FIETZEK, Rafael (Gutenbergstraße 62, Darmstadt, 64289, DE)
RINDERKNECHT, Stephan (Heinrich-von-Kleist-Weg 8/1, Gomoringen, 72810, DE)
FIETZEK, Rafael (Gutenbergstraße 62, Darmstadt, 64289, DE)
| Fahrzeugfunktionsprüfstand P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Fahrzeugfunktionsprüfstand mit Belastungseinrichtungen, die über einen Antrieb antreibbar und über Gelenkwellen mit Rädern oder Radbefestigungen eines Fahrzeugs kraft- oder formschlüssig drehfest verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkwellen (8) drei Gelenke (12) und drei gelenkig miteinander verbundene Wellenabschnitte (15, 16, 17) aufweisen, wobei ein erster Wellenabschnitt (17) ungelenkig mit der Radnabe verbunden ist, ein zweiter Wellenabschnitt (16) durch eine Zwangsführung festgelegt ist und ein dritter Wellenabschnitt (15) gelenkig mit der Belastungseinrichtung (6) verbunden ist. 2. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wellenabschnitt (16) durch die Zwangsführung auf eine Ausrichtung senkrecht zu einer Längsachse des Fahrzeugs (4) festgelegt wird. 3. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wellenabschnitt (16) axial drehbar an einer in Längsrichtung des Fahrzeugs (4) verfahrbaren Zwangsführungseinrichtung (23) gelagert ist . 4. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführungseinrichtung (23) in der Höhe verlagerbar ist. 5. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wellenabschnitt (16) um eine parallel zu der Längsrichtung des Fahrzeugs (4) verlaufende Schwenkachse verschwenkbar gelagert ist. 6. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführungseinrichtung (23) mindestens eine auf einer Platte (19) angeordnete Wellenlagereinrichtung (18) aufweist . 7. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (19) mittels eines Aktors verlagerbar ist. 8. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer Radaufhängung des Fahrzeugs (4) eine Hubvorrichtung (14) zugeordnet ist, durch die ein Einfedern oder Ausfedern, bzw. eine vertikale Bewegung des Rades vorgebbar ist. 9. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die der Radaufhängung zugeordnete Hubvorrichtung (14) mit der Radaufhängung in Wirkverbindung steht. 10. Fahrzeugfunktionsprüfstand nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserie (5) des Fahrzeugs (4) mittels einer Hubeinrichtung (3) aus einer im Wesentlichen waagrechten Ausrichtung verkippbar und in der vertikalen Position verstellbar ist. |
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugfunktionsprüfstand mit Belastungseinrichtungen, die über einen Antrieb antreibbar sind und über Gelenkwellen mit Rädern oder Radbefestigungen eines Fahrzeugs kraft- oder formschlüssig drehfest
verbindbar sind.
In einem Kraftfahrzeug werden verschiedene Komponenten und Systeme miteinander kombiniert, die auch unter extremen Bedingungen und über einen langen Zeitraum möglichst fehlerfrei und reibungslos funktionieren und zusammenwirken sollen. Neben mechanischen Komponenten, wie beispielsweise dem Antriebsstrang und dem Fahrwerk, werden zunehmend mechatronische und elektronische Systeme wie beispielsweise Fahrerassistenzsysteme und Sicherheitssysteme
weiterentwickelt und zum Einsatz gebracht. Die einzelnen Komponenten und Systeme werden dabei zunächst oftmals isoliert voneinander entwickelt und getestet. Auf Grund der steigenden Komplexität und einer zunehmenden Abhängigkeit, Kommunikation und Beeinflussung der einzelnen Komponenten und der Systeme untereinander werden möglichst
realitätsnahe Funktionsprüfungen und Simulationen eines Fahrzeugs als vorteilhaft bzw. notwendig erachtet, in dem sämtliche relevanten Komponenten und Systeme eingebaut bzw. verwirklicht sind. Dabei kann es sich entweder um einen Prototypen für die Entwicklung neuer Systeme oder
Komponenten oder um ein seriennahes oder bereits serienmäßig hergestelltes Fahrzeug handeln, dessen
Funktionstüchtigkeit überprüft werden soll.
Die Erprobung eines derartigen Fahrzeugs auf einer
Teststrecke liefert üblicherweise Ergebnisse mit einer sehr hohen Aussagekraft. Testfahrten auf Teststrecken sind jedoch mit einem hohen Aufwand verbunden und leiden
regelmäßig an einer beschränkten Reproduzierbarkeit
einzelner Fahrmanöver, die zu Testzwecken durchgeführt werden. Schon kleine Abweichungen bei der Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder bei der Durchführung der Fahrmanöver durch einen Testfahrer können zu abweichenden
Testergebnissen führen und die Vergleichbarkeit und
Aussagekraft der durchgeführten Testfahrten und Fahrmanöver beschränken. Zudem sind Testfahrten auf einer im Freien befindlichen Teststrecke von den aktuellen
Umgebungsbedingungen, insbesondere der Witterung, abhängig. Einige Tests können sogar nur bei vorgegebenen
Witterungsbedingungen durchgeführt werden, so dass
Verzögerungen bei der Durchführung der Testfahrten und eines davon abhängigen Entwicklungsprozesses oder die
Notwendigkeit, einzelne Testfahrten zu wiederholen, nicht ausgeschlossen werden können. Insbesondere bei Testfahrten oder Fahrmanövern, die der Erprobung neuer Sicherheitsfunktionen und
Sicherheitssysteme dienen, können die Testfahrer einem nicht unerheblichen Unfallrisiko ausgesetzt sein. Es sind Rollenprüfstände bekannt, bei denen das Fahrzeug ortsfest auf antreibbaren Laufrollen fixiert wird, so dass die Reifen des Fahrzeugs von den Laufrollen in Drehbewegung versetzt und in vorgebbarer Art und Weise beschleunigt werden können. Derartige Rollenprüfstände werden bei
Automobilherstellern unter anderem am Ende eines
Fertigungsbandes eingesetzt und dienen der Überprüfung des Antriebsstrangs sowie einzelner Komponenten wie
beispielsweise der Bremsanlage des Fahrzeugs.
Aus der Praxis sind weiterhin Antriebsstrangprüfstände bekannt, die mehrere antreibbare Belastungseinrichtungen aufweisen, die kraft- oder formschlüssig mit den Rädern oder Radbefestigungen eines Fahrzeugs verbindbar sind, das beabstandet zu einem Untergrund ortsfest angeordnet ist. Üblicherweise werden die Räder demontiert und die
Belastungseinrichtungen unmittelbar mit den Radnaben, einer Radaufnahme oder einer Adaptereinrichtung verbunden, um im Rahmen eines Prüfverfahrens vorgebbare Drehmomente von der Belastungseinrichtung auf das zugeordnete Rad bzw. den Antriebsstrang zu übertragen und den Antriebsstrang und die relevanten Komponenten und Systeme einem Funktionstest zu unterziehen .
Die mit einer Belastungseinrichtung erzeugten Drehmomente werden dabei üblicherweise über eine Welle auf das
zugeordnete Rad oder dessen Radbefestigung übertragen. Hier und im Folgenden werden alle Komponenten, Einzelteile oder Vorrichtungen, an denen ein Rad des Fahrzeugs angeordnet, gelagert, befestigt oder gehalten werden kann, als
Radbefestigung bezeichnet und darunter insbesondere auch die Radnabe oder ein Radflansch verstanden. Da die mit den Belastungseinrichtungen erzeugten Drehmomente unmittelbar auf das zugeordnete Rad oder die zugeordnete Radbefestigung des Fahrzeugs übertragen werden können, sind Ungenauigkeiten während der Durchführung eines Prüfverfahrens, die durch einen unvermeidbaren Schlupf zwischen einem Reifen und mit diesem Reifen in Kontakt stehenden Antriebsrollen verursacht werden können,
grundsätzlich ausgeschlossen.
Um die Entwicklung neuer Komponenten und Systeme zu
unterstützen und Fahrzeugfunktionsprüfungen bei neu
hergestellten Kraftfahrzeugen unmittelbar vor deren
Auslieferung durchführen zu können sind Fahrzeugfunktions- prüfstände entwickelt worden und aus der Praxis bekannt, bei denen ein ortsfest angeordnetes Fahrzeug verschiedenen Funktionsprüfungen unterzogen werden kann. Während die vorangehend beschriebenen Antriebsstrang- prüfstände die längsdynamischen Belastungen mit einem vergleichsweise geringen konstruktiven Aufwand realisieren und simulieren können, ist der konstruktive Aufwand und die Komplexität von eingangs beschriebenen Fahrzeugfunktions- prüfstände wesentlich größer, wenn zusätzlich auch
Lenkeinschläge von lenkbaren Rädern des Fahrzeugs
berücksichtigt und in die Funktionsprüfung mit einbezogen werden sollen. Solche Fahrzeugfunktionsprüfstände werden beispielsweise in EP 1 760 446 A2 oder in DE 103 28 461 AI beschrieben.
Um den konstruktiven Aufwand gering zu halten wird
angestrebt, bei vergleichbarer Funktionalität keine
Nachführung der Belastungseinrichtungen oder der Getriebe bei Lenkeinschlägen durchführen zu müssen und somit keinen Aktor zu benötigen, der diese Nachführung bewirkt. Dennoch soll der Knickwinkel der Gelenkwellen, welche die Belastungseinrichtungen mit den einzelnen Rädern, bzw.
Radbefestigungen verbinden, möglichst klein bleiben. Es wird weiterhin als ein Nachteil derartiger
Fahrzeugfunktionsprüfstände angesehen, dass die
Berücksichtigung lenkbarer Räder mit einem erheblichen zusätzlichen Aufwand verbunden ist und dass dennoch ein Ein- bzw. Ausfedern der Räder und die Bewegungen der
Fahrzeugkarosserie während der Durchführung eines
Prüfverfahrens nicht realisiert und bei der Durchführung der Testmanöver und der Auswertung der Messwerte
dementsprechend auch nicht berücksichtigt werden können.
Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, einen Fahrzeugfunktionsprüfstand der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, dass ein mit der
Belastungseinrichtung in Wirkverbindung stehendes Rad bzw. eine Radbefestigung des Fahrzeugs nicht nur Lenkbewegungen durchführen, sondern auch Ein- und Ausfedern, bzw.
vertikale Bewegungen durchführen kann Die vertikale
Bewegung des Rades relativ zu der als Bezugspunkt
vorgegebenen Karosserie, bzw. die Differenzbewegung des Rades verglichen mit der Karosserie entspricht dem Ein- und Ausfedern des Rades. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Gelenkwellen drei Gelenke und drei gelenkig miteinander verbundene Wellenabschnitte aufweisen, wobei ein erster Wellenabschnitt ungelenkig mit der Radnabe verbunden ist, ein zweiter Wellenabschnitt durch eine Zwangsführung festgelegt ist und ein dritter Wellenabschnitt gelenkig mit der Belastungseinrichtung verbunden ist. Der erste Wellenabschnitt erstreckt sich von der Radnabe bis zu einem ersten Gelenk. Der zweite Wellenabschnitt erstreckt sich von dem ersten Gelenk bis zu einem zweiten Gelenk und der dritte Wellenabschnitt erstreckt sich von dem zweiten Gelenk zu einem dritten Gelenk.
Durch die drei Wellenabschnitte, die jeweils gelenkig mit einem benachbarten Wellenabschnitt bzw. mit der
Belastungseinrichtung verbunden sind, werden zusätzlich zu einer Drehbewegung weitere Freiheitsgrade der Bewegung ermöglicht, so dass auch Lenkbewegungen, das Ein- und
Ausfedern bzw. vertikale Bewegungen des Rades bzw. der Radbefestigung simuliert und während der zu Testzwecken durchgeführten Fahrmanöver berücksichtigt und erfasst werden können. Durch die Zwangsführung des zweiten und damit mittig angeordneten Wellenabschnitts werden die
Bewegungsmöglichkeiten der Gelenkwelle eingeschränkt und in konstruktiv einfacher Weise so vorgegeben, dass die während der Durchführung eines Prüfverfahrens vorgegebenen
Drehmomente und Kräfte auf das zugeordnete Rad oder die Radbefestigung, bzw. auf das Fahrzeug übertragen werden können, ohne dass die Bewegung der Gelenkwelle und damit die Übertragung von Momenten und Kräften unbestimmbar oder unkontrollierbar werden könnten. Für Räder, die keine
Lenkbewegungen ausführen können, können natürlich andere und vorzugsweise konstruktiv weniger aufwendige
Gelenkwellen zum Einsatz gebracht werden.
In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass der zweite Wellenabschnitt durch die Zwangsführung auf eine
Ausrichtung senkrecht zu einer Längsachse des Fahrzeugs festgelegt wird. Durch eine vorgegebene Ausrichtung des zweiten Wellenabschnitts senkrecht oder zumindest nahezu senkrecht zu einer Längsachse des Fahrzeugs werden die Winkel zwischen den benachbarten Wellenabschnitten
üblicherweise kleiner als bei einer abweichenden
Ausrichtung des zweiten Wellenabschnitts. Die Ausrichtung kann jedoch in jedem Einzelfall so vorgegeben werden, dass sich während des vorgesehenen Testbetriebs entweder
möglichst geringe Winkel zwischen den benachbarten
Wellenabschnitten einstellen oder eine für die Durchführung der Prüfungen und deren Auswertung vorteilhafte Ausrichtung einzelner Wellenabschnitte einstellt.
Die Gelenkwelle weist zweckmäßigerweise in mindestens einem Wellenabschnitt eine Einrichtung für einen Längenausgleich auf. Die Länge der Gelenkwelle kann in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Ausrichtung der einzelnen
Wellenabschnitte relativ zueinander variieren. Durch die Einrichtung für einen Längenausgleich kann die Länge der Gelenkwelle jeweils an die Ausrichtung der Radbefestigung relativ zu der Belastungseinrichtung angepasst werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der zweite
Wellenabschnitt axial drehbar an einer in Längsrichtung des Fahrzeugs verfahrbaren Zwangsführungseinrichtung gelagert ist.
Die Zwangsführungseinrichtung kann eine Platte und eine auf der Platte angeordnete Wellenlagereinrichtung aufweisen. Die Wellenlagereinrichtung, die mindestens ein Wellenlager für den zweiten Wellenabschnitt der Gelenkwelle aufweist, ermöglicht eine axial drehbare Lagerung des zweiten
Wellenabschnitts und legt diesen hinsichtlich seiner Ausrichtung fest. Eine Platte lässt sich beispielsweise in Kombination mit einer Linearführung einfach in
verschiedenen Raumrichtungen verlagern und erlaubt eine einfache und präzise Festlegung der Wellenlagereinrichtung .
Um bei Bedarf einen bestimmten Lenkwinkel vorzugeben oder zusätzliche Kräfte und Momente auf das Rad ausüben zu können ist vorgesehen, dass die Platte zusammen mit der darauf angeordneten Wellenlagereinrichtung mittels eines Aktors mit Kräften beaufschlagt werden kann. Dadurch kann die Platte und damit der darauf gelagerte zweite
Wellenabschnitt in kürzester Zeit relativ zu dem Fahrzeug bzw. zu dem zugeordneten Rad oder der zugeordneten
Radbefestigung verlagert werden. Auf diese Weise können in Abhängigkeit von dem jeweiligen Fahrmanöver Lenkwinkel vorgegeben bzw. Rückstellkräfte oder Störkomponenten auf die Lenkung des zugeordneten Rades bzw. der zugeordneten Radbefestigung ausgeübt werden. Weiterhin ist vorgesehen, dass die
Zwangsführungseinrichtung in der Höhe verlagerbar ist.
Durch eine Höhenverlagerung des zweiten Wellenabschnitts wird in einfacher Weise eine Nachführung der Gelenkwelle während der vertikalen Bewegung bzw. des Ein- und
Ausfederns des zugeordneten Rades ermöglicht. Eine
Verlagerung der Zwangsführungseinrichtung in zwei
verschiedenen Richtungen, die zweckmäßigerweise senkrecht zueinander stehen, lässt sich in einfacher Weise
realisieren .
Es ist ebenfalls denkbar, dass alternativ oder zusätzlich zu einer Höhenverlagerung der zweite Wellenabschnitt um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagert ist, um eine
Nachführung während einer vertikalen Bewegung bzw. während des Ein- und Ausfederns des zugeordneten Rades zu
ermöglichen. In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass diese Schwenkachse parallel zu der Längsrichtung des
Fahrzeugs festgelegt ist. Durch die schwenkbare Lagerung des zweiten Wellenabschnitts könnte gegebenenfalls auf eine Höhenverstellung des zweiten Wellenabschnitts und damit auf den einhergehenden konstruktiven Aufwand verzichtet werden, sofern die während des Betriebs auftretenden Auslenkungen zu keiner übermäßigen Winkelstellung der benachbarten
Wellenabschnitte der Gelenkwelle führen. Die Nachführung kann optional von mindestens einem Aktor unterstützt werden .
Um das Ein- und Ausfedern eines einzelnen Rades bei
ortsfest angebrachter Karosserie des Fahrzeugs oder die vertikale Bewegung eines einzelnen Rades bei nicht ortsfest angebrachter Karosserie möglichst realitätsnah vorgeben zu können ist vorgesehen, dass eine Hubvorrichtung einer
Radaufhängung des Fahrzeugs zugeordnet ist.
Zweckmäßigerweise ist die der Radaufhängung zugeordnete Hubvorrichtung bei einem lenkbaren Rad mit einem nicht der Lenkbewegung folgenden Teil der Radaufhängung in
Wirkverbindung. Bei einer geeigneten Ausgestaltung und Anordnung kann die der Radaufhängung zugeordnete
Hubvorrichtung ortsfest an dem Fahrzeugfunktionsprüfstand festgelegt sein und unabhängig von einer anderweitig vorgegebenen Lenkbewegung des Rades auf die Radaufhängung einwirken und eine Einfeder- oder Ausfederbewegung bzw. die vertikale Bewegung des Rades vorgeben. In dieser Hinsicht kann es für die meisten Anwendungsfälle ausreichen, wenn eine Verlagerung des zweiten
Wellenabschnitts der Gelenkwelle in Längsrichtung des
Fahrzeugs vorgegeben wird, während eine Höhenverstellung oder Verschwenkung der Zwangsführungseinrichtung lediglich passiv und als Nachführung bei der vertikalen Bewegung, bzw. bei dem Ein- und Ausfedern des Rades erfolgt.
Um die Biegebelastungen auf die Gelenkwelle zu minimieren, kann die Höhenverstellung bzw. die Verschwenkung der
Zwangsführungseinrichtung aber auch von einer
Hubvorrichtung bzw. von einem Aktor unterstützt werden.
Falls der zweite Wellenabschnitt um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagert ist und eine Höhenverstellung möglich ist kann ein geeigneter Aktor während des Betriebs jeweils eine minimale Winkelstellung der benachbarten
Wellenabschnitte vorgeben. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des
Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Karosserie des Fahrzeugs mittels einer Hubeinrichtung aus einer im
Wesentlichen waagrechten Ausrichtung verkippbar und in der vertikalen Position verstellbar ist, um Bewegungen der Karosserie separat vorgeben und abbilden zu können. Zu diesem Zweck kann die Fahrzeugkarosserie beispielsweise an vier Punkten an einer Unterseite der Fahrzeugkarosserie von Aktoren aufgenommen und auf dieser aus mehreren Aktoren bestehenden Hubvorrichtung gelagert sein. Die
beispielsweise hydraulisch betätigbaren Aktoren sind unabhängig voneinander betätigbar. Durch eine geeignete Ansteuerung der einzelnen Aktoren können Bewegungen und Kräfte erzeugt bzw. simuliert werden, die dem Verhalten der Fahrzeugkarosserie bei der Durchführung von Fahrmanövern entspricht. So können beispielsweise ein Nicken oder ein Wanken während eines Bremsvorgangs oder eines Lenkvorgangs als Bewegung der Karosserie vorgegeben werden. Die mit den Radaufhängungen in Wirkverbindung stehenden Aktoren würden bei dieser Ausgestaltung die vertikalen Bewegungen der Räder, bzw. der Radbefestigungen vorgeben. Das Ein- und Ausfedern entspricht somit der Differenzbewegung des Rades verglichen mit der Karosserie.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des
Erfindungsgedankens näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines
FahrzeugfunktionsprüfStands in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Fahrzeugfunktionsprüfstand,
Fig. 3 eine Seitenansicht des in den Fig. 1 und 2
dargestellten FahrzeugfunktionsprüfStands , Fig. 4 eine vergrößert dargestellte Draufsicht auf einen Teilbereich des in den Figuren dargestellten
FahrzeugfunktionsprüfStands im Bereich einer
Belastungseinrichtung, die über eine Gelenkwelle mit drei Gelenken und mit drei gelenkig miteinander verbundenen Wellenabschnitten drehfest mit einer vorderen
Radbefestigung verbunden ist und die ein mit einer Belastungseinrichtung erzeugtes Drehmoment auf eine lenkbare Radnabe eines Fahrzeugs überträgt,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 4
abgebildeten Teilbereichs,
Fig. 6 eine vergrößert dargestellte Draufsicht auf einen Teilbereich des in den Figuren dargestellten
FahrzeugfunktionsprüfStands im Bereich einer
Belastungseinrichtung, die über eine Gelenkwelle mit zwei Gelenken und mit zwei gelenkig miteinander verbundenen Wellenabschnitten drehfest mit einer hinteren
Radbefestigung verbunden ist und die ein mit einer
Belastungseinrichtung erzeugtes Drehmoment auf eine nicht lenkbare Radnabe eines Fahrzeugs überträgt, und
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 6
abgebildeten Teilbereichs. Ein in den Figuren 1 bis 3 in seiner Gesamtheit
exemplarisch dargestellter Fahrzeugfunktionsprüfstand 1 weist ein näherungsweise rechteckförmiges Rahmengestell 2 auf, an dem vier einzeln betätigbare hydraulische
Hubzylinder 3 angeordnet sind. Die hydraulischen
Hubzylinder 3 können an einer Unterseite eines Fahrzeugs 4 mit dessen Karosserie 5 verbunden werden, so dass die Karosserie 5 ortsfest in dem Fahrzeugfunktionsprüfstand 1 aufgenommen werden kann und durch eine geeignete
Ansteuerung und Betätigung der einzelnen Hubzylinder 3 in Längsrichtung sowie quer zur Längsrichtung verkippt und in der vertikalen Position verstellt werden kann. Dabei wird als Längsrichtung die Richtung einer Längsachse des Fahrzeugs, bzw. die Fahrtrichtung des Fahrzeugs ohne jeglichen Lenkeinschlag der Räder bezeichnet.
Jedem Rad des Fahrzeugs 4 ist eine elektrisch antreibbare Belastungseinrichtung 6 zugeordnet. Ein mit der
elektrischen Belastungseinrichtung 6 erzeugtes Drehmoment wird über eine Gelenkwelle 7, 8 auf das dieser elektrischen Belastungseinrichtung 6 zugeordnete Rad, bzw. dessen
Radbefestigung übertragen. Um eine einfache und
zuverlässige drehfeste Verbindung der Gelenkwellen 7, 8 mit einer zugeordneten Radnabe zu ermöglichen, so dass sich die Gelenkwellen 7, 8 und die zugeordnete Radnabe jederzeit mit exakt derselben Winkelgeschwindigkeit drehen, werden die in den Figuren nicht abgebildeten Räder demontiert und die Gelenkwellen 7, 8 direkt bzw. über eine geeignete
Adaptereinrichtung 9 mit der jeweiligen Radnabe verbunden.
Die in den Fig. 6 und 7 vergrößert dargestellten und den Hinterrädern des Fahrzeugs 4 zugeordneten Gelenkwellen 7 weisen zwei gelenkig miteinander verbundene
Wellenabschnitte 10, 11 auf. Die beiden Wellenabschnitte sind über Gleichlaufgelenke 12 drehfest und schwenkbar miteinander und mit der zugeordneten Belastungseinrichtung 6 verbunden. Die Gelenkwellen 7 erlauben eine drehfeste Verbindung zwischen den Belastungseinrichtungen 6 und den Adaptereinrichtungen 9 der Hinterräder, wobei ein Einfedern und Ausfedern, bzw. eine vertikale Bewegung der Hinterräder ermöglicht wird. Eine in dem Wellenabschnitt 10 angeordnete Einrichtung zur Längenänderung 13 gewährleistet, dass bei einem
Verschwenken der beiden Wellenabschnitte 10 und 11 relativ zueinander die dadurch bedingte Längenänderung der
Gelenkwellen 7 ausgeglichen wird.
Durch eine jeweils im Bereich der Radaufhängung angeordnete Hubvorrichtung 14 können unabhängig von einer Bewegung der Karosserie Bewegungen des Hinterrads wie beispielsweise das vorangehend genannte Ein- und Ausfedern, bzw. die vertikale Bewegung des Hinterrads simuliert werden. Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten und den lenkbaren Vorderrädern zugeordneten Gelenkwellen 8 weisen einen ersten Wellenabschnitt 17, einen zweiten Wellenabschnitt 16 und einen dritten Wellenabschnitt 15 auf, die ebenfalls über drei Gleichlaufgelenke 12 drehfest und schwenkbar miteinander und mit der zugeordneten Belastungseinrichtung 6 verbunden sind. Der zweite Wellenabschnitt 16 ist über eine Wellenlagereinrichtung 18 auf einer Platte 19
gelagert, wodurch eine Zwangsführungseinrichtung 23 für den zweiten Wellenabschnitt 16 gebildet wird. Dabei kann der zweite Wellenabschnitt 16 bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel näherungsweise in einer waagrechten Ausrichtung senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs 4 zwangsgeführt werden, um eine möglichst geringe
Winkelstellung des zweiten Wellenabschnitts 16 relativ zu den benachbarten Wellenabschnitten 15 und 17 zu erreichen.
Die Zwangsführungseinrichtung 23 ist zusätzlich über
Schwenkgelenke 20 um eine in Längsrichtung des Fahrzeugs 4 parallel zu dem Fahrzeug 4 ausgerichtete Schwenkachse schwenkbar gelagert. Eine Nachführung der Gelenkwelle 8 bei einem Einfedern oder Ausfedern, bzw. bei einer vertikalen Bewegung des Rades setzt nicht notwendigerweise eine vollständige Höhenverstellung der Platte 19 und eine dadurch herbeigeführte waagrechte Ausrichtung des zweiten Wellenabschnitts 16 voraus, sondern kann auch durch ein Verschwenken des zweiten Wellenabschnitts 16 in
entgegengesetzter Richtung ermöglicht werden.
Die Platte 19 ist auf einer Linearführung 21 parallel zur Längsachse des Fahrzeugs 4 verlagerbar. Die Linearführung 21 und damit die Platte 19 sind über eine Hubvorrichtung 22 höhenverstellbar gelagert. Die Linearführung 21 kann über einen Linearmotor 24 gesteuert betätigt und damit die
Platte 19 in einer vorgegebenen Art und Weise verlagert oder mit Kräften beaufschlagt werden. Die von der
verlagerbaren Platte 19, der Linearführung 21 und der
Wellenlagereinrichtung 18 gebildete
Zwangsführungseinrichtung 23 ermöglicht demzufolge eine Verlagerung des zweiten Wellenabschnitts 16 parallel zur Längsachse des Fahrzeugs 4 sowie eine Nachführung in der Höhe und/oder ein Verkippen um eine waagrechte Ausrichtung, wobei jedoch dessen Ausrichtung senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs 4 zwingend beibehalten wird. Die
Freiheitsgrade der Bewegung der Gelenkwelle 8 sind durch diese Zwangsführungseinrichtung 23 so vorgegeben, dass keine unkontrollierte Bewegung der Gelenkwelle 8 oder der einzelnen Wellenabschnitte 15, 16 oder 17 möglich wird und jederzeit über die drehfeste Anbindung der
Belastungseinrichtung 6 eine steuerbare, bzw. regelbare Belastung der Radnabe 9 des zugeordneten lenkbaren
Vorderrads ermöglicht ist.
Auch die Gelenkwelle 8 weist bei dem exemplarisch
dargestellten Ausführungsbeispiel eine Einrichtung zur Längenänderung 13 der Gelenkwelle 8 auf. Die Einrichtung zur Längenänderung 13 beinhaltet einen Teleskopabschnitt, der eine Längenanpassung der Gelenkwelle 8 in Abhängigkeit von der jeweiligen Anordnung und Ausrichtung der einzelnen Wellenabschnitte 15, 16 und 17 ermöglicht. Es können jedoch auch mehrere oder andere Einrichtungen zur Längenänderung 13 an der Gelenkwelle 8 vorgesehen und angeordnet sein.
Während der Durchführung einer Fahrzeugprüfung mit dem Fahrzeugfunktionsprüfstand 1 können durch eine geeignete rechnergestützte Simulation für verschiedene Fahrmanöver in Echtzeit die Sollwerte für alle Aktoren, für den
Linearmotor 24 der Zwangsführungseinrichtung 23, für die Hubvorrichtungen 3, 14, 22 sowie für die Belastungs- einrichtungen 6 generiert, bzw. ermittelt werden, um eine entsprechende Bewegung und Belastung des Fahrzeugs 4 zu realisieren. Über Bildschirme oder Projektionen können visuelle Rückmeldungen für einen Testfahrer erzeugt und angezeigt werden. Durch geeignete Sensoren können
simulationsrelevante oder für die Prüfung relevante
Eigenschaften und Kenngrößen des Fahrzeugs 4 erfasst und an eine zentrale Steuer- und Auswerteeinrichtung übermittelt werden. Mit dem erfindungsgemäßen
Fahrzeugfunktionsprüfstand 1 können Längs- und
Vertikalbewegungen des Fahrzeugs 4 sowie ein Ein- und
Ausfedern, bzw. vertikale Bewegungen und Lenkbewegungen einzelner Räder im Verlauf eines Prüfverfahrens vorgegeben und überprüft werden. Durch Fahrroboter oder Fahrautomaten können sämtliche für die Prüfung relevanten Fahrereingaben automatisiert durchgeführt werden. Um eine realitätsnahe Überprüfung der einzelnen Systeme und Komponenten zu ermöglichen wird zweckmäßigerweise eine zusätzliche Restbussimulation durchgeführt, um den einzelnen Systemen und Komponenten des Fahrzeugs 4 die bei den durchgeführten Prüfverfahren bzw. Fahrmanövern auftretenden Sensor- Messwerte einzuspeisen. Einzelne Fahrmanöver können aufgezeichnet, mehrfach reproduziert und dadurch bestätigt und präzisiert werden.