CN110168340A - 用于在借助传动系进行传动试验期间对加载机器进行控制的方法和试验台 - Google Patents

用于在借助传动系进行传动试验期间对加载机器进行控制的方法和试验台 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种在传动系试验台(1)处的传动系(2)的与加载机器(8i)连接的半轴(7i)的转速控制，其中，在仿真模型(20)中计算的、由纵向力(FXi)引起的转矩(MFxi)附加地传递给控制单元(9i)，并且由此在控制单元(9i)中根据由纵向力(FXi)引起的转矩(MFxi)以及加载机器(8i)的惯性矩(JBi)与仿真的车轮(19)的惯性矩(JRi)之间的偏差(AJi)计算出补偿转矩(MKi)，控制单元(9i)借助转速控制器(17i)由理论转速(nBi,设定)计算转矩(MREi)，并且将待借助加载机器(8i)调整的转矩(MBi,理论)作为补偿转矩(MKi)与由转速控制器(17i)计算的转矩(MREi)之和来计算，并且由加载机器(8i)进行调整。

Description

用于在借助传动系进行传动试验期间对加载机器进行控制的 方法和试验台
本发明涉及一种在传动系试验台上进行传动试验的方法，在传动系试验台上布置有具有至少一个半轴的传动系，并且该半轴与加载机器连接且半轴的转速在调节单元中进行调节，其中，在仿真模型中计算借助该仿真模型进行仿真的车轮的轮胎的纵向力和加载机器的待调整的理论转速(设定转速)，并且调节单元的理论转速作为加载机器的转速控制的理论值给出。同样地，本发明涉及所属的传动系试验台。
为了开发传动系，传动系在开发过程中必须常常进行测试，由此是根据传动试验经受确定的载荷，以便测试传动系的反应。根据试验的结果，可以确定对应的步骤以便进一步开发或改进该传动系。对于传动系的试验有各种已知的方式。
传动系可例如安装到真的车辆中，并且车辆测试行驶在真实的路上或在测试地区上进行。在测试行驶期间，可在车辆或传动系处进行测量并在测试行驶之后进行评估。这样的操作当然是非常昂贵的。此外，测试行驶几乎是不可复制的，因为测试驾驶员不能够多次精确相同地重复进行测试驾驶。在测试场地上虽然能使用驾驶机器人和变速机器人(如果存在变速器)以使得测试行驶是可重复的，但是这又显著地提高了花费。因此，这样的测试行驶是更有缺点的，并且如果存在也仅在传动系或车辆的非常后期的开发阶段中会使用。因此对于需要多次改变和测试的较早的开发阶段是几乎不合适的。
代替在路上的真实测试行驶，也可使用转鼓试验台，其中，车辆布置在转鼓试验台上、在试验台的转鼓上。然而，对于这样的转鼓试验台，由于转鼓的高惯性几乎不可能进行动态试验(在调节变量、例如转速或转矩快速或瞬时改变的意义上讲)。转鼓试验台因此也不适合于传动系的试验或是对于传动系的试验极其受限，至少不适合于非常动态的试验。
为了克服这一问题，也已知传动系试验台，其中，在传动系的被驱动的半轴处布置有加载机器(例如电动机)，该加载机器将预先给定的转矩或转速施加到传动系以对传动系加载，并且由此对传动系仿真车辆真实的行驶。通过(一个或多个)加载机器调整的转速/转矩在此情况下在仿真模型中计算。仿真模型在其情况下包括车辆模型、一个(或多个)轮模型、道路模型、驾驶员模型并且也包括其它模型，它们共同作用并且一起模仿车辆的运动。
EP 1 037 030 A2描述了例如一种传动系试验台，其具有用于仿真车辆的运动的仿真模型。对于传动试验的控制，会结合车辆模型使用轮胎模型，其计算转矩的理论值。为此会测量半轴的转速并且提供给仿真模型。计算得到的转矩的理论值用于直接提供给加载机器以实现。由此，加载机器在开控制环(开环)中进行转矩控制。这一方式的缺点是，为了近乎真实的传动试验，惯性矩必须尽可能精确地对应通常布置在传动系处的真实的轮子的惯性矩。因为轮子的惯性矩通常是较低的，所以这就对加载机器提出了较高的要求。加载机器因此一般必须实施为同步电机，其具有在成本和运行可靠性方面已知的缺点。此外，需要对加载机器的逆变器中的转矩进行复杂的平衡。
此外，开环控制当然不可能像闭合控制环(闭环)的情况下那样调节控制误差，并且也不提供干扰抑制。因此，即使不可避免的，各个加载机器的生产相关或运行相关的偏差已经对传动系试验台的控制产生直接的(负面)影响。
从DE 38 01 647 C2中也示出了用于四轮传动系的这样的传动系试验台。半轴的转速和转矩在传动系试验台上进行测量，并由此在仿真模型中计算在半轴处的转速控制的加载机器的理论转速(设定转速)。然而，对于仿真模型，选择稍微不同的方式，因为使用轮模型(其还包括轮胎的仿真)而不是轮胎模型。其中也精确描述了不同模型的合作。对于动态测试，考虑轮胎滑移是特别重要的，为此需要轮胎模型。这也在DE 38 01 647 C2中进行了描述。
AT 508 031 B1还示出了一种传动系试验台，其具有车辆模型和轮模型以及在试验台处的加载机器的转速控制。
DE 38 01 647 C2和AT 508 031 B1的缺点在于转速控制引起延迟和阻尼，由此在仿真模型中仿真的转速半轴处的主要转速在时间上始终滞后。因此，传动系试验台上的传动系的当前状态不对应于期望的仿真状态，这不利地影响了对传动系的试验。为了实现在传动系试验时始终期望的动态状态变化，转速控制器必须具有高增益，这对控制的稳定性具有负面影响。在最坏的情况下，转速控制可能变得不稳定，这可能损坏甚至破坏传动系统试验台，或者至少中断传动试验。因此，必须优化控制器以满足要求，这需要更昂贵的控制器设计或控制器调谐。
为了解决这个问题，在Bauer,R.的“用于动态传动系试验的新控制概念(NeuesRegelkonzept für die dynamische Antriebsstrangprüfung)”，从2011年9月5日至9月8日的第17届施蒂利亚控制工程和过程自动化研讨会(Steirisches SeminarüberRegelungstechnik und Prozessautomatisierung)，论文集，104-116页中提出了在仿真中调整包括轮胎模型的轮模型。然而，这需要干预仿真环境以及轮模型的交换或调整适应。但是，传动系试验台的操作者通常不期望这样的干预，因为通常会使用已知的车轮和轮胎的标准模型，因此是不可能的。通常，具有仿真模型的仿真环境在用于试验台之前已经存在于较早的开发阶段中，并且应在试验台上不变地使用。试验台仅提供一个接口，在该接口处给出理论转速，并且将在传动系试验台测量的参数传递到仿真模型处。因此，在仿真环境中使用哪个轮模型通常是不知道的，由此通常几乎也不能在实践中改变轮模型。
本发明的人物任务是解决现有技术的问题。
该任务这样解决，即，在仿真模型中计算的、由纵向力引起的转矩附加地传递给控制单元，并且由此在控制单元中根据由纵向力引起的转矩、以及加载机器的惯性矩与仿真的车轮的惯性矩之间的偏差计算补偿转矩，其中，控制单元借助转速控制器由理论转速计算得到转矩，并且将待借助加载机器调整的转矩作为补偿转矩与由转速控制器计算出的转矩二者之和来计算，并且由加载机器进行调整。通过补偿转矩可以达到：即使有不同的惯性矩，加载机器也能良好地模拟传动系试验台处的仿真的车轮。补偿转矩在此情况下作为参考变量，由此，转速控制器仅须调整(平衡)在传动系试验台处出现的、更可能的偏差。对转速控制器的要求、例如对增益的要求由此也可降低，并且同时由此可使得转速控制器的动力学(在调节变量的变化率方面)和速度得到改善。同样，由此可提高转速控制器的稳定性。
有利地，仿真模型包括具有轮胎模型的轮模型和车辆模型。由此可以使用标准模型，这使得仿真简单。
当作为加载机器的惯性矩与模拟的车轮的惯性矩之商或作为仿真的车轮的惯性矩与加载机器的惯性矩之差来使用时，可简单地计算得到补偿转矩。
在下文中将参照图1至图6更详细地阐述目标发明，图1至图6示例地、示意性地并且非限制地示出本发明有利的设计构造。附图示出
图1示出传动系试验台和作为试验件的传动系的实施例，
图2示出仿真模型的有利的模型结构，
图3示出示例性的轮胎坐标系，
图4示出在传动系试验台处的加载机器的传统的转速控制，
图5示出根据本发明的在传动系试验台处的加载机器的转速控制，并且
图6a示出在车轮处的动态状态参数，以及
图6b示出在加载机器处的动态状态参数。
图1中示意地示出用于传动系2的传动系试验台1。为了清楚起见未示出用于馈送、布置、支承和固定传动系2的必需的、已知的试验台构造和传动系试验台1处的其它部件。在所示的示例性实施例中，传动系2包括动力装置3，例如内燃机或电动机或其组合，该动力装置借助驱动轴经由离合器4与传动装置5连接。变速器5与差速器6连接，通过差速器6又驱动传动系2的两个半轴7a、7b。在传动系2的被驱动的半轴7a、7b处布置有加载机器8a、8b，例如电动机。加载机器8a、8b以已知的方式布置并且旋转固定地与半轴7a、7b连接，以便传递转矩。例如，加载机器8a、8b通过法兰连接在半轴7a、7b的轮凸缘处。当然，传动系2可以以与四轮传动系相同的方式实施。在这种情况下，加载机器可以以类似的方式布置在所有被驱动的半轴上。同样，也可以设想传动系2的其它驱动设计和实施形式，例如纯电驱动车轴(也与其它经驱动的车轴组合)或者使用轮毂电机。同样地，存在多少车轴或多少受驱动的车轴以及在车轴上布置有多少轮并不重要。
传动系2也可包括控制单元，例如发动机控制单元ECU或传动装置控制单元TCU，以便控制传动系2的各部件，特别是(一个)动力装置3或是如果可能则存在的多个动力装置。
传动系2的具体实施形式对于本发明是不重要的。决定性的只有：至少一个加载机器8a、8b可以与至少一个半轴7a、7b连接。这优选地是被驱动的半轴7a、7b，但也可以是非被驱动的半轴。例如，如果还想仿真半轴处的制动器或制动行为，则非被驱动的半轴的布置也是有意义的。
另外，在试验台1处设有试验台自动化单元10，其控制在试验台1处进行的传动试验。该试验台自动化单元10例如实施为具有所需软件的计算机或协作计算机网络。试验自动化单元10特别是对加载机器8A、8B、以及传动系2的各部件、尤其是动力装置3或传动装置5进行控制。这也可以通过控制单元ECU，TCU来进行，例如通过由试验自动化单元10将加速踏板位置传输给发动机控制单元ECU。试验台自动化单元10与传动系2或传动系测试台1的部件之间的连接也可以通过数据总线11、例如常见的车辆总线来进行，如图1所示。然而，传动系2的各部件的控制类型对于本发明是不重要的。
在试验台自动化单元10中以仿真硬件和/或仿真软件的形式执行仿真模型20，该仿真模型通过虚拟的(即、仿真的)测试环境沿虚拟行驶路段对具有传动系2的虚拟的(即、仿真的)车辆的运动进行仿真。通过虚拟测试环境至少确定了虚拟的行驶路段(曲线、斜坡、道路坡度、路面)。为此，可以预先定义行驶路段。通常用真实车辆行驶实际的路段距离，并且在此情况下测量某些参数(例如，曲线、斜坡、道路坡度、路面(轮胎抓地力/附着力)、车辆速度等)。然后可以从这样的真实行驶中生成虚拟的行驶路段。同样地，可以从真实行驶中获得行驶工况(行驶曲线)、例如，车辆速度或在行驶路段的确定的位置处的换挡动作或在某些位置处的速度改变。行驶工况(行驶曲线)在虚拟的测试环境中由虚拟驾驶员实现，这也可以定义不同的行驶工况，例如，保守者或激进的驾驶员，其例如不同地实现所期望的速度改变或不同地行驶通过曲线。行驶路段和/或行驶工况也可以完全不由用户定义、例如在合适的编辑器中定义。然而，行驶工况也可以至少部分地首先在传动试验期间在试验台处产生，通过在试验台上提供接口(例如方向盘、油门、离合器、制动踏板)，真正的用户可以通过该接口控制虚拟的测试环境中的虚拟的车辆，例如、转向、加油、制动、换挡等。行驶路段也可以通过例如交通标志、沿行驶路段的交通、行车道上的水坑或冰板等事件来补充。
通过虚拟车辆的仿真进行的传动试验看起来具体如何对本发明是不重要的。在此重要的只是：对虚拟车辆的运动、尤其是静态、动态、即空间中的速度和加速度进行仿真，并且在该运动中对车辆的轮胎与行车道的相互作用进行仿真。仿真模型20在此情况下以预先给定的仿真的时间步长、例如以10kHz(千赫兹)的频率提供针对动力装置3的理论值，例如理论转速nA,设定、理论转矩MA,设定、目标电流或(电)目标电压，其由动力装置3来调整(设定)。同样可以确定并传输传动系2的其它部件的理论值，例如用于传动装置5的换挡命令。同时，仿真模型20以预先给定的仿真的时间步长提供针对所使用的加载机器8a、8b的理论值，优选的是理论转速nBa设定、nBb,设定。以此方式，传动系试验台1处的传动系2“经历”仿真车辆在沿着仿真的测试路段行驶时将会经历的基本相同的状态。
加载机器8a、8b分别由所分配的控制单元9a、9b以已知的方式控制。为此目的，控制单元9a、9b接到分配的加载机器8a、8b的理论值、根据本发明为理论转速nBa,设定、nBb,设定，并借助所执行的控制器、例如已知的PI控制器或PID控制器对其进行控制。当然，各个加载机器8a、8b的理论值不必是相同的。
为了计算理论值并且还通过控制单元9a，9b控制加载机器8a、8b，在传动系试验台1上也测量传动系2的实时值(当前值)，例如，借助转速测量单元15a、15b测量加载机器8a、8b的实际转速nBa,实际、nBb,实际和/或借助转矩测量单元16、16b测量半轴7a、7b的实际转矩MRa,实际、MRb,实际，如图1所示。它们也可以借助来自传动系2的其它测量的量的观察来计算，而不是直接测量这些量。同样，这些量可以从传动系2的模型计算出。同样地，也可以测量、计算或估计其它量，例如加载机器8a、8b的轴转矩MBa、MBb。
为了实现对虚拟车辆的运动的仿真，在仿真模型20中需要对车辆沿着行驶路段的运动进行仿真的至少一个车辆模型22和具有集成的轮胎模型23的至少一个轮模型21，如图2所示。具有轮胎模型23的轮模型21在此情况下对车轮/轮胎与环境的相互作用进行仿真，即具体是对车轮/轮胎与测试路段的道路的相互作用进行仿真。在此情况下，在轮胎模型23中，通常仿真从轮胎11到道路的力传递，而轮模型21利用车轮的惯性和力传递的力/力矩来仿真动力学。
为此目的，可以使用如图3所示的基于轮胎11的坐标系。这里，车轮19的轮胎11示意性地示出在大致弯曲的行车道12上。轮胎11处于行车道12上的轮支承点P处(图13示出了在轮支承点P中弯曲的轨道12上的切向平面13)，并且该轮胎11绕轮中点C围绕旋转轴线yc旋转。轮胎11在此情况下不是立在行车道12上的点P中，而是在轮胎支承面上，其通常被称为轮胎印迹(Latsch)L。x轴对应于轮胎11的轨迹。y轴是通过轮支承点P的旋转轴yc的平行线，而z轴是通过轮支承点P和轮中点C的连线。因由，轮支承点P是使弯曲的行车道12与轮中点C之间的距离最小化的点。由此在轮胎11处根据所选择的坐标系产生垂直力Fz、沿轨迹方向的纵向力Fx和横向力Fy、滚动阻力矩My，钻削扭矩(Bohrmoment)Mz和倾斜力矩Mx。这些力和力矩统称为轮胎力螺旋(Reifen-Kraftwinder)。在行车道固定的坐标系中观察到的车辆的轮支承点P的速度用V(P)表示。V(P)到轨迹上的投影称为车辆的纵向速度，并且缩写为vx。以相同的方式产生车辆沿y方向的横向速度。
然后，车轮模型21可以例如以下列形式的运动方程实现：
其具有下列变量：
仿真车辆车轮的惯性矩JW、具有旋转角度α(其可测量，也作为像转速那样的模拟量)的旋转加速度滚动阻力力矩My，纵向力Fx，车轮半径r，作用在半轴处的转矩MR(其例如由动力装置3施加到传动系2)以及其它可选变量，例如制动力矩MB和任意附加力矩Maux，像是例如摩擦力矩、空气阻力矩等。转矩作为代数变量，如有必要前面标有符号。加载机器8a、8b和半轴7a、7b之间的机械连接通常被看作是至少足够刚性的，使得大多数情况下能从所测量的加载机器8a、8b的实际转速nBa,实际、nBb,实际推导出旋转角度α。变量制动力矩MB和驱动力矩MR测得或由传动试验中已知，或者从在传动系试验台1处测量的其它变量中计算得到或在观察者中估计出。在任何情况下，轮模型21将转矩MFx看作仿真的车辆19的轮胎11的变量，该转矩从纵向力Fx得到，该纵向力由轮胎11施加，优选地，滚动阻力力矩My也作为附加的轮胎变量。
至少所述纵向力Fx在此情况下在轮模型21的轮胎模型23中计算，但是通常还至少计算滚动阻力力矩My，且经常也计算横向力Fy和钻削扭矩Mz，其试图使转入的车轮往回转。根据目前作用的虚拟车辆的静力学和动力学(位置、速度、加速度)，但也由于所执行的驱动设计、例如主动的转矩分配，作用到车辆的各个车轮处的轮胎力和轮胎力矩当然不必相等。
任何已知的轮胎模型23都可用于计算所需的轮胎力和/或轮胎力矩。已知的轮胎模型例如是Pacejka模型(帕斯什卡模型)，TameTire模型(塔梅轮胎模型)，Ftire模型(F轮胎模型)，Delft-Tyre模型(代尔夫特轮胎模型)或MF-SWIFT模型(MF快速模型)。通常会使用Pacejka模型，其例如在Pacejky H.B.等人，“用于车辆动力学研究的轮胎建模(TyreModelling for Use in Vehicle Dynamics Studies)”，国际会议和展览(InternationalCongress and Exposition)，底特律，1987年2月23日至27日，SAE技术论文870421(SAETechnical Paper 870421)中进行了描述。这一轮胎模型是众所周知的，并且因此不更详细地描述。基本上，轮胎模型计算至少若干上述作用到轮胎上的轮胎力和/或轮胎力矩。使用哪种轮胎模型对于本发明是不重要的。同样地，在轮模型21中或在轮胎模型23中可考虑轮胎11的纵向滑移和/或横向滑移，例如，经由纵向力Fx和横向力Fy与纵向滑移和横向滑移之间的已知的关系。该关系例如可以以图表或发动机综合特性曲线的形式存储，例如像是在EP 1 037 030 A2中描述的。
在图4中示出了对在传动系试验台1上的加载机器8i传统的已知的控制，例如像是在DE 38 01 647 C2或AT 508 031 B1中描述的。该描述在下文中仅对加载机器8i作为对第i个仿真的车轮的仿真进行描述，但其类似地也适用于其它在传动系试验台1处使用的加载机器。在车辆模型22中例如，由到被驱动的车轮处的纵向力FXi和从其它已知的或参数化的几何形影响因素或运动学影响因素、例如车辆质量、行车道坡度、行车道倾斜度、第i个轮的车轮滑移角，当前作用的滑移、风阻力、车辆的俯仰运动和摆动运动、行车道硬度等来计算车辆的状态变量、特别是测量的纵向速度Vx并且大多数情况下也计算横摆率(偏转率，横摆角速度)。在车辆模型22中也会由仿真的车辆的当前作用的静力(重力)和动力(空间中的位置、速度、加速度)计算出当前的垂直力FZi作为到车轮处的轮胎支承力。由此看来，可以例如借助道路与轮胎之间的附着系数在轮模型21的轮胎模型23中计算在轮处的纵向力Fx。在第i个车轮的轮模型21i中或在集成于其中的轮胎模型23中如有可能也计算第i个车轮的滚动阻力矩Myi。为此，也确定(测量、估算)在半轴7i处的实际转矩MRi,实际并且提供给轮模型21i。至少从仿真的车轮的纵向速度vx和垂直力Fzi中，并且如有可能由第i个车轮的实际转速nBi,实际以及在所属的半轴处的实际转矩MRi,实际，并且如有可能则也从滚动力矩Myi和其它转矩中计算纵向力FXi，该纵向力又被提供给车辆模型22。当然，为此目的，也提供需要的参数、例如像是行驶路程与轮胎11之间的当前附着系数或车轮滑移角。同样，在计算纵向力FXi时，特别是对于近乎实际的传动试验和高度动态的传动试验，也可以考虑滑移。从以仿真的当前时间步长计算出的纵向速度vX中，在轮模型21i中计算在半轴7i上借助加载机器8i调整的理论转速nBi,设定，该理论转速借助执行的转速控制器17i作为控制的理论值传递给分配的调整单元9i。转速控制器17i此外根据所执行的控制器计算控制力矩MREi，其被作为待调整的转矩MBi,理论传递给加载机器8i。用于加载机器8i的这个调节变量在加载机器8i的功率电子件(例如，逆变器)中以已知的方式换算为电动机电流。转速控制器17i例如实施为传统的反馈控制器，其将控制误差作为半轴7i的(例如测量的)实际转速nBi,实际与理论转速nBi,设定之间的偏差来调整。
现在将参考图5阐释根据本发明的加载机器8i的转速控制。与如借助图4所述的传统控制相比，加载机器8i的转速控制根据本发明通过惯性矩补偿来进行补充。通过惯性矩补偿考虑到了加载机器8i的已知的惯性矩JBi与虚拟的仿真车轮的已知的惯性矩JRi之间的偏差。换而言之，由此考虑到了传动系试验台1处的仿真与现实之间的偏差并降低了其影响。
为此目的，除了像现有技术中那样的理论转速nBi,设定之外，车轮模型21i在试验台自动化单元10的接口30处还附加地将由纵向力FXi导致的转矩MFxi也传递给控制单元9i。当然，等同于此，纵向力FXi如有可能也可以与车轮半径ri一起被传递。因此，在本发明的意义下将这理解为“传递转矩MFxi”。由于无论如何必须在车轮模型21i中计算这一转矩MFxi以执行传动试验，因此不必调整轮模型21i。仅仅设置了在仿真模型20与控制单元9i之间传递附加的变量，例如，在试验台自动化单元10处的附加的接口，以传递转矩MFxi，其易于执行。
在控制单元9i中设有补偿单元18i，其由转矩MFxi和加载机器的惯性矩JBi与仿真的车轮的惯性矩JRi之间的偏差AJi计算得到补偿转矩MKi，即MKi＝f(MFxi,AJi)。计算出的补偿转矩MKi优选地在控制的每个时间步长中重新计算。这一补偿转矩MKi被加到根据所执行的调节器规则(例如，传统的PI或PID控制器)在控制单元9i的转速控制器17i中计算的转矩MREi。然后将该总转矩作为要调整的转矩MBi,理论预先给到加载机器8i。
为了确定第i个车轮19i的偏差AJi，可以如下地进行，其中参考图6。在以角速度ωRi旋转的具有惯性矩JRi的车轮19i处，由纵向力FXi引起的转矩MFxi和作用在半轴7i处的转矩MRi起作用(图6a)。如果写角动量式，就得到了在以角速度ωBi旋转的加载机器8i的轴处，加载转矩MBi(图1)起作用，并且加载机器8i施加转矩MDi(图6b)。如果写角动量式，就得到了加载机器8i现在应该尽可能良好地在传动系试验台1上模拟车轮19i。因此可以要求半轴7i处的旋转加速度和加载机器8i的轴处的旋转加速度是相同的，即可以直接从这两个角动量式中得出：
假设加载机器8i在传动系2处的机械连接的(至少足够)高的机械刚度，则作用在半轴7i处的转矩MRi为了简化可以设定为等于加载机器8i的转矩MBi，这导致：
因此，仅须确定传动系试验台1处的两个转矩中的一个。由此，偏差AJi表示加载机器8i的惯性矩JBi与仿真的车轮19i的惯性矩JRi的商。替代地，也可要求MBi＝MRi，则由此从两个角动量式可以直接得到：
假设加载机器8i在传动系2处的机械连接的(至少足够)高的机械刚度，则在半轴7i处的转速nRi(或ωRi)为了简化可以设定为等于加载机器8i的转速nBi(或ωBi)，这导致：
因此，仅须确定传动系试验台1处的两个转速中的一个。由此，偏差AJi表示仿真的车轮19i的惯性矩JRi与加载机器8i的惯性矩JBis之差。如果惯性矩JBi、JRi是相同的，则等式减少到MDi＝MFxi。转矩MBi和/或MRi或转速nBi和/或nRi可以再次被测量、计算或估计，并且因此可以假设惯性矩补偿已知。
由此，尽管有不同的惯性矩JRi、JBi，加载机器8i也能良好地模拟车轮19i，因此加载机器8i必须施加转矩MDi。因此，补偿转矩MKi设定为等于该转矩MDi。因此，补偿转矩MKi也可以被视为参考变量，在此转速控制器17i则仅须调整任何更可能的偏差。对转速控制器17i的要求、例如对增益的要求由此也可同样降低，并且同时由此可使得转速控制器17i的动力学(在调节变量的变化率方面)和速度得改进。同样，可以由此提高转速控制器17i的稳定性。
当然，在上述用于车轮19i的角动量式中也还可以考虑到其它轮胎变量、特别是滚动阻力矩Myi。这会使得需要仿真模型20与控制单元9之间的其它接口。
对于本发明，传动系2如何布置在传动系试验台1处是不重要的。也可以是整个真实车辆布置在传动系试验台1处，而仅车辆轮、至少是被驱动的车轮由加载机器8i代替。同样地，具有各车轮的真实车辆可以布置在传动系试验台1处的转鼓上。加载机器8i将会驱动转鼓，并且由此间接地作用到传动系2上，或者加载机器8i由此间接地与半轴连接。也可以设有多个转鼓，例如，每个被驱动的车轮或每个车轴一个转鼓。然而，借助这种转鼓试验台通常不能以高动态进行传动试验。

Claims (7)

1.一种用于在传动系试验台(1)上执行传动试验的方法，在所述传动系试验台上布置有具有至少一个半轴(7i)的传动系(2)，并且所述半轴(7i)与加载机器(8i)连接，并且所述半轴(7i)的转速在控制单元(9i)中受控制，其中，在仿真模型(20)中计算借助所述仿真模型(20)仿真的车轮(19)的轮胎(11)的纵向力(FXi)和所述加载机器(8i)的待调整的理论转速(nBi,设定)，并且将所述理论转速(nBi,设定)作为所述加载机器(9i)的转速控制的理论值传递给控制单元(9i)，其特征在于，将在所述仿真模型(20)中计算的、由所述纵向力(FXi)引起的转矩(MFxi)附加地传递给所述控制单元(9i)，并且由此在所述控制单元(9i)中根据由所述纵向力(FXi)引起的转矩(MFxi)和所述加载机器(8i)的惯性矩(JBi)与仿真的所述车轮(19)的惯性矩(JRi)之间的偏差(AJi)计算补偿转矩(MKi)，所述控制单元(9i)借助转速控制器(17i)从理论转速(nBi,设定)计算转矩(MREi)，并且待借助所述加载机器(8i)调整的转矩(MBi,理论)作为所述补偿转矩(MKi)以及由所述转速控制器(17i)计算的所述转矩(MREi)之和来计算，并且由所述加载机器(8i)调整。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仿真模型(20)包括具有轮胎模型(23i)的轮模型(21i)和车辆模型(22)，其中，所述车辆模型(22)计算仿真的车辆的纵向速度(vX)和车轮(19)的垂直力(FZi)，并且将其传递给所述轮模型(21i)，而所述轮模型(21i)借助所述轮胎模型(23i)计算纵向力(FXi)并传递给所述车辆模型(22)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述加载机器(8i)的惯性矩(JBi)与仿真的车轮(19)的惯性矩(JRi)之商作为所述偏差(AJi)来使用。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，借助作用在所述半轴(7i)处的转矩(MRi)和作用在所述加载机器(8i)的轴处的转矩(MBi)，由关系式或计算所述补偿转矩(MKi)。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，仿真的车轮(19)的惯性矩(JRi)与所述加载机器(8i)的惯性矩(JBi)之差作为所述偏差(AJi)来使用。
6.如权利要求1、2或5中任一项所述的方法，其特征在于，借助作用在所述半轴(7i)处的旋转加速度和作用在所述加载机器(8i)的轴处的旋转加速度由关系式或计算所述补偿转矩(MKi)。
7.一种传动系试验台，其具有车轮的传动系(2)作为试验件，其中，所述传动系(2)在所述传动系试验台(1)上经历传动试验，其中，所述传动系(2)的至少一个半轴(7i)与加载机器(8i)连接，并且设有控制单元(9i)，以便根据传动试验的规定控制所述半轴(7i)的转速，并且其中，在所述传动系试验台(1)处执行用于仿真车辆的所述车轮(19)的仿真模型(20)，其计算所述车轮(19)的轮胎(11)的纵向力(FXi)和所述加载机器(8i)的待调整的理论转速(nBi,设定)，其特征在于，在所述控制单元(9i)中设有补偿单元(18i)，所述补偿单元从由所述纵向力(FXi)引起的转矩(MFxi)和所述加载机器(8i)的惯性矩(JBi)与仿真的所述车轮(19)的惯性矩(JRi)之间的偏差来计算补偿转矩(MKi)，在所述控制单元(9i)中执行转速控制器(17i)，所述转速控制器从所述理论转速(nBi,设定)计算转矩(MREi),并且所述加载机器(8i)在所述传动试验台(1)上调整所述补偿转矩(MKi)与由所述转速控制器(17i)计算的转矩(MREi)之和。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111368424A (zh) * 2020-03-03 2020-07-03 北京百度网讯科技有限公司 一种车辆仿真方法、装置、设备及介质
CN111896271A (zh) * 2020-07-31 2020-11-06 重庆长安汽车股份有限公司 整车加速横摆的测试和评价方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT517689B1 (de) * 2015-11-11 2017-04-15 Avl List Gmbh Verfahren zum Erstellen eines Prüfversuchs
AT519553B1 (de) * 2017-04-07 2018-08-15 Avl List Gmbh Verfahren zum Steuern, insbesondere Regeln, eines Antriebsstrangprüfstands mit realem Getriebe
JP6497408B2 (ja) * 2017-04-14 2019-04-10 株式会社明電舎 電気慣性制御装置
AT520185B1 (de) * 2017-12-04 2019-02-15 Avl List Gmbh Prüfstand und Verfahren zur Durchführung eines Prüfversuchs
EP3501944B1 (en) * 2017-12-20 2020-08-05 Aptiv Technologies Limited Method and device for estimating a steering torque
AT520521B1 (de) * 2017-12-22 2019-05-15 Avl List Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Prüfstands
AT520537B1 (de) * 2017-12-22 2019-05-15 Avl List Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Prüfstands
JP7245072B2 (ja) * 2019-02-26 2023-03-23 株式会社Subaru 車両情報算出装置及び車両の制御装置
AT522353B1 (de) * 2019-08-05 2020-10-15 Avl List Gmbh Prüfstand und Verfahren zur Durchführung eines Prüflaufs auf einem Prüfstand
AT522354B1 (de) * 2019-08-12 2020-10-15 Avl List Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Prüfstands
CN110646223B (zh) * 2019-10-10 2021-08-03 中国人民解放军陆军工程大学 车辆驱动轮瞬时输出功率的测量系统
AT524086B1 (de) * 2020-08-14 2022-07-15 Avl List Gmbh Prüfstand zum Testen eines realen Prüflings im Fahrbetrieb
CN112100764B (zh) * 2020-08-27 2022-08-02 重庆大学 力矩分配法的自动模拟分析方法、系统、装置及存储介质
US11656153B1 (en) * 2021-08-11 2023-05-23 Zoox, Inc. Simulator for vehicle drivetrain testing
CN114459651A (zh) * 2021-12-27 2022-05-10 西门子（中国）有限公司 测功机控制方法、装置、电子设备和存储介质
CN114659781B (zh) * 2022-03-18 2023-10-03 一汽解放汽车有限公司 一种用于缓速器恒速控制的台架测试系统和测试方法
CN114607766B (zh) * 2022-05-12 2022-07-12 成都工业学院 确定自动变速器故障的装置
DE102022210724A1 (de) 2022-10-11 2024-04-11 Aip Gmbh & Co. Kg Universalprüfstand und Verfahren zur Geräusch- und Vibrationsmessung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009276304A (ja) * 2008-05-19 2009-11-26 Meidensha Corp 車両挙動試験装置
CN101308386B (zh) * 2008-07-10 2012-03-07 同济大学 汽车底盘集成控制器硬件在环仿真试验台
CN102680229A (zh) * 2012-05-15 2012-09-19 吉林大学 高速列车架悬式转向架牵引传动系统可靠性试验台
CN102914433A (zh) * 2012-11-06 2013-02-06 东南大学 一种电模拟机械惯量的方法
CN102944422A (zh) * 2012-12-13 2013-02-27 重庆理工大学 汽车传动系统行驶载荷疲劳再现试验方法
CN103134678A (zh) * 2013-02-06 2013-06-05 河南科技大学 一种车辆综合传动系试验台架及试验系统
CN104487815A (zh) * 2012-07-09 2015-04-01 株式会社明电舍 传动机构的试验系统
CN205317434U (zh) * 2015-11-30 2016-06-15 上汽通用五菱汽车股份有限公司 传动轴与后桥总成振动性能综合测试装置及测试系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3801647C2 (de) * 1988-01-21 1995-02-02 Licentia Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung eines Allradaggregats
DE19910967C1 (de) * 1999-03-12 2000-09-21 Avl Deutschland Gmbh Verfahren zum Simulieren des Verhaltens eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn
AT7073U3 (de) * 2004-05-24 2005-05-25 Avl List Gmbh Prüfstand für brennkraftmaschinen
JP4547239B2 (ja) * 2004-11-16 2010-09-22 株式会社エー・アンド・デイ エンジン計測装置
CN101175980B (zh) * 2005-05-09 2010-05-12 株式会社爱安德 发动机计测装置
AT10182U3 (de) * 2008-05-26 2009-05-15 Avl List Gmbh Verfahren zur überwachung von leistungsprüfständen, sowie leistungsprüfstand
DE102008041883A1 (de) 2008-09-09 2010-03-11 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Prüfstandes für Fahrzeugantriebsstränge
AT10812U3 (de) * 2009-06-16 2010-03-15 Avl List Gmbh Prüfstandsanordnung
AT508031B1 (de) 2009-10-02 2010-10-15 Seibt Kristl & Co Gmbh Verfahren und prüfstand zur nachbildung des fahrverhaltens eines fahrzeugs
AT11331U3 (de) * 2010-01-14 2011-01-15 Avl List Gmbh Verfahren und vorrichtung zum kalibrieren einer drehmomentenmesseinrichtung
AT515110B1 (de) * 2014-01-09 2015-06-15 Seibt Kristl & Co Gmbh Verfahren und Einrichtung zur Regelung eines Antriebsstrang-Prüfstands
AT516629B1 (de) 2014-12-22 2016-07-15 Avl List Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen eines Prüflaufs auf einem Prüfstand
AT517836B1 (de) * 2015-11-19 2017-05-15 Avl List Gmbh Verfahren und Prüfstand zum Durchführen eines Prüfversuchs für einen Prüfling

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009276304A (ja) * 2008-05-19 2009-11-26 Meidensha Corp 車両挙動試験装置
CN101308386B (zh) * 2008-07-10 2012-03-07 同济大学 汽车底盘集成控制器硬件在环仿真试验台
CN102680229A (zh) * 2012-05-15 2012-09-19 吉林大学 高速列车架悬式转向架牵引传动系统可靠性试验台
CN104487815A (zh) * 2012-07-09 2015-04-01 株式会社明电舍 传动机构的试验系统
US20150219529A1 (en) * 2012-07-09 2015-08-06 Meidensha Corporation Testing system for drivetrain
CN102914433A (zh) * 2012-11-06 2013-02-06 东南大学 一种电模拟机械惯量的方法
CN102944422A (zh) * 2012-12-13 2013-02-27 重庆理工大学 汽车传动系统行驶载荷疲劳再现试验方法
CN103134678A (zh) * 2013-02-06 2013-06-05 河南科技大学 一种车辆综合传动系试验台架及试验系统
CN205317434U (zh) * 2015-11-30 2016-06-15 上汽通用五菱汽车股份有限公司 传动轴与后桥总成振动性能综合测试装置及测试系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于蓬 等: ""集中式驱动纯电动车振动特性试验研究"", 《振动与冲击》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111368424A (zh) * 2020-03-03 2020-07-03 北京百度网讯科技有限公司 一种车辆仿真方法、装置、设备及介质
CN111368424B (zh) * 2020-03-03 2023-09-01 阿波罗智能技术(北京)有限公司 一种车辆仿真方法、装置、设备及介质
CN111896271A (zh) * 2020-07-31 2020-11-06 重庆长安汽车股份有限公司 整车加速横摆的测试和评价方法
CN111896271B (zh) * 2020-07-31 2022-05-17 重庆长安汽车股份有限公司 整车加速横摆的测试和评价方法

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Publication number Publication date
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US20190310162A1 (en) 2019-10-10
AT519261A4 (de) 2018-05-15
AT519261B1 (de) 2018-05-15
EP3548860A1 (de) 2019-10-09
JP6997783B2 (ja) 2022-01-18
JP2019537025A (ja) 2019-12-19

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