Dynamische Testlösungen

2. Prüflösungen für Nutzfahrzeuge und konventionelle Lenksysteme
3. Branchenhintergrund und technische Herausforderungen

Nutzfahrzeuge und konventionelle Lenksysteme entwickeln sich aufgrund der Anforderungen der Fahrzeug-Elektrifizierung und des hochgradigen autonomen Fahrens hin zu einer elektronischen Steuerung sowie zum Steer-by-Wire, um eine höhere Effizienz, präzise Regelung und Systemintegration zu erreichen.

Ständig wechselnde Anforderungen stellen in der Test- und Validierungsphase zusätzliche Herausforderungen dar:

• Validierung von Kooperative Operationunter mehreren Systemen, die vom hydraulischen auf das elektrohydraulische System umsteigen
• Validierung von Sicherheit und Redundanzan Steer-by-Wire-Systeme unter extremen Bedingungen
• Ständig weiterentwickelte neue Anforderungen stellen in der Test- und Validierungsphase zusätzliche Herausforderungen dar
• Wiederholbare und quantifizierbare Prüfungenvom Komponenten- bis zum Systemniveau
• Geräte, die eine höhere Intelligenz, einen kleineren Platzbedarf, eine bessere Energieeffizienz sowie geringere Geräuschwerte erfordern

Für OEMs und Tier-1-Zulieferer stellt sich das Kernproblem nicht mehr darin, ob entsprechende Prüfmittel existieren, sondern vielmehr: Können wir bereits in den frühen Entwicklungsphasen authentisch, kontrolliert und reproduzierbar fortlaufend validieren und verbessern?

2. KTS System-Level-Ansatz

Aus der Perspektive eines “vollständigen Testsystems für Nutzfahrzeuge” hat KTS ein System aufgebaut, das Folgendes abdeckt:

Prüfung von Hydraulikpumpen → Prüfung von Hydraulikzylindern → Prüfung von hydraulischen Kugelumlauflenkungen → Elektrische / elektrohydraulische Prüfung von Kugelumlauflenkungen → Redundante elektrische Prüfung von Kugelumlauflenkungen → Integrierte HIL-Prüfung für Lenkung-Bremse

• Dieses System besteht aus den folgenden drei Kompetenzschichten:
• Hochpräzise Aktuierung und Fähigkeit zur Belastung hoher Lasten
• Mehrkanalige synchrone Mess- und präzise Steuerungsfunktionen
• Modellierung von Testbedingungen und Datenverarbeitungsfunktionen

Dies stellt sicher, dass Testergebnisse nicht nur “messbar” sind, sondern auch glaubwürdig, benchmarkfähig und für Designentscheidungen nutzbar sind.

3. Kernmodule für Prüfkapazitäten
4. Prüfung von elektrischen / elektrohydraulischen Kugelumlauflenkungssystemen

• Prüfung der Systemassistenzkennlinien und Reaktionsverhalten
• Bewertung der Rückstellfähigkeit und Hystereseeigenschaften
• Aktive Lenkung, intelligente Lenkungsredundanz sowie Validierung von Fehlerzuständen
• Mehrgrößige, synchrone Belastungs- und Messfunktionen einschließlich Drehmoment, Winkel, Kraft, Betriebsstrom und Betriebsöldruck

Anwendbar für:

Hydraulische Kugelumlauflenkungen und zugehörige Komponenten

Elektrische Kugelumlauflenkungen und zugehörige Komponenten (X-EPS)

Elektrohydraulische Lenkgetriebebaugruppen und Komponenten

2. Prüfung von Lenkpumpen und industriellen Servopumpensystemen zur Steuerung

• Prüfung der Pumpenverdrängung
• Druckhalteprüfung der Pumpe
• Prüfung der Pumpenhaltbarkeit

Anwendbar für:

• Leistungsprüfung der Lenkpumpe
• Dauerfestigkeitsprüfung der Lenkpumpe
• Prüfung von Servopumpen für die Industrieautomatisierung

3. Vollhydraulische Systemprüfung

• Leistung von Hilfszylindern unter unterschiedlichen Drücken
• Einstellbare Druck- und Temperaturwerte der Hilfspumpenanlage
• Synchronisierte Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung von Hydraulikdruck, Ausgangskraft usw.
• Präzise Regelung unter mehreren komplexen Bedingungen

Anwendbar für:

• Prüfung des Assistenzzylinders

4. Gemeinsame System-Level- und HIL-Tests

• Gemeinsame Closed-Loop-Prüfung von Lenk- und Bremssystemen
• Hardware-in-the-Loop-Co-Simulation mit Fahrzeugsteuerungsstrategien
• Virtuelle Validierung extremer und fehlerhafter Betriebsbedingungen
• Durch die Kombination von HIL mit physischen Aktuatorsystemen werden “Straßentestrisiken” nach vorn verlagert und können bereits im Labor abgeschlossen werden.

4. Wesentliche technische Vorteile

Hochdynamisches, hochpräzises Aktuatorsystem

• Servo-Lastsystem mit hoher Bandbreitenreaktionsfähigkeit
• Unterstützt Mehrmodusregelung für Kraft / Weg / Drehmoment
• Erfüllt Anforderungen an Hochfrequenz-Dynamik- und Stoßprüfungen

Mehrkanalige synchrone Steuerung und Messung

• Strenge Synchronisation über mehrere Achsen und Kanäle
• Unterstützt komplexe gekoppelte Bedingungen
• Gewährleistet Authentizität und Konsistenz bei Systemtests

Prüfbedingungen können modelliert und reproduziert werden

• Unterstützt die Modellierung typischer Straßen, Betriebsbedingungen sowie kundenspezifischer Bedingungen
• Testprozesse sind wiederholbar, wiedergabefähig und vergleichbar
• Geeignet für Designvalidierung und Regressionstests

Kundenspezifische Systemintegrationsfähigkeit

• Anpassung an die Chassis-Architektur und den Entwicklungsstand des Kunden
• Unterstützt Prüfstände, Produktionslinienprüfungen sowie F&E-Tests
• Kann in bestehende Software- und Steuerplattformen des Kunden integriert werden

5. Typische Anwendungsszenarien

• Forschung, Entwicklung und Validierung von Fahrgestellsystemen bei Fahrzeugherstellern
• Einschließlich China National Heavy Duty Truck Group, Shaanxi Automobile Group, FAW Group usw.
• Entwicklung von Lenk- und Bremssystemen durch Tier-1-Zulieferer
• Zhejiang Shibao, Yubei Steering Systems, Henglun Group, Weihai Tianrun, Guotaiyang
• Validierung einer neuen Lenk-by-Wire-Fahrwerksarchitektur
• Frühphasenprüfung bei der Entwicklung neuer Fahrzeugplattformen
• Schnelle Regressionstests nach Konstruktionsänderungen

6. Implementierung und Lieferung

KTS bietet umfassende Engineering-Dienstleistungen von der Anforderungsanalyse bis zur Systemlieferung an:

Analyse von Prüfanforderungen und -bedingungen

Systemlösungsdesign und Simulationsvalidierung

Geräteherstellung und Systemintegration

Vor-Ort-Installation, Inbetriebnahme und Schulung

Langfristiger technischer Support und System-Upgrades

7. Ausgewählte Fallstudien
8. Prüfung von elektrischen / elektrohydraulischen Kugelumlauflenkungssystemen

In der Lage, Prüfungen für elektrohydraulische Umlaufkugel-Lenkgetriebe, elektrische Umlaufkugel-Lenkgetriebe sowie konventionelle rein hydraulische Umlaufkugel-Lenkgetriebe durchzuführen. Die Prüfgegenstände umfassen sämtliche Testpunkte sowohl für hydraulische als auch für elektrische Umlaufkugel-Lenkgetriebe.

Intelligente elektrohydraulische Umlaufkugel-Lenkgetriebe bewahren die Vorteile herkömmlicher hydraulischer Servolenkungen mit Umlaufkugelmechanismus und ergänzen diese durch eine elektrische Unterstützung, die automatische Steuerung sowie aktive Lenkfunktionen ermöglicht; sie stellen eine der Schlüsseltechnologien dar, um intelligentes Fahren und autonomes Fahren in Nutzfahrzeugen zu realisieren.

[Bild weggelassen]

2. Prüfsystem für Lenkpumpen und industrielle Steuer-Servopumpen

Das System ist in der Lage, Leistungsprüfungen sowie Zuverlässigkeitsprüfungen für verschiedene Typen von hydraulischen Servolenkungen für Kraftfahrzeuge, elektrohydraulischen Servolenkungen sowie industriellen Steuer-Servopumpen durchzuführen.

[Bild und Beschreibung weggelassen]

3. Gemeinsame System-Level- und HIL-Tests

Die HIL-Testlösung für intelligente Lenk- und Bremssysteme von Nutzfahrzeugen nutzt einen Echtzeit-Simulator, um Fahrzeugdynamik und Sensorumgebungen zu simulieren, wobei dieser an die tatsächlichen Lenk- bzw. Bremssteuerungen angebunden wird. Das Hauptziel besteht darin, die Regelungslogik, das Ansprechverhalten der Aktuatoren sowie die Fähigkeiten zur Fehlerdiagnose und -behandlung unter komplexen Betriebsbedingungen zu validieren und so funktionale Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Diese Lösung wurde bereits erfolgreich in zahlreichen Entwicklungsprojekten für Lenk-, Brems- und Steer-by-Wire‑Fahrwerksysteme verschiedener OEMs und Tier‑1‑Zulieferer eingesetzt und hat die Testeffizienz sowie die Validierungstiefe in Bereichen wie der dynamischen Konsistenz der Systeme und der Sicherheitsvalidierung erheblich verbessert.

8. Kontakt & maßgeschneiderte Lösung

Wenn Sie derzeit Fahrwerkssysteme oder lenkungsbasierte Produkte entwickeln, wenden Sie sich bitte an das Engineering-Team von KTS. Wir bieten Ihnen:

• Empfehlungen für Prüflösungen, maßgeschneidert auf Ihre spezifische Systemarchitektur
• Maßgeschneiderte Auslegung von Prüfsystemen
• Technische Kommunikation und Unterstützung auf Engineering-Niveau