CH638630A5 - Method and device for testing an electronic vehicle control device in electromotively driven vehicles when the vehicle is stationary - Google Patents

Method and device for testing an electronic vehicle control device in electromotively driven vehicles when the vehicle is stationary Download PDF

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CH638630A5
CH638630A5 CH87477A CH87477A CH638630A5 CH 638630 A5 CH638630 A5 CH 638630A5 CH 87477 A CH87477 A CH 87477A CH 87477 A CH87477 A CH 87477A CH 638630 A5 CH638630 A5 CH 638630A5
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vehicle
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CH87477A
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Karlheinz Weigl
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Siemens Ag
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Description

638 630 638 630

o O

PATENTANSPRÜCHE tung von einem Schütz umgesteuert wird. PATENT CLAIMS is reversed by a contactor.

1. Verfahren zur Prüfung eines elektronischen Wagensteu- Das Wagensteuergerät 1 enthält eine Ankerstromregelung, ergeräts in elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen, insbe- da bei den üblichen Gleichstrom-Bahnmotoren das Motorsondere Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass drehmoment wegen der frühzeitigen Sättigung des Feldes in eine Prüfeinrichtung mit elektronischen Modellen für das Ver- s guter Näherung dem Ankerstrom proportional ist. Bei Antrie-halten derjenigen Regelstrecken des Fahrzeugs vorgesehen ist, ben mit schaltbarem Widerstand kann der gewünschte Ankerfür die das Wagensteuergerät Regeleinrichtungen enthält, ström nur im Mittel konstant gehalten werden. Durch die wobei im Prüfbetrieb die Prüfeinrichtung eingangsseitig mit begrenzte Stufenzahl ergeben sich beim Schalten des Wider-den Stellbefehlen des Wagensteuergeräts für den elektromoto- standes Stromsprünge, deren Höhe von der Stufung des rischen Antrieb des Fahrzeuges und mit Rückmeldungen und io Widerstandes und von der Drehzahl der Maschine abhängt. Quittungen von Stellgliedern des Fahrzeuges beaufschlagt Bei konstantem Widerstand verringert sich der Ankerstrom in wird, die auch im Prüfbetrieb vom Wagensteuergerät gestellt Fahrschaltung mit zunehmender, in Bremsschaltung mit werden, und wobei die Prüfeinrichtung nachgebildete Istwert- abnehmender Geschwindigkeit. Als Regler wird deshalb ein grossen zur Eingabe in das Wagensteuergerät erzeugt. Grenzwertmelder eingesetzt, der feststellt, ob der Ankerstrom 1. Method for testing an electronic wagon control unit. The wagon control unit 1 contains an armature current control device in vehicles driven by an electric motor, in particular in the case of the usual direct current rail engines, the motor-specific rail vehicles, characterized in that torque is included in a test device because of the early saturation of the field electronic models for the good approximation of the armature current is proportional. When the controlled system of the vehicle is provided with a switchable resistor, the desired anchor for which the vehicle control unit contains control devices can only be kept constant on average. Due to the fact that the test device on the input side with a limited number of stages, when switching the resistance, the control commands of the vehicle control unit for the electromotive stand result in jumps in current, the level of which depends on the grading of the vehicle's drive system and with feedback and OK resistance and the speed of the Machine depends. Acknowledgments from actuators of the vehicle are applied If the resistance is constant, the armature current is reduced, which is also set in test mode by the vehicle control unit. The driving circuit increases with the braking circuit, and the test device simulates the actual value-decreasing speed. A large one is therefore generated as a controller for input into the car control unit. Limit detector is used, which determines whether the armature current

2. Prüfeinrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach is grösser als die Führungsgrösse ist. Eine Widerstandsstufe Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie elektronische muss so lange beibehalten werden, bis der Ankerstrom diesen Modelle aufweist, die das Verhalten derjenigen Regelstrecken Wert unterschritten hat. Dann wird der Widerstandswert stu-des Fahrzeuges nachbilden, für die das Wagensteuergerät fenweise weiter verkleinert. 2. Test device for executing the method according to is larger than the command variable. A resistance level claim 1, characterized in that it must be kept electronic until the armature current exhibits these models, which has fallen below the behavior of those controlled systems value. Then the resistance value stu-of the vehicle is simulated, for which the vehicle control unit is further reduced in sections.

Regeleinrichtungen enthält, welche Modelle einerseits über Zur Veränderung des Widerstandswertes kann beispiels- Control devices contains which models can be used to change the resistance value.

Stellbefehleingänge, die im Prüfbetrieb von den Stellbefehlen 20 weise ein elektronisches Schaltwerk vorgesehen sein, das mit des Wagensteuergerätes für den elektromotorischen Antrieb Hilfe von Schützen den Anlasswiderstand verändert. Das elek-des Fahrzeuges beaufschlagt sind, mit dem Wagensteuergerät tronische Schaltwerk kann aus einem Taktgeber mit zwei und andererseits über Rückmeide- und Quittierungseingänge, wählbaren Frequenzwerten für Langsamgang und Schnell-die mit den Rückmeldungen und Quittungen der Stellglieder gang, einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler mit einer Decodier-des Fahrzeugs beaufschlagt sind, mit auch im Prüfbetrieb vom 25 schaltung und dem Steuerwerk für die Hauptschütze zum Auf-Wagensteuergerät gestellten Stellgliedern verbindbar sind, und bau der Fahr- oder Bremsschaltung bestehen. Durch einen dass mittels der elektronischen Modelle nachgebildete Istwert- Fahr- oder Bremsbefehl wird die entsprechende Schaltung grossen über entsprechende Ausgänge den Regeleinrichtungen aufgebaut, wenn sich das Schaltwerk in Nullstellung befindet, des Wagensteuergerätes zuführbar sind. Die Quittung der geforderten Starkstromschaltung gibt den Control command inputs, the test commands from the control commands 20, an electronic switching mechanism can be provided, which changes the starting resistance with the vehicle control unit for the electromotive drive with the help of contactors. The vehicle's electronic control unit, which has a tronic switchgear, can consist of a clock generator with two and, on the other hand, via feedback and acknowledgment inputs, selectable frequency values for slow speed and high-speed with the feedback and acknowledgments of the actuator gear, a forward-backward counter are acted upon by a decoder of the vehicle, can also be connected to actuators provided in the test mode from the circuit and the control unit for the main contactors to the on-vehicle control unit, and there is construction of the driving or braking circuit. By means of an actual value driving or braking command simulated by means of the electronic models, the corresponding circuit is built up via corresponding outputs to the control devices, when the switching mechanism is in the zero position, of which the vehicle control unit can be fed. The receipt of the required power circuit gives the

30 Zähler frei, der dann im Fahrbereich nach vorwärts oder im 30 meters free, which then in the driving range forward or in

Bremsbereich nach rückwärts getaktet werden kann. Jeder Braking range can be clocked backwards. Everyone

Zählerstand entspricht einer Widerstandsstufe, die mit Hilfe der Decodierschaltung und der Leistungsstufen in eine Counter reading corresponds to a resistance level, which can be converted into one using the decoding circuit and the power levels

Bei elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen, insbeson- Schützkombination umgesetzt wird. Die Frequenz des Lang-dere bei Nahverkehrsschienenfahrzeugen, werden zur Entla- 35 samtaktes wird durch den Schaltverzug der Schütze vorgege-stung des Zugführers immer häufiger halbautomatische Fahr- ben. In vehicles powered by an electric motor, in particular a contactor combination is implemented. The frequency of the slow in commuter rail vehicles is becoming a relieving act. Due to the switching delay of the contactors, the train driver is becoming more and more semi-automatic.

zeugsteuerungen mit Wagensteuergeräten eingesetzt. Das Das Wagensteuergerät 1 kann auch einen Gleit- und Control systems used with car control units. The car control unit 1 can also have a sliding and

Wagensteuergerät erhält Befehle vom Fahrer und setzt diese in Schleuderschutz enthalten. Aufgabe eines Gleit- und Schleu-Stellbefehle für Schütze, schaltbare Widerstände, elektromoto- derschutzes ist es, möglichst den maximalen Reibwert zu mitriseli betätigte Schaltwalzen bzw. elektronische Stellglieder 40 zen und mit geringem Schlupf zu bremsen und zu beschleuni-um, wobei aktuelle Messergebnisse von elektrischen und gen. Bei ansteigendem Schlupf muss von der Stromregelung mechanischen Einflussgrössen und Quittungen und Rückmel- auf eine Schlupfregelung übergegangen werden. Der Schlupf düngen berücksichtigt werden. ergibt sich aus dem Vergleich der Treibradgeschwindigkeit mit Vehicle control unit receives commands from the driver and sets them in anti-skid protection. The task of a sliding and sluice control commands for contactors, switchable resistors, electric motor protection is to brake and accelerate shift rollers or electronic actuators 40 that are actuated as far as possible and to brake and accelerate with little slip, whereby current measurement results of electrical and gen. With increasing slip, the current control must change mechanical influencing variables and acknowledgments and feedback to a slip control. The slip fertilizer should be taken into account. results from the comparison of the driving wheel speed with

Figur 1 zeigt schematisch die Anordnung eines Wagensteu- der Wagengeschwindigkeit, die an einem Laufrad abgegriffen ergerätes 1 für ein Fahrzeug mit schaltbarem Widerstand. Eine 45 werden kann. An der jeweiligen Achse angebaute Impulsgeber Gleichstrom-Reihenschlussmaschine 9 mit einer Ankerinduk- messen die jeweilige Radgeschwindigkeit. Ein Vergleich kann tivität 12 liegt in Reihe mit einem einstellbaren Widerstand 13 digital erfolgen. Der Schlupf wird in eine Spannung umge-und einem Stromabnehmerbügel 4 an einem Fahrdraht 5. Der wandelt und anschliessend im Schlupfregelkreis als Regel-Widerstandswert des Widerstandes 13 kann über die Schalt- grosse weiterverarbeitet. Figure 1 shows schematically the arrangement of a car control car speed, the device 1 tapped on an impeller for a vehicle with switchable resistance. A 45 can be. Pulse generators DC series machine 9 with armature inductors mounted on the respective axis determine the respective wheel speed. A comparison can be made digitally in series with an adjustable resistor 13. The slip is converted into a voltage and a current collector bracket 4 on a contact wire 5. The latter converts and then further processed in the slip control loop as the control resistance value of the resistor 13 via the switching variable.

kontakte 14 von Schützen oder von den Nocken einer Schalt- 50 Ein Wagensteuergerät kann weiterhin Überwachungsbauwalze eingestellt werden. Die Maschine 9 treibt einen Treib- gruppen enthalten, insbesondere zur Überwachung der gene-radsatz 8 an, mit dem ein Impulsgeber 11 gekuppelt ist. Ein ratorischen Bremse. contacts 14 from shooters or from the cams of a switching 50 A car control unit can still be set monitoring construction roller. The machine 9 drives a drive group, in particular for monitoring the gene wheel set 8, with which a pulse generator 11 is coupled. A ratorial brake.

Laufradsatz 7 ist mit einem weiteren Impulsgeber 10 gekup- Fig. 2 zeigt ein Wagensteuergerät 21 für ein Fahrzeug mit pelt. Die geschwindigkeitsproportionalen Impulse der Impuls- elektronischem Gleichstromsteller. Gleiche bzw. gleichwir-geber 10 und 11 werden dem Wagensteuergerät 1 zugeführt, 55 kende Elemente sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in ebenso wie ein Messwert für den Ankerstrom von einem Fig. 1 bezeichnet. Wheelset 7 is coupled to a further pulse generator 10. FIG. 2 shows a car control device 21 for a vehicle with pelt. The speed proportional impulses of the pulse electronic DC chopper. The same or equivalent sensors 10 and 11 are supplied to the carriage control unit 1, 55 kende elements are denoted by the same reference numerals as in in as well as a measured value for the armature current of FIG.

Strommesswandler 15. Weiterhin werden dem Wagensteuerge- Die Eingangsschaltung besteht aus einer Netzdrossel 28 rät 1 eine Anzahl von Rückmeldungen und Quittungen einge- Und einem Netzkondensator 25. Die Maschine 9 wird über ei-geben, die als Meldekontakte 3 schematisch dargestellt sind. nen Gleichstromsteller 30 gespeist, der mit dem Symbol eines Mit einem Befehlsgeber 2 werden die Fahr- und Bremsbefehle eo zünd- und löschbaren Ventils dargestellt ist. Der Maschine 9 und die Ankerstrom-Führungsgrösse eingegeben. Das Wagen- mit ihrer Ankerinduktivität 12 liegt ein ungesteuertes Freilaufsteuergerät 1 betätigt Schütze, die beispielsweise mit 17,18, 19 ventil 35 parallel. Für den Bremsbetrieb ist ein Zweig mit einer bezeichnet sind, bzw. den Antriebsmotor einer Schaltwalze. Reihenschaltung eines ungesteuerten Ventils 24 und eines ver-Mit Hilfe der Schaltkontakte der Schütze bzw. der Schaltwalze stellbaren Bremsvorwiderstandes 22 vorgesehen. Der Widerwird eine Fahr- oder Bremsschaltung aufgebaut und der 65 standswert des Bremsvorwiderstandes 22 kann durch die sche-Widerstandswert des einstellbaren Widerstandes 13 verändert, matisch dargestellten Kontakte 23 verändert werden, die in der Bei einer Fahrschaltung befindet sich der Umschaltkontakt 16 praktischen Ausführung vorzugsweise als elektronisches in der gezeichneten Lage, während er bei einer Bremsschal- Schaltwerk ausgeführt sind. Als Widerstandsbremse ist ein The input circuit consists of a line choke 28 advises 1 a number of feedback and acknowledgments. And a line capacitor 25. The machine 9 is input via e, which are shown schematically as signaling contacts 3. NEN DC controller 30 fed with the symbol of a With a command transmitter 2, the driving and braking commands eo ignitable and erasable valve is shown. Entered the machine 9 and the armature current command variable. The carriage with its armature inductance 12 is an uncontrolled free-wheel control device 1, which actuates contactors, for example with valve 17, 18, 19, 35 in parallel. For braking operation, a branch is designated with a, or the drive motor of a shift drum. Series connection of an uncontrolled valve 24 and a braking resistor 22 which can be set with the aid of the switching contacts of the contactors or the switching drum. The resistance is a driving or braking circuit and the 65 level value of the braking series resistor 22 can be changed by the cal resistance value of the adjustable resistor 13, contacts 23 shown in a mathematical manner, which are in the case of a driving circuit, the changeover contact 16 practical version is preferably electronic in the position shown, while he is running on a brake switchgear. As a drag brake is a

3 3rd

638 630 638 630

Bremswiderstand 32 vorgesehen, der durch Zünden eines Thyristors 29 in den Ankerkreis der Maschine eingeschaltet werden kann. Brake resistor 32 is provided, which can be switched on by firing a thyristor 29 in the armature circuit of the machine.

Der Gleichstromsteller 30 bestimmt über sein Einschaltverhältnis im Fahrbereich die Motorklemmenspannung und im Bremsbereich die Gegenspannung zur elektromotorischen Kraft der im generatorischen Betrieb arbeitenden Maschine. Der Bremswiderstand 22 dient dazu, um den Bremsstrom im vorgesehenen Bereich verstellen zu können. Der Widerstandswert des Bremswiderstandes 22 wird geschwindigkeitsabhängig geschaltet. Bei einer aufgebauten Fahrschaltung sind die Schaltkontakte 26 und 27 geschlossen. Bei einer Netzbremsschaltung wird der Schaltkontakt 27 geöffnet. Bei einer Widerstandsbremsschaltung wird zusätzlich der Schaltkontakt 26 geöffnet. Eine Widerstandsbremsschaltung wird aufgebaut, wenn das Netz nicht aufnahmefähig ist. Hierzu wird der Thyristor 29 gezündet und damit der Bremswiderstand 32 in den Ankerkreis eingeschaltet. Mit Zündung des Stellers 30 wird der Bremsthyristor 29 gelöscht. Nach jeder Löschung des Stellers 30 wird jedesmal zunächst eine Netzbremsung versucht. Entsteht dabei eine Überspannung, dann wird durch Zündung des Thyristors 29 auf eine Widerstandsbremsung übergegangen. The DC chopper 30 uses its duty cycle to determine the motor terminal voltage in the driving range and the counter voltage to the electromotive force of the machine operating in generator mode in the braking range. The braking resistor 22 serves to be able to adjust the braking current in the area provided. The resistance value of the braking resistor 22 is switched depending on the speed. When the drive circuit is set up, the switch contacts 26 and 27 are closed. In the case of a network brake circuit, the switch contact 27 is opened. In the case of a resistance brake circuit, the switch contact 26 is additionally opened. A resistance brake circuit is built up if the network is not receptive. For this purpose, the thyristor 29 is ignited and the braking resistor 32 is thus switched into the armature circuit. When the actuator 30 is ignited, the brake thyristor 29 is deleted. After each deletion of the actuator 30, network braking is first attempted each time. If an overvoltage arises, the resistance of the resistor is braked by igniting the thyristor 29.

Das Wagensteuergerät 21 ist eingangsseitig wiederum mit Quittungen und Rückmeldungen von Meldekontakten und mit Befehlen vom Befehlsgeber 2 beaufschlagt. Dem Wagensteuergerät 21 wird am Eingang elO eine drehzahlabhängige Impulsfolge vom Impulsgeber 10 zugeführt, der an einer Laufachse 7 angeordnet ist. Am Eingang el 1 steht eine drehzahlabhängige Impulsfolge vom Impulsgeber 11 an, der an einer Treibachse 8 angeordnet ist. Das Wagensteuergerät 21 stellt Schütze und Schalter, beispielsweise die Schütze 36' und 37'. Das Wagensteuergerät 21 steuert über seinen Ausgang a30 den Gleichstromsteller 30 und über seinen Ausgang a29 den Bremsthyristor 29. Als Eingangsgrössen für die hierzu erforderlichen Regeleinrichtungen werden dem Wagensteuergerät am Eingang e34 Messwerte für den Netzstrom von einem Strommesswandler 34, am Eingang e33 Messwerte für die Netzkondensatorspannung von einem Spannungsmesswandler 33 und am Eingang e31 Messwerte für den Ankerstrom von einem Strommesswandler 31 zugeführt. On the input side, the wagon control device 21 is again acted upon with acknowledgments and feedback from signaling contacts and with commands from the command generator 2. A speed-dependent pulse sequence from the pulse generator 10, which is arranged on a running axis 7, is fed to the car control device 21 at the input elO. At the input el 1 there is a speed-dependent pulse train from the pulse generator 11, which is arranged on a drive axis 8. The carriage control unit 21 provides contactors and switches, for example the contactors 36 'and 37'. The vehicle control unit 21 controls the DC chopper 30 via its output a30 and the brake thyristor 29 via its output a29. The input values for the control devices required for this are the vehicle control unit at the input e34 with measured values for the mains current by a current measuring transducer 34 and at the input e33 with measured values for the mains capacitor voltage a voltage transducer 33 and at the input e31 measured values for the armature current from a current transducer 31.

Das Wagensteuergerät 21 enthält beispielsweise einen analog wirkenden stetigen Stromregler. Da die Ausgangsspannung des Ankerstromreglers die Aussteuerung des Gleichstromstellers 30 bestimmt, ist das Konzept der Regeleinrichtung so ausgelegt, dass die dem Ankerstromregelkreis übergeordneten Funktionseinheiten, zum Beispiel der Gleit- und Schleuderschutz, die Ankerstromführungsgrösse so beeinflussen, dass die übergeordneten Regeigrössen, zum Beispiel der Schlupf, nicht überschritten werden. The carriage control unit 21 contains, for example, a continuous current regulator which acts in an analog manner. Since the output voltage of the armature current regulator determines the modulation of the DC chopper 30, the concept of the control device is designed in such a way that the functional units that are superior to the armature current control circuit, for example the anti-skid and anti-skid devices, influence the armature current control variable in such a way that the higher-order control variables, for example the slip, not be exceeded.

Der Aufbau von derartigen Wagensteuergeräten ist im einzelnen beispielsweise beschrieben in «Nahverkehrstechnik», 1972, Seiten 464 bis 470 und Seiten 504 bis 512, in «Siemens-Zeitschrift» 39, 1965, Seiten 645 bis 652, und in «Elektrische Bahnen» 40, 1969, Seiten 220 bis 233. The structure of such car control devices is described in detail, for example, in «Nahverkehrstechnik», 1972, pages 464 to 470 and pages 504 to 512, in «Siemens-Zeitschrift» 39, 1965, pages 645 to 652, and in «electric trains» 40, 1969, pages 220 to 233.

Wagensteuergeräte der beschriebenen Art werden immer umfangreicher und komplizierter. Die Inbetriebnahme eines mit einem derartigen Wagensteuergerät ausgerüsteten Fahrzeugs und die Fehlersuche bei einem Defekt erfordern viel Zeit und entsprechend geschultes Personal. Bisher wird bei der Inbetriebnahme von elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen mit derartigen Wagensteuergeräten zunächst bei stehendem Fahrzeug die Verdrahtung der ankommenden und abgehenden Leitungen und die Funktion der Steuerwerke durch Einspeisung von Hilfsspannungen geprüft. Anschliessend wird zur Überprüfung und Einstellung des Regelverhaltens der Regelkreise eine Probefahrt auf einer Prüfstrecke durchgeführt. Die Prüfstrecke muss beispielsweise zur Durchführung von Gleit- und Schleuderversuchen präpariert werden. Erschwerend wirken sich bei Prüffahrten die Witterungseinflüsse und die Stösse des Fahrzeuges aus. Vehicle control devices of the type described are becoming ever more extensive and complicated. The commissioning of a vehicle equipped with such a vehicle control unit and the troubleshooting in the event of a defect require a great deal of time and appropriately trained personnel. So far, when commissioning electric motor-driven vehicles with such vehicle control devices, the wiring of the incoming and outgoing lines and the function of the control units are checked by feeding in auxiliary voltages when the vehicle is stationary. A test drive on a test track is then carried out to check and adjust the control behavior of the control loops. The test track must be prepared, for example, to carry out sliding and spinning tests. The weather conditions and the shocks of the vehicle make it more difficult during test drives.

Es besteht daher die Aufgabe, ein Prüfverfahren und eine Prüfeinrichtung für ein elektronisches Wagensteuergerät zu schaffen, die bei stehendem Fahrzeug eine vollständige Prüfung des Wagensteuergerätes und der von ihm gesteuerten Schalteinrichtungen und Überwachungseinrichtungen ermöglichen. It is therefore the task of creating a test method and a test device for an electronic car control device which, when the vehicle is stationary, enable a complete test of the car control device and the switching devices and monitoring devices controlled by it.

Erfindungsgemäss wird hierzu vorgeschlagen, dass eine Prüfeinrichtung mit elektronischen Modellen für das Verhalten derjenigen Regelstrecken des Fahrzeuges vorgesehen ist, für die das Wagensteuergerät Regeleinrichtungen enthält, wobei im Prüfbetrieb die Prüfeinrichtung eingangsseitig mit den Stellbefehlen des Wagensteuergerätes für den elektromotorischen Antrieb des Fahrzeuges und mit Rückmeldungen und Quittungen von Stellgliedern des Fahrzeuges beaufschlagt wird, die auch im Prüfbetrieb vom Wagensteuergerät gestellt werden, und wobei die Prüfeinrichtung nachgebildete Istwert-grössen zur Eingabe in das Wagensteuergerät erzeugt. For this purpose, it is proposed according to the invention that a test device with electronic models is provided for the behavior of those controlled systems of the vehicle for which the vehicle control device contains control devices, the test device on the input side with the control commands of the vehicle control device for the electromotive drive of the vehicle and with feedback and acknowledgments is acted upon by actuators of the vehicle, which are also provided by the vehicle control unit in test mode, and the test device generates simulated actual value variables for input into the vehicle control unit.

Die erfindungsgemässe Prüfeinrichtung ist durch die Merkmale gemäss Patentanspruch 2 gekennzeichnet. Durch die elektronischen Modelle der Prüfeinrichtung sind zum Beispiel insbesondere die Fahr- und Bremsschaltung des Antriebes, das Stromversorgungsnetz, die Wagenmasse und die Radsatzmasse sowie der Reibwert zwischen Rad und Schiene massstabgerecht nachgebildet. Somit können alle Regelkreise des Wagensteuergerätes über die Prüfeinrichtung geschlossen und alle Fahr- und Bremsvorgänge simuliert werden. Da das Wagensteuergerät bei der Prüfung die Schütze und Schaltanlagen des Fahrzeuges betätigt und deren Rückmeldungen und Quittungen ausgewertet werden, sind auch die Schütze und Schalteinrichtungen in die Prüfung mit einbezogen. Mit Hilfe von Sollwertänderungen und Sollwertsprüngen kann das Regelverhalten aller Regelkreise im Wagensteuergerät in allen Betriebszuständen bei stehendem Fahrzeug überprüft werden. Lediglich das Zusammenarbeiten des Wagensteuergerätes mit den Messgebern, die im Fahrzeug eingebaut sind, muss noch auf einer abschliessenden kurzen Probefahrt überprüft werden. The test device according to the invention is characterized by the features according to claim 2. The electronic models of the test facility, for example, reproduce in particular the driving and braking circuit of the drive, the power supply network, the vehicle mass and the wheel set mass as well as the coefficient of friction between the wheel and the rail. This means that all control loops of the vehicle control unit can be closed via the test facility and all driving and braking processes can be simulated. Since the vehicle control unit actuates the contactors and switchgear of the vehicle during the test and their feedback and receipts are evaluated, the contactors and switching devices are also included in the test. With the aid of setpoint changes and setpoint jumps, the control behavior of all control loops in the vehicle control unit can be checked in all operating states when the vehicle is stationary. Only the cooperation of the vehicle control unit with the sensors installed in the vehicle has to be checked on a final short test drive.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und der weiteren Figuren 3 bis 6 wird die Erfindung näher erläutert. The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment and the further FIGS. 3 to 6.

Dabei ist in Fig. 3 der Aufbau einer Prüfeinrichtung für das anhand der Fig. 1 und 2 bereits erläuterte Wagensteuergerät dargestellt. Die Fig. 4 und 5 zeigen dabei verwendete elektronische Modelle zur Nachbildung des Antriebes und zur Simulation des elektrischen Momentes, und Fig. 6 verdeutlicht den Aufbau von Spannungs-Frequenz-Umsetzern. 3 shows the structure of a test device for the vehicle control unit already explained with reference to FIGS. 1 and 2. 4 and 5 show electronic models used to simulate the drive and to simulate the electrical moment, and FIG. 6 illustrates the structure of voltage-frequency converters.

Fig. 3 zeigt in einem Blockschaltbild den Aufbau einer Prüfeinrichtung 50 in Verbindung mit einem Wagensteuergerät 21 für Fahrzeuge mit Gleichstromsteller gemäss Fig. 2. Zur Wahrung der Übersichtlichkeit ist nur ein einziges Schütz 36' mit Schaltkontakten 26 und 27 gezeichnet, das vom Wagensteuergerät 21 gestellt wird. Der Meldekontakt des Schützes 36' ist mit 3a bezeichnet. FIG. 3 shows in a block diagram the structure of a test device 50 in connection with a car control device 21 for vehicles with a direct current controller according to FIG. 2. For the sake of clarity, only a single contactor 36 'with switch contacts 26 and 27 is shown, which is provided by the car control device 21 becomes. The signaling contact of the contactor 36 'is designated 3a.

Der Eingang e2 des Wagensteuergerätes 21 ist auch bei der Prüfung mit dem Befehlsgeber 2 verbunden. Die Eingänge e3 sind ebenfalls unverändert mit den Meldekontakten für Rückmeldungen und Quittungen verbunden, beispielsweise mit dem Meldekontakt 3a des Schützes 36'. Der Stellausgang a36 des Wagensteuergerätes 21 ist unverändert mit dem Schütz 36' verbunden. The input e2 of the car control device 21 is also connected to the command generator 2 during the test. The inputs e3 are also connected unchanged to the signaling contacts for feedback and acknowledgments, for example to the signaling contact 3a of the contactor 36 '. The control output a36 of the car control unit 21 is connected unchanged to the contactor 36 '.

Im Unterschied zum normalen Betrieb sind die Eingänge elO und el 1 des Wagensteuergerätes 21 bei der Prüfung nicht mit den Impulsgebern 10 und 11 des Fahrzeuges verbunden, sondern mit Ausgängen der Prüfeinrichtung 50. Ebenso sind die Eingänge e31, e33, e34 nicht mit den Strom- bzw. Spannungsmessgebern im Fahrzeug beschaltet, sondern ebenfalls In contrast to normal operation, the inputs elO and el 1 of the car control unit 21 are not connected to the pulse generators 10 and 11 of the vehicle during the test, but to the outputs of the test device 50. Likewise, the inputs e31, e33, e34 are not connected to the current or voltage sensors in the vehicle, but also

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

638 630 638 630

4 4th

mit Ausgängen der Prüfeinrichtung 50. Der Stellausgang a30 des Wagensteuergeräts 21 führt bei der Prüfung nicht zum Gleichstromsteller 30, sondern zur Prüfeinrichtung 50. with outputs of the test device 50. The control output a30 of the vehicle control device 21 does not lead to the DC current controller 30 during the test, but to the test device 50.

Die Prüfeinrichtung 50 enthält ein Antriebsmodell 36 zur Nachbildung der Maschine mit dem Gleichstromsteller in Fahr- und Bremsschaltung. Das Antriebsmodell 36 ist eingangsseitig mit dem Stellausgang a30 des Wagensteuergeräts 21 verbunden, der mit einer vom Ankerstromregler gebildeten Spannung zur Bestimmung der Aussteuerung des Gleichstromstellers beaufschlagt ist. Dem Antriebsmodell 36 wird ausserdem noch vom Meldekontakt 3a ein Signal zugeführt, das angibt, ob eine Fahrschaltung oder eine Bremsschaltung aufgebaut ist. Weiterhin wird dem Antriebsmodell 36 eine nachgebildete Netzkondensatorspannung U25* vom Block 42 und eine die nachgebildete Treibradgeschwindigkeit angebende Spannung vom Block 39 eingegeben. Das Antriebsmodell 36, dessen Aufbau anhand von Fig. 4 näher erläutert wird, bildet einen nachgebildeten Ankerstrom io*. Der nachgebildete Ankerstrom io* wird dem Wagensteuergerät 21 am Eingang e31 zugeführt. Der Ankerstromregelkreis ist damit geschlossen. The test device 50 contains a drive model 36 for emulating the machine with the direct current controller in the driving and braking circuit. The drive model 36 is connected on the input side to the control output a30 of the carriage control unit 21, which is acted upon by a voltage formed by the armature current regulator for determining the modulation of the DC regulator. The drive model 36 is also supplied with a signal from the signaling contact 3a, which indicates whether a drive circuit or a brake circuit has been set up. Furthermore, a simulated mains capacitor voltage U25 * from block 42 and a voltage indicating the simulated driving wheel speed from block 39 are input to drive model 36. The drive model 36, the structure of which is explained in more detail with reference to FIG. 4, forms a simulated armature current io *. The simulated armature current io * is supplied to the car control unit 21 at the input e31. The armature current control loop is now closed.

Die Prüfeinrichtung 50 enthält weiterhin einen Block 37, dem eingangsseitig der nachgebildete Ankerstrom i«* zugeführt ist. Der Block 37, der beispielsweise als Verstärker mit einstellbarem Verstärkungsfaktor oder als Kennliniengenerator ausgebildet sein kann, erzeugt eine Spannung, die das von der Antriebsmaschine abgegebene elektrische Moment nachbildet. Das nachgebildete elektrische Moment Mel* wird in einem Summationspunkt 38 um den nachgebildeten Fahrwiderstand des Fahrzeuges verändert, der an einem Einstellpotentiometer 45 verändert werden kann, um unterschiedliche Fahrwiderstände einstellen zu können. Die Ausgangsspannung des Summationspunktes 38 bildet somit das wirksame Beschleunigungsmoment für die Wagenmasse nach. Zur Nachbildung des Beschleunigungsvorganges ist ein mit dem nachgebildeten Beschleunigungsmoment beaufschlagter Block 39 mit integralem Verhalten vorgesehen. Der Block 39, dessen Aufbau anhand von Fig. 5 näher erläutert wird, erzeugt zwei Ausgangsspannungen für eine nachgebildete Wagen- bzw. Laufradgeschwindigkeit V7* und für eine nachgebildete Treibradgeschwindigkeit V8*. Die nachgebildete Wagengeschwindigkeit vt* wird in einem Spannungs-Frequenz-Umformer 44 in eine geschwindigkeitsproportionale Impulsfolge umgesetzt und dem Eingang elO des Wagensteuergeräts 21 zugeführt. Die nachgebildete Treibradgeschwindigkeit vs* wird in einem weiteren Spannungs-Frequenz-Umformer 40 in eine geschwindigkeitsproportionale Impulsfolge umgesetzt und dem Eingang el 1 des Wagensteuergerätes 21 zugeführt. Die nachgebildete Treibradgeschwindigkeit vs* wird ausserdem dem Antriebsmodell 36 eingegeben. The test device 50 also contains a block 37, to which the simulated armature current i * * is fed on the input side. Block 37, which can be designed, for example, as an amplifier with an adjustable amplification factor or as a characteristic curve generator, generates a voltage that simulates the electrical torque output by the drive machine. The simulated electrical torque Mel * is changed in a summation point 38 by the simulated driving resistance of the vehicle, which can be changed on a setting potentiometer 45 in order to be able to set different driving resistances. The output voltage of the summation point 38 thus simulates the effective acceleration torque for the vehicle mass. To simulate the acceleration process, a block 39 with integral behavior is provided with the simulated acceleration torque. Block 39, the structure of which is explained in more detail with reference to FIG. 5, generates two output voltages for a simulated carriage or wheel speed V7 * and for a simulated driving wheel speed V8 *. The simulated car speed vt * is converted in a voltage-frequency converter 44 into a speed-proportional pulse train and fed to the input elO of the car control unit 21. The simulated driving wheel speed vs * is converted in a further voltage-frequency converter 40 into a speed-proportional pulse train and fed to the input el 1 of the car control unit 21. The simulated driving wheel speed vs * is also input to the drive model 36.

Zur Nachbildung des Stellerstromes Ì30* enthält die Prüfeinrichtung 50 einen Multiplizierer 41, dem der nachgebildete Ankerstrom io* und die Aussteuerung a des Gleichstromstellers im Fahrbetrieb bzw. (1 — a) im Bremsbetrieb zugeführt wird. In einem weiteren Summationspunkt 51 wird ein nachgebildeter Netzkondensatorstrom Ì25* aus dem nachgebildeten Netzstrom is* vom Block 43 und dem nachgebildeten Stellerstrom bn* gebildet und einem Block 42 mit integralem Verhalten zugeführt. Der Block 42 erzeugt eine nachgebildete Netzkondensatorspannung U25*, die dem Wagensteuergerät am Eingang e33 eingegeben wird. Die nachgebildete Netzkondensatorspannung U25* wird ausserdem dem Antriebsmodell 36 zugeführt. In order to simulate the actuator current Ì30 *, the test device 50 contains a multiplier 41, to which the simulated armature current io * and the modulation a of the direct current regulator in driving mode or (1 - a) in braking mode are fed. In a further summation point 51, a simulated mains capacitor current Ì25 * is formed from the simulated mains current is * from block 43 and the simulated actuator current bn * and fed to a block 42 with integral behavior. Block 42 generates a simulated line capacitor voltage U25 * which is input to the vehicle control unit at input e33. The simulated mains capacitor voltage U25 * is also supplied to the drive model 36.

Zur Nachbildung des Netzstromes is* ist als Modell für den komplexen Netzwiderstand ein Block 43 vorgesehen, dessen Übergangsverhalten entsprechend gewählt ist. Der Block 43 ist eingangsseitig mit der Ausgangsspannung eines weiteren Summationspunktes 52 beaufschlagt, der die Differenz zwischen der nachgebildeten Netzkondensatorspannung U25* und der an einem Einstellpotentiometer 47 vorgebbaren Stromschienenspannung bildet. Zusätzlich können noch Spannungssprünge über einen Schalter 48 aufgeschaltet werden. To simulate the mains current is *, a block 43 is provided as a model for the complex mains resistance, the transition behavior of which is selected accordingly. The block 43 is acted upon on the input side by the output voltage of a further summation point 52, which forms the difference between the simulated mains capacitor voltage U25 * and the busbar voltage that can be specified on a setting potentiometer 47. In addition, voltage jumps can also be applied via a switch 48.

Um die wichtigsten nachgebildeten Grössen messen und mit schreibenden Messgeräten aufzeichnen zu können, sind mehrere Prüfbuchsen vorgesehen. An der Prüfbuchse 46 können die Messwerte für die nachgebildete Netzkondensatorspannung U25*, an der Prüfbuchse 49 die Messwerte für den nachgebildeten Netzstrom is* und an der Buchse 53 die Messwerte für den nachgebildeten Ankerstrom i<>* abgegriffen werden. In order to be able to measure the most important simulated quantities and record them with writing measuring devices, several test sockets are provided. The measured values for the simulated mains capacitor voltage U25 * can be tapped from the test socket 46, the measured values for the simulated mains current is * from the test socket 49 and the measured values for the simulated armature current i <> * from the socket 53.

Fig. 4 zeigt eine Darstellung des Modells der Regelstrecke für den Ankerstromregler im Wagensteuergerät. Die Modellregelstrecke enthält das Antriebsmodell 36, dem eine die Aussteuerung angebende Spannung vom Ausgang a30 des Wagensteuergerätes zugeführt ist. In einem Summationspunkt 55 wird in Abhängigkeit von einer Bremsquittung, die symbolisch durch den Meldekontakt 3a dargestellt ist, entweder im Fahrbetrieb die Aussteuerung a beibehalten oder im Bremsbetrieb mit einer vom Block 56 freigegebenen Eins die Grösse (1 — a) gebildet. Die Ausgangsspannung des Summationspunktes 55 wird in der bereits beschriebenen Weise einem Multiplizierer 41 zugeführt und mit dem nachgebildeten Ankerstrom Ì9* multipliziert, um den Stellerstrom Ì30* zu bilden. Die Ausgangsspannung des Summationspunktes 55 wird weiterhin einem Multiplizierer 57 eingegeben und mit der nachgebildeten Netzkondensatorspannung U25* multipliziert. Die Ausgangsspannung des Multiplizierers 57 stellt im Fahrbetrieb die Motorklemmenspannung und im Bremsbetrieb die Gegenspannung zur Generator-EMK dar. Im Summationspunkt 58 wird die Differenzspannung von der Ausgangsspannung des Multiplizierers 57 und der nachgebildeten EMK der Maschine gebildet. Die sich ergebende Ausgangsspannung wird einem Block 59 zugeführt, dessen Ausgangssignal den nachgebildeten Ankerstrom b* darstellt. Der Block 59 ist ein Modell für den Ankerwiderstand und den Feldwiderstand der Maschine. Er bildet das Übergangsverhalten des Ankerkreises nach. Im Bremsbetrieb wird der geschwindigkeitsabhängig verringerte Bremsvorwiderstand 22 (siehe Fig. 2) berücksichtigt. 4 shows a representation of the model of the controlled system for the armature current regulator in the vehicle control unit. The model controlled system contains the drive model 36, to which a voltage indicating the modulation is fed from the output a30 of the vehicle control unit. At a summation point 55, depending on a brake acknowledgment, which is symbolically represented by the signaling contact 3a, either the modulation a is maintained in driving mode or the size (1 - a) is formed in braking mode with a one released by block 56. The output voltage of the summation point 55 is fed to a multiplier 41 in the manner already described and multiplied by the simulated armature current Ì9 * in order to form the actuator current Ì30 *. The output voltage of the summation point 55 is further input to a multiplier 57 and multiplied by the simulated mains capacitor voltage U25 *. The output voltage of the multiplier 57 represents the motor terminal voltage in the driving mode and the counter voltage to the generator EMF in the braking mode. At the summation point 58, the differential voltage is formed from the output voltage of the multiplier 57 and the simulated EMF of the machine. The resulting output voltage is fed to a block 59, the output signal of which represents the simulated armature current b *. Block 59 is a model for the armature resistance and the field resistance of the machine. It simulates the transition behavior of the anchor circuit. In braking operation, the braking resistor 22 (see FIG. 2), which is reduced as a function of the speed, is taken into account.

Zur Ermittlung des nachgebildeten Erregerstromes ig* unter Berücksichtigung der Feldschwächung ist ein Block 60 vorgesehen, der beispielsweise als Verstärker mit einstellbarem Verstärkungsfaktor oder als Spannungsteiler mit einstellbarem Teil Verhältnis ausgeführt sein kann. Der nachgebildete Erregerstrom iE* ist zur Ermittlung eines nachgebildeten Flusses 0* über einen Kennliniengeber 61 geführt. Der nachgebildete Fluss 0* wird in einer Stufe 62 in Abhängigkeit von einer inversen Bremsquittung mit einem negativen Vorzeichen im Fahrbetrieb, bzw. mit einem positiven Vorzeichen im Bremsbetrieb bewertet. Der vorzeichenbewertete Fluss wird in einem Multiplizierer 63 mit der nachgebildeten Treibradgeschwindigkeit vs* multipliziert, um eine nachgebildete EMK zu bilden, die auf den Summationspunkt 58 zurückgeführt wird und dort im Fahrbetrieb mit positivem und im Bremsbetrieb mit negativem Vorzeichen wirksam wird. To determine the simulated excitation current ig *, taking into account the field weakening, a block 60 is provided, which can be designed, for example, as an amplifier with an adjustable gain factor or as a voltage divider with an adjustable part ratio. The simulated excitation current iE * is carried out via a characteristic curve transmitter 61 in order to determine a simulated flux 0 *. The simulated flow 0 * is evaluated in a stage 62 as a function of an inverse brake acknowledgment with a negative sign in driving mode or with a positive sign in braking mode. The signed flow is multiplied in a multiplier 63 by the simulated driving wheel speed vs * in order to form a simulated EMF which is traced back to the summation point 58 and is effective there in driving operation and in braking operation with a negative sign.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Antriebsmodell 36 sind noch zusätzliche Massnahmen getroffen, die dazu dienen, das Verhalten eines speziellen Antriebs möglichst genau nachzubilden. Zur Nachbildung des Einflusses des Bremswiderstandes 32 (siehe Fig. 2) ist ein Block 64 vorgesehen, der als Verstärker mit einstellbarem Verstärkungsfaktor ausgebildet und von Rückmeldungen gesteuert ist, die angeben, dass durch Zündung des Thyristors 29 der Bremswiderstand eingeschaltet ist, bzw. dass eine Widerstandsbegrenzung wirksam ist. Die Ausgangsspannung des Blocks 64 und die nachgebildete Netzkondensatorspannung U25* sind über Dioden in der Weise zusammengefasst, dass die jeweils kleinere Spannung domi5 In the drive model 36 shown in FIG. 4, additional measures have been taken which serve to reproduce the behavior of a special drive as precisely as possible. To simulate the influence of the braking resistor 32 (see FIG. 2), a block 64 is provided, which is designed as an amplifier with an adjustable gain factor and is controlled by feedback signals which indicate that the braking resistor is switched on by ignition of the thyristor 29, or that a Resistance limitation is effective. The output voltage of block 64 and the simulated mains capacitor voltage U25 * are combined via diodes in such a way that the respectively lower voltage domi5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

638 630 638 630

niert und auf den Eingang des Multiplizierers 57 geschaltet wird. niert and is switched to the input of the multiplier 57.

Dem Block 59 zur Ermittlung eines nachgebildeten Ankerstromes i«* sind eine Bremsquittung und eine Anzahl von Bremsvorwiderstandsquittungen zugeführt, die die eingeschalteten Stufen eines Bremsvorwiderstandes angeben, zum Beispiel des Bremsvorwiderstandes 22 in Fig. 2. Der Verstärkungsfaktor des Blockes 59 kann in Abhängigkeit von den Bremsvorwiderstandsquittungen verändert werden. Block 59 for determining a simulated armature current i «* is supplied with a brake acknowledgment and a number of brake resistor acknowledgments which indicate the switched-on stages of a brake resistor, for example brake resistor 22 in FIG. 2. The gain factor of block 59 can be dependent on the brake resistor acknowledgments to be changed.

Dem Block 60 zur Ermittlung eines nachgebildeten Erregerstromes iE* könen eine Anzahl von Rückmeldungen zugeführt sein, die angeben, welche Shunt-Stufe eingestellt ist. Der Verstärkungsfaktor des Blockes 29 kann damit in Abhängigkeit von der eingestellten Shunt-Stufe verändert werden. The block 60 for determining a simulated excitation current iE * can be supplied with a number of feedback messages which indicate which shunt level is set. The gain factor of block 29 can thus be changed depending on the set shunt level.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Blocks 39 zur Nachbildung der Wagen- und Radsatzmasse in einer Prüfeinrichtung für ein Wagensteuergerät, das mit einem Gleit- und Schleuderschutz ausgestattet ist. Es wird vorausgesetzt, dass das Wagensteuergerät zur Steuerung von zwei Gleichstromstellern ausgebildet ist. Der nachgebildete Ankerstrom i«a* für den ersten Steller wird einem Block 37a zugeführt, während der nachgebildete Ankerstrom i9b* einem Block 37b eingegeben ist. In den Blöcken 37a bzw. 37b werden in der bereits beschriebenen Weise die nachgebildeten Werte für das elektrische Moment in Abhängigkeit von Fahrquittungen bzw. Bremsquittungen gebildet. Der nachgebildete Ankerstrom i9b* und das hieraus abgeleitete elektrische Moment sollen für einen nichtschlüpfenden Antrieb gelten, während der Ankerstrom iga* und das hieraus abgeleitete elektrische Moment für einen mit Schlupf arbeitenden Antrieb gelten sollen. Das nachgebildete elektrische Moment ME* am Ausgang des Blocks 37a wird in einer Begrenzerstufe 70 auf den Wert des übertragbaren Reibmoments begrenzt und einem Summationspunkt 71 zugeführt. In einem weiteren Summationspunkt 72 kann das Moment über die schematisch dargestellte Steckverbindung um das elektrische Moment der nichtschlüpfenden Gruppen verstärkt werden. Das resultierende Moment wird einem Block 73 mit integralem Verhalten zur Nachbildung der Wagenmasse zugeführt. Die Ausgangsspannung des Blocks 73 bildet die Wagengeschwindigkeit v?* nach. 5 shows an exemplary embodiment of a block 39 for simulating the mass of the wagon and wheelset in a test device for a wagon control device which is equipped with an anti-skid and anti-skid device. It is assumed that the vehicle control device is designed to control two DC power controllers. The simulated armature current i «a * for the first actuator is fed to a block 37a, while the simulated armature current i9b * is entered in a block 37b. In blocks 37a and 37b, in the manner already described, the simulated values for the electrical moment are formed as a function of driving receipts or braking receipts. The simulated armature current i9b * and the electrical torque derived from it should apply to a non-slipping drive, while the armature current iga * and the electrical torque derived from it should apply to a drive operating with slip. The simulated electrical torque ME * at the output of block 37a is limited in a limiter stage 70 to the value of the transmissible friction torque and is fed to a summation point 71. In a further summation point 72, the moment can be amplified by the electrical moment of the non-slipping groups via the schematically illustrated plug connection. The resulting moment is fed to a block 73 with integral behavior for replicating the car mass. The output voltage of block 73 simulates the carriage speed v? *.

Das nachgebildete elektrische Moment ME* am Ausgang des Blocks 37a wird weiterhin einem Summationspunkt 83 zugeführt und dort mit einem nachgebildeten Reibmoment Mr* verglichen. Das Reibmoment kann an einem Einstellpotentiometer 84 abgegriffen werden. Die Differenz zwischen dem Reibmoment und dem elektrischen Moment wird über einen weiteren Summationspunkt 78 einem Block 79 mit integralem Verhalten zur Nachbildung der Radsatzmasse zugeführt. Die Ausgangsspannung des Blocks 79 stellt eine nachgebildete Treibradgeschwindigkeit vs* dar. The simulated electrical torque ME * at the output of block 37a is further fed to a summation point 83 and compared there with a simulated friction torque Mr *. The frictional torque can be picked up on a setting potentiometer 84. The difference between the friction torque and the electrical torque is fed via a further summation point 78 to a block 79 with an integral behavior for emulating the wheelset mass. The output voltage of block 79 represents a simulated driving wheel speed vs *.

In der dargestellten Schaltungsanordnung sind somit zwei Blöcke 73 und 79 mit integralem Verhalten vorhanden. Ein Auseinanderlaufen der beiden Integratoren wird durch den Block 75 und die Schalteinrichtung 76 verhindert. Die nachgebildete Wagengeschwindigkeit V7* und die Treibradgeschwindigkeit vs* werden in einem Summationspunkt 74 miteinander verglichen, und die Differenz wird über den Block 75 geführt, der beispielsweise als Verstärker ausgebildet ist. In der Schalteinrichtung 76 wird in Abhängigkeit von einer Bremsquittung oder von einer Fahrquittung einer der beiden Zweige freigeschaltet und auf den Summationspunkt 78 geführt. Durch die genannten Massnahmen wird die Radsatzmasse der Wagenmasse nachgeführt, wenn kein Schlüpfen auftritt. Wird ein Schlüpfen festgestellt, so werden die beiden Integratoren 73 und 79 entkoppelt. In the circuit arrangement shown, there are thus two blocks 73 and 79 with integral behavior. Block 75 and the switching device 76 prevent the two integrators from running apart. The simulated carriage speed V7 * and the driving wheel speed vs * are compared with one another at a summation point 74, and the difference is passed via block 75, which is designed, for example, as an amplifier. In the switching device 76, one of the two branches is activated as a function of a braking receipt or a driving receipt and is led to the summation point 78. The measures mentioned track the mass of the wagon mass, if no slipping occurs. If hatching is found, the two integrators 73 and 79 are decoupled.

Die nachgebildete Treibradgeschwindigkeit vs* und die nachgebildete Wagengeschwindigkeit V7* werden ausserdem noch in einem Summationspunkt 80 miteinander verglichen, wenn die dargestellte Steckverbindung geschlossen wird. Das Ergebnis dieses Vergleichs ist der Schlupf, der einem Block 81 zugeführt wird. In diesem Block 81 wird die Abhängigkeit des Reibwertes vom Schlupf nachgebildet. Das Ausgangssignal des Blockes 81 stellt den Anteil des vollen Reibwertes dar, der beim jeweiligen Schlupf noch wirksam ist. Dieser nachgebildete Anteil des vollen Reibwertes wird in einem Multiplizierer 82 mit dem am Einstellpotentiometer 84 abgegriffenen Reibwert multipliziert und ergibt das nachgebildete Reibmoment Mr*. The simulated driving wheel speed vs * and the simulated carriage speed V7 * are also compared with each other in a summation point 80 when the connector shown is closed. The result of this comparison is the slip which is fed to a block 81. The dependence of the coefficient of friction on the slip is simulated in this block 81. The output signal of block 81 represents the proportion of the full coefficient of friction which is still effective in the case of the respective slip. This simulated portion of the full coefficient of friction is multiplied in a multiplier 82 by the coefficient of friction tapped at the setting potentiometer 84 and results in the simulated friction torque Mr *.

Der Summationspunkt 71 kann ausserdem über den Block 77 mit der Differenz zwischen dem nachgebildeten Reibmoment und dem nachgebildeten elektrischen Moment beaufschlagt werden. Der Block 77 wird freigeschaltet, wenn das Reibmoment wieder grösser als das elektrische Moment ist und noch Schlupf vorhanden ist. Hierdurch wird nachgebildet, dass sich am Ende eines Schlupfvorganges die Beschleunigung der Radsatzmasse auf die Wagengeschwindigkeit zusätzlich als Bremskraft bzw. als Zugkraft für die Wagenmasse auswirkt. The summation point 71 can also be acted upon via block 77 with the difference between the simulated friction torque and the simulated electrical torque. Block 77 is released when the friction torque is again greater than the electrical torque and there is still slippage. This simulates that at the end of a slip process the acceleration of the wheelset mass also affects the car speed as a braking force or as a tensile force for the car mass.

In Fig. 6 sind Ausführungsformen für Spannungs-Fre-quenz-Umsetzer 40 bzw. 44 dargestellt, welche die als analoge Spannung nachgebildete Treibradgeschwindigkeit vs* in eine Treibachsfrequenz vs**, bzw. die als analoge Spannung nachgebildete Wagengeschwindigkeit V7* in eine Laufachsfrequenz V7** umsetzen. Der Vorzug der dargestellten Anordnungen besteht darin, dass Nichtlinearitäten in der Kennlinie der verwendeten Spannungs-Frequenz-Umsetzer ausgeregelt werden. 6 shows embodiments for voltage-to-frequency converters 40 and 44 which convert the driving wheel speed vs * simulated as an analog voltage into a driving axle frequency vs **, or the car speed V7 * simulated as an analog voltage into a running axle frequency V7 ** implement. The advantage of the arrangements shown is that non-linearities are corrected in the characteristic of the voltage-frequency converter used.

Die als analoge Spannung vorliegende Treibradgeschwindigkeit vs* wird in einem Summationspunkt mit dem Ausgangssignal eines Frequenz-Spannungs-Wandlers 92 verglichen und die Differenz einem Regler 90 zugeführt. Dem Regler 90 ist ein Spannungs-Frequenz-Wandler 91 nachgeschaltet, dessen Ausgangsfrequenz über den Frequenz-Span-nungs-Wandler 92 auf den Summationspunkt zurückgeführt wird. Die Ausgangsfrequenz des Spannungs-Frequenz-Wandlers ist über einen Frequenzteiler 93 geführt, dessen Teilerverhältnis über eine Steuereinrichtung 94 einstellbar ist. Hierdurch können Durchmesserdifferenzen zwischen den Laufrädern und den Treibrädern nachgebildet und eingestellt werden. Um eine Durchmesserdifferenz von 1% nachzubilden, kann die Ausgangsfrequenz des Spannungs-Frequenz-Wandlers 91 mit einem Faktor 99 multipliziert und durch 99 dividiert werden. Das Ergebnis stellt dann eine Treibachsfrequenz vs** dar. The drive wheel speed vs *, which is present as an analog voltage, is compared at a summation point with the output signal of a frequency-voltage converter 92 and the difference is fed to a controller 90. The regulator 90 is followed by a voltage-frequency converter 91, the output frequency of which is fed back to the summation point via the frequency-voltage converter 92. The output frequency of the voltage-frequency converter is guided via a frequency divider 93, the divider ratio of which can be set via a control device 94. In this way, differences in diameter between the impellers and the driving wheels can be simulated and adjusted. In order to simulate a diameter difference of 1%, the output frequency of the voltage-frequency converter 91 can be multiplied by a factor 99 and divided by 99. The result then represents a driving axis frequency vs **.

Die als analoge Spannung nachgebildete Wagengeschwindigkeit V7* wird ebenfalls über einen Summationspunkt einem Regler 95 zugeführt, dessen Ausgangsspannung in einem Spannungs-Frequenz-Wandler 96 in eine Laufachsfrequenz V7** umgesetzt wird. Die Laufachsfrequenz wird über einen Frequenz-Spannungs-Wandler 97 auf den Eingang des Reglers 95 zurückgeführt. The vehicle speed V7 * simulated as an analog voltage is likewise fed via a summation point to a controller 95, the output voltage of which is converted in a voltage-frequency converter 96 into a running axis frequency V7 **. The running axis frequency is fed back to the input of the controller 95 via a frequency-voltage converter 97.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

G G

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

CH87477A 1976-03-24 1977-01-25 Method and device for testing an electronic vehicle control device in electromotively driven vehicles when the vehicle is stationary CH638630A5 (en)

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