DE3008901A1

DE3008901A1 - Dynamometersystem fuer die simulierung von strassenlast- und fahrzeugtraegheitsvermoegenskraeften bei der untersuchung von stationaer angeordneten fahrzeugen

Info

Publication number: DE3008901A1
Application number: DE19803008901
Authority: DE
Inventors: Severino Laguna Beach Calif. D'Angelo
Original assignee: Horiba Instruments Inc
Current assignee: Horiba Instruments Inc
Priority date: 1979-12-19
Filing date: 1980-03-07
Publication date: 1981-07-02
Also published as: GB2065887A; US4327578A; JPS5687838A; GB2065887B

Description

1o -

Dynamometersystem für die Simulierung von Straßenlast- und Fahrzeugträgheitsvermögenskräften bei der untersuchung von stationär

angeordneten Fahrzeugen

Die Erfindung betrifft ein Dynamometersystem für die Simulierung von Straßenlast- und Fahrzeugträgheitsvermögenskräften bei der Untersuchung von stationär angeordneten Fahrzeugen und richtet sie insbesondere auf die elektromechanischen Bestandteile des Systems.

Kraftfahrzeugdynamometer werden in erster Linie zu zwei Zwecken eingesetzt; zum einen als Meßeinrichtungen für die Bestimmung der Drehmoment- und/oder Leistungsabgabe eines Fahrzeugs und zum anderen als Simulationseinrichtungen für die Simulation von Trägheitsvermögen- und Straßenlastkräften, denen ein Fahrzeug bei Normalbetrieb des Fahrzeugs unterworfen würde. Die vorliegende Erfindung ist in erster Linie auf den zweiten Anviandungsfall gerichtet.

' Wenn die Dynamometersysteme als Simulatoren eingesetzt werden, besitzen sie typischerweise eine mechanische Einrichtung, z.B. ein Schwungrad, für die Simulation des Trägheitsvermögens des Fahrzeugs und eine Leistungsaufnahmeeinheit (power absorption unit für die Simulation von Straßenlastkräften und einen Systemregler fiir die Regelung der Kraftabgabe der im folgenden manchmal mit der Kurzbezeichnung PAU bezeichneten Leistungsabsorptions- bzw. Aufnahmeeinheit. Das Trägheitsvermögen des Fahrzeugs ist eine

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Funktion des Kraftfahrzeuggewichtes und ist die Kraft, die bei Beschleunigung oder Verlangsamung des Fahrzeugs überwunden werden muß. Straßenlastkräfte andererseits sind die Kräfte, die zum Aufrechterhalten der Fahrzeuggeschwindigkeit überwunden werden müssen. Hierzu gehören Faktoren wie Ausbrechdrehmoment (break-away torque) Rollreibung und Luftwiderstand.

Die klassische Formel für die Berechnung der Kraftabgabe eines Fahrzeugs ist;

F= (A + Bv + Cv²) + I —

ν = Geschwindigkeit des Fahrzeugs

I = Fahrzeuggewicht und Trägheitsvermögen seiner drehenden Teile

dv/dt= Beschleunigung des Fahrzeugs

A = Lastkoeffizient infolge statischer Reibung (Ausbruchsdrehmoment)

B = Lastkoeffizient infolge kinetischer Reibung (Rollreibung)

C = Lastkoeffizient der quadratischen Geschwindigkeit (Luftwiderstand) .

Die obige Formel kann einfacher wie folgt gefaßt werden:

F - RL

worin RL die Straßenlastkräfte darstellt und dem Ausdruck

130027/0794 · - 12 -

A + Bv + Cv entspricht

Viele konventionelle Dynamometersysteme simulieren die Trägheitskraft .(I dv/dt) unter Zuhilfenahme von abkuppelbaren Schwungräderr Diese Dynamometer simulieren die Straßenlastkräfte mit einer Leistungsaufnahmeeinheit, die entweder ein Gleichspannungsmotor, eine Wirbelstrombremse oder eine hydrokinetische Bremse ist. Obwoh in manchen Anwendungsfällen Schwungräder eine gute Simulation der Trägheitskräfte ergeben, treten doch in den Anwendungsfällen erhebliche Nachteile auf, wo Flexibilität, niedrige Kosten und Genauigkeit der Simulation erforderlich sind. Z.B. ist die Anzahl verschiedener Trägheitswerte, die mit einem gegebenen Satz von Schwungrädern erreichbar ist, beschränkt. Darüber hinaus kann eine größere Auswahl von Trägheitswerten nur mit einer großen Anzahl von Schwungrädern verwirklicht werden, was wiederum zur Erhöhung der Kosten zur Vergrößerung der mechanischen Komplexhiet des Syst« führt, während die Verläßlichkeit infolge der erforderlichen großei Anzahl von Kupplungen abnimmt. Darüber hinaus führen Schwungräder parasitäre Reibung und Luftreibungsverluste in das Dynamometersyst« ein, die ihrerseits einen Fehlerfaktor in die Straßenlastsimulatior einführen. Dieser Fehlerfaktor ist sehr schwer zu kompensieren, da er sich jedesmal dann ändert, wenn eine neue Schwungradkombinatj eingesetzt wird.

Die vorstehend aufgeführten Probleme werden im wesentlichen dadurch vermieden, daß ein Dynamometersystem geschaffen wird, bei dem die Leistungsaufnahmeeinheit sowohl zur Simulation der Straßenlastkräfte. als auch der Trägheitskräfte benutzt wird. Typischerweise benutzt auch dieses Dynamometersystem ein Schwungrad, macht jedoch

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- 13 keine mechanischen Kupplungen erforderlich.

Die meisten der konventionellen Dynamometersysteme, die die Leistungsaufnahmeeinheit PAU sowohl für die Straßenlastsimulation als auch für die Trägheitsvermögenssimulation verwenden, benutzen die Formel F = RL + I dv/dt für die Berechnung der von der Leistungsaufnahmeeinheit zu simulierenden Kraftabgabe. Insbesondere werden die geeigneten Konstanten für A, B, C und I in den Systemregler eingegeben und die Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte werden aus der Information berechnet, die von einem Geschwindigkeitsmeßwandler ^er~ zeugt werden, der mit den von den Antriebsrädern des Fahrzeugs angetriebenen Rollen verbunden ist.

Der Hauptnachteil dieser Anordnung ist in der diesem System eigenen Verzögerungszeit (lag time) zu sehen, die bei Ansprechen auf Änderungen der Beschleunigung vorhanden ist. Insbesondere wird bei diesem Verfahren die zu simulierende Trägheitskraft bestimmt, indem zunächst die Fahrzeugbeschleunigung gemessen wird, dieser Beschleunigungswert oder diese Beschleunigungswerte mit dem zu simulierenden Trägheitsgewicht multipliziert werden und dann dieses Produkt als Trägheitskraft simuliert wird. Dieses Verfahren erzeugt zwar genaue Ergebnisse,solange die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung konstant sind, führt aber zu einer ungenauen Simulation des Trägheitsmomentes, wenn sich die Beschleunigung ändert. Diese Ungenauigkeit kann dadurch erklärt werden, wenn man folgende Sachverhalte betrachtet: (1) Beschleunigung ist das Ergebnis des Einwirkens einer Kraft auf eine Masse (Trägheits-

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vermögen) und (2) Masse und Trägheitsvermögen sind der Effekt, der der· Beschleunigung vorausgeht. Daher kann eine richtige Beschleunigung nur auftreten, nachdem die geeignete Kraft und Masse (Trägheitsvermögen) vorhanden sind - (nicht vorher). Aus diesem Grund ist es wünschenswert, den Einsatz einer Beschleunigungsgröße als eine Eingangsgröße für die Berechnung von Trägheitskräften zu vermeiden, da die geeignete Beschleunigung nicht eher auftritt, als die richtige Trägheitskraft simuliert worden ist. Es ist daher vorzuziehen, die Beschleunigung als eine Ausgangsgröße zu behandeln, wobei Kraft und Trägheitsmasse als Eingangsgrößen benutzt werden. Solange die Beschleunigungen konstant sind, spielt es natürlich keine Rolle, ob die obige Sequenz umgekehrt wird, da die Beschleunigung·,die einem Zeitpunkt folgt, gleich der Beschleunigung zum vorhergehenden Zeitpunkt ist. Ein klassiches Dynamometer wird aber in einen Suchzustand übergehen, bis ein stetiger 'Zustand erreicht ist. Mit anderen Worten: für den kurzen Zeitabschnitt,der unmittelbar einer Beschleunigungsänderung folgt, ist der gemessene Beschleunigungsterm in der obigen Formel nicht korrekt, bis das System "nachgefolgt" ist. In praxi korrigiert das System Änderungen in der Beschleunigung dadurch, daß eine Reihe von aufeinanderfolgenden Approximationen durchgeführt werdei bis die geeignete PAU-Kraft erreicht ist. Die Länge dieses Nachei! abschnittes variiert von System zu System und hängt von den folgenden Bedingungen ab:

(1) PAU-Ansprechzeit

(2) Verhältnis des elektrischen Trägheitsvermögens zur mechanischen Trägheitsvermögen

130027/0794 . ₁₅ .

(3) Ansprechzeit der Beschleunigungsmesser

(4) Wert der Beschleunigung

(5) Gesamtansprechzeit des Drehmoiiientnießwandlers und des Systemreglers.

Dies Zeitintervall kann mehrere see. betragen. Der Sachverhalt wird noch komplizierter, da eine zusätzliche Verzögerungszeit erforderlich ist, um die Beschleunigung zu messen. Daher wird die Zeit, die für das Sammeln ausreichender neuer Daten zur Berechnung der angemessenen neuen PAU-Kraft erforderlich ist, weiter erhöht.

Um die Ansprechzeit der bekannten Dynamometersysteme zu verbessern, ist bereits ein Vorschlag gemacht worden, der sich prinzipiell von den klassichen Vorschlägen, die vorstehend diskutiert worden shd, unterscheidet, indem bei diesem Vorschlag die Drehmomentabgabe des Fahrzeugs - eine sich schneller ändernde Größe - gemessen wird und daraus die Geschwindigkeit gerechnet wird, mit der die Leistungsaufnahmeeinheit arbeiten sollte. Dies wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß die vorstehend gegebene Kraftgleichung für die Geschwindigkeit gelöst wird, was zu folgendem Ergebnis führt:

V = j J (F - RL) dt ο

worin F, nun die Drehmomentabgabe des Fahrzeugs ist, wie sie mit einem Drehmomentmeßwandler gemessen werden kann. Obwohl dieser Vorschlag hinsichtlich einer Verringerung der dem anfänglichen Vorschlag eigenen Verzögerungszeit erfolgreich ist, weist er doch

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zwei prinzipielle Nachteile auf. Erstens muß der Drehmoinentmeßwan ler so dicht als möglich an den Antriebsrädern des Fahrzeugs angeordnet werden,.so daß das von dem Meßwandler abgegebene Drehmomentsignal ein tatsächliches Maß für die Kraftabgabe des Fahrzeu ist. Dies führt typischerweise zu einer Anordnung des Drehmomentmeßwandlers zwischen den Rollen und dem Schwungrad. Diese Anordnu ist annehmbar, solange das Trägheitsvermögen der Rollen nicht einen wesentlichen Prozentsatz des Gesamtträgheitsvermögens des

ist

Systems darstellt. Zweitens die Regelgröße für die Leistungsaufnahmeeinheit eher Geschwindigkeit als Kraft. Da die Leistungs aufnahmeeinheit, die typischerweise ein über Thyristoren erregter Gleichspannüngsmotor ist, in Wirklichkeit eine Drehmomentmaschine ist, kann die Ausgangsgröße der Leistungsaufnahmeeinheit am beste mit einem Minimum an Verzögerungszeit geregelt werden, wenn hierf ein Drehmomenteingangssignal verwendet wird. Eine vergleichbare Analogie·kann mit einem elektrischen Heizgerät gezogen werden. Die richtige Temperatur kann schneller erreicht werden, indem der dem Heizgerät zugeführte Strom direkt bestimut wird, um zu der gewünschten Temperatur zu gelangen, als daß dem Heizgerät das gewünschte Temperaturniveau "mitgeteilt" wird.

Die vorliegende Erfindung schlägt nun ein drittes Verfahren für die Regelung der Dynamometersimulation vor, wobei sowohl ein gemessener Wert für die Kraft als auch ein gemessener Wert für die Geschwindigkeit zur direkten Berechnung der gewünschten Kraft abgabe der Leistungsaufnahmeeinheit (PAU) verwendet wird. Der Regler der vorliegenden Erfindung erkennt, daß der vom Drehmoment

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—. I 7 „.

meßwandler abgegebene Kraftwert nicht direkt auf der wahren Kraftabgabe des Fahrzeugs liegt. Das vorliegende System benutzt daher folgende Gleichung zur Bestimmung der tatsächlichen Kraftabgabe des Fahrzeugs:

_P = ρ ₊i dv

t r dt

F. = der Kraftmeßwert des Drehmomentmeßwandlers, ν = die gemessene Rollgeschwindigkeit und I = das mechanische Trägheitsvermögen "außerhalb" der Drehmomentmeßwandlerschleife, d.h. das Trägheitsmoment der mechanischen Komponenten zwischen den getriebenen Rädern des Fahrzeugs und dem Drehmomentmeßwandler.

Da die Kraft außerhalb der Drehmomentschleife berücksichtigt wird, kann der Drehmomentmeßwandler auch zwischen dem Schwungrad und dem Gleichspannungsmotor (PAU) angeordnet werden, wo die Drehmomentbelastungen nicht so groß sind, so daß der Einsatz eines kleineren, genauer arbeitenden Meßwandlers möglich wird. Das vorliegende System ermöglicht es auch, daß der Drehmomentmeßwandler nahe der Rollen oder selbst direkt an dem Fahrzeug angebracht werden kann, ohne daß die Simulationsgenauigkeit verschlechtert wird. Es soll hier unterstrichen werden, daß keines der vorstehend beschriebenen, zum Stand der Technik gehörigen Systeme diese Flexibilität aufweist.

Aus der obigen Gleichung berechnet das Regelsystem den Wert, den die Beschleunigung bei gegebener Gesamtkraftabgabe und der gerade vorhandenen Geschwindigkeit haben sollte, und berechnet die ent-

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sprechende Kraftabgabe, die der Leistungsaufnahmeeinheit PAU zugeordnet werden sollte, um die theoretische Beschleunigung zu erzeug Gleichzeitig wird das Trägheitsvermögen innerhalb der Drehmomentschleife berechnet und mit dem zugeordneten Schleifenträgheitsverm genswert verglichen, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das der bestimmten PAU-Kraft zuaddiert wird, um Abweichungen auszukorrigiere

Damit vermeidet das Dynamometersystem der vorliegenden Erfindung

den
die Verzögerungszeitprobleme, die/meisten Dynamometerregelsystemen des Standes der Technik eigen waren, indem eine neuartige rückkoppelnde Regelung vorgeschlagen wird, die einen genau berechneten Wert für die Kraftabgabe der Leistungsaufnahmeeinheit ermöglicht. Darüber hinaus wird die Kraftabgabe der Leistungsaufnahmeeinheit im vorliegenden System direkt geregelt und nicht indirekt durch Regelung der Geschwindigkeit.

Um die Genauigkeit des Systems zu verbessern, wird weiterhin ein neuartiger Geschwindigkeitssignalkonditionierschaltkreis vorgeschlc gen, der ein sehr genaues Geschwindigkeitssignal aus dem Ausgangssignal des Geschwindigkeitsmeßwandlers ableitet, ohne daß Systemansprechzeit geopfert wird. Im einzelnen ist anzumerken, daß der Geschwindigkeitssignalkonditionierkreis (1) die Geschwindigkeitsimpulse zählt, die er innerhalb eines vorgegebenen minimalen Zeitintervalls vom Geschwindigkeitsmeßwandler erhält; diesen Impulsen zählt er den ersten,nach Ablauf des vorgegebenen Zeitintervalls ein laufenden Impuls noch hinzu,
(2) die genaue Zeit mißt, die von dem ersten Impuls bis zum letzten gezählten Impuls verstreicht und

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(3) den Gesamtzählerstand durch die gesamte verstrichene Zeit teilt. Auf diese Weise ist das Meßzeitintervall nicht auf einen irgendwie angenommenen Wert beschränkt, sondern ändert sich mit der Impulsfolgefrequenz (Impulsgeschwindigkeit),mit der die Geschwindigkeitsimpulse einlaufen. Damit wird der prozentuale Fehler in dem Geschwindigkeitssignal ganz wesentlich verringert, ohne daß die Länge der Gesamtmeßzeit in signifikanter Weise vergrößert wird.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Dynamometer systems ;

Fig. 2 ein elektrisches Blockdiagramm des Systems gemäß

Fig. 1;

Fig. 3A,3B ein funktionales Blockdiagramm zur Erläuterung

der Systemregeleinheit der vorliegenden Erfindung;

fig. 4A-4D einen Schaltplan der Ausgabelogikstufe des elektrischen Blockdiagramms in Fig. 2;

Fig. 5A,5B den Schaltplan des neuen Geschwindigkeitssignal-

konditionierkreises im elektrischen Blockdiagramm gemäß Fig. 2.

In der Fig. 1 wird ein Dynamometerregelsystem 1o gezeigt. Das Dynamometersystem 1o weist eine Rollenbaugruppe 12 auf, die aus zwei länglichen Rollen besteht, die ihrerseits von den Antriebs-

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- 2ο -

rädern eines Fahrzeuges angetrieben werden können. Die Rollenbaugruppe 12 ist mechanisch über eine Welle 15 mit einem Schwungrad 14 und einer Leistungsaufnahmeeinheit (PAU) 18 verbunden, die vorzugsweise von einem 56 kW (75 HP)-Gleichstrommotor der Firma General Electric gebildet wird. Auf der Welle 15 ist zwischen dem Schwungrad 14 und dem Gleichspannungsmotor 18 ein Drehmoment-

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wandler/angeordnet, der ein Kraftausgangssignal abgibt, das einer

Systemregeleinheit 24 zugeführt wird.

An dem Ende der Welle 15 ist ein Geschwindigkeitswandler 2o angeordnet, dessen Geschwindigkeitsausgangssignal ebenfalls der Systemregeleinheit 2 4 zugeführt wird. Aus der rückgekoppelten Information , die die Systemregeleinheit 24 von dem Drehmomentwandle: 16 und dem·Geschwindigkeitswandler 2ö erhält, berechnet die System regeleinheit 24 die gewünschte Kraftabgabe der PAU 18 und erzeugt ein geeignetes AusgangsSteuersignal, das einem Leistungssteuergerät 22 zugeführt wird. Das mit Wechseisp nnung beaufschlag Leistungssteuergerät 22 steuert den Wert des dem GIeichspannungsmotor 18 zugeführten Stroms.

Vorzugsweise ist die Systemregeleinheit 24 ein auf Mikroprozessore: aufgebauter Regelkreis, der die von dem Dynamometersystem 1o simulierten Trägheits- und Straßenlastkräfte berechnen und regeln kann Insbesondere kann die Systemregeleinheit 24 die gewünschte Kraftabgabe des Gleichspannungsmotors 18 bestimmen, indem die gesamte Kraftabgabe des Fahrzeugs berechnet wird und dann die theoretische Beschleunigung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der von dem Fahrz

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abgegebenen Kraft bestimmt wird. Auf diese Weise stellt das System der vorliegenden Erfindung eine signifikante Verbesserung gegenüber den bekannten Systemen dar, die stets unter einer Zeitverzögerung litten. Zusätzlich kann die Steuerung der Leistungsaufnahmeeinheit in Form des Gleichspannungsmotors 18 direkt bewerkstelligt, werden, indem die von der Leistungsaufnahmeeinheit abgegebene Gesamtkraft bestimmt wird.

Wie bereits erwähnt, soll das Dynamometersystem die Trägheitsund Straßenlastkräfte simulieren, denen ein Fahrzeug während normalen Betriebs des Fahrzeugs unterliegt. Die Trägheitskräfte hängen direkt von dem Gewicht des Fahrzeugs ab und werden in dem Dynamometersystem durch Kombination des den verschiedenen drehenden Komponenten in dem System zugeordneten mechanischen Trägheitsvermögens mit den dem Gleichspannungsmotor 18 zugeordneten elektrischen Trägheitsvermögen simuliert. Das mechanische Trägheits-, vermögen(im) wird hauptsächlich von dem dem Schwungrad zugeordneten Trägheitsvermögen dem Trägheitsvermögender Rollenbaugruppe und dem dem Gleichspannungsmotor 18 zugeordneten mechanischen Trägheitsvermögemufgebaut. Dies ist ein festes Charakteristikum des Dynamometersystems und kann z.B. 168o kg (37oo lbs) betragen. Das elektrische Trägheitsvermögen (Ie) ist auswählbar und kann durch die Bedienungsperson vorgegeben werden, so daß das von dem Dynamometersystem simulierte Gesamtträgheit a/ermögen gleich dem Gewicht des zu untersuchenden Fahrzeugs ist. Damit wird klar, daß - wenn das Gewicht des zu untersuchenden Fahrzeugs das gesamte mechanische Träghe its vermögendes Dynamometers übersteigt - das elektrische

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Tr äghe its vermögen/auf einem die Differenz ausgleichenden geeigneten positiven Wert eingestellt werden muß. Andererseits ist klar, daß wenn das Gewicht des zu untersuchenden Fahrzeugs kleiner ist als das gesamte mechanische Trägheitsvermöger/des Dynamometers - das elektrische Trägheitsvennögenwegen der Differenz auf einen geeignete negativen Wert eingestellt werden muß. Straßenlastkräfte, zu denen Reibung .und Strömungswiderstand (windage) gehören, hängen von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab und werden zur Gänze durch den Gleichspannungsmotor 18 simuliert. Die Kraft- oder Drehmomentabgabe des Gleichspannungsmotors 18 wird geregelt·, indem der dem Gleichspannungsmotor 18 zugeführte Ankerstrom geregelt'· wird. Damit wird klar, daß der Gleichspannungsmotor im Fall der vorliegenden Erfindung sowohl elektrisches Trägheitsvermögen als auch Straßenlastkräfte simuliert. Die bereits vorstehend gegebene klassische Formel für die Bestimmung der Kraftabgabe eines Fahrzeugs ist:

F = A + Bv + Cv² + I (dv/dt); oder F = RL + I (dv/dt),

worin RL=die Straßenlastkräfte und somit gleich A + Bv + Cv sind.

Hierbei ist ν die Rollgeschwindigkeit und I das Trägheitsvermögen des Fahrzeugs. Mit der von dem Drehmomentwandler 16 und dem Geschwindigkeitswandler 2o abgegebene Information kann die Kraftabgabe des Fahrzeugs gemessen und gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden:

F = F_t + I_r (dv/dt)

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F = die mittels des Drehmomentwandlers 16 gemessene Kraftabgabe

I = das mechanische Trägheitsvermögen "außerhalb" der Drehmomentschleife

ν = die von dem Geschwindigkeitswandler 2o erfaßte P.ollgeschwindigkeit.

Die parasitären Reibungs- und Strömungswiderstandsverluste werden zu Null angenommen, um diese Ableitung zu vereinfachen. Tatsächlich werden sie von dem Ausgangssignal des Drehmomentwandlers abgezogen, wenn dieses Signal konditioniert wird (vgl. die Beschreibung von Fig. 3B).

Es ist wichtig, hier herauszustreichen, daß das Ausgangssignal des Drehmomentwandlers 16 nicht gleich der Kraftabgabe des Fahrzeugs ist, wenn nicht die Beschleunigung gleich Null ist .Dies liegt daran, daß der Drehmomentwandler 16 das Trägheitsvermögen von Schwungrad 14 und Rollenbaugruppe 12 nicht "sieht". Mit anderen Worten, damit der Drehmomentwandler 16 eine genaue Ablesung der gesamten Kraftabgabe des Fahrzeugs durchführen kann, müßte der Drehmomentwandler direkt gegenüber den Antriebsrädern des Fahrzeugs angeordnet sein; diese Maßnahme ist von einem praktischen Gesichtspunkt aus nicht durchführbar. Bei einigen Dynamometersystemen ist der Drehmomentwandler zwischen dem Schwungrad und der Rollenbaugruppe angeordnet, wobei das Schwungrad aber innerhalb der Drehmomentschleife angeordnet wird. Auch bei dieser Anordnung wird aber das Drehmoment der Rollen ebenfalls nicht beachtet. Wenn der Drehmomentwandler auf der Rollen-

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seite des Schwungrades angeordnet wird, ist er weiterhin wesentlic höheren Drehmomentbelastungen ausgesetzt und muß daher von größere aber wesentlich unempfindlicherer Bauart sein. Somit ist der in der vorstehenden Formel aufgeführte Wert von I gleich dem mechani Trägheitsvermögen der Komponenten zwischen dem Drehmomentwandler 16 und den Antriebsrädern des Fahrzeugs, welches Trägheitsvermögen bei der bevorzugten Ausfuhrungsform gleich dem Trägheitsvermögen des Schwungrades 14 und der Rollenbaugruppe 12. ist.

Da definitionsgemäß die Straßenlastkräfte diejenigen Kräfte sind, die zum Einhalten einer gegebenen Geschwindigkeit überwunden werde müssen, und die Trägheitskräfte diejenigen Kräfte sind, die bei Beschleunigung überwunden werden müssen, können wir aus der vorste henden Gleichung den Teil der gesamten Kraftabgabe des Fahrzeugs bestimmen, der für die Beschleunigung zur Verfügung steht, indem wir die Größe RL abziehen". Damit wird die Gleichung zu:

F · = F + I (dv/dt)-RL a t r

worin F die für die'Beschleunigung zur Verfügung stehende Krafta

abgabe des Fahrzeugs ist. Wenn F bekannt ist, wird es nun möglich

zu bestimmen, was bei Vorgabe der Geschwindigkeit und der gesamter Kraftabgabe als wahre Beschleunigung des Fahrzeugs vorhanden sein sollte. Dies wird erreicht, indem man die für F gegebene Gleichur —' a

durch I_T teilt, d.h. durch das Gesamtträgheitsmoment. Damit wird die theoretische Beschleunigung a des Fahrzeugs gegeben durch:

(P_t + i_r(dv/dt) - RL)

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Aus dieser Gleichung kann die dem Gleichspannungsmotor 18 zuzuordnende Kraftabgabe direkt berechnet werden. Hierzu wird in Erinnerung gerufen, daß der Gleichspannungsmotor sowohl elektrisches Trägheitsvermögen I als auch Straßenlastkräfte RL simuliert. Damit wird die gesamte Kraftabgabe des Gleichspannungsmotors zu:

^FPAÜ

Indem in dieser Gleichung der obige Ausdruck für a eingesetzt wird, erhält man folgende Gleichung:

^FPAU " ^{RL +} T^ ^(Ft * ¹

« (1 - jS. ) RL + « (F + I dv/dt)

* ⁹V T

( ) RL ♦ ^ (F_t ♦ I_T dv/dt)

^{1 1}^
*L rl + e (F ♦ I dv/dt)

Xrp ί<γ L X

Um das Verständnis zu erleichtern, wird folgende Zusammenstellung der in den obigen Gleichungen benutzten Größen gegeben:

ν = Rolloberflächengeschwindigkeit, die durch den Geschwindigkeitswandler erfaßt wird

F = die durch den Drehmomentwandler erfaßte Kraft I_ = das Gesamtträgheits vermögen (I + I)

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I = gesamtes mechanisches Trägheitevermög&n I = elektrisches Trägheitsvermögen

I = mechanisches Trägheitsmoment außerhalb der ^r Drehmomentschleife, d.h. Trägheitsvermögen der mechanischen Komponenten zwischen dem Drehmomentwandler und den Antriebsrädern des Fahrzeugs

KL = A + Bv + Cv = Straßenlastkräfte,und

a, = theoretische Fahrzeugbeschleunigung.

Die vorstehend aufgeführte Ableitung von F wird durch die Syst' regeleinheit 2 4 in einer Weise durchgeführt, wie sie schematisch in der Fig. 3A dargestellt ist. Im einzelnen wird das Ausgangssig] des Geschwindigkeitswandlers 2o in ein Geschwindigkeitssignal dur< einen neuartigen Geschwindigkeitssignalkonditionierkreis 32 umgewandelt, der weiter unten noch genauer beschrieben wird. Das Geschwindigkeitssignal ν wird dann differenziert und mit dem Wert von I multipliziert. Wie bereits erwähnt, ist I das mechanische Trägheits/ermögen außerhalb der Drehmoment ,chleife, das ein fester Parameter des Dynamometersystems ist. Bei der bevorzugl Ausführungsform würde I gleich dem Trägheitsvermögen des Schwungrades 4 und der Rollenbaugruppe 12 sein. Das Ausgangssignal des Drehmomentwandlers 16 wird einem Drehmomentsignalkonditionierkreis 28 zugeführt, der das Ausgangssignal des Drehmomentwandlers in ein Drehmomentsignal F, umwandelt. Das Drehmomentsignal wird dem Produkt von I dv/dt hinzuaddiert und die sich ergebende Summe wird dann mit dem vorgewählten Wert für das elektrische Trägheitsmoment I multipliziert. Dies Produkt wird dann dem Produkt des gesamten mechanischen Trägheitsvermögens I und der Straßenlast-

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kräfte RL hinzuaddiert. Das gesamte mechanische Trägheitsvermögen ist ebenfalls ein fester Parameter des Dynamometersystems und die Straßenlastkräfte werden aus dem Geschwindigkeitssignal ν

gemäß der Gleichung "A + Bv + Cv " berechnet, worin A, B und C konstante Lastkoeffizienten sind. Die gesamte Kraft F_pAn wird dann erhalten, indem die gesamte Gleichung durch das Gesamtträgheitsvermögen I des Systems dividiert wird, welches Gesamtträgheitsvermögen ein vorgewählter Wert gleich dem Gewicht des zu untersuchenden Fahrzeuges ist.

Um hinsichtlich von Abweichungen der tatsächlichen Kraftabgabe des Gleichspannungsmotors 18 von dem berechneten Wert zu korrigieren, wird ein Feh]orfaktor £ dem Signal F vor Anlegen des Signals

ir AU

an das Leistungssteuergerät 22 hinzuaddiert. Die Fehlerfunktion C wird auf Basis eines Vergleiches zwischen dem tatsächlichen Schleifenträgheitsvermögen (I_T""I ) / das simuliert wird, und dem gewünschten Schleifenträgheitsvermögen berechnet, das in Abhängigkeit von dem Fahrzeuggewicht vorgegeben wird. Das simulierte tatsächliche Schleifenträgheitsvermögen wird bestimmt, indem das Ergebnis für die Straßenlast RL von dem vom Drehmomentwandler 16 abgeleiteten Drehmomentsignalwert F. abgezogen wird, die Differenz integriert wird und dann das Ergebnis durch das von dem Geschwindigkeitswandler 2o abgeleitete Geschwindigkeitssignal ν dividiert wird. Das berechnete Schleifenträgheitsvermögenwird dann von dem vorgegebenen Schleif enträghe it s/ermögen abgezogen, das leicht durch das Abziehen des vorgewählten Wertes für I (mechanisches Trägheitsvermögen außerhalb der Drehmomentschleife) von dem vorgegebenen

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Wert für I (Gesamtträgheitsvermögen) bestimmt wird. Die sich ergebende Fehlerfunktion £ wird dann zusammen mit dem berechneten Wert für F_n_ . einem Trägheitsvermögensregler 34 zugeführt, der so ausgelegt ist, daß er den berechneten Wert ^F _PAn ^vor Anlegen an das Leistungssteuergerät 22 manipulieren kann, so daß die Fehlerfunktion £ auf Null geht und danach auf Null gehalten wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3B soll nun der TrägheitsVermögensregler 34 genauer beschrieben werden. Der Regler ist ein üblicher, in drei Schritten arbeitender Regler. Der berechnete Wert für F wird in drei Stufen modifiziert:

(1) Die Fehlerfunktion £ wird direkt dem Wert F hinzuaddiert,

JrAU

(2) die Ableitung df/dt der Fehlerfunktion nach der Zeit wird

F hinzuaddiert, um momentane Abweichungen zu korrigieren uni

(3) F wird mit dem Integral der Fehlerfunktion (£ät multiplizie: um irgendwelche "Langzeit"-Abweichungen (long term deviations) in der Fehlerfunktion ζ zu korrigieren.

Es ist alternativ auch möglich, das Integral der Fehlerfunktion einfach F_n hinzuzuaddieren. Zusätzlich kann eine Reibungs-

IrAU

und Strömungsverlustkompensation für in dem Gleichspannungsmotor auftretenden parasitären Verlusten berücksichtigt werden, indem der zusätzliche Faktor (<j(+ßv) dem berechneten F -Wert hinzuaddie]

sz jri. U

wird. Der letztere Faktor ist eine weitere Verfeinerung des Reglers und dient der "Vorwegnahme" von Änderungen in der Fehlerfunktion, die aus Änderungen in der Drehgeschwindigkeit des Gleichspannungsmotors 18 resultieren. Das kompensierte Kraftsignal F wird dann

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auf das Leistungssteuergerät 22 gegeben, das in Abhängigkeit davon den Ankerstrom des Gleichspannungsmotors 18 steuert.

In der Fig. 2 ist ein elektrisches Blockdiagramm des Systemregelgerätes 24 gezeigt. Im allgemeinen soll das Systemregelgerät 24 die gewünschte Kraftabgabe des Gleichspannungsmotors 18 aus der rückgeführten Information berechnen, die von dem Drehmomentwandler 16 und dem Geschwindigkeitswandler 2o abgeleitet wird; daraus soll es ein geeignetes Ausgangssteuersignal ableiten, das dann dem Leistungssteuergerät 22 hinzugeführt wird, das seinerseits den Ankerstrom für den Gleichspannungsmotor 18 (PAU) bestimmt. Das Leistungssteuergerät 22 ist in bevorzugter Ausführungsform die von der Firma Control Systems Research, Inc. unter der Nummer 43oo BP hergestellte Baugruppe. Die Systemregeleinheit 24 empfängt getrennte Geachwindigke itswandler signale V₁ und V„ von zwei Geschwindigkeitswandlern, die jeweils mit einer der beiden Rollen 12a,12b in der Rollenbaugruppe 12 verbunden sind. Die bei der bevorzugten Ausführungsform eingesetzten Geschwindigkeitsfühler werden von der Firma Litton Industries unter der Nummer 7oLDIN25o-O-1-1 hergestellt. Wie weiter unten genauer in Zusammenhang mit der Fig. 5 erläutert wird, wird das Geschwindigkeitssignal V. benutzt, um die Rollgeschwindigkeit der Räder in der Berechnung der gewünschten Kraftabgabe des Gleichspannungsmotors 18 darzustellen. Da die andere Rolle 12b nicht mit dem Gleichspannungsmotor 18 verbunden ist, wird das Geschwindigkeitssignal V₂ nur für Anzeigezwecke benutzt, um das Ausmaß an Schlupf zwischen den antreibenden Rädern des Fahrzeugs und der aktiven Rolle 12a darzustellen.

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Die Geschwindigkeitswandler erzeugen Ausgangssignax^ V₁ und V-, deren Frequenzen direkt von der Drehgeschwindigkeit der Rollen 12a bzw. 12b abhängen. Die Geschwindigkeitssignale V. und V„ werden auf einen Geschwindigkeitssignalkonditionierkreis 32 geführt, der das Frequenzsignal V₁ in ein entsprechendes

auf Leitung paralleles, digitales Ausgangssignal £0 umwandeln kann, das von einem Mikroprozessor 48 verarbeitet werden kann. Zusätzlich kann der Geschwindigkeitssignalkonditionierkreis 32 die beiden Geschwindigkeitssignale V₁ und V_ in entsprechende Analogsignale umwandeln, die über eine Leitung 62 auf zwei Analogmeßgeräte 38 geführt sind. Die.analogen Geschwindigkeitssignale auf der Leitung 62 werden auch einer Ausgabelogikstufe 50 zugeführt,die die Signale benutzt, um daraus Beschleunigungs- und Schlupfsignale für Anzeige auf. den Analogmeßgeräten 3 8 abzuleiten, und die Signale überwacht, um sicherzustellen, daß diese Signale verschiedene vorgegebene Betriebscharakteristiken erfüllen. Weiterhin kann der Geschwindigkeitssignalkonditionierkreis 32 auf Leitung 61 ein logisches Signal erzeugen, das den Wert HI besitzt, wenn V₁ größer ist als O, und den "ert LO, wenn V₁ größer ist als 0. Dieses logische Signal wird ebenfalls der Ausgabelogikstufe 50 zugeführt, deren Betrieb im Zusammenhang mit der Beschreibung der Schaltung gemäß Fig. 4 genauer erläutert wird.

Das Ausgangssignal F. des Drehmomentwandlers wird in vergleichbarer Weise auf einen Drehmomentsignalkonditionierkreis 28 geführt, der das Ausgangssignal in ein entsprechendes digitales Signal auf Leitung 64 umwandelt, das für eine Verarbeitung im

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Mikroprozessor 48 geeignet ist. Der Drehmomentsignalkonditionierkreis 28 wandelt das Niederspannungsausgangssignal F, vom Drehmomentwandler in ein + 5 V Analogsignal auf Leitung 66 um, um ein analoges Gerät 38 zu betreiben. Das analoge Drehmomentsignal auf Leitung 66 wird ebenfalls der Ausgabelogikstufe 50 zugeführt, die das Signal überwacht, damit dieses innerhalb vorgeschriebener Grenzwerte bleibt (vergl. auch die nachfolgende Beschreibung von Fig. 4). Für den Drehmomentsignalkonditionierkreis 28 wird vorzugsweise die unter der No. 31 74 von der Firma Daytronic Corporation hergestellte Baugruppe eingesetzt. Als bevorzugter Drehmomentwandler wird der unter der No. 1 605-5K von der Firma Lebow Corporation hergestellte Wandler eingesetzt.

Die Geschwindigkeit- und Drehmomentausgangssignale auf den Leitungen 6 0 und 64 werden mit dem Mikroprozessor 4 8 über meh-

Eingabe-Ausgabe-Glieder

rere übliche digitale- I/O-Glieder 44Vverbunden. Der Mikroprozessor 48 ist so programmiert, daß er in der vorstehend beschriebenen Weise die gewünschte Ausgangskraft des Gleichspannungsmotors 18 berechnet, indem er die von den Geschwindigkeitsund Drehmomentwandlern abgegebene Geschwindigkeits- und Drehmomentinformation benützt. Zusätzlich werden die Werte für die verschiedenen Straßenbelastungs- und Trägheitsvermögenkonstanten in der Formel für F_p von der Bedienungsperson über ein Tastenfeld 46 eingegeben und dem Mikroprozessor über die digitalen I/O-Glieder zugeleitet. Das von dem Mikroprozessor 48 berechnete Ausgangssignal für F_n,. _r7 wird dann über eine Leitung

ir AU ' ι

68 durch analoge I/O-Glieder 42 und eine diesen nachgeschal-

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tete Leitung 70 der Ausgabe-Logikstufe 50 zugeleitet. Die Ausgabe-Logikstufe 5 0 enthält einen Teil der vorstehend beschriebenen Trägheitsvermögensreglers· 34, der in der bevorzugten Ausführungsform teilweise mit Hardware verwirklicht worden ist. Weiterhin enthält die Ausgabe-Logikstufe 5 0 vorzugsweise einen logischen Schaltkreis,'der das Ausgangssignal des Reglers auf Leitung 72 zur Vermeidung einer gegenläufigen Drehung des Gleict spannungsmotors 18 auf Null zieht, wenn:

(1) das Geschwindigkeitssignal V₁ O ist und

(2) das Signal. F_p „ auf Leitung 70 positiv ist, wodurch eine negative Beschleunigung bzw. ein Bremsen angezeigt wird.

Das sich ergebende Regelsignal F_n wird dann über Leitung 72 auf das Leistungssteuergerät 22 gegeben, das seinerseits in der Lage ist, die Stromversorgung des ^leichspannüngsmotors 18 in entsprechender Weise zu steuern .J Die aus zwei Teilfiguren 5A und 5B bestehende Fig. 5 zeigt ein genaueres Diagramm eines im Dynamometersystem 10 der vorliegenden Erfindung verwendbaren Geschwindigkeitssignalkonditionierkreises 72. Wie bereits vorstehend erwähnt, ist es die Hauptaufgabe des Geschwindigkeitssignalkonditionierkreises 32, das Frequenzsignal des Geschwindigkeit sfühlers für die Geschwindigkeit V₁ in ein entsprechendes paralleldigitales Signal umzuwandeln, das von dem Mikroprozessor 48 verarbeitet werden kann. Zusätzlich sollen beide Ausgangssignale V₁ und V„ der Geschwindigkeitswandler in entsprechende Analogsignale für Anzeigezwecke umgewandelt werden. Im einzelnen werden die die V₁ bzw. V₂-Kodiersignale zunächst auf zwei Leitungsempfänger 80 bzw. 82 geführt, die dazu dienen,

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die Signale mit einem minimalen Maß an Verzerrung zu empfangen. Die Ausgangssignale dieser Empfänger auf den Leitungen 81 bzw. 83 werden Frequenz/Analog/Wandlerkreisen 84 bzw. 86 zugeführt, die im allgemeinen als "tach Kreise" bezeichnet werden. Die Wandlerkreise 84 und 86 sind in der Lage, die einlaufenden Signale V₁ und V„ in entsprechende Analogsignale umzuwandeln, deren Amplitude direkt proportional der Frequenzen der Geschwindigkeitswandlersignale V₁ und V_ ist. Die analogen Geschwindigkeitssignale von den Ausgängen der Wandlerkreise 84 und 86 werden dann über die analogen I/O-Glieder 42 auf zwei Analog-Meß- bzw. Anzeigegeräte geführt, um der Bedienungsperson die Geschwindigkeitswerte in geeigneter Weise anzuzeigen.

Das neuartige Verfahren zur Umwandlung des Geschwindigkeitswandlers jgnals V₁ in ein entsprechendes paralleldigitales Ausgangssignal wird nun beschrieben. Sämtliche Geschwindigkeitssignalkonditionierschaltkreise arbeiten typischerweise, indem sie die Impulse des Wandlersignals zählen, die während eines vorgegebenen Zeitintervalls einlaufen, dann den Zählerstand durch die Länge des Zeitintervalls teilen. Diese Arbeitsweise ist zufriedenstellend, wenn die Anzahl der innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls einlaufenden Geschwindigkeitsimpulse hoch ist, d.h. wenn die Drehgeschwindigkeit der Räder groß ist. Bei niedrigen Geschwindigkeiten wird jedoch der Fehlerprozentsatz in dem umgewandelten Signal sehr groß. Das folgende einfache Beispiel zeigt dies deutlich: Wenn drei Geschwindigkeitsimp'ulse innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls einlaufen und ein vierter Impuls unmittelbar danach auftritt, wird der umgewandelte Digi-

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talwert einer durch drei Impulse gekennzeichneten Geschwindigkeit entsprechen, obwohl bei diesem Sachverhalt ein Digitalwert, der einer 4-Impuls-Geschwindigkeit entspräche, eine genauere Annäherung darstellen würde.. Damit ist klar, daß der Fehlerprozentsatz in dem umgewandelten Signal gleich der Periode zwischen den Geschwindigkeitsimpulsen geteilt durch das vorgegebene oder gemessene Zeitintervall ist. Um daher den Fehlerprozentsatz in dem umgewandelten Signal herabzusetzen, wird bei den meisten zum Stand der Technik gehörigen Systemen das Meßzeitintervall verlängert. Der Nachteil bei diesem Vorgehen ist aber darin zu sehen, daß damit die Ansprechzeit des gesamten Systems verlangsamt wird. Bei den meisten vorhandenen Systemen ist daher typischerweise ein Kompromiß zwischen Genauigkeit bei niedriger Geschwindigkeit und Systemansprechzeit festzustellen.

Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem, indem sie ein Umwandlungsverfahren vorschlägt, das die Genauigkeit des umgewandelten Geschwindigkeitssignals in signifikanter Weise erhöht, ohne die Ansprechzeit des Systems zu beeinflussen. Dies wird auf folgende Weise erreicht. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Anzahl der innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls einlaufenden Impulse gezählt, welches Zeitintervall bei der bevorzugten Ausführungsform 16 msec beträgt. Dieser Summe wird noc der erste Impuls hinzugezählt, der nach Ende des Zeitintervalls einläuft. Der Zählerstand wird dann durch die gesamte verstrichene Zeit geteilt, d.h. durch die Impulslänge von 16 msec + der zusätzlich bis zum Einlaufen des ersten Impulses nach Ende des Zeitintervalls von .16 msec verstrichenen Zeit.

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Anhand der Fig. 5 soll nun die Verifizierung dieser Umwandlung erläutert werden. Das Geschwindigkeitswandlerausgangssignal V₁ auf Leitung 81 wird auf einen Schmitt-Trigger 88 geführt, der als Impulsformer dient und die Geschwindigkeitsimpulse vom Ausgang des Empfängers 18 auf Rechteckform bringt. Das rechteckige Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 88 wird dann auf den Uhreingang CK eines Flip-Flops 90 vom D-Typ geführt.

Der Dateneingang D des Flip-Flops 9 0 ist direkt mit einer Spannungsquelle von + 5 V verbunden. Der invertierte Ausgang Q des Flip-Flops ist mit dem Steuereingang EN eines 8-Bit-Zählers 104 verbunden. Somit ist klar, daß jedesmal, wenn ein Geschwindigkeitsimpuls am Uhreingang CK des Flip-Flop 90 ,

ansteht ein Zählinipuls am Ausgang Q des Flip-Flop 90 erscheint, das den Zählerstand des 8-Bit-"Abstands"-Zählers 104 um 1 erhöht. Damit wird klar, daß der 8-Bit-Zähler.104 eine fortlaufende Zählung der Gesamtzahl der seit Beginn des laufenden Meßintervalls einlaufenden Geschwindigkeitsimpulse durchführt, wobei das Geschwindigkeitsintervall, wie gleich beschrieben wird, durch die Erzeugung eines Rücksetzsignals auf Leitung 120 gestartet wird.

Die Zeitsteuerfunktion wird unter Zuhilfenahme eines 1 MHz-Kristalloszillators 100 überwacht, dessen Ausgang'mit dem Steuereingang EN eines weiteren 8-Bit-Zählers 108 verbunden ist. Der MSB-Ausgang (Pin 14) des Zählers 108 ist mit dem Steuereingang

106
EN eines dritten 8-Bit-ZählersVVerbunden, wodurch ein 16-Bit-

"Zeit"-Zähler aufgebaut wird. Somit führt der 16-Bit-Zeit-Zähler

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der von den beiden 8-Bit-Zählern 108-106 aufgebaut wird, eine fortlaufende Zählung der Gesamtzahl derTakt"-Impulse durch, die während des Meßintervalls auf der zum Oszillator führenden Leitung 124 einlaufen. Bei gegebener Frequenz des auf der Lextang 124 erzeugten Uhr-Signals wird das zweite der höherwertigen Bits in dem 16-Bit-Zeitzähler, das dem Bit auf Pin 13 des 8-Bit-Zählers 106 entspricht, auf den Wert HI 16 msec in das Meßzeitintervall hinein ansteigen. Das 16-msec-Signal auf Leitung 122 wird über ein Negationsglied 118 auf den Setz-Eingang eines anderen D-Flip-Flops 102 geführt. Der Dateneingang D des Flip-Flops 102 ist über ein Negationsglied 92.mit dem Q-Äusgang des Flip-Flop 9 0 verbunden und der Uhr-Eingang CK des Flip-Flop 102 ist mit der Uhr- oder Taktsignalleitung 124 verbunden. Der invertierte Ausgang Q des Flip-Flop 102 ist über Leitung 120 mit den Rücksetzeingängen R der 8-Bit-Zähler 104, 106 bzw. 108 und mit den den Sperreingängen CP dreier 8-Bit-Sperrkreise 110, 112 bzw. 114 verbunden, die mit den Ausgängen der Zähler 104, 106 bzw. 108 verbunden sind (latch inputs CP of 8-Bit-latches).

Da das. Signal auf Leitung 122 sich normalerweise auf dem LO-Pegel befindet, befindet sich das vom Negatonsglied 118 an den Setzeingang S des Flip-Flops 102 anliegende Signal normalerweis« auf dem Pegel HI. Daher wird das Flip-Flop 102 in seinem gesetzten Zustand gehalten, d.h. während des Meßintervalls wird der Q -Ausgang auf dem Pegel LO gehalten. Nach Ablauf von 16 msec im Meßzeitintervall nimmt das auf Leitung 122 anstehende Signal den Pegel HI an, so daß das Setz-Signal am Flip-Flop

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abfällt. Wenn der nächste Geschwindigkeitsimpuls am Q-Ausgang des Flip-Flops 90 ansteht, nimmt daher das . auf der zum Dateneingang D des Flip-Flop 102 führenden Leitung 128 anstehende Signal den Pegel LO an. Das LO-Signal am Dateneingang D des Flip-Flop 102 wird fast sofort auf seinen Ausgang weitergetaktet, wenn der nächste Taktimpuls auf Leitung 124 einläuft. Wenn dies geschieht, nimmt der Q-Ausgang des Flip-Flops 102 den Pegel HI an, wodurch die Zähler 104-108 zurückgesetzt werden und die aufgelaufenen Gesamtzählwerte in die Sperrkreise 110-114 übertragen werden. Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, daß das auf die Leitung 120 gegebene Rücksetzsignal der Beendigung eines Meßintervalls und dem Starten eines anderen Meßintervalls dient.

Um sicherzustellen, daß die Schaltung nicht "hängenbleibt",wenn sie auf aen Einlauf eines auf das 16 msec-Intervall folgenden Geschwindigkeitsimpulses in dem Fall wartet, wenn die Geschwindigkeit der Räder auf O abnimmt, ist der MSB-Ausgang (Pin 14 des Zählers 106) des Zeit-Zählers mit der Löschklemme CL des Flip-Flop 102 verbunden, an der ein "back-up" Rücksetz-Signal für 32 msec in das Meßintervall hinein auf Leitung 120 erzeugt werden kann. Genauer geht der MSB-Ausgang des Zeit-Zählers auf den Pegel HI nach 32 msec, wenn ein HI-Impuls nicht schon auf Leitung 120 erzeugt worden ist, um die Zähler 104-108 zurückzusetzen. In einem solchen Fall löscht das HI-Signal auf Leitung 126 das Flip-Flop 102 und setzt den Q-Ausgang des Flip-Flop 102 auf den Pegel HI, wodurch die Zähler 104-108 zurückgesetzt werden.

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Weiterhin wird das Ausgangssignal des Ausgangs Q des Flip-Flops 90 über eine Leitung 128 auf einen Multivibratorkreis 94 geführt/ der aus zwei monostabilen Schaltungen besteht. Die beiden monostabilen Schaltungen werden zusammengeschaltet, indem der Q₁ -Ausgang (Pin 7) der ersten monostabilen Schaltung mit dem B,- Eingang (Pin 11) der zweiten monostabilen Schaltung verbunden wird. Der Q₁-Ausgang der ersten monostabilen Schaltung und der Q₂~Ausgang der zweiten monostabilen Schaltung werden auf die Eingänge eines NOR-Gliedes 96 geführt, dessen auf einer Leitung 61 anstehende logisches Ausgangssignal auf die Ausgabe-Logikstufe 50 geführt wird. Das Zeitintervall des Multivibrator-Kreises 94 wird so ausgewählt, daß das auf Leitung 61 anstehende Ausgangssignal des NOR-Gliedes 96 solange auf dem Pegel HI verbleibt, wie die Frequenz des auf Leitung 128 anstehenden Eingangssignals größer als O ist, d.h. solange das Geschwindigkeitssignal V₁ größer ist als O. Wenn aber keine Impulse innerhalb des Zeitintervalls einlaufen, das durch die Werte der Widerstände R7 R8 und der Kondensatoren C5 und C6 bestimmt ist, wodurch angezeigt wird, daß das Geschwindigkeits signal V₁ -'m wesentlichen gleich O ist, nimmt das Ausgangssignal auf Leitung 61 den Pegel LO an. Wie bereits erwähnt, wird dieses logische Signal auf die Ausgabe-Logikstufe 5 0 geführt, die das dem Leistungssteuergerät 22 zuzuführende Steuersignal F_DArT auf 0 bringen kann, wenn das Logik-Signal auf Leitung 61 sich auf dem Pegel LO befindet und das von dem Mikroprozessor berechnete Ausgangssignal F_pAU positiv ist, wodurch eine Verlangsamung angezeigt wird.

Wie in den Fig. 4a-4d gezeigt ist, besteht die Ausgabe-Logik-

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stufe 50 im wesentlichen aus vier Abschnitten: einem Ausgabeabschnitt 130 einschließlich eines Trägheitsvermögensreglers (Fig. 4D), einem Anzeigetreiberabschnitt 132 (Fig. 4B und 4C) einem Alarm- und Nothalt-Abschnitt 134 (Fig. 4B) und einem Abschnitt 136 zur Auswahl der Betriebsweise (Fig. 4A). Die Auswahl der Betriebsweise im Dynamometersystem umfaßt die folgenden vier Betriebsweisen:

(1) Fahrzeugsimulation,

(2) händische Steuerung für Eichzwecke

(3) Auslauf (coast-down) und

(4) Selbst-Eichung.

Die verschiedenen Betriebsweisen sind üblich und brauchen nicht weiter diskutiert zu werden. Zur Auswahl einer der vier möglichen Betriebsweisen betätigt die Bedienungsperson einen der Betriebsartauswahlschalter 137, wobei die Auswahl durch eine geeignete Anzeigelampe 138 angezeigt"wird. Die Auswahl wird weiterhin über Auswahlleitungen 140 in den Mikroprozessor 48 eingegeben und steuert auch das Anlegen der Betriebsspannung an das Leistungssteuergerät 22 über die Leitungen 142. Der Rollenbaugruppe 12 sind Zusatzscha lter 144 zugeordnet, die der Überwachung der folgenden drei Funktionen dienen (1) "Anheben": In diesem Falle wird ein Abstandsstück zwischen den Rollen angehoben, damit das Fahrzeug außer Eingriff mit den Rollen kommt; (2) "Bremsen": Um die Rollen am Drehen zu hindern und (3) "Verbinden" : Um die beiden Rollen mechanisch miteinander zu verriegeln.

Der Alarm- und Nothaltabschnitt 134 überwacht die Ausgangs-

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signale des Drehmomentfühlers und des Geschwindigkeitsfühlers, um sicherzustellen, daß die Signale innerhalb vernünftig definierter Grenzwerte verbleiben, im einzelnen wird das analoge Drehmomentsignal, das über Leitung 66 von dem Drehmomentsignalkonditionierkreis 28 herangeführt wird, auf zwei Vergleicher 148 bzw. 150 geführt, die die maximalen positiven und negativen Grenzwerte des Drehmomentsignals überwachen, aas Drehmomentsignal einen der von den Vergleichern 148 und 150 aufgebauten Grenzwerte übersteigt, wird auf der Leitung 160 ein Alarmsignal erzeugt. Weiterhin werden die beiden analogen GEschwindigkeitssignale V₁ und V_ auf einen Differenzverstärker 152 geführt, dei ein Ausgangssignal erzeugt, das dem Ausmaß der Abweichung zwischen den beiden Signalen proportional ist, d.h. dem■Schlupfmaß zwischen den Rädern des Fahrzeugs und der aktiven Rolle 12a (V ) ist. Das Differenzsignal vom Ausgang.des Differenzverstärkers 152 wird auf zwei zusätzliche Begrenzungsvergleicher 154 bzw. 156 geführt, die auf der Leitung 160 ebenfalls ein Alarmsignal erzeugen, wenn der absolute Wert des Differenzsignals einen vorgegebenen Wert übersteigt. Senließlieh wird das Geschwindigkeitssignal V₁ auf einen weiteren Begrenzungsvergleicher 158 geführt,"der das Geschwindigkeitssignal überwacht, um sicherzustellen, daß es keine vorgegebene Maximalgeschwindigkeit übersteigt.

Der Alarm- und Nothaltabschnitt 134 weist weiterhin einen von Hand betätigbaren Nothaltschalter 164 und einen von Hand zu betätigenden Alarmschalter 166 auf. Bei Betätigung des Nothaltschalters 164 wird ein "Halt"-Signal von -12V auf einer der

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Leitungen 142 erzeugt, welches Halt-Signal an das Leistungssteuergerät 22 gelegt wird und bewirkt, daß das maximale Bremsdrehmoment am Gleichspaiinungsmotor 18 erzeugt wird. Die Betätigung des Alarmschalters 166 erregt einen Alarm-Oszillator 168, der auf Leitung 160 ein zyklisches Alarmsignal erzeugt. Der Anzeigetreiberabschnitt 132 gemäß Fig. 4C ist von üblicher Bauart und dient der geeigneten Signalformung, damit diese auf den analogen Anzeigegeräten 38 angezeigt werden können. Insbesondere wird das Geschwindigkeitssignal V₁ vom Anzeigegerät 38a und das vom Ausgang des Differenzverstärkers 152 anstehende Schlupfsignal auf dem Anzeigegerät 38c angezeigt. Weiterhin wird das Geschwindigkeitssignal V₁ auf einen Differenzierkreis 162 geführt, der das Geschwindigkeitssignal V₁ differenzieren kann, um die Beschleunigung zu bestimmen. Das sich ergebende Beschleuniyungssignal wird auf einem Anzeigegerät 38b angezeigt.

Der Ausgabeabschnitt 130 enthält den Trägheitsreglerschaltkreis, der bereits an der Fig. 3b schematisch erläutert worden ist. Aus der Figur ist ersichtlich, daß das vom Mikroprozessor 48 berechnete Ausgangssignal F über einen Widerstand R34 einem Summierknoten 175 zugeführt wird, dem weiterhin das Trägheitsvermögenfehlersignal £ über einen Widerstand R35 zugeführt wird. Weiterhin wird die Geschwindigkeitsfunktion des Fehlersignals d £ /dt dem Summierknoten 175 über einen Kondensator C24 zugeführt. Der Ausdruck " OC + β ν" wird dem Summierknoten 175 über Widerstände R32 und R33 zugeführt, die der Verifizierung der Koeffizienten CC und ß dienen.

Ein CMOS-Schalter 170 dient der Eliminierung der "CC-Komponente

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für den Fall, daß .die Rollgeschwindigkeit gleich Null ist. Die dem Summierknoteri 175 zugeführten Kombinationssignale werden auf den negativen Eingang eines Negationsverstärkers 178 geführt, dessen Verstärkung durch das Integral der Fehlerfunktion

t
( Γ C dt) bestimmt wird. Im einzelnen wird das Fehlerfunktions-

9 _r
signal £ über einen Widerstand R36 auf einen Integrierkreis 180 geführt. Der Ausgang des Integrierkreises 180 ist mit der Torelektrode eines Feldeffekttransistors 02 verbunden, der seinerseits die Verstärkung des Negationsverstärkers 178 steuert, um eine Langzeitverstärkungskorrektur zu erreichen. Das am Ausgang des Negationsverstärkers 178 anstehende und hinsichtlich möglicher Fehler kompensierte Reaelsignal F _Ä„ wird über einen Summierverstärker 128 dem Leistungssteuergerät 22 zugeführt.

Wie bereits erwähnt, kann die Ausgabe-Logikstufe 50 auch verhindern, daß der Gleichspannungsmotor 18 sich in umgekehrter Richtung dreht, indem das über Leitung 72 dem Leistungssteuergerät 22 zugeführte Regelsignal F_pftU jedesmal dann auf Null gebracht wird, wenn das Rollgeschwindigkeitss .gnal O ist und •das vom Mikroprozessor 48 berechnete Ausgancyssignal F_pAU eine weitere Verlangsamung oder Abbremsung erforderlich macht, d.h. wenn es positiv ist.Dies wird dadurch erreicht, daß das Signal Fp auf den negativen Eingang eines Vergleichers 176 geführt wird, dessen positiver Eingang an Masse liegt. Jedesmal dann, wenn das Signal F_n positiv wird, wird am Ausgang des ver-

JrÄU

stärkenden Vergleichers 176 ein SignalLO erzeugt, das einen nach geschalteten CMOS-Schalter 172 durchschaltet. Der CMOS-Schalter 172 liegt in Reihe mit.einem anderen CMOS-Schalter 174 und die

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Reihenschaltung der beiden CMOS-Schalter liegt über dem Summierverstärker 182, wie dies aus der Fig. 4D ersichtlich ist. Der Steuereingang A des CMOS-Schalters 174 wird mit dem auf Leitung 61 anstehenden logischen Geschwindigkeitssignal beaufschlagt, so daß der CMOS-Schalter 174 immer dann durchgeschaltet wird, wenn das logische Geschwindigkeitssignal auf Leitung 61 den Pegel LO einnimmt, woaurch das Rollgeschwindigkeitssignal V-NuIl ist. Immer wenn die beiden CMOS-Schalter 172 und 174 gleichzeitig sich im leitenden Zustand befinden, wird der Verstärker 182 aus der Schaltung herausgeschaltet und das Steuersignal auf der zu dem Leistungssteuergerät 22 führenden Leitung 72 wird auf Null gebracht.

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ZUSAMMENFASSUNG

Die Erfindung betrifft ein Dynamometersystern für die Simulation
von Straßenlast- und Fahrzeugträgheitskräften bei der Untersuchun von stationär angeordneten'Fahrzeugen. Das System weist eine
Leistungsaufnahmeeinheit PAU, vorzugsweise in Form eines Gleichspannungsmotors, auf, und einen Systemregler einschließlich eines Mikrocomputers für die Regelung sowohl der Straßenlast- als auch der Trägheitskräfte, die von der Leistungsaufnahmeeinheit simulie: werden. Ein nicht abkuppelbares Schwungrad wird eingesetzt, um
mechanisch einen konstanten Teil des Trägheitsvermögens zu simulii um die Leistungserfordernisse der Leistungsaufnahmeeinheit kleine:

zu halten. Das Regelschema verwirklicht die klassiche Dynamometer-

regelformel (V = A + Bv + Cv +1 -dv/dt) in einer neuartigen

Weise mit einer minimalen Zeitverzögerung. Der Mikrocomputer ist
mit folgenden Meßfunktionen versehen: Geschwindigkeit, Beschleunigung und ein Drehmomentsignal. Die von der Leistungsaufnahmeeinhe; zu simulierende Gesamtkraftabgabe wird bestimmt, indem zunächst
die tatsächliche Kraftabgabe des Fahrzeugs berechnet und danach
der Prozentsatz der Gesamtkraftabgabe bestimmt wird, die der Leistungsaufnahmeeinheit zuzuordnen wäre. Bei der Berechnung der
Gesamtkraftabgabe des Fahrzeugs wird das Trägheitsvermögen außerhalb der Drehmomentschleife genau berücksichtigt, so daß der
Drehmomentmeßwandler in der Nähe der Leistungsaufnahmeeinheit
angeordnet werden kann. Zusätzlich wird das an die Leistungsaufnal· einheit angelegte Kraftabgaberegelsignal durch eine Trägheitsvermögenfeh ler funktion korrigiert, um sicherzustellen, daß die

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von der Leistungsaufnahmeeinheit simulierte tatsächliche Trägheitskraft der gewünschten Trägheitskraft entspricht. Ein neuartiges Verfahren zur genauen Umwandlung der frequenten Signale des Geschwindigkeitsmeßwandlers in ein parallel-digitales Ausgabesignal wird vorgeschlagen, wobei keine exzessive Zeitverzögerung in das Verfahren eingeführt wird.

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Leerseite

Claims

Dir ' '* Γ · ■ ■ Γ · :t Dip ll4 ■ L··· ■ .· - ■·■ ■ J Horiba Instruments Incorporated 8Uv^ „i^·..*.*■·-"* Ä Duryea Avenue Irvine, CA 92714, USA 5. März 198ο Anwaltsakte M-5172 Dynamometersystem für die Simulierung von Straßenlast- und Fahrzeugträgheitsvermögenskräften bei der Untersuchung von stationär angeordneten Fahrzeugen •Patentansprüche

1.j Dynamometersystem zur Simulierung von Straßenlast- und Trägheitskräften bei der Untersuchung von stationär angeordneten Fahrzeugen, mit wenigstens einer in Treibeingriff mit den Antriebsrädern eines Fahrzeugs bringbaren Rolle, einer mit der Rolle gekoppelten Leistungsaufnahmeeinheit für die Simulation von Straßenlast- und Trägheitskräften, denen das Fahrzeug bei normalem Betrieb unterworfen sein würde, einem mit der Rolle und der Leistungsaufnahmeeinheit gekoppelten Drehmomentweißwandler zur Abgabe eines Kraftsignals und eines mit der Rolle, und derLeistungsaufnähmeeinheit gekoppelten Geschwindigkeitsmeßwandlers für die Erzeugung eines Geschwindigkeitssignals, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (24,22) für eine Regelung der von der Leistungsaufnahmeeinheit (18) simulierten Gesamtkraftabgabe, die ihrerseits gekennzeichnet ist durch eine erste Einrichtung für die Bestimmung der Gesamtkraftabgabe des Fahrzeugs, eine zweite Einrichtung zur Bestimmung der theoretischen Beschleunigung des Fahrzeugs bei gegebener Gesamtkraftabgabe und augenblicklicher ,Geschwindig-

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keit, eine dritte Einrichtung zur Bestimmung der von der Leistungsaufnahmeeinheit (18) zu simulierenden Kraft, derart, daß das Fahrzeug seine theoretische Beschleunigung erreichen kann, und zur Erzeugung eines Kraftabgabesteaersignals in Abhang: keit von der bestimmten Kraft und eine Ausgabeeinrichtung (22) zur Steuerung der Kraftabgabe der Leistungsaufnahmeeinheit (18) in Abhängigkeit von dem Kraftabgabesteuersignal (^Fp_AU)·

2; Dynamometersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung die Gesamtkraftabgabe des Fahrzeugs bestimmt, indem sie das von dem Drehmomentwandler (16) abgeleitet« Kraftsignal (F ) dem Produkt des Trägheitarermögens (I) zwischen dem Drehmomentwandler (16) und den Antriebsrädern des Fahrzeugs und der Beschleunigung (dv/dt) der Rolle (12a) hinzuaddier.t.

3. Dynamometersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß durch eine vierte Einrichtung zur Bestimmung des von der Leistungsaufnahmeeinheit (18) simulierten tatsächlichen Trägheil vermögems für den Vergleich des tatsächlichen Trägheitsvermögens mit einem vorgegebenen Wert für die Erzeugung eines von dem Vergleich abhängigen Fehlersignals (£) und für die Modifizierung des Kraftabgabesteuersignals (Fp_AU) in Abhängigkeit von dem Fehlersignal (£) vorgesehen ist.

4. Dynamometersystem zur Simulierung von Straßenlast-und Trägheitskräften bei der Untersuchung von stationär angeordneten Fahrzeu·

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gen, mit wenigstens einer in Treibeingriff mit den Antriebsrädern eines Fahrzeugs bringbaren Rolle, einer mit der Rolle gekoppelten Leistungsaufnahmeeinheit für die Simulation von Straßenlast- und Trägheitskräften, denen das Fahrzeug bei normalem Betrieb unterworfen sein würde, einem mit der Rolle und der Leistungsaufnahmeeinheit gekoppelten Drehmomentweßwandlers zur Abgabe eines Kraftsignals und eines mit der Rolle und der Leistungsaufnahmeeinheit gekoppelten Geschwindigkeitsmeßwandlers für die Erzeugung eines Geschwindigkeitssignals, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-3, wobei mit der Rolle zur mechanischen Simulation wenigstens eines Teils des dem Fahrzeug zugeordneten Gesamtträgheit3/ermögens gekoppelt ist und die Leistungsaufnahmeeinheit mit der Rolle und dem Schwungrad zur Simulation sowohl der Straßenlastkräfte als auch des nichtmechanisch simulierten Restes des Gesamtträgheitsvermögens gekoppelt ist und die beiden Wandler mit der Rolle, dem Schwungrad und der Leistungsaufnahmeeinheit zur Erzeugung des Kraftsignals bzw. des Geschwindigkeitssignals gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung (24,22) für die Erzeugung .eines Kraftabgabere^elsignals für die Regelung der von der Leistungsaufnahmeeinheit (18) simulierten Gesamtkraftabgabe vorgesehen ist, zu der eine Trägheitsfehlerkompensationseinrichtung für die Bestimmung des auf der Seite des Drehmomentmeßwandlers¹ (16), auf welcher die Leistungsaufnahmeeinheit (18) angeordnet ist, simulierten Schleifenträgheitsvermögens für den Vergleich dieses TrägheitsVermögens mit einem vorgegebenen Schleifenträgheits/ermögen und für die Modifizierung des Kraftabgabesteuersignals

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- 4 (F ) in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs.

Ir JtWJ

5. Dynamometersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsfehlerkompensationseinrichtung das simulierte tatsächliche Schleifenträgheits vernßgen-in Abhängigkeit von dem Kraftsignal des Drehmomentwandlers (16) und des Geschwindigkeit Signals von dem Geschwindigkeitsmeßwandlers" (2o) bestimmt.

6. Dynamometersystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichht, daß das vorgegebene Schleifenträgheitsmoment in Abhängigkeit von dem Gewicht des Fahrzeugs und dem mechanischen Trägheitsvermögen bestimmt wird/ das den Komponenten außerhalb der Drehmomentschleife zugeordnet ist.

7. Dynamometersystem für die Untersuchung von stationär angeordnete Fahrzeugen mit einer Leistungsaufnahmeeinheit für die Simulation von Straßenlast- und Trägheitskräften und einer Regeleinrichtung für die Erzeugung eines Kraftabgaber-e^elsignals für die Regelung der von der Leistungsaufnahmeeinheit simulierten Gesamtkraftabgabe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung für den Vergleich des simulierten tatsächlichen Trägheitsvermögens mit einem vorgegebenen Trägheitsvermögen und für die Modifizierung des Kraftabgaberegelsignals in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis vorgesehen ist.

8. Dynamometersystem zur Simulierung von Straßenlast- und Trägheits kräften bei der Untersuchung von stationär angeordneten Fahrzeug'

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mit wenigstens einer in Treibeingriff mit den Antriebsrädern eines Fahrzeugs bringbaren Rolle, einer mit der Rolle gekoppelten Leistungsaufnahmeeinheit für die Simulation von Straßenlast- und Trägheitskräften, denen das Fahrzeug bei normalem Betrieb unterworfen sein würde, einem mit der Rolle und der Leistungsaufnahmeeinheit gekoppelten Drehitrarentmeßwandler' zur Abgabe eines Kraftsignals und eines mit der Rolle und der Leistungsaufnahmeeinheit gekoppelten Geschwindigkeitsmeßwandlers für die Erzeugung eines Geschwindigkeitssignals, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (24,22) für die Regelung der durch die Leistungsaufnahmeeinheit (18) simulierten Gesamtkraftabgabe, die ihrerseits eine Einrichtung für die Bestimmung der gesamten Kraftabgabe in Abhängigkeit von dem Kraftsignal (F,) und dem Geschwindigkeitssignal (v) und einer Einrichtung für die Bestimmung der von der Leistungsaufnahmeeinheit (18) simulierten Kraft in Abhängigkeit von der gesamten Kraftabgabe des Fahrzeugs und dem Geschwindigkeitssignal und zur Erzeugung eines Kraftabgaberegelsignals (Fp ) in Abhängigkeit davon und eine Ausgabeeinrichtung für die Regelung der Kraftabgabe der Leistungsaufnahmeeinheit (18) in Übereinstimmung mit dem Kraftabgaberegelsignal (F_pAU) aufweist.

9. Dynamometer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung weiterhin eine Einrichtung für den Vergleich des simulierten tatsächlichen Trägheitsvermögens mit einem vorgegebenen Trägheitsvermögen und einer entsprechenden Modifizierung des Kraftabgaberegelsignals (F_pAIJ) · aufweist.

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1o. Dynamometersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung die Gesamtkraftabgabe des Fahrzeugs bestimmt, indem sie das Kraftsignal (F ) dem Produkt des Tragheitsvermögens (I ) zwischen dem Drehmomentwandler (16) und den Antriebsrädern des Fahrzeugs mit der Beschleunigung (dv/dt der Rolle (12a) hinzuaddiert.

11. Verfahren zum Betrieb eines Dynamometersystems zur Simulie^ng von Straßenlast- und Trägheitskräften bei der Untersuchung von stationär angeordneten Fahrzeugen, mit wenigstens einer in Tre eingriff mit den Antriebsrädern eines Fahrzeugs bringbaren Rolle, einer mit der Rolle gekoppelten Leistungsaufnahmeeinhei für die Simulation von Straßenlast- und Trägheitskräften, dene; das Fahrzeug bei normalem Betrieb unterworfen sein würde, einei mit der Rolle und der Leistungsaufnahmeeinheit gekoppelten Drei momentwandler zur Abgabe eines Kraftsignal-s und eines mit der Rolle und der Leistungsaufnahmeeinheit gekoppelten Geschwindigkeitswandlers für die Erzeugung eines Gescnwindigkeitssigna! dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächliche Kraftabgabe des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem Kraftsignal und dem Geschwindigkeitssignal bestimmt wird, die von der Leistungsaüfnahmeeinheit zu simulierende Kraft in Abhängigkeit von der Gesamtkraftabgabe des Fahrzeugs und dem Geschwindigkeitssignal bestimmt wird und in Abhängigkeit davon ein Kraftabgaberegelsignal abgeleitet wird und daß danach die Kraftabgabe der Leistungsaufnahmeeinheit in Übereinstimmung mit dem Kraftabgaberegelsignal geregelt wird.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das simulierte tatsächliche Trägheitsvermögen mit einem vorgegebenen Trägheitsvermögenwert verglichen wird und in Abhängigkeit von dem Vefgleichsergebnis das Kraftabgaberegelsignal modifziert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächliche Kraftabgabe des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem Kraftsignal, dem Geschwindigkeitssignal und einem vorge- ■ gebenen Trägheitswert bestimmt wird, der das außerhalb der Trägheitsschleife liegende mechanische Trägheitsvermögen darstellt.

14. Verfahren zum Betrieb eines Dynamometersystems für die Untersuchung von stationär angeordneten Fahrzeugen mit einer Leistungsaufnahmeeinheit für die Simulation von Straßenlast- und Trägheitskräften und einer Regeleinrichtung für die Erzeugung eines Kraftabgaberegelsignals für die Regelung der von der Leistungsaufnahmeeinheit simulierten Gesamtkraftabgabe, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Kraftabgabesteuersignals erfolgt, indem das simulierte tatsächliche Trägheitsvermögen bestimmt wird, das tatsächliche Trägheitsvermögen mit einem gewünschten, vorgegebenen Wert für das Trägheitsvermögen verglichen wird und ein Fehlersignal in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis erzeugt wird und das Kraftabgabesteuersignal in Abhängigkeit von dem Fehlersignal modifiziert wird.

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15.'Dynamometersystem für die Untersuchung von stationär angeordne Fahrzeugen mit· einer Leistungsaufnahmeeinheit, einem Geschwindigkeitswandler zur Erzeugung eines Frequenzgeschwindigkeitssi nals und einer Regeleinrichtung für die Regelung der von der . Leistungsaufnahmeeinheit simulierten Kraft in Abhängigkeit von dem Geschwindigkeitssignal, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umsetzeinrichtung (Fig. 5A,5B) für die Umsetzung des Frequenzgeschwindigkeitssignals in ein digitales Geschwindigkeitssigna vorgesehen ist, die eine Zähleinrichtung (1o4,1o8) für die Auf nähme des Frequenzgeschwindigkeitssignals und die Zählung der Anzahl der Geschwindigkeitsimpulse innerhalb eines vorgegebene: Zeitintervalls plus des nach dem vorgegebenen Zeitintervall einlaufenden ersten Geschwindigkeitsimpulses und für die Erzeu gung eines die Gesamtzählung darstellenden Ausgangssignals und ein Zeitgeber (1oo1,o2) für die Zeitsteuerung des vorgegebenen Zeitintervalle zuzüglich der bis zum Zählen des ersten Geschwindigkeitsimpuls durch die Zähleinrichtung verstrichene Zeit für die Erzeugung eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von der verstrichenen Gesamtzeit vorgesehen ist.

16. Verfahren zum Betrieb eines Dynamometers nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwandlung des Frequenzgeschwindigkeitssignals in ein digitales Geschwindigkeitssigna; die Anzahl der innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls einlaufenden Geschwindigkeitsimpulse und der erste nach diesem Zeitintervall einlaufende Geschwindigkeitsimpuls gezählt werden und ein dem Zählerstand entsprechendes Ausgangssignal erzeugt wird, und daß das vorgegebene Zeitintervall plus der,

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bis zum Auftreten des ersten Geschwindigkeitsimpulses zusätzlich verstrichene Zeitabschnitt zeitlich erfaßt werden und bei Ablauf der so definierten Gesamtzeit ein Ausgangssignal erzeugt wird.

Beschreibung - 1o -

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