Das Institut für Kraftfahrwesen der RWTH Aachen (ika) und die Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen mbH Aachen (fka) betreiben seit 1987 einen dynamischen Antriebsstrangprüfstand, der zur Prüfung von Einzelkomponenten bis hin zum Test von Komplettfahrzeugen genutzt wird. Mit Unterstützung von ABB Process Industries und Kratzer Automation wurde die Steuerungs- und Regelungstechnik grundlegend modernisiert und ein Automatisierungssystem neu implementiert. Der dynamische Antriebsstrangprüfstand ist mit vier Belastungsmaschinen ausgestattet, die auf einem großen Spannfeld längs und quer verschoben und frei positioniert werden können. Bei einem Gesamtfahrzeugtest werden diese Maschinen über Gelenkwellen mit den angetriebenen Radnaben verbunden; bei der Untersuchung von Antriebsstrangkomponenten erfolgt die Kopplung direkt über die Antriebswellen der Prüflinge. Dem Stand der Technik entsprechend wurden im Jahr 1987 Gleichstrom-Maschinen installiert. Mit einer Leistung von 120 und 97 kW bei einer Drehzahl von 655/min und 2200/min sowie einem Drehmoment von 1800 Nm und 420 Nm decken diese Maschinen auch heute die Leistung gängiger Pkw und Transporter ab. Über zusätzliche Adaptionsgetriebe kann das Drehmoment je Rad auf ca. 6200 Nm bei 189/min erhöht werden, um spezielle Untersuchungen durchzuführen. Der Antrieb der Prüfkonfiguration kann wahlweise mit einem Verbrennungsmotor oder mit einer elektrischen Maschine erfolgen. Die komplexe Fahrzeugregelung beim ika/fka wurde mit dem Simulationswerkzeug Matlab/Simulink entwickelt und getestet. Über den Realtime Workshop mit einem für PAtools erstellten Target-File wurden die Modelle und Regelungsstrukturen in das Echtzeitsystem von PAtools integriert. Am Prüfstand werden überwiegend automatische Versuche gefahren. Daneben unterstützt ein manueller Betrieb kurze Funktionstests und Einrichtarbeiten. Die Modernisierung des dynamischen Antriebsstrangprüfstands wurde mit der Inbetriebnahme im Frühjahr 2003 abgeschlossen. Die danach durchgeführten Kundenprojekte zeigen, dass sich die Investitionsentscheidung in mehrfacher Hinsicht gelohnt hat. Die neue Bedienung und Visualisierung bietet einen wesentlich höheren Bedienkomfort. Die neu aufgesetzten Regelungs- und Simulationsstrukturen in Verbindung mit der erweiterten Betriebsarten-Palette steigern die Nutzbarkeitsvielfalt und ertüchtigen den Prüfstand für komplexere und anspruchsvollere Prüfanwendungen. Mit der neuen digitalen Regelung haben sich Regelgüte und Stabilität gegenüber dem Vorzustand in allen Konfigurationen und Betriebsarten deutlich verbessert. Hinsichtlich Simulationsbereichen, Simulationsstabilität, Anregelzeiten und transienter Regelgenauigkeit ist eine erhebliche Leistungssteigerung zu verzeichnen.
Dynamischer Antriebsstrangprüfstand als universelles Entwicklungswerkzeug
Transient driveline test bench as an all-purpose development tool
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 105 , 12 ; 1170-1177
2003
8 Seiten, 8 Bilder, 1 Tabelle, 3 Quellen
Article (Journal)
German
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Dynamischer Antriebsstrangpruefstand als universelles Entwicklungswerkzeug
Automotive engineering | 2003
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