Nachgefragt: Mechanisch testen

Matthias Deter, Group Manager Engineering, ist verantwortlich für Kundenprojekte mit mechanischen Prüfständen bei der dSPACE GmbH in Paderborn.

In manchen Hardware-in-the-Loop (HIL)-Testfällen ist der Zugriff auf das Steuergerät nicht alleine über seine elektrischen Schnittstellen möglich. Der mechanische Zugriff ist für die Bedienung unverzichtbar:

  • Anlegen mechanischer Lasten an Elektroantrieb
  • Physikalisches Stimulieren der integrierten Sensoren für Mechatronik-Steuergeräte
  • Mechanisches Stimulieren von Mensch-Maschine-Schnittstellen

Typische Anwendungen:

  • Funktionstest/-entwicklung
  • Automatisierte Software-Freigabe/Abnahme
  • Untersuchen des Fehlerverhaltens
  • Konzeptabsicherung
  • Mechanische Dauertests
  • Vermessen des Prüflings

Das Integrieren und Testen elektronischer Steuergeräte, zum Beispiel von Lenkungssteuergeräten, mit sämtlichen Schnittstellen und Fahrzeugbussen ist durch den Einsatz der HIL-Technologie problemlos möglich. Hierbei liefern Echtzeitsimulationsmodelle die Sollwerte für die Lastmaschinen in Echtzeit. Durch passende I/O-Schnittstellen wird ein echter Closed-Loop-Betrieb zwischen den Prüfstandkomponenten, den Steuergeräten und der Simulation realisiert. Somit lassen sich realistische Belastungsszenarien für die elektronischen und mechanischen Komponenten durch die Kopplung des Prüfstands mit einem HIL-Simulator ermöglichen. Dabei kommen, je nach Anforderung und Anwendung, unterschiedliche Belastungsmaschinen zum Einsatz wie rotatorische Antriebe, Spindelaktuatoren oder hochdynamische Linearmotoren.

Typische Anwendungsbereiche des Prüfstands sind:

  • Lenksysteme:
    • Servolenkung
    • Überlagerungslenkung
    • Elektronisch geregelte Pumpen, z.B. Kraftstoff, Hydraulik
  • Mechatronische Steuergeräte mit integrierten Sensoren und Aktoren:
    • Getriebesteuerungsmodule mit integrierten Drehzahlsensoren
    • Steuergerät der Parkbremse mit integriertem Neigungssensor
    • ESP mit integriertem Drehraten- und Beschleunigungssensor
    • Pedalbetätigung zum Testen des Bremskraftverstärkers
    • Force-Feedback-Steuerung bei Simulatoranwendungen

Zu den Anforderungen gehören je nach Anwendungsfall:

  • Leistungsstarke und dynamische Aktoren
  • Schnelles Anbinden von Aktor und HIL-System, zum Beispiel koppelt die dSPACE Twin Sync Solution einen LTi Servo One Converter mit einem dSPACE HIL-Simulator.
  • Relevante Sensoren, kombiniert mit geeigneten Regelalgorithmen für hohe Regelgüte und Genauigkeit
  • Kopplung zwischen Prüfstand und Simulationsmodell
  • Haptische Anforderungen, zum Beispiel zum Koppeln von Prüfstand und Fahrsimulator

  • Beratung vor dem Kauf
  • Modular, schlüsselfertig, Kundenprüfstand inkl. Automotive Simulation Models, Mechanik, Sensorik, Elektromotor, Regelungstechnik
  • Integration realer Kundenkomponenten oder Simulationsmodelle in den Prüfstand
  • Prüfstandwartung

Entwerfen, Konstruieren und Steuern von Prüfständen mit folgenden Hauptanwendungsbereichen:

  • Prüfstand einer elektrischen Lenkung; Testen von EPS-Steuergerät, Motor und Lenkung
  • ESP mit integrierten Sensoren
  • Elektrische Feststellbremse
  • Hinterachslenkung
  • Lastmotorintegration abhängig vom Anwendungsfall
  • Drehlastsimulation mit Motoren in mehreren Leistungsklassen
  • Übersetzungslastsimulation durch Linearmotor und Aktoren für Kugelumlaufspindel
  • Skalierbare Systeme von kleinen Rotationsprüfständen, zum Beispiel integriert in 19-Zoll-Schränke, bis zu großen Prüfständen zum Testen ganzer Lenksysteme

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