formschlüssige Verbindung zwischen beiden Abschnitten (50, 51) zu erreichen. Ein Prüfstandsystem (P) zur Funktionsprüfung eines Fahrzeugs (F) im stationären Betrieb, umfassend: zumindest eine Aufstandsfläche (100) zum Positionieren des zu prüfenden Fahrzeugs (F) in dem Prüfstandsystem (P); ein zur Messung von Fahrzeugfunktionen eingerichtetes Messsystem; und zumindest eine Radantriebsvorrichtung (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die zumindest eine Radantriebsvorrichtung (1) zum Antrieb einer Radnabe des zu prüfenden Fahrzeugs (F), an zumindest einer Radnabe angebracht ist, wobei der Radabschnitt (2) der angebrachten Radantriebsvorrichtung (1) auf der Aufstandsfläche (100) kontaktiert ist. Das Prüfstandsystem (P) gemäß zumindest Anspruch 16, wobei die Aufstandsfläche (100) zumindest einen Drehteller (102) zur Aufnahme eines Rades, insbesondere das Aufnahmerad des Radabschnitts (2) der Radantriebsvorrichtung (1), umfasst; wobei der Drehteller (102), zur Simulation und /oder Messung von Lenkkräften und zur Messung des Radwinkels, zumindest entlang einer vertikal ausgerichteten Drehachse (V) rotierbar ausgestaltet ist, und wobei der Drehteller dazu bevorzugt mit einem Antrieb verbunden ist. Das Prüfstandsystem (P) gemäß zumindest einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei das Prüfstandsystem (P) zumindest eine Bremssteuerungsvorrichtung zur externen Ansteuerung der Fahrzeugbremsen des zu prüfenden Fahrzeugs (F) umfasst; wobei die Bremssteuerungsvorrichtung zumindest mit einem Bremszylinder des Fahrzeugs (F) verbindbar ausgestaltet ist; und die Bremssteuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die Fahrzeugbremsen des Fahrzeugs (F) gemäß vordefinierter Prozessschritte anzusteuern. Das Prüfstandsystem gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 18, wobei das Messsystem zur Überprüfung elektromagnetischer Störfestigkeiten zusätzlich zumindest eine Antennenvorrichtung (106) zur Messung von während der Fahrzeugprüfung auftretenden elektromagnetischen Strahlungen und/oder eine Absorberkammer (108) zur Absorbierung von externen elektromagnetischen Strahlungen umfasst; wobei die Antennenvorrichtung (106) eingerichtet ist, die von dem gesamten zu prüfenden Fahrzeug (F) und/oder von vordefinierten Elementen des Fahrzeugs (F) ausgehende elektromagnetische Strahlung zu detektieren. 14. Wheel drive device for a vehicle test bench for driving at least one vehicle (F) in stationary operation, comprising: a wheel section (2) equipped with at least one pickup wheel; a drive section (4) connected to the wheel section (2) for rotationally driving a wheel hub of the vehicle (F) about at least one drive axle (A); wherein the drive section (4) is rotatably mounted on the wheel section (2) and has an inner section (50) which is designed to be attachable to the wheel hub of the vehicle, and has an outer section (51) which is attached to the inner section (50 ) is designed to be attachable. The wheel drive device (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the drive section (4) is designed in two parts and comprises an inner section (50) and an outer section (51), and in particular the drive section (4) is designed such that During assembly, the inner section (50) is first attached to the wheel hub of the vehicle (F) and then the outer section (51) is attached in order to achieve a positive connection between the two sections (50, 51). A test stand system (P) for functional testing of a vehicle (F) in stationary operation, comprising: at least one contact surface (100) for positioning the vehicle (F) to be tested in the test stand system (P); a measuring system set up to measure vehicle functions; and at least one wheel drive device (1) according to at least one of claims 1 to 15, wherein the at least one wheel drive device (1) for driving a wheel hub of the vehicle (F) to be tested is attached to at least one wheel hub, wherein the wheel section (2) of attached wheel drive device (1) is contacted on the contact surface (100). The test stand system (P) according to at least claim 16, wherein the contact surface (100) comprises at least one turntable (102) for receiving a wheel, in particular the receiving wheel of the wheel section (2) of the wheel drive device (1); wherein the turntable (102), for simulating and/or measuring steering forces and for measuring the wheel angle, is designed to be rotatable at least along a vertically oriented axis of rotation (V), and wherein the turntable is preferably connected to a drive for this purpose. The test bench system (P) according to at least one of claims 16 or 17, wherein the test bench system (P) comprises at least one brake control device for externally controlling the vehicle brakes of the vehicle (F) to be tested; wherein the brake control device is designed to be connectable to at least one brake cylinder of the vehicle (F); and the brake control device is set up to control the vehicle brakes of the vehicle (F) according to predefined process steps. The test bench system according to at least one of the preceding claims 16 to 18, wherein the measuring system for checking electromagnetic immunity additionally comprises at least one antenna device (106) for measuring electromagnetic radiation occurring during vehicle testing and/or an absorber chamber (108) for absorbing external electromagnetic radiation ; wherein the antenna device (106) is set up to be used by the entire vehicle (F) to be tested and/or by predefined ones To detect electromagnetic radiation emitted from elements of the vehicle (F).
20. Prüfstandsystem zum Prüfen zumindest eines Fahrzeugs (F) im stationären Betrieb, wobei das Prüfstandsystem derart eingerichtet ist, dass nur die von dem Fahrzeug (F) nicht-angetriebenen Räder mit einer Radantriebsvorrichtung (1) versehen sind, um nur die von dem Fahrzeug (F) nicht-angetriebenen Räder anzutreiben; und das Prüfstandsystem eine externe Bremssteuerungsvorrichtung umfasst, wobei die externe Bremssteuerungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die von dem Fahrzeug (F) selbst angetriebenen Räder mittels Ansteuerung der Fahrzeugbremsen abzubremsen und zu synchronisieren. 20. Test stand system for testing at least one vehicle (F) in stationary operation, the test stand system being set up in such a way that only the wheels not driven by the vehicle (F) are provided with a wheel drive device (1) in order to drive only those of the vehicle (F) drive non-driven wheels; and the test stand system comprises an external brake control device, wherein the external brake control device is set up to brake and synchronize the wheels driven by the vehicle (F) itself by controlling the vehicle brakes.
21. Verfahren zur Funktionsprüfung eines Fahrzeugs (F) im stationären Betrieb mittels dem Prüfstandsystem (P) gemäß Anspruch 16, das Verfahren umfassend die Schritte: 21. Method for functional testing of a vehicle (F) in stationary operation using the test bench system (P) according to claim 16, the method comprising the steps:
Positionieren des Fahrzeugs (F) auf der Aufstandsfläche (100), vorzugsweise auf entlang der Aufstandsfläche (100) positionierten Drehtellern (102); Positioning the vehicle (F) on the contact area (100), preferably on turntables (102) positioned along the contact area (100);
Anbringen der Radantriebsvorrichtung (1) an das Fahrzeug (F) durch Fixierung des Antriebsabschnitts (4) der Radantriebsvorrichtung (1) an zumindest eine Radnabe des Fahrzeugs (F), wobei der Radabschnitt (2) der angebrachten Radantriebsvorrichtung (1) auf der Aufstandsfläche (100) aufliegt; Attaching the wheel drive device (1) to the vehicle (F) by fixing the drive section (4) of the wheel drive device (1) to at least one wheel hub of the vehicle (F), the wheel section (2) of the attached wheel drive device (1) being on the contact surface ( 100) rests;
Antreiben der Radnabe durch den Antriebsabschnitt (4) relativ zu einer Bewegung des Radabschnitts (2); driving the wheel hub by the drive section (4) relative to movement of the wheel section (2);
Messen der Fahrzeugfunktionen durch das Messsystem während des Antreibens des Fahrzeugs (F) durch die Radantriebsvorrichtung (1). Measuring the vehicle functions by the measuring system while driving the vehicle (F) by the wheel drive device (1).
22. Das Verfahren gemäß Anspruch 21 ferner umfassend die Schritte: Anbringen der Radantriebsvorrichtung (1) nur an von dem Fahrzeug (F) nicht-antreibbaren Radnaben; 22. The method according to claim 21 further comprising the steps: Attaching the wheel drive device (1) only to wheel hubs that cannot be driven by the vehicle (F);
Abbremsen der von dem Fahrzeug (F) antreibbaren Räder durch externe Ansteuerung der Fahrzeugbremsen mittels der Bremssteuerungsvorrichtung; Braking the wheels that can be driven by the vehicle (F) by externally controlling the vehicle brakes using the brake control device;
Messen von während des Prüfungsprozesses erzeugen elektromagnetischen Strahlungen mittels zumindest einer in dem Prüfstandsystem (FP) integrierten Antennenvorrichtung (106). Measuring electromagnetic radiation generated during the testing process by means of at least one antenna device (106) integrated in the test stand system (FP).
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