1. Branchenhintergrund und technische Herausforderungen

Während sich die Automobilindustrie in Richtung Elektrifizierung, Intelligenz und Steer-by-Wire entwickelt,, verwandeln sich Fahrwerksysteme wie Lenkung, Bremsen und Federung von “mechanischen Ausführungsbauteilen” zu hochintegrierten Software-, Elektroniksteuerungs- und Aktuatorsystemen.

Traditionelle Prüfmethoden können die folgenden kritischen Anforderungen nicht mehr ausreichend erfüllen:

• Dynamische Konsistenzvalidierungunter Mehrsystem-Betriebsbedingungen
• Validierung von Sicherheit und Redundanzan Steer-by-Wire-Systeme unter extremen Bedingungen
• Wiederholbare und quantifizierbare Prüfungenvom Komponenten- bis zum Systemniveau
• Schnelle Validierungs- und Regressionstestfähigkeitendie mit den Fahrzeugentwicklungszyklen abgestimmt sind

Eine rasche Reaktion auf die durch intelligente Fahrwerksupgrades entstehenden Testherausforderungen

Für OEMs und Tier-1-Zulieferer ist das Kernproblem längst nicht mehr die Frage “Ob eine Prüfung überhaupt möglich ist”, sondern vielmehr: Können wir bereits in frühen Entwicklungsphasen effektiv – authentisch, kontrolliert und reproduzierbar – testen?

2. KTS System-Level-Ansatz

• Aus der Perspektive des “Gesamtfahrzeug-Chassis-Systemingenieurwesens” hat KTS ein intelligentes Chassis-Prüflösungssystem aufgebaut, das Folgendes abdeckt:

Komponentenebene → Subsystemebene → Systemebene → Hardware-in-the-Loop (HIL)

• Dieses System ist kein einzelnes Gerät, sondern besteht aus den folgenden drei Funktionsstufen:
• Hochpräzise Aktuierung- und Belastungsfunktionen
• Mehrkanalige, synchrone Mess- und 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. Prüfmodul für elektrische/elektrohydraulische Kugelumlauflenkungen

• 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)
• Steer-by-wire-Systeme
• Hinterradlenksysteme
• Corner-Modul-Fahrwerksysteme

2. Prüfung von Bremssystemen (Bremse / BBW)

• Prüfung der Bremskraftabgabe und des Ansprechverhaltens
• Simulation des Pedalgefühls und der Rückmeldungscharakteristik beim Bremspedal
• Prüfung der dynamischen Konsistenz und Haltbarkeit von Bremssystemen
• Validierung der Sicherheitsstrategie für Brake-by-Wire

Anwendbar für:

• EHB-/i-Booster-Baugruppen, EMB-Baugruppen
• Konventionelle Bremssysteme
• Elektronisch gesteuerte Bremssysteme
• Brake-by-wire-Systeme

3. Federungs- und Vertikal-Dynamikprüfungen

Prüfung der Kraft-Weg-Kennlinie der Federung

Bewertung der dynamischen Steifigkeit und Dämpfungskennlinien

Analyse der vertikalen Belastung unter mehreren Bedingungen sowie der Kopplung

4. Gemeinsame System-Level- und HIL-Tests

Closed-Loop-Tests von Fahrwerkreglern und Aktuatoren

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

F&E und Validierung von OEM-Fahrwerksystemen

• Typische Kunden sind: BYD, GAC-Forschungs- und Entwicklungszentrum, BAIC New Energy, Jianghuai Automobile, Geely Auto, Chery Auto, Dongfeng-Forschungs- und Entwicklungszentrum, Great Wall Honeycomb, Chang’an Chenzhi Technology, FAW Hongqi, NIO, Xpeng Motors usw.

Entwicklung von Lenk- und Bremssystemen durch Tier-1-Zulieferer

• Typische Kunden sind: FAW Guangyang, Nanyang Naisimo, Bosch, Huawei, Zhejiang Shibao, Yubei Lenksysteme, Honeycomb Lenksysteme, BYD Fudi Power, Chenzhi Technology

Validierung einer neuen Lenk-by-Wire-Fahrwerksarchitektur

FAW Hongqi, NIO, Xpeng Motors

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. Prüflösungen für Kfz-Lenksysteme

Da sich die Verantwortlichkeiten für Produktentwicklung und -prüfung entlang der Lieferkette zunehmend nach unten verlagern, erwarten Kunden immer häufiger, eigenständige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchzuführen sowie die Leistung und Haltbarkeit von Prototypen zu validieren. Um den Kunden die erforderlichen Mittel zur Komponentenprüfung und -validierung bereitzustellen, verfolgt KTS das Konzept der Standardisierung nicht standardisierter Ausrüstung und bietet ausgereifte Standardmodule sowie Lösungen an.

Die Lösungen von KTS ermöglichen vordefinierte Prüfmethoden, gleichzeitig können Kunden jedoch auch eigene Systeme konzipieren und aufbauen. Das standardisierte modulare Design erlaubt eine Anpassung gemäß den Kundenanforderungen. Die standardisierte KEYEN-Testplattform ermöglicht die Systemsteuerung, erfasst Testdaten in Echtzeit, zeigt sie auf der Benutzeroberfläche an und erlaubt die Kombination unterschiedlicher Kurvenbeziehungen.

[Liste der Lösungsbereiche und Ausrüstungsfotos gemäß Ihrer Anfrage weggelassen]

2. Prüflösungen für Kfz-Bremssysteme

Mit der Verbreitung von Elektrofahrzeugen und der Einführung des autonomen Fahrens treten Vakuumverstärker allmählich vom Markt zurück. Elektronische hydraulische Bremssysteme (EHB) sind mittlerweile zur Standardausstattung in Fahrzeugen geworden, während elektromechanische Bremssysteme (EMB) ebenfalls intensiv weiterentwickelt werden. Zur Erfassung der Leistungs- und Lebensdauertests elektronischer hydraulischer Bremssysteme hat KTS an der Ausarbeitung mehrerer Branchenstandards mitgewirkt und eine Reihe standardisierter Prüflösungen entwickelt.

3. Prüflösungen für Kfz-Fahrwerksysteme

Im Zuge der raschen Entwicklung der Fahrzeugintelligenz und Elektrifizierung sind Luftfederung, elektromagnetische aktive Federung sowie KI-basierte adaptive Systeme zu zentralen Branchentrends geworden. Federungssysteme wandeln sich von einer “passiven Reaktion” hin zu einer “intelligenten Vorabentscheidung”. Angesichts der technischen Besonderheiten der nächsten Generation von Federungssystemen hat KTS eine umfassende Prüflösung für sämtliche Einsatzbereiche eingeführt, um der Branche bei der präzisen Validierung der Produktleistung zu helfen.

Lösungsschwerpunkte:

Multimodale dynamische Prüfungen: Integriert hochpräzise Schwingungstische sowie eine Datenrückführungsregelungstechnologie, um mehrere komplexe Szenarien zu simulieren und eine dynamische Kalibrierung der Fahrwerksteifigkeits- und Dämpfungswerte auf Millisekundenebene zu ermöglichen.

Intelligentes Kompatibilitätsdesign: Unterstützt die Signalanalyse sowie die Lebensdauerprüfung neuer Strukturen wie Luftfedern, CDC‑Solenoidventile und aktive Steer-by-Wire‑Fahrwerke.

Realistische Fahrzeuglastsimulation: Ermöglicht die Belastung des Fahrwerksystems mittels fest installierter Gewichte oder elektrischer Zylinder, um reale Fahrzeugbedingungen zu simulieren.

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.

4. Gemeinsame System-Level- und HIL-Tests

Um das zu prüfende System (SUT) korrekt zu validieren, müssen Hardware-in-the-Loop‑(HIL‑)Simulatoren, die für Tests eingesetzt werden, über höhere Genauigkeit, Präzision und Bandbreite verfügen sowie eine kürzere Latenz aufweisen, um realitätsnahe Szenarien für das SUT nachzubilden.

Mit der rasanten Entwicklung intelligenter Fahrwerksysteme entwickeln sich auch die Kfz‑Lenksysteme zunehmend in Richtung “elektrisches Steer-by-Wire, intelligentes Leichtbaukonzept”. Für Laborprüfungen im Rahmen des autonomen Fahrens sind HIL‑Simulationstests daher noch anspruchsvoller geworden: Es sind komplexere mathematische Modelle, schnellere Echtzeitsteuerung, Belastungssimulationen, die den tatsächlichen Fahrzeugzuständen nahekommen, sowie eine perfekte Nachbildung der Validationsbedingungen erforderlich.

Aktuelle HIL‑Simulationstests müssen folgende Herausforderungen bewältigen:

Mehrkanalige Signalsynchronisation: Nicht nur die Simulation von Sensoren, sondern auch deren Synchronisation mit anderen digitalen Signalen.

Präzise analoge Reaktion: Analoge E/A müssen in der Lage sein, komplexere Signale zu empfangen und wiederzugeben.

Modellkomplexität: Hinzufügen von Mehrordnungseffekten zu Modellen.

Reduzierung der analogen Latenz: Für HIL-Tests sind erhebliche Latenzzeiten nicht akzeptabel.

Der Weg in eine rein elektrische Fahrzeugzukunft: Test- und Messlösungen für Elektrofahrzeuge

[Bild weggelassen]

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