DE19730851A1 - Verfahren zur Simulierung von Trägheitskräften mit Hilfe eines Dynamometers - Google Patents

Verfahren zur Simulierung von Trägheitskräften mit Hilfe eines Dynamometers

Info

Publication number
DE19730851A1
DE19730851A1 DE19730851A DE19730851A DE19730851A1 DE 19730851 A1 DE19730851 A1 DE 19730851A1 DE 19730851 A DE19730851 A DE 19730851A DE 19730851 A DE19730851 A DE 19730851A DE 19730851 A1 DE19730851 A1 DE 19730851A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
torque
roller
vehicle
estimator
controlled system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19730851A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19730851B4 (de
Inventor
Gernot Freitag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Automotive Test Systems GmbH
Original Assignee
Schenck Komeg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schenck Komeg GmbH filed Critical Schenck Komeg GmbH
Priority to DE19730851A priority Critical patent/DE19730851B4/de
Publication of DE19730851A1 publication Critical patent/DE19730851A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19730851B4 publication Critical patent/DE19730851B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/0072Wheeled or endless-tracked vehicles the wheels of the vehicle co-operating with rotatable rolls
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02Systems involving the use of models or simulators of said systems electric

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Simulierung von Trägheitskräften bei der stationären Untersuchung von Fahr­ zeugen oder bei vergleichbaren Untersuchungen mit Hilfe eines Dynamometers, mit wenigstens einer Rolle zur Übertra­ gung eines eine Trägheitskraft simulierenden Belastungsmo­ ments auf die Räder eines Fahrzeugs, einer mit der Rolle gekuppelten Belastungseinrichtung zur Erzeugung des Bela­ stungsmoments, einem mit der Rolle und der Belastungsein­ richtung gekuppelten Drehmomentwandler zur Abgabe eines Drehmomentsignals und einem mit der Rolle und der Bela­ stungseinrichtung gekuppelten Geschwindigkeitswandler zur Erzeugung eines Geschwindigkeitssignals, wobei in Abhängig­ keit von dem Drehmomentsignal und dem Geschwindigkeits­ signal die Kraftabgabe des Fahrzeugs an der Rolle, in Abhängigkeit von dieser Kraftabgabe das Belastungsmoment und in Abhängigkeit von dem Belastungsmoment ein Bela­ stungsregelsignal zur Regelung des Belastungsmoments bestimmt wird.
Bei der stationären Prüfung von Kraftfahrzeugen ist es u. a. erforderlich, die im praktischen Fahrbetrieb zu überwinden­ den Fahrwiderstände möglichst exakt nachzubilden. Hierzu werden vornehmlich Dynamometer in Form von Rollenprüfstän­ den eingesetzt. Da sich die Fahrzeuge auf diesen Prüfstän­ den nicht bewegen, müssen die aus der Beschleunigung der Fahrzeugmasse resultierenden Trägheitskräfte durch den Prüfstand simuliert werden, wenn das Massenträgheitsmoment des Prüfstands nicht mit der Fahrzeugmasse übereinstimmt. Hierbei ist es üblich, die Differenz der Trägheitskräfte durch ein Belastungsmoment zu simulieren, das beispiels­ weise mit Hilfe einer Gleichstrommaschine erzeugt wird. Die Größe des Belastungsmoments wird durch einen dynamischen Regelkreis in Abhängigkeit von der jeweiligen Beschleuni­ gung geregelt. Dabei können sich je nach dem angewendeten Simulationsverfahren bei kleinen oder bei großen positiven Trägheitsdifferenzen Probleme hinsichtlich der Regelstabi­ lität und Regelgüte ergeben.
Aus der DE 30 08 901 A1 ist ein Verfahren für die Regelung der Simulation von Trägheitskräften bekannt, bei dem ein von einem Drehmomentmeßwandler gemessener Wert für die Kraft und ein gemessener Wert für die Geschwindigkeit zur direkten Berechnung des Belastungsmoments der Belastungs­ einrichtung verwendet wird. Der Regler erkennt hierbei, daß der von dem Drehmomentmeßwandler abgegebene Kraftwert nicht der wahren Kraftabgabe des Fahrzeugs entspricht und berech­ net den Wert, den die Beschleunigung bei gegebener Gesamt­ kraftabgabe und der gerade vorhandenen Geschwindigkeit haben sollte und berechnet außerdem die entsprechende Kraftabgabe, die der Belastungseinrichtung zugeordnet wer­ den sollte, um die theoretische Beschleunigung zu erzeugen. Gleichzeitig wird das Trägheitsmoment innerhalb der Drehmo­ mentschleife berechnet und mit dem zugeordneten Schleifen­ trägheitsmoment verglichen und daraus ein Fehlersignal erzeugt, das dem bestimmten Belastungsmoment zuaddiert wird, um Abweichungen zu korrigieren. Das bekannte Verfah­ ren berücksichtigt nicht, vorhandene Prüfstandsresonanzen, noch können damit mehrere Eingangsgrößen bestimmt werden, z. B. für jedes Rad getrennt, wie dies bei Mittelmotorprüf­ ständen wünschenswert ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das die folgenden Anforderungen erfüllt:
Das Simulationsverfahren soll für einen weiten Bereich von Fahrzeugmassen geeignet sein, um möglichst viele Fahrzeuggrößen untersuchen zu können. Für den gesamten Bereich zu simulierender Fahrzeugmassen sind hohe dyna­ mische Regelgüten zu erreichen, insbesondere auch für den kritischen Bereich einer hohen Fahrzeugmasse im Vergleich zum Trägheitsmoment des Prüfstands sowie für den Bereich, in dem ein großer Teil des vorhandenen Trägheitsmoments des Prüfstands durch ein negatives Belastungsmoment kompensiert werden muß.
Zur Erzielung der geforderten Regelgüte soll das Simu­ lationsverfahren höhere elastische Eigenformen des Prüfstands berücksichtigen können, d. h. insbesondere eine hierfür geeignete Struktur besitzen. Standard-Regelalgorithmen, z. B. vom PID-Typ, sind meist nicht flexibel genug und besitzen auch nicht die nötige Zahl von Freiheitsgraden für eine entsprechend gezielte Ein­ flußnahme auf elastische Eigenformen einer Regel­ strecke.
Bei dem Simulationsverfahren wird der dem unterlagerten Regler zur Verfügung gestellte dynamische Sollwert aus Meßsignalen des Prüfstands abgeleitet. Dieser Sollwert ist daher nicht völlig rückwirkungsfrei, sondern erzeugt zusätzlich zum Istwert der Regelung eine Rück­ führung von Meßgrößen auf den Regelstreckeneingang. Dies kann je nach Methode der Sollwertberechnung einen mehr oder weniger großen Einfluß auf die Regelgüte und/oder die Stabilität des Simulationsverfahrens haben. Diese Tatsache muß sich in der Struktur und Parametrierung eines angestrebten, optimal ausgelegten Reglers ausdrücken lassen.
Die Methode der dynamischen Sollwertberechnung hat großen Einfluß auf die erreichbare Regelgüte. Die von dem gesuchten Verfahren angewendete Methode sollte daher mit elastischen Eigenschwingungen des Prüfstands zurechtkommen und dennoch einen optimalen Schätzwert für das vom Fahrzeug auf den Prüfstand übertragene Drehmoment liefern.
Jedes mathematische Modell einer Regelstrecke ist unvermeidlich mit mehr oder weniger großen Fehlern behaftet. Der Regelalgorithmus sollte auf diese Fehler Rücksicht nehmen, indem es unter Einbeziehung einer sinnvollen Fehlerabschätzung eine optimale Regelgüte erzielt. Dies ist auch im Hinblick auf eine adaptive oder teiladaptive Regleroptimierung wichtig, die genau dort, wo das Streckenverhalten nur ungenau bekannt ist, einen hinreichenden Sicherheitsabstand halten muß, andererseits genau bekannte Streckeninformation voll nutzt, um die Regelgüteanforderungen, soweit möglich, dennoch zu erfüllen.
Zur Erfüllung der genannten Anforderungen ist erfindungsge­ mäß zum vorgesehen, daß zur Bestimmung der Kraftabgabe des Fahrzeugs ein Schätzer verwendet wird, der dem Prinzip einer geschlossenen Kreisstruktur entspricht, in deren Vor­ wärtszweig ein Schätzregler mit hoher Signalverstärkung und in deren Rückwärtszweig ein lineares, dynamisches Modell der Regelstrecke des Dynamometers liegt. Die erfindungsge­ mäße Schätzung ist so aufgebaut, daß die Verbindung zwi­ schen Streckensignalen einerseits und dem Schätzwert ande­ rerseits virtuell fast völlig aufgetrennt wird, der Schätz­ wert also keine nennenswerten Streckensignalanteile mehr enthält. Diese Schätzung ist daher hinsichtlich der Stabi­ lität der direkten Messung der Kraftabgabe des Fahrzeugs gleichwertig. Geringe Restwirkungen, die auf einem nicht absolut exakten Modell der Regelstrecke beruhen, werden im Reglerentwurf so berücksichtigt, daß die Stabilität gewähr­ leistet ist.
Besitzt die Regelstrecke neben den gesuchten unbekannten auch meßbare, bekannte Eingangssignale, so können erfin­ dungsgemäß die gemessenen, bekannten Eingangssignale, z. B. das Drehmomentsignal, zum Eingang der realen Regelstrecke und zum Eingang des Regelstreckenmodells geleitet und syn­ chron verarbeitet werden. Vorzugsweise wird der Schätzer intern als Zustandsregler und Beobachter ausgelegt, um eine hohe Bandbreite des Schätzregelkreises zu erzielen, da sich nur dann ausreichend schnell ein Schätzwert einstellt. In der Praxis kann eine hinreichend hohe Regelkreisbandbreite problemlos erzielt werden, indem alle Komponenten des Schätzers innerhalb eines Regelrechners berechnet werden. Damit existieren keinerlei Stabilitätsprobleme des Schätz­ regelkreises, sofern dieser mittels eines adäquaten Verfah­ rens stabil entworfen wurde. Letzteres ist aber mit einem Zustandsregler immer möglich, so daß praktisch, von der begrenzten Abtastfrequenz des Regelrechners abgesehen, eine beliebig schnelle Einstellung des Schätzregelkreises erfol­ gen kann.
Um weitere, die Simulation beeinflussende Größen, bei­ spielsweise Reibungsmomente berücksichtigen zu können, kann der Schätzer erfindungsgemäß zusätzliche Eingänge für bekannte, meßbare Eingangssignale aufweisen. Reibungsmo­ mente werden also in der Schätzung ebenso behandelt wie andere meßbare Eingangsgrößen. Ihre Erfassung erfolgt jedoch nicht während des Prüfbetriebs mit der Simulierung von Trägheitskräften, sondern in einer separaten, dem Prüf­ betrieb vorangehenden Lernphase mittels sogenannter Coarst-Down-Versuche des Prüfstands ohne Fahrzeug, die die Rei­ bungsmomente in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindig­ keit liefern. Der erfindungsgemäße Schätzer erlaubt auch die getrennte Berücksichtigung der Reibungsmomente zweier Prüfstandsrollen. Dies kann bei sehr stark unterschiedli­ chen Reibungsmomenten je Rolle zweckmäßig sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Blockschaltbildern näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.
Der erfindungsgemäße Schätzer beruht auf der Überlegung, daß ein optimaler Schätzer aus einer Reihe von meßbaren Ausgangsgrößen einer bekannten Regelstrecke auf eine oder mehrere gesuchte Eingangssignale der Regelstrecke, im vor­ liegenden Fall auf die von dem Fahrzeug an die Rollen des Dynamometers abgegebene Kraft oder das daraus resultierende Drehmoment schließen muß. Die lineare Regelstrecke F(s) eines Dynamometerprüfstands besitzt mehrere unbekannte Ein­ gangssignale in sowie einen meßbaren Ausgangsgrößenvektor out. Werden die meßbaren Ausgangssignale out durch die inverse Regelstrecke F(s)-1 geschickt, so erhält man am Ausgang der inversen Regelstrecke F(s)-1 einen exakten Schätzvektor in_schätz für den gesuchten Eingangsvektor in. In einer Gleichung ausgedrückt gilt:
in_schätz = F(s)-1·out = F(s)-1·F(s) = in
Offensichtlich ist für die exakte Ermittlung aller Ein­ gangsgrößen einer Regelstrecke aus den verfügbaren Meßgrö­ ßen am Ausgang der Regelstrecke die Invertierbarkeit der Regelstrecke eine notwendige Voraussetzung, die zur Lösung der bestehenden Schätzaufgabe führt. Die Inverse der Über­ tragungsmatrix F(s) kann nur existieren, wenn F(s) eine quadratische Matrix ist, die Regelstrecke also gleich viele Eingänge wie Ausgänge besitzt. Bei zu wenigen Meßgrößen out ist das Problem unterbestimmt, bei zu vielen Meßgrößen hängt es von dem Rang der Matrix F(s) ab, ob dennoch eine Lösung existiert. Nur bei linearer Abhängigkeit weiterer Meßgrößen kann eine exakte Lösung existieren. In der Regel wird man sich mit der notwendigen Anzahl von Meßgrößen begnügen und daher so viele linear abhängige Meßgrößen am Ausgang out messen, wie unbekannte Eingangssignale in geschätzt werden sollen.
Bei der Invertierung der Regelstrecke ergeben sich jedoch zwei Probleme. Häufig führt die Invertierung von Übertra­ gungsfunktionen bzw. Übertragungsmatrizen F(s) auf prak­ tisch nicht realisierbare inverse Übertragungsfunktionen F(s)-1. Dies ist immer dann der Fall, wenn in der Strecke F(s) Übertragungspfade enthalten sind, deren Zählergrad kleiner als der Nennergrad ist. Umgekehrt muß dann die inverse Strecke Pfade mit Zählergrad größer als Nennergrad besitzen, was auf ein- oder mehrfache Differentiation hin­ deutet, die gerätetechnisch nicht realisierbar ist. Des weiteren besitzt die Regelstrecke F(s) häufig neben den gesuchten unbekannten auch einige meßbare bekannte Ein­ gangssignale, die ebenfalls den Streckenausgang out beein­ flussen. Eine geeignete Lösung kann daher nur gefunden wer­ den, wenn es möglich ist, die meßbaren, bekannten Eingangs­ größen der Regelstrecke bei der Berechnung der gesuchten unbekannten Eingangssignale mit einzubeziehen.
Es wurde gefunden, daß sich zur Erzeugung des inversen Übertragungsverhaltens der Aufbau einer geschlossenen Kreisstruktur eignet, in deren Rückwärtszweig die zu inver­ tierende Regelstrecke zu liegen kommt, während im Vorwärts­ zweig eine sehr hohe Verstärkung K eingestellt wird. Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer solchen Struktur.
Für den geschlossenen Kreis gilt die Vektor-/ Matrizengleichung:
y = (KF(s)+I)-1 Kw
Wählt man ||K|| → ∞ so, daß auch KF(s) groß gegen die Ein­ heitsmatrix I so gilt mit sehr guter Näherung:
y ≈ (KF(s))-1 K w
y ≈ F(s)-1·K-1·K·w = F(s)-1·w
Hier muß K quadratisch und invertierbar sein, was aufgrund der gemachten Voraussetzungen über die Regelstrecke F(s) aber erfüllt ist, sofern K vollen Rang besitzt. Bei hinrei­ chend hoher Verstärkung von K ist der Ausgang y von K prak­ tisch mit F(s)-1·w identisch. Ersetzt man w durch F(s)· in, so erhält man den gewünschten Zusammenhang zwischen dem Eingangssignal der Strecke und dem Ausgangssignal y des Invertierers:
y ≈ F(s)-1·w = F(s)-1·F(s)·in = in
Damit ist das Problem der Invertierung der Regelstrecke auch bei Regelstrecken mit Zählergrad größer als Nennergrad auf die Nachbildung der realisierbaren Strecke F(s) im Rückwärtszweig eines Regelkreises mit hoher Vorverstärkung reduziert. Natürlich muß auch bei dieser Art der Invertie­ rung die Inverse von F(s) strukturell existieren, aller­ dings werden physikalisch nicht realisierbare Übertragungs­ pfade durch realisierbare Approximationen ersetzt.
Zur Lösung des zweiten Problems, der Einbeziehung weitere bekannter, meßbarer Eingangssignale der Regelstrecke sind sowohl die reale Regelstrecke als auch das Streckenmodell im Invertierkreis um die entsprechenden meßbaren Eingänge in2 zu erweitern. Das Blockschaltbild des dementsprechend gestalteten Schätzers zeigt Fig. 2.
Der gefundene Eingangsgrößen-Schätzer besitzt aufgrund der internen Verwendung des Regelstreckenmodells F(s) Ähnlich­ keit mit einem Zustandsbeobachter. Wie dieser enthält der Schätzer neben den Streckenausgängen auch bekannte, meßbare Streckeneingänge. Jedoch besteht ein wesentlicher Unter­ schied darin, daß im Gegensatz zu einem Zustandsbeobachter das Residuum (Differenz xd = out - out_dach) nicht zur direkten Korrektur aller Zustände des Regelstreckenmodells herangezogen wird. Vielmehr besitzt der Schätzer nur so viele Korrektur-Rückführungen s. in1_dach, wie die Regel­ strecke F(s) unbekannte Eingangsgrößen besitzt. Der Regler K = K(s) ist daher auch keine reine Verstärkungsmatrix mit konstanten Koeffizienten wie bei einem Beobachter, sondern ein dynamischer Regler, der mit geeigneten Methoden, z. B. Polvorgabe, quadratisch optimaler Entwurf o. ä., entworfen werden muß.
Änderungen im Signal out ergeben sich aus linearen Superpo­ sition zweier Signalanteile, die in den Eingangssignalen in1 bzw. in2 ihre Ursache haben. Jede Änderung des gemesse­ nen Eingangssignale in2 wird sowohl von der realen Regel­ strecke als auch von dem Regelstreckenmodell synchron ver­ arbeitet und bewirkt auf out und out_dach synchrone Verän­ derungen, die zu keiner Regelabweichung xd führen. Ledig­ lich Veränderungen in in1 führen zu entsprechenden Abwei­ chungen und werden von K(s) möglichst schnell ausgeregelt, was in der Folge dazu führt, daß sich schnell Y = in1_dach = in1 einstellen muß.
Wie bereits erwähnt, muß der Regler K(s) mit einem höheren regelungstechnischen Verfahren entworfen werden. Nur für sehr einfache Streckenmodelle und wenn nur eine Eingangs­ größe in1 gesucht ist, kann ausnahmsweise auch ein manuell gewählter, konstanter Faktor K ausreichen. Um die hohe Bandbreite des Schätz-Regelkreises zu erzielen, die zur ausreichend schnellen Einstellung von y = in1-dach notwen­ dig ist, wird man den Regler K(s) meist intern als Zustandsregler und Beobachter auslegen, was in der Praxis keine Probleme bereitet, wenn alle Komponenten des Schät­ zers innerhalb eines Regelrechners berechnet werden. Der gefundene Eingangsgrößenschätzer wird aus Gründen der On- Line-Rechenzeit und der numerischen Genauigkeit der Berech­ nung bei endlicher Wortlänge in einer einzigen Übertra­ gungsmatrix Fs(s) ≈ F(s)-1 zusammengefaßt, siehe Block­ schaltbild in Fig. 3.
Weiterhin kann der Schätzalgorithmus Fs(s) nach einer evtl. Ordnungsreduktion sowie Diskretisierung in Zustandsraumdar­ stellung umgeformt werden:
xk+1 = Axk + Buk
sowie
yk = Cxk + Duk
mit:
uk = (out′ in2′)′ = Vektor aller Eingangssignale des Schätzers
k = laufender diskreter Zeitindex.
Diese beiden Vektor-/Matrizengleichungen sind in Echtzeit zu realisieren.
Bei der Anwendung des Schätzers zur Bestimmung der Kraftab­ gabe des Fahrzeugs an einem Rollenprüfstand in Standardbau­ weise mit einer Gleichstrommaschine seitlich neben den Rol­ len ist für die Regelstrecke F(s) dessen Übertagungsmatrix (3-Masse-Schwinger aus zwei Prüfstandsrollen, der Gleich­ strommaschine und elastischen Wellenverbindungen) einzuset­ zen. Neben der gesuchten Eingangsgröße MF, dem abgegebenen Drehmoment des Fahrzeugs, ist auch eine zweite Eingangs­ größe Ma, das Ankermoment der Gleichstrommaschine nicht bekannt, so daß zwei unbekannte Eingangsgrößen vorliegen, denen zwei linear unabhängige Meßgrößen, nämlich das Dreh­ momentsignal Mw-ist und das Geschwindigkeitssignal ωp gegenüberstehen. Damit sind die theoretischen Voraussetzun­ gen für eine vollständige Eingangsgrößenschätzung erfüllt. Das Blockschaltbild für die Schätzung am Beispiel des Rol­ lenprüfstands ist in Fig. 4 gezeigt.
In vielen Fällen ist es möglich, den Rechenaufwand der Schätzung weiter zu reduzieren, sofern man auf die Schät­ zung des Ankermoments Ma verzichten kann. In diesem Fall kann das gemessene Drehmomentsignal Mw-ist als externe, meßbare Eingangsgröße des Vektors in2 definiert werden. Dies führt dazu, daß die Regelstrecke FR(s) im Gegensatz zu F(s) nunmehr eine mechanische Teilstrecke, bestehend aus den beiden Prüfstandsrollen aber ohne Gleichstrommaschine darstellt. Es ergibt sich dann das in Fig. 5 dargestellte alterative Blockschaltbild mit reduzierter Regelstrecke FR(s) und ebenfalls reduziertem Schätzer Fs(s).
Für die konkrete Auslegung des Reglers K(s) innerhalb des Schätzers F(s) sind eine Reihe von Entwurfsverfahren ver­ fügbar, wobei hier die modalen Verfahren wie Polvorgabe, vollständige modale Synthese aufgrund ihres relativ gerin­ gen numerischen Aufwands zu bevorzugen sind. Diese Methoden sind in der Lage unter Sicherstellung von Stabilität belie­ big schnelle Pole des Schätzregelkreises vorzugeben, wobei die Bandbreite der Schätzung direkt durch die vorgegebenen Pole (= Einschwingverhalten des Schätzkreises) bestimmt wird.
Bislang wurde die Schätzung unter reibungsfreien Bedingun­ gen betrachtet. Tatsächlich liegen bei allen Dynamometer­ prüfständen Reibungsverluste vor, die für eine exakte Simu­ lation der Fahrmechanik berücksichtigt werden müssen. Rei­ bungsmomente sind sehr einfach zu berücksichtigen, wenn man sich vergegenwärtigt, daß sie als weitere bekannte Ein­ gangsgrößen der Regelstrecke aufgefaßt werden können. Der Schätzer oder reduzierte Schätzer ist dann um diese zusätzlichen Eingänge entsprechend dem in Fig. 6 dargestellten Blockschaltbild zu ergänzen. Hierbei werden die Reibungsmomente Mr von dem Schätzer ebenso behandelt wie andere meßbare Eingangsgrößen. Lediglich ihre Erfassung erfolgt nicht on-line, sondern in einer vorangehenden Lernphase off-line. Falls erforderlich, erlaubt der erfindungsgemäße Schätzer auch die getrennte Berücksichtigung von Reibungsmomenten für jede der beiden Prüfstands rollen.
Aus dem von dem Schätzer oder reduzierten Schätzer geschätzten, abgegebenen Drehmoment MF-dach des Fahrzeugs wird das jeweilige Belastungsmoment MP als Sollwert für die unterlagerte Regelung nach folgender Gleichung berechnet:
MP = MF-dachFP)/θF
mit:
θF = nachzubildendes Fahrzeugträgheitsmoment
θP = Dynamometerträgheitsmoment.

Claims (7)

1. Verfahren zur Simulierung von Trägheitskräften bei der stationären Untersuchung von Fahrzeugen oder bei ver­ gleichbaren Untersuchungen mit Hilfe eines Dynamome­ ters, mit wenigstens einer Rolle zur Übertragung eines eine Trägheitskraft simulierenden Belastungsmoments auf die Räder eines Fahrzeugs, einer mit der Rolle gekup­ pelten Belastungseinrichtung zur Erzeugung des Bela­ stungsmoments, einem mit der Rolle und der Belastungs­ einrichtung gekuppelten Drehmomentwandler zur Abgabe eines Drehmomentsignals und einem mit der Rolle und der Belastungseinrichtung gekuppelten Geschwindigkeitswand­ ler zur Erzeugung eines Geschwindigkeitssignals, wobei in Abhängigkeit von dem Drehmomentsignal und dem Geschwindigkeitssignal die Kraftabgabe des Fahrzeugs an der Rolle, in Abhängigkeit von dieser Kraftabgabe das Belastungsmoment und in Abhängigkeit von dem Bela­ stungsmoment ein Belastungsregelsignal zur Regelung des Belastungsmoments bestimmt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Bestimmung der Kraftabgabe des Fahrzeugs ein Schätzer verwendet wird, der eine geschlossene Kreisstruktur aufweist, in deren Vorwärtszweig ein Schätzregler mit hoher Signalverstärkung und in deren Rückwärtszweig ein lineares dynamisches Modell der Regelstrecke des Dynamometers liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gemessene, bekannte Eingangssignale, z. B. das Drehmo­ mentsignal, zum Eingang der realen Regelstrecke und zum Eingang des Modells der Regelstrecke geleitet und syn­ chron verarbeitet werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schätzer intern als Zustands­ regler und Beobachter ausgelegt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Komponenten des Schät­ zers innerhalb eines Regelrechners berechnet werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schätzer zusätzliche Eingänge für bekannte, meßbare Eingangssignale, bei­ spielsweise Reibungsmomente aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung von Reibungs­ momenten nicht während des Prüfbetriebs mit der Simu­ lierung von Trägheitskräften, sondern in einer separa­ ten, dem Prüfbetrieb vorangehenden Lernphase mittels sogenannter Coarst-Down-Versuche des Prüfstands ohne Fahrzeug erfolgt, die die Reibungsmomente in Abhängig­ keit von der aktuellen Geschwindigkeit liefern.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsmomente zweier Prüfstandsrollen getrennt erfaßt und ausgewertet wer­ den.
DE19730851A 1996-08-01 1997-07-18 Verfahren zur Simulierung von Trägheitskräften mit Hilfe eines Dynamometers Expired - Lifetime DE19730851B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19730851A DE19730851B4 (de) 1996-08-01 1997-07-18 Verfahren zur Simulierung von Trägheitskräften mit Hilfe eines Dynamometers

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19631077 1996-08-01
DE19631077.6 1996-08-01
DE19730851A DE19730851B4 (de) 1996-08-01 1997-07-18 Verfahren zur Simulierung von Trägheitskräften mit Hilfe eines Dynamometers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19730851A1 true DE19730851A1 (de) 1998-02-05
DE19730851B4 DE19730851B4 (de) 2006-07-06

Family

ID=7801496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19730851A Expired - Lifetime DE19730851B4 (de) 1996-08-01 1997-07-18 Verfahren zur Simulierung von Trägheitskräften mit Hilfe eines Dynamometers

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH112588A (de)
DE (1) DE19730851B4 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19806755A1 (de) * 1998-02-18 1999-08-19 Zoellner Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugrollprüfstandes mit Massensimulation
DE19822037A1 (de) * 1998-05-15 1999-11-18 Schenck Pegasus Gmbh Verfahren und Regeleinrichtung zur elektrischen Schwungmassensimulation bei Prüfständen
DE19846612A1 (de) * 1998-10-09 2000-04-20 Schenck Pegasus Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Massensimulation von Kraftfahrzeugen auf ortsfesten Prüfständen

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4446986B2 (ja) 2006-08-10 2010-04-07 トヨタ自動車株式会社 車両走行試験装置
CN106371017B (zh) * 2016-11-11 2023-04-25 福建工程学院 超声电机瞬态响应惯量负载加载装置及其加载方法
DE102016123629A1 (de) 2016-12-07 2018-06-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Regelsystem für einen Lenkungsprüfstand
CN108398969B (zh) * 2018-05-02 2023-05-12 吉林大学 电机驱动磁流变液转子力感反馈装置及其使用方法
CN116280294B (zh) * 2023-03-24 2024-03-12 北京航辰机载智能系统科技有限公司 地面测试环境中惯性力模拟方法及系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4327578A (en) * 1979-12-19 1982-05-04 Horiba Instruments Incorporated Dynamometer
JPS62112028A (ja) * 1985-11-09 1987-05-23 Horiba Ltd シャシダイナモメータシステムの制御装置
US5311770A (en) * 1992-06-05 1994-05-17 Horiba Instruments Incorporated Frictionless bearing chassis dynamometer
DE4427966A1 (de) * 1994-08-09 1996-02-15 Schenck Pegasus Corp Verfahren und Vorrichtung zur Massensimulation auf ortsfesten Prüfständen

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19806755A1 (de) * 1998-02-18 1999-08-19 Zoellner Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugrollprüfstandes mit Massensimulation
DE19822037A1 (de) * 1998-05-15 1999-11-18 Schenck Pegasus Gmbh Verfahren und Regeleinrichtung zur elektrischen Schwungmassensimulation bei Prüfständen
DE19846612A1 (de) * 1998-10-09 2000-04-20 Schenck Pegasus Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Massensimulation von Kraftfahrzeugen auf ortsfesten Prüfständen
US6516287B1 (en) 1998-10-09 2003-02-04 Schenck Pegasus Gmbh Method and device for simulating the mass of motor vehicles placed on stationary test stands

Also Published As

Publication number Publication date
JPH112588A (ja) 1999-01-06
DE19730851B4 (de) 2006-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010036500B4 (de) Steuervorrichtung für einen Elektromotor mit einer Funktion zum zeitgleichen Bestimmen von Trägheit und Reibung
DE102004001764B4 (de) Ausgleich der Reibung in einem Lenksystem eines Fahrzeuges
EP0280948B1 (de) Elektronischer Beobachter für einen an eine Belastungsmaschine gekoppelten Drehmomenterzeuger sowie Verfahren zur Bestimmung des Momentes und zur Prüfung des Drehmomenterzeugers
DE102018209594A1 (de) Verfahren und System für Lastschätzung und Schwerkraftausgleich auf einem Roboterarm
DE102007027652A1 (de) Betriebsverfahren und Schaltungsanordnung für einen kapazitiven mikromechanischen Sensor mit analoger Rückstellung
DE3416496C2 (de)
EP3732458A1 (de) Prüfstand und verfahren zum durchführen eines dynamischen prüflaufs für einen prüfaufbau
EP0696729B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Massensimulation auf ortsfesten Prüfständen
DE112014006662B4 (de) Motorsteuerkonstanten-Rechenvorrichtung
EP0520233B1 (de) Einrichtung zur Identifikation einer Übertragungsstrecke
DE19730851A1 (de) Verfahren zur Simulierung von Trägheitskräften mit Hilfe eines Dynamometers
EP0896263A2 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ermittlung optimaler Reglerparameter für eine Drehzahlregelung
DE102017221238A1 (de) Servomotor-steuereinrichtung, servomotor-steuerverfahren und servomotor-steuerprogramm
DE2126908C3 (de) Einrichtung zum Bestimmen einer bzw. eines von einem Motor an eine äußere Last abgegebenen Kraft bzw. Drehmoments
DE102016123629A1 (de) Regelsystem für einen Lenkungsprüfstand
DE60209894T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur winkelgeschwindigkeitssteuerung einer schwachgedämpften elektromechanischen kette
EP1005147B1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ermittlung einer optimalen Verstärkung des Integrators eines Drehzahlreglers
EP3139221A1 (de) Autonomer l1-adaptiver regler mit exakter polvorgabe
DE102014101252B4 (de) Positionssteuervorrichtung
EP3329335A1 (de) Dämpfung von lastschwingungen ohne zusätzliche messmittel an der lastseite
DE19617107A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Positionieren eines Gerätes
DE102016116292B4 (de) Steuerungssystem und Verfahren für eine modellbasierte Schätzung eines Fahrerdrehmoments
DE2805989C2 (de) Selbsttätige Steuerung für den Schaltmotor von elektromechanischen, selbsteinspielenden Waagen
DE102017009031A1 (de) Verfahren zur objektiven Bewertung eines Querregelverhaltens eines aktiven Spurhaltesystems eines Fahrzeugs
DE4339099A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Drehzahlregelung mit Drehmomentbegrenzung oder wahlweiser dynamisch schneller Drehmomentsteuerung

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SCHENCK PEGASUS GMBH, 66571 EPPELBORN, DE

8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: HORIBA AUTOMOTIVE TEST SYSTEMES GMBH, 64293 DARMST

8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right