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Patent Searching and Data


Title:
VEHICLE TEST BENCH AND METHOD FOR OPERATING A VEHICLE TEST BENCH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/064984
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to provide a simpler possibility for generating steering reaction forces in a vehicle test bench (1), it is provided that a tie rod head (9a), provided for transmitting a steering force (FL) to a steerable wheel suspension (3) of the vehicle (1) to be tested, of a tie rod (9) of the steering system (4) is detached from the steerable wheel suspension (3), wherein a fixed part (21) of a steering force module (20) is connected to a stationary mounting point (M1) of the vehicle test bench (1) or to a mounting point of the vehicle (2) fixed on the vehicle and and a movable part (22), which is movable relative to the fixed part (21), of the steering force module (20) is connected to a translationally movable part of the steering system (4), preferably to the detached tie rod head (9a) of the tie rod (9) of the steering system (4), wherein a steering force (FL) is exerted using the steering system (4) of the vehicle (1) and wherein a steering counterforce (FG) acting counter to the steering force (FL) is exerted by means of the steering force module (20), by the movable part (22) being moved relative to the fixed part (22) counter to a spring force generated by a spring device (F) and/or counter to a damping force generated by a damping device (D).

Inventors:
DÜSER TOBIAS (DE)
HETTEL ROLF (DE)
Application Number:
PCT/AT2023/060335
Publication Date:
April 04, 2024
Filing Date:
September 26, 2023
Export Citation:
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Assignee:
AVL LIST GMBH (AT)
International Classes:
G01M17/007; G01M17/06
Domestic Patent References:
WO2021193054A12021-09-30
WO2018046609A12018-03-15
Foreign References:
EP1519182A22005-03-30
EP3521791A12019-08-07
DE19622687A11996-12-12
Other References:
FLETCHER M: "VARIABLE PROFILE DAMPENS THE FORCE", EUREKA, FINDLAY PUBLICATIONS LTD., DARTFORD, GB, vol. 19, no. 8, 1 September 1999 (1999-09-01), pages 21, XP000859284, ISSN: 0261-2097
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE PINTER & WEISS OG (AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Fahrzeugprüfstand (1) für ein Fahrzeug (2) mit einem Antriebsstrang (11) und einem Lenksystem (4) zur Übertragung einer Lenkkraft (FL) auf eine lenkbare Radaufhängung (3) des Fahrzeugs (2), wobei am Fahrzeugprüfstand (1) eine Belastungseinrichtung vorgesehen ist, die mit dem Antriebsstrang (11) des Fahrzeugs (2) kraftschlüssig oder formschlüssig verbindbar ist, um auf den Antriebsstrang (11) ein Drehmoment zum Antrieb oder zur Belastung des Antriebsstrangs (11) zu übertragen, wobei am Fahrzeugprüfstand (1) zumindest ein Lenkkraftmodul (20) zur Erzeugung einer, der Lenkkraft (FL) entgegenwirkenden, Lenkgegenkraft (FG) vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Lenkkraftmodul (20) einen Fixteil (21) und einen relativ zum Fixteil (21) beweglichen Bewegeteil (22) aufweist, wobei der Fixteil (21) mit einem ortsfesten Montagepunkt (M1) des Fahrzeugprüfstands (1) verbunden ist oder mit einem fahrzeugfesten Montagepunkt des Fahrzeugs (2) verbindbar ist und wobei der Bewegeteil (22) des Lenkkraftmoduls (20) mit einem, zur Übertragung der Lenkkraft (FL) auf die Radaufhängung (3) vorgesehenen, translatorisch beweglichen Teil des Lenksystems (4), verbindbar ist, vorzugsweise mit einem Spurstangenkopf (9a) einer von der Radaufhängung (3) gelösten Spurstange (9), dadurch gekennzeichnet, dass der Fixteil (21) des Lenkkraftmoduls (20) mittels einer Federungseinrichtung (F) und/oder mittels einer Dämpfungseinrichtung (D) mit dem Bewegeteil (22) des Lenkkraftmoduls (20) verbunden ist, wobei der Bewegeteil (22) zur Erzeugung der Lenkgegenkraft (FG) entgegen einer von einer Federungseinrichtung (F) erzeugbaren Federkraft und/oder entgegen einer von der Dämpfungseinrichtung (D) erzeugbaren Dämpfungskraft relativ zum Fixteil (21) bewegbar ist.

2. Fahrzeugprüfstand (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Federungseinrichtung (F) eine lineare, eine progressive oder eine degressive Federkennlinie aufweist.

3. Fahrzeugprüfstand (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federungseinrichtung (F) eine Verstelleinrichtung zur Veränderung einer Federungscharakteristik der Federungseinrichtung (F) und/oder zur Verstellung einer Dämpfungscharakteristik der Dämpfungseinrichtung (D) aufweist.

4. Fahrzeugprüfstand (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federungseinrichtung (F) zumindest eine der folgenden Federn aufweist: Biegefeder, Torsionsfeder, Luftfeder, Gummifeder, Gasdruckfeder, wobei die Biegefeder vorzugsweise zumindest eine Blattfeder oder Tellerfeder aufweist, wobei die Torsionsfeder vorzugsweise zumindest eine Stabfeder oder Schraubenfeder aufweist.

5. Fahrzeugprüfstand (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkkraftmodul (20) eine Druckstufe und/oder eine Zugstufe aufweist.

6. Fahrzeugprüfstand (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (D) zumindest einen der folgenden Dämpfer aufweist: Reibungsdämpfer, hydraulischer Dämpfer, Gummidämpfer.

7. Fahrzeugprüfstand (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugprüfstand (1) als Rollenprüfstand ausgebildet ist, wobei die Belastungseinrichtung zumindest eine Belastungsmaschine zur Erzeugung des Drehmoments und zumindest eine Rolle zur kraftschlüssigen Übertragung des Drehmoments auf einen Reifen des Fahrzeugs aufweist oder dass der Fahrzeugprüfstand (1) als Antriebsstrangprüfstand ausgebildet ist, wobei die Belastungseinrichtung zumindest eine Belastungsmaschine (16) zur Erzeugung des Drehmoments und eine Verbindungswelle (17) zur formschlüssigen Übertragung des Drehmoments auf eine Antriebsachse (15) einer Radaufhängung (3) des Fahrzeugs (1) aufweist.

8. Fahrzeugprüfstand (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugprüfstand (1) für ein mehrspuriges Fahrzeug (2) mit zumindest einer lenkbaren Achse (VA) mit zwei lenkbaren Radaufhängungen (3) ausgebildet ist, wobei das Lenkkraftmodul (20) für zumindest eine der lenkbaren Radaufhängungen (3) vorgesehen ist.

9. Fahrzeugprüfstand (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für beide lenkbaren Radaufhängungen (3) der lenkbaren Achse (VA) jeweils ein separates Lenkkraftmodul (20) vorgesehen ist, wobei die auf das Lenksystem (4) ausübbare Lenkgegenkraft (FG) eine Summe der Lenkgegenkräfte (FG) der beiden Lenkkraftmodule (20) ist.

10. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugprüfstandes (1) mit einem Fahrzeug (2), wobei ein Antriebsstrang (11) des Fahrzeugs (1) kraftschlüssig oder formschlüssig mit einer Belastungseinrichtung des Fahrzeugprüfstands (1) verbunden wird, wobei mit der Belastungseinrichtung auf den Antriebsstrang (11) ein Drehmoment zum Antrieb oder zur Belastung des Antriebsstrangs (11) aufgebracht wird, wobei ein, zur Übertragung einer Lenkkraft (FL) auf eine lenkbare Radaufhängung (3) des Fahrzeugs (1) vorgesehener, Spurstangenkopf (9a) einer Spurstange (9) des Lenksystems (4) von der lenkbaren Radaufhängung (3) gelöst wird, wobei ein Fixteil (21) eines Lenkkraftmoduls (20) mit einem ortsfesten Montagepunkt (M1) des Fahrzeugprüfstands (1) oder mit einem fahrzeugfesten Montagepunkt des Fahrzeugs (2) verbunden wird und ein relativ zum Fixteil (21) beweglicher Bewegeteil (22) des Lenkkraftmoduls (20) mit einem, zur Übertragung der Lenkkraft (FL) auf die Radaufhängung (3) vorgesehenen, translatorisch beweglichen Teil des Lenksystems (4), vorzugsweise mit dem zuvor gelösten Spurstangenkopf (9a) der Spurstange (9), verbunden wird, wobei mit dem Lenksystem (4) des Fahrzeugs (1) eine Lenkkraft (FL) ausgeübt wird und wobei mittels des Lenkkraftmoduls (20) eine, der Lenkkraft (FL) entgegenwirkenden, Lenkgegenkraft (FG) ausgeübt wird, indem der Bewegeteil (22) entgegen einer von einer Federungseinrichtung (F) erzeugten Federkraft und/oder entgegen einer von einer Dämpfungseinrichtung (D) erzeugten Dämpfungskraft relativ zum Fixteil (22) bewegt wird.

11 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei von der Federungseinheit (F) eine lineare, eine progressive oder eine degressive Federkraft erzeugt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , wobei eine Federungscharakteristik der Federungseinrichtung (F) und/oder eine Dämpfungscharakteristik der Dämpfungseinrichtung (D) mittels einer Verstelleinrichtung verstellt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei als Federungseinrichtung (F) zumindest eine der folgenden Federn verwendet wird: Biegefeder, Torsionsfeder, Luftfeder, Gummifeder, Gasdruckfeder, wobei als Biegefeder vorzugsweise eine Blattfeder oder Tellerfeder verwendet wird, wobei als Torsionsfeder vorzugsweise eine Stabfeder oder Schraubenfeder verwendet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei mittels einer Druckstufe des Lenkkraftmoduls (20) eine Druckkraft als Lenkgegenkraft (FG) erzeugt wird, wenn der Bewegeteil (22) in Richtung des Fixteils (21) bewegt wird und/oder mittels einer Zugstufe des Lenkkraftmoduls (20) eine Zugkraft als Lenkgegenkraft (FG) erzeugt wird, wenn der Bewegeteil (22) vom Fixteils (21) weg bewegt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei als Dämpfungseinrichtung (D) zumindest einen der folgenden Dämpfer verwendet wird: Reibungsdämpfer, hydraulischer Dämpfer, Gummidämpfer.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei als Fahrzeugprüfstand (1) ein Rollenprüfstand verwendet wird, wobei das Drehmoment mittels einer Belastungsmaschine erzeugt wird und das Drehmoment über zumindest eine Rolle kraftschlüssig auf einen Reifen des Fahrzeugs (2) übertragen wird oder dass als Fahrzeugprüfstand (1) ein Antriebsstrangprüfstand verwendet wird, wobei das Drehmoment mittels zumindest einer Belastungsmaschine (16) erzeugt wird und das Drehmoment über eine Verbindungswelle (17) formschlüssig auf eine Antriebsachse (15) einer Radaufhängung (3) des Fahrzeugs (1) übertragen wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei als Fahrzeug (2) ein mehrspuriges Fahrzeug (2) verwendet wird, das zumindest eine lenkbare Achse (VA) mit zwei lenk- baren Radaufhängungen (3) aufweist, wobei die Lenkgegenkraft (FG) mittels des Lenkkraftmoduls (20) an zumindest eine der zwei lenkbaren Radaufhängungen (3) ausgeübt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei für beide lenkbaren Radaufhängungen (3) jeweils ein Lenkkraftmodul (20) verwendet wird, wobei die Lenkgegenkraft (FG) als eine Summe der Lenkgegenkräfte (FG) der beiden Lenkkraftmodule (20) erzeugt wird.

19. Verwendung eines Fahrzeugprüfstands (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem Fahrzeug (2), das einen Antriebsstrang (11) und eine gelenkte Achse (VA) mit zwei lenkbaren Radaufhängungen (3) aufweist, wobei folgende Schritte durchgeführt werden:

- Anordnen des Fahrzeugs (2) am Fahrzeugprüfstand (1),

- Kraftschlüssiges oder formschlüssiges Verbinden des Antriebsstrangs (11) des Fahrzeugs

(2) mit der Belastungseinrichtung des Fahrzeugprüfstands (1),

- Lösen von Spurstangenköpfen (9a) von Spurstangen (9) eines Lenksystems (4) des Fahrzeugs (2) von den lenkbaren Radaufhängungen (3),

- Aufbringen eines Antriebs- oder Belastungsmoments auf den Antriebsstrang (11) mittels der Belastungseinrichtung

- Erzeugen einer Lenkkraft (FL) mit dem Lenksystem (4) .

20. Verwendung nach Anspruch 19, wobei zusätzlich folgende Schritte durchgeführt werden:

- Verbinden zumindest eines, zur Übertragung der Lenkkraft (FL) auf die Radaufhängung (3) vorgesehenen, translatorisch beweglichen Teil des Lenksystems (4), vorzugsweise eines der gelösten Spurstangenköpfe (9a), mit dem Bewegeteil (22) des Lenkkraftmoduls (20),

- Erzeugen einer, der Lenkkraft (FL) entgegengerichteten Lenkgegenkraft (FG) mittels des Lenkkraftmoduls (20) durch Verschieben des Bewegeteils (22) relativ zum Fixteil (22).

Description:
Fahrzeugprüfstand und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugprüfstands

Die gegenständliche Erfindung betrifft einen Fahrzeugprüfstand für ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang und einem Lenksystem zur Übertragung einer Lenkkraft auf eine lenkbare Radaufhängung des Fahrzeugs, wobei am Fahrzeugprüfstand eine Belastungseinrichtung vorgesehen ist, die mit dem Antriebsstrang des Fahrzeugs kraftschlüssig oder formschlüssig verbindbar ist, um auf den Antriebsstrang ein Drehmoment zum Antrieb oder zur Belastung des Antriebsstrangs zu übertragen, wobei am Fahrzeugprüfstand zumindest ein Lenkkraftmodul zur Erzeugung einer, der Lenkkraft entgegenwirkenden, Lenkgegenkraft vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Lenkkraftmodul einen Fixteil und einen relativ zum Fixteil beweglichen Bewegeteil aufweist, wobei der Fixteil mit einem ortsfesten Montagepunkt des Fahrzeugprüfstands verbunden ist oder mit einem fahrzeugfesten Montagepunkt des Fahrzeugs verbindbar ist und wobei der Bewegeteil des Lenkkraftmoduls mit einem, zur Übertragung der Lenkkraft auf die Radaufhängung vorgesehenen, translatorisch beweglichen Teil des Lenksystems verbindbar ist, vorzugsweise mit einem Spurstangenkopf einer von der Radaufhängung gelösten Spurstange des Lenksystems.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugprüfstandes mit einem Fahrzeug, wobei ein Antriebsstrang des Fahrzeugs kraftschlüssig oder formschlüssig mit einer Belastungseinrichtung des Fahrzeugprüfstands verbunden wird, wobei mit der Belastungseinrichtung auf den Antriebsstrang ein Drehmoment zum Antrieb oder zur Belastung des Antriebsstrangs aufgebracht wird, wobei ein, zur Übertragung einer Lenkkraft auf eine lenkbare Radaufhängung des Fahrzeugs vorgesehener, Spurstangenkopf einer Spurstange des Lenksystems von der lenkbaren Radaufhängung gelöst wird, wobei ein Fixteil eines Lenkkraftmoduls mit einem ortsfesten Montagepunkt des Fahrzeugprüfstands oder mit einem fahrzeugfesten Montagepunkt des Fahrzeugs verbunden wird und ein relativ zum Fixteil beweglicher Bewegeteil des Lenkkraftmoduls mit einem zur Übertragung der Lenkkraft auf die Radaufhängung vorgesehenen, translatorisch beweglichen Teil des Lenksystems, vorzugsweise mit dem gelösten Spurstangenkopf der Spurstange des Lenksystems, verbunden wird, wobei mit dem Lenksystem des Fahrzeugs eine Lenkkraft ausgeübt wird.

Fahrzeugprüfstände sind im Stand der Technik, z.B. in Form von Rollenprüfständen oder Antriebsstrangprüfständen bekannt. Bei einem Rollenprüfstand wird in bekannter Weise ein von einer Belastungsmaschine erzeugtes Antriebs- oder Belastungsmoment über eine Rolle kraftschlüssig auf die Räder des Fahrzeugs übertragen. Es kann somit ein fahrbereites Fahrzeug getestet werden. Bei einem Antriebsstrangprüfstand sind an den Radaufhängungen üblicherweise keine Räder montiert und das von einer Belastungsmaschine erzeugte Antriebs- oder Belastungsmoment wird über eine Verbindungswelle formschlüssig an die Antriebsachsen der Radaufhängungen übertragen. Aufgrund der Drehmomentübertragung ist es daher auf solchen Fahrzeugprüfständen in der Regel nicht oder nur mit sehr großem Aufwand möglich, dass die lenkbaren Radaufhängungen des Fahrzeugs bzw. die ggf. daran angeordneten Räder tatsächlich ausgelenkt werden können. Eine Prüfung des Lenksystems ist daher üblicherweise nicht möglich. Es kann jedoch gewünscht sein, auf den genannten Fahrzeugprüfständen während der Durchführung eines Prüflaufs neben den aufgebrachten Antriebs- oder Belastungsmomenten zusätzlich auch gewisse Funktionen des Lenksystems zu testen.

Aus der WO 2018/046609 A1 ist daher beispielsweise bekannt, die Spurstange des Lenksystems von der Radaufhängung zu lösen und mit einem Querkraftaktor eines am Prüfstand vorgesehenen Lenkkraftmoduls zu verbinden. Mit einem Querkraftaktor des Lenkkraftmoduls kann eine Querkraft auf das Lenksystem ausgeübt werden, die der vom Lenksystem erzeugten Lenkkraft entgegenwirkt. Das Antriebs- oder Belastungsmoment wird weiterhin in bekannter Weise von einem stationären Antriebsstrangmodul des Prüfstands auf die Antriebswellen der Radaufhängungen appliziert, wobei die Radaufhängungen dabei nicht ausgelenkt werden können. Um das das Lenkkraftmodul der WO 2018/046609 A1 sinnvoll am Prüfstand einbinden zu können, ist jedoch eine geeignete Steuerungstechnik (Hardware- und Software) notwendig, die mit der vorhandenen Prüfstandssteuerung in geeigneter Weise kommunizieren muss. Dies ist einerseits relativ aufwändig und zum anderen ist eine solche Steuerung für die Durchführung von grundlegenden Tests am Lenksystem auch nicht zwingend notwendig.

Es ist somit die Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, eine einfachere Möglichkeit zur Erzeugung von Lenk-Reaktionskräften auf einem Fahrzeugprüfstand bereitzustellen.

Die Aufgabe wird mit dem eingangs genannten Fahrzeugprüfstand dadurch gelöst, dass der Fixteil des Lenkkraftmoduls mittels einer Federungseinrichtung und/oder mittels einer Dämpfungseinrichtung mit dem Bewegeteil des Lenkkraftmoduls verbunden ist, wobei der Bewegeteil zur Erzeugung der Lenkgegenkraft entgegen einer von einer Federungseinrichtung erzeugbaren Federkraft und/oder entgegen einer von der Dämpfungseinrichtung erzeugbaren Dämpfungskraft relativ zum Fixteil bewegbar ist. Dadurch wird ein passives System geschaffen, das in sehr einfacher Weise eine Lenkgegenkraft bereitstellen kann. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist keine aufwändige Steuerung des Lenkkraftmoduls erforderlich, sondern die Lenkgegenkraft wird in Abhängigkeit der konstruktiven Ausgestaltung automatisch als Reaktionskraft auf die Lenkkraft erzeugt.

In vorteilhafter Weise kann die Federungseinrichtung eine lineare, eine progressive oder eine degressive Federkennlinie aufweisen, um eine bestimmte Charakteristik der Lenkgegenkraft zu erreichen. Das Lenkkraftmodul kann in vorteilhafter weise auch eine Verstelleinrichtung zur Veränderung einer Federungscharakteristik der Federungseinrichtung und/oder zur Verstellung einer Dämpfungscharakteristik der Dämpfungseinrichtung aufweisen. Dadurch kann beispielsweise die Höhe und Charakteristik der Lenkgegenkraft an vorgegebene Randbedingungen angepasst werden, beispielsweise an unterschiedliche Fahrzeuge. Die Verstelleinrichtung kann in einer einfachen Ausführungsform mechanisch ausgeführt sein, beispielsweise in Form einer Einstellschraube. Die Einstellschraube kann mit einem geeigneten Werkzeug verdreht werden, um die Dämpfungscharakteristik oder die Federungscharakteristik zu verstellen. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise auch dazu ausgebildet sein, die Lenkgegenkraft auf Null oder im Wesentlichen Null zu reduzieren.

Die Federungseinrichtung weist vorzugsweise zumindest eine der folgenden Federn auf: Biegefeder, Torsionsfeder, Luftfeder, Gummifeder, Gasdruckfeder. Die Biegefeder kann beispielsweise zumindest eine Blattfeder oder Tellerfeder aufweisen und/oder die Torsionsfeder kann eine Stabfeder oder Schraubenfeder aufweisen. Dadurch kann je nach gewünschter Federcharakteristik und verfügbarem Raum eine geeignete Feder gewählt werden. Auch eine Kombination von verschiedenen Federn ist natürlich denkbar.

Es kann vorteilhaft sein, wenn das Lenkkraftmodul eine Druckstufe und/oder eine Zugstufe aufweist. Wenn beispielsweise eine Druckstufe und eine Zugstufe vorgesehen sind, dann können diese für Lenkeinschläge in verschiedene Richtungen verwendet werden, beispielsweise die Druckstuf für einen Lenkeinschlag nach links und die Zugstufe für einen Lenkeinschlag nach rechts (oder umgekehrt). Es kann somit bei einem Fahrzeug mit einer gelenkten Achse mit zwei lenkbaren Rädern beispielsweise ausreichend sein, das Lenkkraftmodul lediglich mit der Spurstange eines Rades zu verbinden und die gegenüberliegende Spurstange lediglich von der Radaufhängung zu lösen.

Die Dämpfungseinrichtung weist vorzugsweise zumindest einen der folgenden Dämpfer auf: Reibungsdämpfer, hydraulischer Dämpfer, Gummidämpfer. Damit kann je nach gewünschter Dämpfungscharakteristik ein geeigneter Dämpfer gewählt werden.

Der Fahrzeugprüfstand kann entweder als Rollenprüfstand ausgebildet sein, wobei die Belastungseinrichtung zumindest eine Belastungsmaschine zur Erzeugung des Drehmoments und zumindest eine Rolle zur kraftschlüssigen Übertragung des Drehmoments auf einen Reifen des Fahrzeugs aufweist. Alternativ kann der Fahrzeugprüfstand auch als Antriebsstrangprüfstand ausgebildet ist, wobei die Belastungseinrichtung zumindest eine Belastungsmaschine zur Erzeugung des Drehmoments und eine Verbindungswelle zur formschlüssigen Übertragung des Drehmoments auf eine Antriebsachse einer Radaufhängung des Fahrzeugs aufweist. Somit kann die erfindungsgemäße Erzeugung der Lenkgegenkraft auf verschiedenen Prüfständen durchgeführt werden. Es ist vorteilhaft, wenn der Fahrzeugprüfstand für ein mehrspuriges Fahrzeug mit zumindest einer lenkbaren Achse mit zwei lenkbaren Radaufhängungen ausgebildet ist, wobei das Lenkkraftmodul für zumindest eine der lenkbaren Radaufhängungen vorgesehen ist. Vorzugsweise ist jedoch für beide lenkbaren Radaufhängungen jeweils ein separates Lenkkraftmodul vorgesehen, wobei die auf die Lenksystem ausübbare Lenkgegenkraft eine Summe der Lenkgegenkräfte der beiden Lenkkraftmodule ist.

Die Aufgabe wird weiters mit dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass mittels des Lenkkraftmoduls eine, der Lenkkraft entgegenwirkenden, Lenkgegenkraft ausgeübt wird, indem der Bewegeteil entgegen einer von einer Federungseinrichtung erzeugten Federkraft und/oder entgegen einer von einer Dämpfungseinrichtung erzeugten Dämpfungskraft relativ zum Fixteil bewegt wird.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen 11 bis 18 angegeben.

Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 1 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt

Fig.1 einen Fahrzeugprüfstand in einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein vereinfachter Fahrzeugprüfstand 1 in Form eines Antriebsstrangprüfstands in einer Ansicht von oben dargestellt. Am Fahrzeugprüfstand 1 ist ein Fahrzeug 2 angeordnet. Das Fahrzeug 2 weist beispielhaft eine gelenkte Vorderachse VA mit zwei lenkbaren Radaufhängungen 3 und eine ungelenkte Hinterachse HA auf. Das Fahrzeug 2 weist weiters ein Lenksystem 4 auf, um eine Lenkkraft FL zu erzeugen. Das Lenksystem 4 weist hier exemplarisch ein Lenkrad 5 auf, das über eine Lenksäule 6 mit einem Lenkgetriebe 7 verbunden ist. Das Lenkgetriebe 7 weist in bekannter Weise einen feststehenden, also fahrzeugfesten, Teil 8 sowie zwei relativ zum feststehenden Teil 8 translatorisch verschiebbaren Teil auf. Bei einer Zahnstangenlenkung kann der verschiebbare Teil z.B. eine Zahnstange aufweisen.

In bekannter Weise umfasst der translatorisch verschiebbare Teil insbesondere auch eine Spurstange 9. Die Spurstange 9 weist an ihrem Ende wiederum einen Spurstangenkopf 9a auf, mit dem die jeweilige Spurstange 9 für den bestimmungsgemäßen Gebrauch mit einem Achsschenkel 10 der jeweiligen lenkbaren Radaufhängung 3 verbindbar ist. Über das Lenkgetriebe 7 kann eine Lenkbewegung des Lenkrades 5 in eine Lenkkraft FL übersetzt werden. Die Lenkkraft FL kann über die Spurstangen 9 auf die Achsschenkel 10 übertragen werden, um während der Fahrt einen Lenkeinschlag der Radaufhängungen 3 zu erzeugen. Am Fahrzeugprüfstand 1 sind die Radaufhängung 3 jedoch fixiert und können somit nicht ausgelenkt werden. Das Fahrzeug 2 weist weiters einen Antriebsstrang 11 auf. Der Antriebsstrang 11 weist hier ein Antriebsaggregat 12, beispielsweise einen Verbrennungsmotor oder Elektromotor, zur Erzeugung einer Antriebskraft auf. Das Antriebsaggregat 12 ist mit einem Getriebe 13 verbunden und das Getriebe 13 ist wiederum mit einem Ausgleichsgetriebe 14 verbunden. Das Ausgleichsgetriebe 14 ist über jeweils eine Antriebswelle 15 mit (nicht dargestellten) drehbaren Radnaben der Achsschenkel 10 der lenkbaren Radaufhängungen 3 verbunden. Die ungelenkte Hinterachse HA ist nicht angetrieben.

Der Fahrzeugprüfstand 1 weist eine Belastungseinrichtung zum Aufbringen eines Antriebsoder Belastungsmoments auf den Antriebsstrang 11 des Fahrzeugs 2 auf. Die Belastungseinrichtung weist dazu zwei Belastungsmaschinen 16 auf, die über Verbindungswellen 17 mit jeweils einer, dem Fahrzeug 2 abgewandten, Außenseite der drehbaren Radnaben der Radaufhängungen 3 der angetriebenen Vorderachse VA formschlüssig verbunden bzw. verbindbar sind. Die Belastungseinrichtung weist weiters zwei Belastungsmaschinen 18 auf, die über Verbindungswellen 19 mit jeweils einer, dem Fahrzeug 2 abgewandten, Außenseite der drehbaren Radnaben der nicht lenkbaren Radaufhängungen 3 der nicht angetriebenen Hinterachse HA formschlüssig verbunden bzw. verbindbar sind. Dies ist nicht zwingend notwendig, kann aber vorteilhaft sein um bestimmte Funktionen der Bremsanlage bzw. von Sicherheitssystemen, wie z.B. ABS oder ESP, zu testen. Es könnten grundsätzlich auch lediglich die zwei Belastungsmaschinen 16 für die angetriebene Vorderachse VA vorgesehen sein.

Die Belastungsmaschinen 16, 18 sind jeweils ortsfest am Fahrzeugprüfstand 1 angeordnet, beispielsweise mit einem Fundament verschraubt. Die formschlüssige Verbindung der Verbindungswellen 17, 19 mit den jeweiligen Radaufhängungen 3 kann beispielsweise über einen Flansch mit einer Schraubverbindung erfolgen. Der Flansch kann beispielsweise anstelle der Räder montiert werden. Weiters ist am Fahrzeugprüfstand 1 eine Steuerungseinheit 23 zur Steuerung der verfügbaren Belastungsmaschinen 16, 18 vorgesehen (in Fig.1 lediglich für die rechten beiden Belastungsmaschinen angedeutet). Die Steuerungseinheit 23 kann eine geeignete Hardware und/oder Software aufweisen. Über die Steuerungseinheit 23 können gewünschte Prüfläufe durchgeführt werden, wobei je nach Prüflauf bestimmte Antriebs- oder Belastungsmomente und/oder bestimmte Drehzahlen der Belastungsmaschinen 16, 18 eingestellt werden können. Daneben können mit der Steuerungseinheit 23 ggf. noch allfällige weitere, für die gegenständliche Erfindung jedoch nicht relevante, Funktionen des Fahrzeugprüfstands 1 gesteuert werden, beispielsweise verfügbare Abgasmesstechnik, Flu- id-Konditionierungseinrichtungen, usw.

Der dargestellte Antriebsstrangprüfstand ist natürlich lediglich beispielhaft zu verstehen. Alternativ könnte der Fahrzeugprüfstand 1 auch als Rollenprüfstand ausgebildet sein. Hierbei weist die Belastungseinrichtung Rollen auf, die mit Belastungsmaschinen zur Erzeugung eines Antrieb- oder Belastungsmoments verbunden sind. Das Fahrzeug 2 wird hierbei mit den Rädern auf den Rollen platziert, sodass das Antriebs- oder Belastungsmoment kraftschlüssig von den Rollen auf die Räder übertragbar ist. Im Gegensatz zum dargestellten Antriebsstrangprüfstand sind die Räder des Fahrzeugs 2 am Rollenprüfstand an den Radaufhängungen 3 montiert. Auch bei einem Rollenprüfstand erfolgt in der Regel keine Lenkung der Räder und damit der lenkbaren Radaufhängungen 3. Die Räder befinden sich meist in der Geradeausstellung auf den Rollen und das Fahrzeug 2 ist gegenüber dem Prüfstand fixiert. Der Aufbau und die Funktion eines solchen Rollenprüfstandes sind bekannt, weshalb an dieser Stelle keine detaillierte Beschreibung mehr erfolgt. Die Erfindung ist jedenfalls nicht auf den dargestellten Antriebsstrangprüfstand eingeschränkt, sondern kann auch bei einem Rollenprüfstand zur Anwendung kommen.

Am Fahrzeugprüfstand 1 ist weiters zumindest ein Lenkkraftmodul 20 vorgesehen, das dazu ausgebildet ist, eine Lenkgegenkraft FG zu erzeugen, die der vom Lenksystem 4 erzeugbaren Lenkkraft FL entgegenwirkt. Das Lenkkraftmodul 20 weist einen Fixteil 21 auf, der im gezeigten Beispiel mit einer ortsfesten Montagepunkt M1 des Fahrzeugprüfstands 1, vorzugsweise lösbar, verbunden ist. Auch eine feste, also nicht lösbare, Verbindung wäre natürlich möglich, beispielsweise eine Schweißverbindung. Eine lösbare Verbindung, z.B. eine Verschraubung, bietet jedoch den Vorteil, dass die Position des Montagepunktes M1 verstellt werden kann. Das kann beispielsweise über Langlöcher erfolgen oder indem mehrere Verschraubungspunkte an verschiedenen Positionen am Fahrzeugprüfstand 1 vorgesehen werden. Für den Betrieb wird der Fixteil 21 jedenfalls mit dem Montagepunkt M1 fest verbunden, sodass der Fixteil 21 relativ zum Fahrzeugprüfstand 1 fixiert ist.

Weiters weist das Lenkkraftmodul 20 einen Bewegeteil 22 auf, der relativ zum Fixteil 21 verschiebbar ist. Für die Verwendung des Lenkkraftmoduls 20 wird der Spurstangenkopf 9a der jeweiligen Spurstange 9 vom Achsschenkel 10 gelöst, was mit handelsüblichen Werkzeugen durchführbar ist. Der Bewegeteil 22 wird dann vorzugsweise mit dem gelösten Spurstangenkopf 9a verbunden. Der Bewegeteil 22 kann dazu einen geeigneten Befestigungsabschnitt aufweisen, der vorzugsweise analog ausgebildet ist wie der Befestigungsabschnitt des Achsschenkels 10, mit dem der Spurstangenkopf 9a für die Verwendung im Fahrzeug bestimmungsgemäß verbunden ist. Natürlich muss der Bewegeteil 22 nicht zwingend mit dem Spurstangenkopf 9a verbunden werden. Allgemein könnte der Bewegeteil 22 im Rahmen der Erfindung auch mit einem anderen translatorisch beweglichen Teil des Lenksystems 4 verbunden werden, beispielsweise mit einer Zahnstange oder mit einem zwischen dem Spurstangenkopf 9a und dem feststehenden Teil 8 des Lenkgetriebes 7 liegenden Abschnitt. Der Einfachheit halber wird nachfolgend jedoch lediglich die Verwendung des Spurstangenkopfs 9a beschrieben.

Alternativ könnte der Fixteil 21 des Lenkkraftmoduls 20 jedoch auch mit einem (nicht dargestellten) fahrzeugfesten Montagepunkt, vorzugsweise lösbar, verbunden sein. Der fahrzeug- feste Montagepunkt kann beispielsweise an einem Unterboden am Chassis des Fahrzeugs 2 vorgesehen sein. Der Fixteil 21 könnte beispielsweise mit dem Unterboden des Fahrzeugs 2 verschraubt werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, dass ein Fahrzeug 2 bereits mit einem Lenkkraftmodul 20 ausgerüstet wird, bevor es auf den Fahrzeugprüfstand 1 gebracht wird. Damit kann der spätere Montageaufwand am Fahrzeugprüfstand 1 reduziert werden. Die nachfolgend noch näher beschriebene Funktion bleibt dabei gleich, lediglich die Seite, von der die Lenkgegenkraft FG auf die Spurstange 9 wirkt, kann sich ändern.

Gemäß der Erfindung weist das Lenkkraftmodul 20 zur Erzeugung der Lenkgegenkraft FG eine Federungseinrichtung F und/oder eine Dämpfungseinrichtung D auf. Im dargestellten Bespiel sind beispielhaft sowohl eine Federungseinrichtung F, als auch eine Dämpfungseinrichtung D vorgesehen. Der Fixteil 21 des Lenkkraftmoduls 20 ist dabei über die Federungseinrichtung F und die Dämpfungseinrichtung D mit dem Bewegeteil 22 verbunden. Zur Erzeugung der Lenkgegenkraft FG kann der Bewegeteil 22 entgegen einer von der Federungseinrichtung F erzeugbaren Federkraft und/oder entgegen einer von der Dämpfungseinrichtung D erzeugbaren Dämpfungskraft relativ zum Fixteil 21 bewegt werden. Das Lenkkraftmodul 20 hat damit eine Funktion ähnlich eines bekannten Stoßdämpfers. Somit stellt sich je nach der über das Lenkrad 5 auf das Lenksystem 4 ausgeübten Lenkkraft FL automatisch eine gewisse Lenkgegenkraft FG ein. Die Größe und Charakteristik der Lenkgegenkraft FG hängt dabei im Wesentlichen von der konstruktiven Ausführung der Federungseinrichtung F bzw. der Dämpfungseinrichtung D ab.

Beispielsweise kann die Federungseinrichtung F eine lineare, eine progressive oder eine degressive Federkennlinie aufweisen. Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn das Lenkkraftmodul 20 eine (nicht dargestellte) Verstelleinrichtung zur Veränderung einer Federungscharakteristik, beispielsweise einer Federkennlinie, der Federungseinrichtung F aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann das Lenkkraftmodul 20 eine (nicht dargestellte) Verstelleinrichtung zur Veränderung einer Dämpfungsscharakteristik der Dämpfungseinrichtung D aufweist. Die Federungseinrichtung F ist hier lediglich schematisch als Schraubenfeder dargestellt, die eine Art von Torsionsfeder ist. Die Verstelleinrichtung könnte in diesem Fall beispielsweise einen Federteller als Anschlag für die Feder aufweisen, der über ein Gewinde und eine Einstellschraube verstellbar ist. Dadurch kann initiale Vorspannung der Feder verändert werden. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise auch dazu ausgebildet sein, die Lenkgegenkraft auf Null (oder im Wesentlichen Null) zu reduzieren. Damit kann das Lenkkraftmodul 20 quasi deaktiviert werden, sodass keine Lenkgegenkraft mehr auf die Spurstange 9 wirkt.

Es können aber natürlich andere Typen von Federn vorgesehen sein, wie z.B. Biegefeder, Luftfeder, Gummifeder oder Gasdruckfeder. Als Biegefeder kann beispielsweise eine Blattfeder oder Tellerfeder verwendet werden und als Torsionsfeder könnte auch eine Stabfeder verwendet werden. Je nach verfügbarem Bauraum kann der Fachmann eine geeignete Fe- der für das Lenkkraftmodul 20 auswählen. Natürlich könnten auch mehrere Typen von Federn oder mehrere Federn mit verschiedenen Federkennlinien kombiniert werden, um eine gewünschte Charakteristik der Lenkgegenkraft FG zu erreichen. Beispielsweise könnten mehrere Federn seriell oder parallel geschaltet werden.

Die Dämpfungseinrichtung D kann beispielsweise zumindest einen der folgenden Dämpfer aufweist: Reibungsdämpfer, hydraulischer Dämpfer, Gummidämpfer. Je nach verfügbarem Bauraum und gewünschter Dämpfungscharakteristik kann der Fachmann einen geeigneten Dämpfer auswählen. Auch hierbei wäre natürlich grundsätzlich eine Kombination mehrerer Typen von Dämpfern möglich.

Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn das Lenkkraftmodul 20 eine Druckstufe und/oder eine Zugstufe aufweist, vorzugsweise Druckstufe und Zugstufe. Die Druckstufe kann z.B. eine als Druckfeder ausgebildete Schraubenfeder umfassen und die Zugstufe eine als Zugfeder ausgebildete Schraubenfeder (oder andere Typen von Federn - siehe oben). Wenn sowohl eine Zugstufe, als auch eine Druckstufe vorgesehen sind, dann kann in entgegengesetzten Richtungen jeweils eine entsprechende Lenkgegenkraft FG erzeugt werden. Damit könnte es, so wie in Fig.1 dargestellt, ausreichen, wenn das Lenkkraftmodul 20 nur für eine der beiden lenkbaren Radaufhängungen 3 vorgesehen ist, hier am linken Vorderrad. Die Spurstange 9 der jeweils gegenüberliegenden Seite, hier des rechten Vorderrads, könnte in diesem Fall lediglich vom Achsschenkel 10 gelöst werden und im losen Zustand verbleiben. Bei einer Lenkbewegung nach rechts (für eine Rechtskurve) könnte die Lenkgegenkraft FG in diesem Fall von der Zugstufe des Lenkkraftmoduls 20 erzeugt werden und bei einer Lenkbewegung nach links (für eine Linkskurve) könnte die Lenkgegenkraft FG von der Druckstufe des Lenkkraftmoduls 20 erzeugt werden.

Wie in Fig.1 dargestellt, ist der Fahrzeugprüfstand 1 für ein mehrspuriges Fahrzeug mit einer lenkbaren Achse, hier der Vorderachse VA, mit zwei lenkbaren Radaufhängungen 3 ausgebildet ist und das Lenkkraftmodul 20 ist für eine der lenkbaren Radaufhängungen 3 vorgesehen. Es könnte aber beispielsweise auch für beide lenkbaren Radaufhängungen 3 der Vorderachse VA jeweils ein separates Lenkkraftmodul 20 vorgesehen sein. Die auf das Lenksystem 4 ausübbare Lenkgegenkraft FG wäre in diesem Fall eine Summe der Lenkgegenkräfte FG der beiden Lenkkraftmodule 20.

Das Fahrzeug 2 könnte aber beispielsweise zusätzlich zur gelenkten Vorderachse VA auch eine gelenkte Hinterachse HA aufweisen. In diesem Fall könnte auch an einem oder an beiden der lenkbaren Radaufhängungen 3 der gelenkten Hinterachse HA jeweils ein Lenkkraftmodul 20 vorgesehen sein.

Gemäß einer bevorzugten Verwendung des erfindungsgemäßen Fahrzeugprüfstands 1 wird zuerst das Fahrzeug 2 am Fahrzeugprüfstand 1 angeordnet. Danach wird der Antriebs- Strangs 11 des Fahrzeugs 2 kraftschlüssig (Rollenprüfstand) oder formschlüssig (Antriebsstrangprüfstand) mit der Belastungseinrichtung des Fahrzeugprüfstands 1 verbunden. Vorzugsweise danach werden die Spurstangenköpfe 9a der Spurstangen 9 des Lenksystems 4, insbesondere des Lenkgetriebes 7, des Fahrzeugs 2 von den lenkbaren Radaufhängungen 3 gelöst, beispielsweise mittels eines geeigneten Werkzeugs. Der Fahrzeugprüfstand 1 kann nun bereits in Betrieb genommen werden, wobei mittels der Belastungseinrichtung ein Antriebs- oder Belastungsmoment auf den Antriebsstrang 11 aufgebracht wird. Dies kann mittels der Steuerungseinheit 23 erfolgen. Die Wahl und Einstellung eines gewünschten Prüflaufs kann beispielsweise durch einen Benutzer über eine Benutzerschnittstelle der Steuerungseinheit 23 erfolgen.

Während der Durchführung des Prüflaufs kann mit dem Lenksystem 4 eine Lenkkraft FL auf die Spurstangen 9 ausgeübt werden, was insbesondere durch eine Lenkbewegung am Lenkrad 5 erfolgen kann. Die Lenkbewegung kann von einer Person durchgeführt werden öder es kann auch ein geeigneter Lenkroboter verwendet werden, der die Lenkbewegung durchführt. Auch ein allfällig vorhandener Lenkaktor des Lenksystems (bei einer Servolenkung) kann ggf. verwendet werden, um die Lenkbewegung durchzuführen. Der Lenkaktor kann beispielsweise ebenfalls über die Steuerungseinheit 23 des Fahrzeugprüfstands 1 angesteuert werden. In dieser grundlegenden Verwendung sind die Spurstangen 9 lediglich gelöst. Keine der Spurstangen 9 ist mit dem Lenkkraftmodul 20 verbunden. Das bedeutet, dass in diesem Fall keine Lenkgegenkraft FG erzeugt wird, die Lenkgegenkraft FG in diesem Fall also Null beträgt.

Um eine Lenkgegenkraft FG > 0 zu erzeugen wird der Spurstangenkopf 9a zumindest einer der gelösten Spurstangen 9 mit dem Bewegeteil 22 des Lenkkraftmoduls 20 verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise über eine Schraubverbindung erfolgen oder über eine formschlüssige Verbindung wie einem Bolzen o.ä. In diesem Fall wird bei Erzeugung einer Lenkkraft FL infolge eines Lenkeinschlags des Lenkrades 5 automatisch durch Verschieben des Bewegeteils 22 relativ zum Fixteil 22 eine Lenkgegenkraft FG auf die Spurstange 9 ausgeübt, die der Lenkkraft FL entgegengerichtet ist.