DE68916368T2

DE68916368T2 - Prüfvorrichtung mit elektrischem Motorantrieb zum Prüfen von Fahrzeuggetrieben.

Info

Publication number: DE68916368T2
Application number: DE68916368T
Authority: DE
Inventors: Takashi Goto; Toshimitsu Maruki; Fumio Mizushina; Seiki Murakami; Michio Nawa
Original assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-10-25
Filing date: 1989-10-25
Publication date: 1994-10-13
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: EP0366446B1; KR960006313B1; KR900006773A; US5060176A; EP0366446A2; DE68916368D1; EP0366446A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Leistungsgetriebes eines Kraftfahrzeugs, die Prüftätigkeit an dem Leistungsgetriebe durchführt. Genauer betrifft die Erfindung eine Prüfvorrichtung, die einen elektrischen Motor als Leistungsantriebsquelle verwendet, der zur Ermöglichung der Prüfung der Übergangscharakteristiken des Getriebes äquivalente Leistungscharakteristiken liefert.
Im Stand der Technik verwenden die meisten Getriebeprüfvorrichtungen eine kraftfahrtechnische Verbrennungsmaschine als eine Leistungsantriebsquelle, an die ein zu prüfendes Leistungsgetriebe angekoppelt werden muß. Die Getriebeprüfvorrichtung führt eine Ausdauerprüfung und eine Gangschalt-Übergangsprüfung usw. durch. Eine solche konventionelle Prüfvorrichtung weist verschiedene Probleme auf.
Um die Verbrennungsmaschine zu verwenden sind beispielsweise verschiedene Zusatzeinrichtungen der Maschine, wie beispielsweise ein Kraftstoffzufuhrsystem, ein Auspuffsystem, ein Zündsystem usw. erforderlich. Um eine saubere Prüfumgebung aufrechtzuerhalten, sind weiterhin ein Lüftungssystem, eine Lärmnachweiseinrichtung usw. erforderlich. Da der zum Antrieb der Maschine verwendete Kraftstoff eine hohe Entflammbarkeit aufweist, muß dem Entflammen zusätzlich hohe Beachtung gezollt werden. Aufgrund der verschiedenen Anforderungen der Einrichtung ergeben sich bedeutende Kosten für die Einrichtung und deren Verwaltung. Der Aufbau aller Einrichtungen macht weiterhin bedeutende Arbeitszeiten notwendig, was eine Beeinträchtigung der Prüfeffizienz verursacht.
Zweitens neigt die Verbrennungsmaschine dazu, durch Umgebungsbedingungen wie beispielsweise atmosphärische Temperatur, atmosphärischer Druck usw. beeinflußt zu werden, was die Ausgangscharakteristik der Maschine variiert. Daher kann das Ergebnis einer Prüfung aufgrund dem Maschinenzustand und der Umgebungsbedingung variieren. Deshalb liegt die Verläßlichkeit des Testergebnisses auf einem niedrigen Wert.
Da weiterhin die Prüfung unter Verwendung der tatsächlich mit dem Getriebe zu benutzenden Maschine durchgeführt wird, kann die Getriebeprüfung solange nicht durchgeführt werden, bis die tatsächliche verwendete Maschine vorhanden ist. Wenn insbesondere die neue Maschine und das Getriebe gleichzeitig entwickelt werden sollen, kann die Prüfung des Getriebes solange nicht durchgeführt werden, bis die Ausführung der Maschine abgeschlossen ist. Deshalb wird eine Entwicklung des Getriebes in Beziehung zurn Zeitablauf der Fertigstellung der Maschinenausführung immer verzögert.
Um die angegebenen Probleme zu lösen, schlägt das erste japanische Patent (ungeprüft) Veröffentlichungen (Tokkai) Showa 58-38833 und 61-53541 eine motorbetriebene Getriebeprüfvorrichtung vor, die einen elektrischen Motor oder einen hydrostatischen Motor als Leistungsantriebsquelle verwendet. Eine derartige, früher vorgeschlagene motorbetriebene Getriebeprüfvorrichtung ist in der Lage, eine Ausdauerprüfung und eine Prüfung der Charakteristiken im Dauerzustand durchzuführen. Wegen des viel größeren Trägheitsmomentes im Motor tritt jedoch bei der Prüfung der Schaltübergangscharakteristiken, die für die Analyse des Schaltrucks wichtig ist, eine Schwierigkeit auf, die die Getriebeschaltcharakteristiken erhöht.
Im Fall eines elektrischen Motors erhöht sich nämlich das Trägheitsmoment über das Zehnfache von dem einer Verbrennungsmaschine, wie dies in Tokkai Showa 61-53541 bereits dargelegt wurde. Um den Einfluß des besonders großen Trägheitsmomentes des elektrischen Motors zu vermeiden, wird ein Befehlswert eines Strombetreibers des elektrischen Motors zur Kompensation der Differenz des Trägheitsmomentes und zur Anpassung der Übergangscharakteristiken des Antriebsdrehmomentes bei Variation des eingestellten Drehmomentes korrigiert.
Da die Antriebsdrehmomentübergangscharakteristiken äquivalent zu denen der tatsächlichen Maschine eingestellt werden können, fluktuiert in diesem Fall die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors aufgrund von Schwankungen des Strombetreiberwertes, was es schwierig macht, Schaltübergangscharakteristik-Daten des Getriebes zu erhalten, die äquivalent zu den bei Verwendung der tatsächlichen Maschine erhaltenen Daten sind.
Im Fall des hydrostatischen Motors, der normalerweise in Kombination mit einem Geschwindigkeitserhöhungsgerät verwendet wird, wird die Motorumdrehungsgeschwindigkeit auf der anderen Seite um das Zweifache oder Dreifache erhöht. Bei Verwendung des Geschwindigkeitserhöhungsgerätes kann das Trägheitsmoment in der Leistungsantriebsquelle verkleinert werden. Die früher vorgeschlagene, mit einem hydrostatischen Motor betriebene Getriebeprüfvorrichtung ist jedoch beim Vermeiden des Einflusses des Drehmoinentes immer noch unbefriedigend.
Wie aus der vorangegangenen Diskussion verständlich wird sollten die folgenden Leistungsausgangscharakteristiken für eine Leistungsquelleneinheit, die verwendet werden soll, um die Verbrennungsmaschine zu ersetzen, erforderlich sein.
In erster Linie kann das Umdrehungsträgheitsmoment einen wesentlichen Einfluß auf die Art des Schaltruckes, der in dem Leistungsgetriebe verursacht wird, haben. Deshalb müssen die Trägheitscharakteristiken der Leistungsquelle, wie beispielsweise des Motors, äquivalent zu denen der Maschine sein. Deshalb muß das Trägheitsmoment des Motors wesentlich reduziert werden.
Da der Motor eine bedeutende mechanische Verzögerung in Antwort einer Variation des elektrischen Betreibers aufweist, sind die Antwortcharakteristiken unterschiedlich zu jenen, einer Maschine im Hinblick auf eine Winkelverstellung des Drosselklappenventils. Insbesondere beim Anfahren eines Fahrzeuges tritt eine bedeutende Winkelverstellung der Drosselklappe auf. Allgemein kann der Motor solchen abrupten Änderungen des Befehlswertes nicht folgen. Deshalb sind die Antwortcharakteristiken des Motors beim Anfahren eines Fahrzeugs sehr unterschiedlich von denen der Maschine. Solange die Leistungsausgangscharakteristik nicht ausgelegt ist, äquivalent zu der der Maschine zu sein, können daher keine verläßlichen Daten der Schaltübergangscharakteristiken des Getriebes erhalten werden.
Deshalb wäre es wünschenswert, in der Lage zu sein, eine Getriebeprüfvorrichtung zu schaffen, die einen Motor als eine einer Verbrennungsmaschine äquivalente Leistungsquelle verwendet, und die Prüfergebnisse liefert, die äquivalent zu jenen sind, die von einer maschinengetriebenen Testvorrichtung erhalten werden.
Es wäre ebenfalls wünschenswert, eine einer Maschine äquivalente Leistungsquelleneinheit zu schaffen, die eine im wesentlichen niedrige Drehmomentcharakteristik aufweist, die äquivalent zu einer kraftfahrtechnischen Verbrennungsmaschine ist und infolgedessen zur Verwendung in einer Getriebeprüfvorrichtung geeignet ist.
B.B.C.-Nachrichten, Vol. 65, Nr. 11, 1983, Seiten 385-392; H.J. Von Thun: "Dynamische Nachbildung von Verbrennungsmotoren am vollelektrischen Getriebeprüfstand", offenbart eine Getriebeprüfvorrichtung, die einen elektrischen Motor umfaßt, der mit einem Geschwindigkeitserhöhungsgerät gekoppelt ist. Die Eingangsumdrehungsgeschwindigkeit zu dem Getriebe wird überwacht und es werden Maschinenlast-Variationsmuster erzeugt. Ein Drehmomentbedarf wird auf der Basis der Geschwindigkeitsdaten und der Lastdaten eingestellt, und der Motor wird auf der Basis des Drehmomentbedarfs gesteuert.
Ein Ziel der Erfindung ist es, ein Motorsteuersystem zu schaffen, das maschinenäquivalente Leistungsausgangscharakteristiken zur Simulationsprüfung der Ausdauer-, Übergangscharakteristik usw. erzielt.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Getriebeprüfvorrichtung, die umfaßt:
eine Antriebsleistungsquelle mit niedrigem Trägheitsmoment, die einen elektrischen Motor und ein Geschwindkeitserhöhungsgerät enthält, das die Umdrehungsgeschwindigkeit des elektrischen Motors beschleunigt, um einem kraftfahrtechnischen Leistungsgetriebe Antriebsleistung zuzuführen;
einen ersten Sensor zur Überwachung der Umdrehungsgeschwindigkeit an dem Eingang zu dem Leistungsgetriebe und zur Erzeugung simulierter Maschinengeschwindigkeitsdaten (NIN);
Maschinen-Lasteinstellmittel zur Erzeugung simulierter Maschinenlastdaten (θ), die entsprechend eines gewünschten Musters zum Prüfen verschiedener Betriebsarten des Leistungsgetriebes variierbar sind;
Mittel zum Einstellen eines Drehmomentbedarfs (T*) auf der Basis der simulierten Maschinengeschwindigkeitsdaten und der simulierten Maschinenlastdaten; und
Mittel zur Steuerung des elektrischen Motors auf der Basis des Drehmomentbedarf (T*), zum Liefern eines Eingangsdrehmoments (TIN) für das Leistungsgetriebe;
dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomentbedarf-Einstellmittel umfaßt:
Mittel zur Speicherung einer Vielzahl von Drehmomentvariationscharakteristiken in Relation zu der simulierten Maschinengeschwindigkeit, wobei jede Drehmomentvariationscharakteristik in Bezug auf einen speziellen simulierten Maschinenlast-Datenwert eingestellt ist, und Mittel zur Ermittlung eines Drehmomentbedarfs (Ta) auf der Basis eines gegebenen simulierten Maschinengeschwindigkeitsdatenwerten (Na) und eines gegebenen simulierten Maschinenlastdatenwertes (θs) unter Verwendung der Drehmomentvariationscharakteristiken.
Der Drehmomentbedarf kann durch Interpolation ermittelt werden, wenn der Maschinenlastdatenwert zwischen zwei speziellen Maschinenlastdatenwerten liegt. In der bevorzugten Ausführungsform entsprechen die Drehmomentvariationscharakteristiken im wesentlichen den Ausgangs-Drehmomentvariationscharakteristiken einer kraftfahrtechnischen Verbrennungsmaschine.
Vorzugsweise weist das Drehmomentbedarf-Einstellmittel Mittel zum Erzeugen einer vorgegebenen Zeitverzögerung auf, die näherungsweise der Verzögerung bei der Antwort auf die Maschinenlastvariation entspricht. Das Drehmomentbedarf-Einstellmittel kann die Verzögerungszeit entsprechend zu der Variationsrate der Maschinenlast variieren.
Das bevorzugte Bedarfseinstellmittel besitzt einen Speicher, der eine Vielzahl von maschinengeschwindigkeitsabhängigen Drehmomentvariationscharakteristiken in Form einer Karte speichert, wobei vorgesehen ist, daß die Drehmomentvariationscharakteristiken gemäß dem maschinenlastsimulierten Datenwert gewählt zu werden. Die gespeicherten Charakteristiken können eine oder mehrere maschinengeschwindigkeitsabhängige Drehmomentvariationscharakteristiken enthalten, die zur Simulation der Ausgangsvariation einer turbogeladenen Maschine ausgelegt sind. Das Drehmomentbedarf-Ermittlungsmittel vergleicht die Maschinengeschwindigkeitsdaten init einem Referenzdatenwert, der einer Maschinengeschwindigkeit, bei der ein Turbolader wirksam wird, entspricht, und wählt die einer turbogeladenen Maschine angepaßten Drehmomentvariationscharakteristiken aus, wenn der maschinengeschwindigkeitssimulierte Datenwert größer oder gleich dem Referenzdatenwert ist.
Die Getriebeprüfvorrichtung kann weiter ein antriebsmäßig mit dem Getriebe gekoppeltes Lastmittel umfassen, das ausgelegt ist, von dem Ausgang des Getriebes angetrieben zu werden. Zusätzlich kann die Getriebeprüfvorrichtung weiter umfassen einen zweiten Sensor zum Überwachen des Antriebsdrehmomentes am Eingang des Getriebes, um Maschinendrehmoment-Simulationsdaten zu erzeugen, einen dritten Sensor zum Überwachen der Umdrehungsgeschwindigkeit an dem Lastmittel zur Erzeugung von Fahrzeuggeschwindigkeits-Simulationsdaten und einen vierten Sensor zur Überwachung des Ausgangsdrehmomentes an dem Ausgang des Getriebes zur Erzeugung von Getriebeausgangsdrehmoment-Anzeigedaten, ein Getriebewahlmittel zum Erzeugen eines Schaltsteuersignals, und ein Getriebesteuermittel, das die Maschinengeschwindigkeits-Simulationsdaten, die Maschinenlast-Simulationsdaten, die Maschinendrehmoments-Simulationsdaten, die Fahrzeuggeschwindigkeits-Simulationsdaten, die Getriebeausgangs-Anzeigedaten und das Schaltsteuersignal zur Steuerung der Schaltstellung des Getriebes umfassen.
Die Getriebeprüfvorrichtung kann auch Mittel zur Steuerung eines Antriebsdrehmomentübergangs von einem ersten Drehmomentbedarf auf einen zweiten Drehmomentbedarf zur Schaffung eines simulierten Maschinenausgang-Drehmomentübergangs in Antwort auf eine Variation des Maschinenlast-Datenwertes umfassen.
Die vorliegende Erfindung wird aus der im folgenden gegebenen detaillierten Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weiter erläutert, die lediglich zur Erklärung und zum Verständnis, jedoch nicht zur Begrenzung der Erfindung auf die spezielle Ausführungsform oder auf die speziellen Ausführungsformen vorgesehen sind.
In den Zeichnungen:
ist Fig. 1 eine diagrammartige Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Getriebeprüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
ist Fig. 2 ein Flußdiagramm, das den Verlauf der in der ersten Ausführungsform der Getriebeprüfvorrichtung in Fig. 1 durchgeführten Maschinenübergangszustand-Simulationsmotorsteuerung zeigt;
ist Fig. 3 ein Schaubild, das die Variation einer Maschinenausgangscharakteristik zeigt;
zeigen die Fig. 4(a), 4(B) und 4(C) Verzögerungszeit-Karten;
ist die Fig. 5 ein Zeitschaubild, das die Drehmomentvariation eines Maschinenübergangs eines simulierten Motors in Antwort auf die Maschinenlastvariation von einer Maschine im Leerlaufzustand zu einem Vollastzustand hin zeigt;
ist Fig. 6 ein Schaubild, das die Variationscharakteristiken eines Ziel-Drehmoments in Beziehung zu dem Drosselklappenwinkel-Simulationswert und dem Maschinengeschwindigkeits-Simulationseingangsgeschwindigkeitswert zeigt, dessen Charakteristik in speziell formulierter Form dargestellt ist;
ist Fig. 7 ein Schaubild, das die Art der linearen Interpolation zeigt, welche in einer Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit verwendet wird, die in der Prüfvorrichtung aus Fig. 1 verwendet wird;
ist Fig. 8 ein schematisches Blockdiagramm der zweiten Ausführungsform der Getriebeprüfvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, die speziell zum Testen eines Leistungsgetriebes ausgelegt ist, das an eine aufgeladene Maschine, beispielsweise eine einem Turbolader zugeordnete Maschine, gekoppelt ist;
ist Fig. 9 ein Flußdiagramm, das den Prozeß der Maschinenübergangszustand-Simulationsmotorsteuerung zeigt, der in dem Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuersystem in der zweiten Ausführungsform der Getriebeprüfvorrichtung aus Fig. 8 durchgeführt wird; und
sind Fig. 10 und 11 Zeitschaubilder, die eine Drehzahlvariation des Maschinenübergangs-Simulationsmotors in Antwort auf die Maschinenlastvariation von einem Maschinenleerlaufzustand zu einem Vollastzustand hin zeigen.
Bezüglich der Zeichnungen, insbesondere der Fig. 1, verwendet die erste Ausführungsform einer Getriebeprüfvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung einen elektrischen Gleichstrommotor 1 als Antriebsleistungsquelle. Der elektrische Motor 1 ist mit einem Geschwindigkeitserhöhungsgerät 2 zur Bildung einer eine Maschine simulierenden Leistungseinheit verbunden. Der elektrische Motor 1 weist eine Ausgangswelle auf, die mit dem Geschwindigkeitserhöhungsgerät 2 verbunden ist. Da der elektrische Motor 1 ein näherungsweise zehnmal größeres Trägheitsmoment als jenes einer kraftfahrtechnischen Verbrennungsmaschine aufweist, ist das Geschwindigkeitserhöhungsgerät 2 ausgelegt, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 1 zehnfach zu vergrößern, so daß die Motorumdrehungsgeschwindigkeit auf ein Zehntel der erforderlichen Umdrehungsgeschwindigkeit reduziert werden kann. Dadurch kann die Größe des Trägheitsmoments des elektrischen Motors 1 äquivalent zu jener der Verbrennungsmaschine sein.
Das Geschwindigkeitserhöhungsgerät 2 verwendet eine schneckenartige Zahnradsatzanordnung zur Bildung eines geschwindigkeitserhöhenden Mechanismus, zur Erhöhung der Umdrehungsgeschwindigkeit des elektrischen Motors 1. Wenn das Erhöhungsverhältnis des Geschwindigkeitserhöhungsgerätes 2 zuklein ist, kann die Umdrehungsgeschwindigkeit des elektrischen Motors 1 nicht befriedigend erniedrigt werden, was die Verkleinerung des Trägheitsmomentes des Motors ungenügend macht. Wenn das Erhöhungsverhältnis des Geschwindigkeitserhöhungsgerätes 2 zu hoch ist, wird die Ausgangsleistung des elektrischen Motors zu hoch. Deshalb liegt ein in der Praxis geeigneter Bereich des Erhöhungsverhältnisses des Geschwindigkeitserhöhungsgerätes in einem Bereich zwischen sechsfach und zwanzigfach.
Die Ausgangswelle des Geschwindigkeitserhöhungsgerätes 2 ist mit dem zu prüfenden Fahrzeugleistungsgetriebe 3 verbunden. Das Getriebe 3 ist auf einer Trägerbasis 4 getragen. Eine Ausgangswelle des Getriebes 3 ist mit einer Laufradeinheit 5 und einem Dynamo 6 verbunden. Die Laufradeinheit 5 und der Dynamo 6 bildet eine Antriebslast, die die Fahrzeugträgheitslast, den Bewegungswiderstand, wie beispielsweise den Luftwiderstand, den Straßenwiderstand usw., simuliert.
Ein Umdrehungsgeschwindigkeitssensor 7 und ein Drehmoment sensor 8 sind zwischen dem Geschwindigkeitserhöhungsgerät 2 und dem Leistungsgetriebe 3 vorgesehen. Der Umdrehungsgeschwindigkeitssensor 7 überwacht die Umdrehungsgeschwindigkeit an dem Eingang des Getriebes, um ein für die Umdrehungsgeschwindigkeit an der Eingangsseite des Getriebes repräsentatives Sensorsignal zu erzeugen. Der Umdrehungsgeschwindigkeitssensor 7 wird infolgedessen im weiteren als "Eingangsgeschwindigkeitssensor" bezeichnet. Das von dem Eingangsgeschwindigkeitssensor 7 erzeugte Sensorsignal wird im weiteren als "Eingangsgeschwindigkeitsanzeigesignal NIN" bezeichnet. Der Drehmomentsensor 8 überwacht ein Rotationsdrehmoment an der Eingangswelle des Getriebes 3 um ein dem Rotationsdrehmoment an der Eingangswelle des Getriebes repräsentatives Sensorsignal zu erzeugen. Deshalb wird der Drehmomentsensor 8 im weiteren als "Eingangsdrehmomentsensor" bezeichnet, und der Sensorsignalausgang von dem Eingangsdrehmomentsensor wird im folgenden als "Eingangsdrehmomentanzeigesignal TIN" bezeichnet.
Ein weiterer Drehmomentsensor 9 zur Überwachung des Ausgangsdrehmoments des Getriebes 3 ist an dessen Ausgangswelle vorgesehen. Der Drehmomentsensor 9 wird im weiteren als "Ausgangsdrehmomentsensor" bezeichnet. Der Ausgangsdrehmomentsensor 9 erzeugt ein Sensorsignal, das hier im weiteren als "Ausgangsdrehmomentanzeigesignal TOUT" bezeichnet wird und repräsentativ für das Rotationsdrehmoment an der Ausgangswelle des Getriebes ist. Ein weiterer Umdrehungsgeschwindigkeitssensor 10 ist ferner zur Überwachung einer Umdrehungsgeschwindigkeit an dem Ausgang des Dynamos 6 vorgesehen, um ein Sensorsignal zu erzeugen, das für die Dynamoausgangsgeschwindigkeit repräsentativ ist. Der Umdrehungssensor 10 wird hier im weiteren als "Ausgangsgeschwindigkeitssensor" bezeichnet und das von dem Ausgangsgeschwindigkeitssensor erzeugte Sensorsignal wird hier im weiteren als "Ausgangsgeschwindigkeitsanzeigesignal NOUT" bezeichnet.
Ein Maschinensimulationsmotorsteuersystem ist mit dem elektrischen Motor 1 zur Steuerung des letzteren zur Erzeugung von Maschinensimulationscharakteristiken der Umdrehungsgeschwindigkeit und des Antriebsdrehmomentes verbunden. Das Maschinensimulationsmotorsteuersystem weist eine Drosselklappeneinstellanordnung 11 auf. Die Drosselklappeneinstellanordnung 11 ist zur Erzeugung eines elektrischen Signals als Maschinengeschwindigkeitsbedarf-Anzeigeparameter zur Simulation eines kraftfahrtechnischen Beschleunigers ausgebildet. Das elektrische Signal wird hier im weiteren als "Drosselklappenwinkel-Simulationssignal θ" bezeichnet. Zur Eingabe des Drosselklappenwinkel-Simulationssignals θ ist die Drosselklappenwinkeleinstellanordnung 11 deshalb für einen manuellen oder einen automatischen Betrieb bestimmt. Das Maschinensimulationsmotorsteuersystem weist weiterhin einen Wahlschalter 12, eine manuelle Verzögerungseinstellanordnung 13, eine Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14, eine Datenverwaltungseinheit 15, eine Datenüberwachungsanzeige 16, und einen Datendrucker 17 auf. Das Maschinensimulationsmotorsteuersystem weist weiter eine Motorsteuereinheit 18 auf, die den elektrischen Motor 1 steuert.
Der Wahlschalter 12 ist manuell bedienbar um die Drosselklappenwinkeleinstellanordnung 11 direkt mit der Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14, oder alternativ über die manuelle Verzögerungseinstellanordnung 13 zu verbinden, um das Drosselklappenwinkel-Simulationssignal θ zu liefern. Die manuelle Verzögerungseinstellanordnung 13 weist einen Verzögerungsschaltkreis auf, der in Hinblick auf die tatsächliche Verzögerungszeit der Maschinenausgangsvariation in Antwort auf die Variation der Drosselklappenventilwinkelstellung auf eine Verzögerungszeit eingestellt ist.
Deshalb kann die Verzögerungszeit des Verzögerungsschaltkreises durch Experimente hinsichtlich der jeweils zu simulierenden Maschinentypen festgelegt werden.
Die Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 enthält einen Mikrocomputer. Die Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 weist ein Maschinenübergangszustand-Simulationssteuerteil auf, das so programmiert ist, um ein Ziel-Drehmoment T* auf der Basis des Drosselklappenwinkel-Simulationssignals θ zu ermitteln, wobei eine bestimmte, oder im wesentlichen kurze Zeitverzögerung zwischen der Variation des Drosselklappen-Simulationssignals θ und der Variation des Ziel-Drehmoments herbeigeführt wird. Die Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 erhält ebenfalls das Eingangsgeschwindigkeitsanzeigesignal NIN von dem Eingangsgeschwindigkeitssensor 7.
Die Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 weist einen Speicher (nicht klar gezeigt) auf, der eine dreidimensionale Maschinencharakteristikkarte des Ziel-Drehmoments T* und der Eingangsgeschwindigkeit NIN speichert, die gemäß dem Wert des Drosselklappen-Simulationssignals θ, wie in Fig. 3 gezeigt zu lesen ist. In Fig. 3 sind eine Vielzahl von Charakteristik-Linien, die die dreidimensionale Karte repräsentieren, dargestellt. Jede Charakteristik-Linie zeigt eine Variation des Ziel-Drehmoments T* und die Eingangsgeschwindigkeit NIN an einer entsprechenden Drosselklappenwinkelstellung θ. Deshalb repräsentiert die oberste Charakteristik-Linie das Ziel-Maschinensimulationsmotorausgangsdrehmoment T* und die Maschinensimulationseingangsgeschwindigkeit NIN an dem maximalen Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwert θ100%, der die vollständig geöffnete Stellung des Drosselklappenventils repräsentiert. Auf der anderen Seite repräsentiert die unterste Charakteristik-Linie das Ziel-Maschinensiinulationsmotorausgangsdrehmoment T* und die Maschinensimulationseingangsgeschwindigkeit NIN an dem maximalen Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwert θ0%, der die vollständig geschlossene Stellung des Drosselklappenventils repräsentiert.
Die Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 weist auch Verzögerungszeitkarten wie sie in den Fig. 4(A), 4(B) und 4(C) dargestellt sind, auf, auf die gemäß dem Drosselklappenwinkelsteuersignal θ* zugegriffen wird bzw. die gemäß dem Drosselklappenwinkelsteuersignal θ* gelesen werden, das auf der Basis des Drosselklappenwinkelsteuersignals θ ermittelt und später diskutiert wird.
Die Datenverwaltungseinheit 15 ist so programmiert, daß sie die Datenverteilung für den Datenmonitor 16 und den Datendrucker 17 regelt. Diese Datenverwaltungseinheit 15 betrifft das Eingangsgeschwindigkeitsanzeigesignal NIN, das Drosselklappenwinkelsimulationssignal 8, das Ausgangsgeschwindigkeitsanzeigesignal NOUT, das Eingangsdrehmomentanzeigesignal TIN und das Ausgangsdrehmomentanzeigesignal TOUT. Für die Datenverwaltungseinheit 15 ist auch eine Getriebesteuereinheit 20 vorhanden, die die Schaltposition des zu prüfenden Leistungsgetriebes 3 steuert und infolgedessen ausgelegt ist, Schaltsteuersignale zu erzeugen. In dem Fall, daß das zu prüfende Leistungsgetriebe ein Automatik-Leistungsgetriebe ist, ist das Schaltsteuersignal ein die Wahlhebelstellung simulierendes Signal, das für eine Stellung eines Wahlhebels des automatischen Getriebes repräsentativ ist. Ist auf der anderen Seite das zu prüfende Leistungsgetriebe ein manuelles Leistungsgetriebe, ist das Schaltsteuersignal ein die Schaltstellung simulierendes Signal, das für die Stellung eines manuellen Schalthebels repräsentativ ist. Im letzteren Fall kann die Prüfvorrichtung zur Erleichterung eine Kupplung usw. erfordern, die wahlweise das Geschwindigkeitserhöhungsgerät 2 synchron mit dein Schaltablauf in dem Getriebe verbindet oder trennt. Das von der Getriebesteuereinheit 20 erzeugte Schaltsteuersignal wird auch der Datenverwaltungseinheit 15 zugeführt.
Die Datenverwaltungseinheit 15 verteilt selektiv die oben beschriebenen Parameterdaten an die Datenanzeigeeinheit 16 und die Datendruckeinheit 17 zum Anzeigen der Prüfdaten oder zum Drucken der Prüfdaten. Die von der Datenanzeigeeinheit 16 und der Datendruckeinheit 17 behandelten Daten können die Drosselklappendaten θ, die Eingangsgeschwindigkeitsdaten NIN, die als die Maschinenumdrehungsgeschwindigkeit simulierende Daten dienen, die Ausgangsgeschwindigkeitsdaten NOUT, die als Fahrzeuggeschwindigkeitssimulationsdaten dienen, die Eingangs- und Ausgangs-Drehmomentdaten TIN und TOUT und die die Gangstellung des Getriebes anzeigenden Schaltsteuerdaten sein.
Die Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 liefert das Ziel-Drehmomentanzeigesignal T* an die Motorsteuereinheit 18. Die Motorsteuereinheit 18 empfängt weiterhin das Eingangsgeschwindigkeitsanzeigesignal NIN. Die Motorsteuereinheit 18 weist ein Drehmomentsimulationssteuerprogramm zur Ermittlung eines Befehlsstromwertes I auf, der für einen dem Motor 1 zugeführten Gleichstromwert repräsentativ ist.
Die Getriebesteuereinheit 20 ist allgemein dafür ausgelegt, ein Schaltsteuersignal zu erzeugen, das für die Wahlschalterstellung des automatischen Leistungsgetriebes, oder alternativ, für die manuelle Schaltstellung des Schalthebels des manuellen Getriebes repräsentativ ist. Im ersteren Fall kann das die Wahlschalterstellung anzeigende Schaltsteuersignal die Wahlschalterstellung repräsentieren, die zwischen einer ersten Bereichsstellung, die ein erstes Übersetzungsverhältnis wählt, und einer zweiten Bereichsstellung, die ein zweites Übersetzungsverhältnis wählt, variabel ist und es ermöglicht, automatisch zwischen dem ersten Übersetzungsverhältnis und dem zweiten Übersetzungsverhältnis zu schalten, wobei die D-Bereichsstellung eine automatische Wahl des Übersetzungsverhältnisses zwischen ersten, zweiten und dritten Übersetzungsstellungen wählt, die OD-Bereichsstellung das Übersetzungsverhältnis eines Schongangs wählt und das Schalten in ein viertes (Schongang) Übersetzungsverhältnis ermöglicht, der N-Bereich die neutrale Übersetzungsstellung wählt, der R-Bereich die umgekehrte Kupplungeingriffstellung wählt und der P-Bereich die Parkstellung wählt. Im Fall des manuellen Getriebes kann das Schaltsteuersignal auf der anderen Seite eine erste Übersetzungsstellung, eine zweite Übersetzungsstellung, eine dritte Übersetzungsstellung, eine vierte Übersetzungsstellung, eine fünfte Übersetzungsstellung und eine Rückwärts-Übersetzungsstellung repräsentieren. In dem letzten Fall kann eine geeignete Betätigungseinheit in der Prüfvorrichtung vorhanden sein, um die Schaltabläufe für das manuelle Getriebe in Antwort auf das Schaltsteuersignal durchzuführen.
In dem modernen Automatik-Leistungsgetriebe ist jedoch die elektronische Steuerung des Übersetzungsverhältnisses erleichtert. In einem solchen elektronisch gesteuerten Automatik-Leistungsgetriebe ist eine auf einem Mikroprozessor basierende Kontrolleinheit zur Erleichterung der antriebsbedingungsabhängigen Wahl des Getriebeübersetzungsverhältnisses vorgesehen. Im Fall, daß das zu prüfende Getriebe ein elektronisch gesteuertes Automatikgetriebe ist, hat die Getriebesteuereinheit 20 als die Steuereinheit zu dienen. Um die Fähigkeit zur Simulation der automatischen Steuerung, wie sie von einer Fahrzeuggetriebesteuereinheit durchgeführt wird, zu fördern, ist die Getriebesteuereinheit 20 verbunden mit dem Eingangsgeschwindigkeitssensor 7, um von diesem das Eingangsgeschwindigkeitsanzeigesignal NIN als die die Maschinengeschwindigkeit simulierenden Daten zu erhalten, mit dem Ausgangsgeschwindigkeitssensor 10, um von diesem das Ausgangsgeschwindigkeitsanzeigesignal NOUT als die die Fahrzeuggeschwindigkeit simulierenden Daten zu erhalten, und der Drosselklappenwinkeleinstellanordnung, um von dieser das Drosselklappenwinkel-Simulationssignal θ zu erhalten. Die Getriebesteuereinheit 20 ist so programmiert, um die vorstehend erwähnten Eingangsdaten zur Ermittlung der Getriebeübersetzungsstellung entsprechend einem vorbestimmten Übersetzungs-Schaltmuster zu verarbeiten.
Der Betrieb der oben beschriebenen Getriebeprüfvorrichtung wird im folgenden auf der Grundlage einer Prüfung des Automatik-Leistungsgetriebes, das für eine elektronische automatische Steuerung ausgelegt ist, diskutiert.
Eine Leistungsprüfung des Automatik-Leistungsgetriebes wird durchgeführt, indem der Drosselklappenventil-Simulationssignalwert 8 eingestellt wird. In dem Prüfbetrieb führt die Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 einen Ablauf durch, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. Der Betrieb der Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 diskutiert. Das gezeigte Programm kann periodisch oder zyklisch mit einem vorbestimmten Zeitintervall durchgeführt werden.
Mit der Durchführung des Startes werden die Eingangsgeschwindigkeitsanzeigedaten NIN und das Drosselklappenwinkel-Simulationssignal θ bei Schritt 30 ausgelesen. Bei einem Schritt 31 wird eine Drosselklappenventil-Winkelvariationsrate θ ermittelt. Die Ermittlung der Drosselklappenventil-Winkelvariationsrate θ wird durchgeführt, indem differenzierte Werte des momentanen Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwertes und des Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwertes, der im gerade vorangegangenen Zyklus oder den vorbestimmten vorausgehenden Zyklen ausgelesen wurde, ermittelt werden.
Bei einem Schritt 32 wird ein Maschinenübergangszustand-Anzeigemarker FLGT überprüft, welcher Marker während der Durchführung der Maschinenübergangssimulation gesetzt ist, und wird stehengelassen, solange die Simulation des Maschinendauerstandes durchgeführt wird. Wenn der Maschinenübergangszustand-Anzeigemarker FLGT neu gesetzt wird und infolgedessen die Antwort am Schritt 32 negativ ist, wird die Drosselklappenventil-Winkelvariationsrate 8 mit einem voreingestellten Drosselklappenventil-Variationsschwellenwert θ&sub0; bei Schritt 33 verglichen. Wenn die Drosselklappenventil-Winkelvariationsrate θ kleiner als der Drosselklappenwinkel-Variationsschwellenwert θ&sub0; ist, wird der Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwert θ als der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* bei Schritt 34 eingestellt. Bei Schritt 34 wird auch gemäß dem Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* und den Eingangsgeschwindigkeitsanzeigedaten NIN ein Karten-Nachschlagen durchgeführt, um das Ziel-Drehmoment T* auszuführen. Nach dem Prozeß bei Schritt 34 geht der Prozeß zu ENDE über.
Falls die Drosselklappenventil-Winkelvariationsrate θ auf der anderen Seite größer oder gleich dem bei Schritt 33 überprüften Drosselklappenwinkel-Variationsschwellenwert θ&sub0; ist, wird eine Verzögerungszeit t&sub0; bei Schritt 35 ermittelt. Die Verzögerungszeit t&sub0; wird auf der Basis des Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwertes θ, der im gegenwärtigen Ausführungszyklus gelesen wird, ermittelt und wird gesetzt, wenn der Drosselklappenwinkelbefehlswert θ&sub2; und der beim vorangegangenen Ausführungszyklus gelesene Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwert 8 als Drosselklappenwinkel-Simulationswert θ&sub1; eingestellt werden. Auf der Basis der Drosselklappenwinkel-Befehlswerte θ&sub1; und θ wird ein Karten-Nachschlagen mit den in den Fig. 4(A), 4(B) und 4(C) dargestellten Karten durchgeführt.
Es ist zu beachten, daß die Zeitverzögerung t&sub0; ermittelt wird, um die Übergangscharakteristiken des Motors an die kraftfahrtechnischen Maschinenübergangscharakteristiken anzupassen. Deshalb wird die Verzögerungszeit t&sub0; gemäß einer Zunahme der Differenz zwischen den Drosselklappenwinkel-Befehlswerten θ&sub1; und θ&sub2; größer eingestellt. Auf der anderen Seite ist die Zeitverzögerung t&sub0; gemäß einer Zunahme des Drosselklappenwinkel-Befehlswertes θ&sub1; kleiner einzustellen.
Nachdem die Zeitverzögerung t&sub0; eingestellt ist, wird der Maschinenübergangszustand-Anzeigemarker FLGT bei Schritt 36 gesetzt. Bei Schritt 36 wird dann ein Zeitzähler (nicht dargestellt) zum Hochzählen einer Uhr für die Messung einer abgelaufenen Zeit ausgelöst. Nach dem Prozeß bei Schritt 36 geht der Prozeß zu ENDE über.
Wenn auf der anderen Seite der Maschinenübergangszustands-Anzeigemarker FLGT gesetzt ist, wie dies bei Schritt 32 überprüft wird, wird der Zeitzählerwert dahingehend überprüft, ob die Verzögerungszeit t&sub0; bei Schritt 37 abgelaufen oder nicht abgelaufen ist. Wenn der Zeitzählerwert kleiner als die Zeitverzögerung t&sub0; ist, wird das Ziel-Drehmoment T* auf der Basis des Drosselklappenwinkel-Befehlswertes θ&sub1; und des Eingangsgeschwindigkeits-Anzeigesignalwertes NIN bei einem Schritt 38 durch ein Karten-Nachschlagen ermittelt. Nach diesem Prozeß bei Schritt 38 geht der Prozeß zu ENDE über.
Wenn der Zeitzählerwert auf der anderen Seite größer oder gleich der Verzögerungszeit t&sub0; ist, wird der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* durch die Addition eines gegebenen Wertes θn zu dem Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ&sub1; bei Schritt 39 ermittelt. Der gegebene Wert θn repräsentiert Übergangscharakteristiken bei Variation der Drosselklappenventil-Winkelstellung und Variationscharakteristiken des Ausgangsdrehmomentes, das dem einer Maschine simuliert ist.
Deshalb kann der gegebene Wert abhängig von der Differenz zwischen den Drosselklappenwinkel-Befehlswerten θ&sub1; und θ&sub2; variabel sein. Wenn nämlich der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ&sub1; kleiner als der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ&sub2; ist, wird der gegebene Wert θn positiv. Wenn der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ&sub1; auf der anderen Seite größer als der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ&sub2; ist, wird der gegebene Wert θn ein negativer Wert. Bei Schritt 39 wird auch das Ziel-Drehmoment T* in Abhängigkeit von dem Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* und dem Eingangsgeschwindigkeits-Anzeigewert NIN durch Karten-Nachschlagen ermittelt.
Nach dem Prozeß bei Schritt 39 wird der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* mit dem Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ&sub2; bei Schritt 40 verglichen. Wenn der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* nicht gleich dem Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ&sub2; ist, geht der Prozeß direkt zu ENDE. Wenn der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* andererseits gleich dem Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ&sub2; wird, wird der Maschinenübergangszustand-Anzeigemarker FLGT bei Schritt 41 neu gesetzt.
Fig. 5 zeigt Variationscharakteristiken des Ziel-Drehmomentes (kg.m) während des Übergangs von dem Maschinenleerlaufzustand, in dem der Drosselklappenwinkel-Befehlswert ein Minimum θ0% (θ&sub1;) ist, zu dem Vollastzustand, in dem der Drosselklappenwinkel-Befehlswert ein Maximum θ100% (θ&sub2;) ist. Wie aus Fig. 5 ersichtlich wird das Ziel-Drehmoment T*, nachdem der Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwert von θ0% auf θ100% zu einem Zeitpunkt t&sub1; verändert wurde, an einem minimalen Wert TMIN entsprechend dem minimalen Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ0% für eine Verzögerungszeit to festgehalten. Zu einem Zeitpunkt t&sub2; nach Ablauf der Verzögerungszeit t&sub0; beginnt das Ziel-Drehmoment T*, sich zu dem maximalen TMAX-Wert entsprechend dem maximalen Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ100% hin zu ändern. Wie zu erkennen, kann eine solche Variationscharakteristik des Drehmomentes die Antwortcharakteristik der kraftfahrtechnischen Maschine während eines Überganges von einem lastfreien Zustand zu einem Volllastzustand gut simulieren.
In dem vorbeschriebenen Prozeß des Einstellens des Ziel-Drehmomentes T* ist es ein praktikabler Weg, die dreidimensionale Karte aus Fig. 3 aufzustellen, indem eine Vielzahl von Darstellungspunkten, gekennzeichnet durch den Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* und den Eingangsgeschwindigkeits-Anzeigewert NIN, aufgestellt werden. Deshalb ergibt sich die tatsächliche Konfiguration der Karte so wie in Fig. 6 gezeigt, in der jeder Darstellungspunkt mit benachbarten Darstellungspunkten durch lineare Liniensegmente verbunden ist. Genaugenommen kann das Maschinenausgangsdrehmoment jedoch auf verschiedene Weise in den Bereich zwischen benachbarten Darstellungspunkten variieren. Um eine genauere Getriebeleistungsprüfung durchzuführen ist es deshalb wünschenswert, ein Ziel-Drehmomentwert T* zu erhalten, der genauer jenen Wert der tatsächlich verwendeten kraftfahrtechnischen Maschine simuliert. Deshalb ist die Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 mit der Fähigkeit versehen, eine Interpolation zur Ermittlung des Maschinenausgangs-Simulationszieldrehmomentes T* für den Bereich, in dem der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* und der Eingangsgeschwindigkeitsanzeigewert NIN nicht mit jenen an irgendeinem der Darstellungspunkte exakt übereinstimmen, durchzuführen.
Die Art der linearen Interpolation, die in der bevorzugten Ausführungsform der Getriebeprüfvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet wird, wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 7 diskutiert. Hier wird angenommen, daß der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θa ist und daß der Eingangsgeschwindigkeits-Anzeigewert Na ist. In diesem Fall liegt der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θa zwischen bestehenden Charakteristiklinien, die jeweils den Drosselklappenwinkel-Befehlswerten θi und θi+1 entsprechen. Auf der anderen Seite ist der Eingangsgeschwindigkeits-Anzeigewert Na zwischen den bestehenden Darstellungspunkten A und B auf der Charakteristik-Linie θi und zwischen den Darstellungspunkten C und D auf der Charakteristik-Linie θi+1.
Auf dem Koordinatensystem der Fig. 7 kann die Orientierung der jeweiligen Darstellungspunkte A, B, C und D ausgedrückt werden durch:
A; (Nij, Tij)
B; (Nij+1, Tij+1)
C; (Ni+1j, Ti+1j)
D; (Ni+1 j+1, Ti+1 j+1)
Deshalb können die Orientierungen E und F auf den linearen Linien AB und CD ausgedrückt werden durch:
TE = Tij + (Tij+1) x Na - Nij/Nij+1 - Nij
TF = Ti+J + (Ti+1 j+1 - Ti+1j) x Na - Ni+1j/Ni+1 j+1 - Ni+1j
Aus dem Vorstehenden können das Ziel-Drehmoment Ta bei dem Drosselklappenwinkel-Befehlswert θa und der Eingangsgeschwindigkeits-Anzeigewert Na ausgedrückt werden durch:
Ta = TE + (TF - TE) x θ - θ&sub1;/θi+1 - θ&sub1;
Durch den vorstehend beschriebenen linearen Interpolationsprozeß, der durch die Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 durchgeführt wird, können weitere genaue Maschinenantriebscharakteristiksimulationen realisiert werden.
Da die gezeigte Ausführungsform die oben angegebene lineare Interpolation zur Durchführung der Interpolation verwendet, ist zu erkennen, daß es möglich wäre, die Methode der kleinsten Quadrate zur Durchführung der Interpolation zu verwenden. Deshalb soll die Interpolationsmethode nicht auf die oben diskutierte Methode festgelegt sein.
Mittlerweile wurden in den letzten Jahren verschiedene Hochleistungs-Kraftfahrverbrennungsmaschinen entwickelt. Eine der typischen Hochleistungsmaschinen ist eine überverdichtete Maschine wie beispielsweise eine Maschine mit einem Ansaugsystem, das mit einem mechanischen Lader (Überverdichter) oder mit einem Turbolader verbunden ist. Im Fall einer turbogeladenen Maschine ändert sich die Maschinenantriebscharakteristik in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung des Turboladers wesentlich. Wenn die Maschinenlast nämlich relativ niedrig ist und infolgedessen die Abgasflußrate nicht ausreicht, den Turbolader vollständig zu aktivieren, wird das Maschinenausgangsdrehmoment äquivalent zu dem einer normalen Saugmaschine gehalten. Bei einem relativ hohen Maschinenlastzustand wird im Gegensatz dazu die Abgasflußrate genügend groß, um eine Turbine des Turboladers vollständig anzutreiben. Deshalb wird die Kompression in einer Verbrennungskammer der Maschine höher und liefert ein viel höheres Ausgangsdrehmoment als jenes einer normalen Saugmaschine. Zusätzlich ist in der modernen turbogeladenen Maschine im Ansaugsystem ein Nebenauslaß vorhanden, um eine übermäßige Kompression in der Verbrennungskammer der Maschine zu verhindern. Der Nebenauslaß öffnet an einem vorbestimmten Abschneidepunkt des Ansaugluftdruckes um die Turbinengeschwindigkeit bei einer vorbestimmten maximalen Geschwindigkeit zu halten. Deshalb ist die Antriebscharakteristik der turbogeladenen Maschine komplexer als jene der normalen Saugmaschine, wie dies aus den Fig. 10 und 11 zu sehen ist.
Da das kraftfahrtechnische Leistungsgetriebe nicht nur bei einer normalen Saugmaschine sondern auch bei der überverdichteten Maschine anwendbar ist, muß die Getriebeprüfvorrichtung die Fähigkeit aufweisen, eine an die überverdichtete Maschine angepaßte Simulationsleistung durchzuführen. Im Hinblick darauf muß die Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 zur Anpassung an die überverdichteten Maschinen, wie beispielsweise der turbogeladenen Maschine, modifiziert werden.
Die Fig. 8 zeigt eine Schaltung eines Überverdichtete-Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuerteils 14', das in der Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuereinheit 14 der früheren Ausführungsform verwendet wird. Das Überverdichtete-Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuerteil 14' enthält einen Überverdichtete-Maschinencharakteristik-Anfangsgeschwindigkeit-Einstellschalter 14a zum manuellen Einstellen eines Eingangsgeschwindigkeitskriteriums nach dem die Maschinenantriebscharakteristik zwischen der normalen Saugcharakteristik und der turbogeladenen Charakteristik unterschieden wird. Der Turboladermaschinencharakterstik-Anfangsgeschwindigkeit-Einstellschalter 14a kann manuell zur Einstellung des Eingangsgeschwindigkeitskriteriums in Abhängigkeit von der Charakteristik der zu simulierenden turbogeladenen Maschine eingestellt werden. Der Turboladermaschinencharakteristik-Anfangsgeschwindigkeit-Einstellschalter 14a ist mit einem Turbogeladenen-Maschiencharakteristik-Anfangsgeschwindigkeit-Einstellschaltkreis 14b verbunden, der auf den Eingangsgeschwindigkeitskriterium-Anzeigeeingang von dem Turboladermaschinencharakteristik-Anfangsgeschwindigkeit-Einstellschalter zum Einstellen eines Referenzgeschwindigkeitsdatums N&sub0; ist.
Das Turboladermaschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuerteil 14' weist weiterhin einen Integrierschaltkreis 14c auf, der einen variablen Begrenzer, enthält, einen Speicher 14d, der eine Turboladermaschinencharakteristikkarte speichert. Die in dem Speichere 14d gespeicherte Karte ist dafür ausgelegt, gewöhnlich für die Ermittlung des Ziel-Drehmomentes T* für die normale Saugmaschine wie auch die turbogeladene Maschine verwendet zu werden. Deshalb wird die Charakteristik-Linie θ50%, die die Maschinenantriebscharakteristik bei halben Drosselklappenzustand der turbogeladenen Maschine darstellt, bei dem das Drosselklappenwinkel-Simulationssignal θ einen Wert anzeigt, der 50% der Drosselklappenventil-Offenstellungsgradanzahl entspricht, als Charakteristik-Linie für den Vollastzustand der normalen Saugmaschine verwendet.
Der Turboladermaschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuerschaltkreis 14' besitzt einen 1/2-Verstärker 14e, der seinerseits mit einem Addierkontakt 14f verbunden ist. Dem Addierkontakt 14f wird der Ausgang des Integratorschaltkreises 14c zugeführt. Der Addierkontakt 14f ist dem Turboladermaschinencharakteristik-Kartenspeicher 14d über einen Verstärker 14g zugeführt. Das Drosselklappenwinkel-Befehlssignal θ* wird auf der Basis des Drosselklappenwinkel-Simulationssignals θ unter Addition des Ausgangs des Integratorschaltkreises 14c ermittelt.
Auf der anderen Seite wird das Drosselklappenwinkel-Simulationssignal θ ebenfalls dem Integratorschaltkreis 14c über einen Addierkontakt 14h und einen Verstärker 14i zur Überwachung des variablen Begrenzers zugeführt. Im Fall einer normalen Saugmaschine wird das Ziel-Drehmoment T* mit der gezeigten Anordnung unter Verwendung der von durchgezogenen Linien dargestellten Charakteristik-Linien ermittelt, da der Eingang des Addierkontaktes 14f der Integratorschaltung 14c auf Null gehalten ist. Auf der anderen Seite wird im Fall einer turbogeladenen Maschine die von gestrichelten Linien dargestellten Charakteristik-Linien zur Ermittlung des Ziel-Drehmomentes T* verwendet, da der Eingang zu dem Addierkontakt 14f von dem Integratorschaltkreis 14c versorgt wird.
Der Betrieb des Maschinenantriebscharakteristik-Simulationssteuerschaltkreises 14 in der zweiten Ausführungsform der Getriebeprüfvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 9 diskutiert.
Bei Schritt 140 werden das Eingangsgeschwindigkeitsanzeigesignal NIN, das Drosselklappenwinkel-Simulationssignal θ und das Referenzgeschwindigkeitsdatum N&sub0; gelesen. Bei dem Schritt 141 wird eine Drosselklappenventilvariationsrate θ ermittelt. Die Ermittlung der Drosselklappenventilwinkelvariationsrate θ wird durch die Ermittlung von differentiellen Werten des momentanen Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwertes und des Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwertes, der in dem unmittelbar vorangegangenen Zyklus oder dem vorbestimmten folgenden Zyklus gelesen wird, durchgeführt.
Bei dem Schritt 142 wird ein Maschinenübergangszustand-Anzeigemarker FLGT dahingehend überprüft, welcher Marker gesetzt ist, während die Maschinenübergangszustandssimulation durchgeführt wird, und wird neu gesetzt, während die Maschinendauerzustandssimulation durchgeführt wird. Falls der Maschinenübergangszustand-Anzeigemarker FLGT neu gesetzt wird und infolgedessen die Antwort bei Schritt 142 negativ ist, wird die Drosselklappenventil-Winkelvariationsrate θ mit einer vorgegebenen Drosselklappenwinkel-Variationsschwelle θ&sub0; bei Schritt 143 verglichen.
Wenn die Drosselklappenwinkel-Variationsrate θ kleiner als die Drosselklappenwinkel-Variationsschwelle θ&sub0;, wie sie bei Schritt 43 überprüft wurde, ist, wird das Eingangsgeschwindigkeitsanzeigesignal NIN mit dem Referenzgeschwindigkeitsdatum N&sub0; bei Schritt 144 verglichen. Falls der Eingangsgeschwindigkeitsanzeigesignalwert NIN größer oder gleich dem Referenzgeschwindigkeitsdatum N&sub0; ist, wird der Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwert θ als Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* gesetzt, um das Ziel-Drehmoment T* auf der Basis des eingestellten Drosselklappenwinkel-Befehlswertes θ* und dem Eingangsgeschwindigkeitsanzeigewert NIN bei Schritt 145 zu ermitteln. Wenn der Eingangsgeschwindigkeitsanzeigesignalwert NIN auf der anderen Seite kleiner als das Referenzgeschwindigkeitsdatum N&sub0; ist, wird bei Schritt 146 als Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* der halbe Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwert θ eingestellt. Bei Schritt 146 wird das Ziel-Drehmoment T* auf der Basis des Eingangsgeschwindigkeitsanzeigesignalwertes NIN ermittelt.
Falls die Drosselklappenwinkel-Variationsrate θ größer oder gleich der Drosselklappenwinkel-Variationsschwelle θ&sub0;, wie sie bei Schritt 143 überprüft wurde, ist, wird dann auf der anderen Seite der Maschinenübergangszustand-Anzeigemarker FLGT bei Schritt 147 gesetzt. Bei Schritt 147 wird dann ein Zeitzähler (nicht dargestellt) zum Hochzählen einer Uhr zur Messung einer abgelaufenen Zeit ausgelöst. Nach dem Prozeß bei Schritt 147 geht der Prozeß zu ENDE über.
Wenn der Maschinenüberqangszustand-Anzeigemarker FLGT so wie bei Schritt 142 überprüft gesetzt ist, wird auf der anderen Seite der Eingangsgeschwindigkeits-Anzeigesignalwert NIN mit dem Referenzgeschwindigkeitsdatum N&sub0; bei Schritt 148 verglichen. Falls der Eingangsgeschwindigkeits-Anzeigewert NIN kleiner als das Referenzgeschwindigkeitsdatum N&sub0; ist, wird der Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwert θ als Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* zur Ermittlung des Ziel-Drehmomentes T* auf der Basis des gesetzten Drosselklappenwinkel-Befehlswertes θ* und des Eingangsgeschwindigkeits-Anzeigewertes NIN bei Schritt 149 ermittelt. Wenn der Eingangsgeschwindigkeits-Anzeigewert NIN größer oder gleich dem Referenzgeschwindigkeitsdatum N&sub0; ist, wird der Ausgang θn des Integratorschaltkreises 14c zum halben Wert (θ/2) des Drosselklappenwinkel-Simulationssignalwertes addiert, um den Summenwert bei Schritt 150 als den Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* einzustellen. Dann wird der eingestellte Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* bei Schritt 151 mit dem Drosselklappenwinkel-Simulationswert θ verglichen. Falls der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ nicht gleich dem Drosselklappenwinkel-Simulationswert θ, wie er bei Schritt 151 überprüft wurde, ist, geht der Prozeß direkt zu ENDE über. Falls der Drosselklappenwinkel-Befehlswert θ* auf der anderen Seite gleich dem Drosselk1appenwinkel-Simulationswert θ wird, wird der Maschinenübergangszustand-Anzeigemarker FLGT bei Schritt 152 neu gesetzt.
Wie hieraus erkennbar ist, ermöglicht die vorliegende Erfindung, daß der elektrische Motor anstelle einer Verbrennungsmaschine zur Durchführung einer Simulationsprüfung des Getriebes mit einer maschinenäquivalenten Umdrehungs- und Drehmomentvariationscharakteristik verwendet wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung können deshalb genaue Prüfdaten unter Verwendung des elektrischen Motors erhalten werden.
Deshalb erfüllt die vorliegende Erfindung alle Aufgaben und dafür angestrebten Vorteile.
Während die vorliegende Erfindung basierend auf der bevorzugten Ausführungsform offenbart wurde, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu erleichtern sollte erkannt werden, daß die Erfindung in verschiedener Weise ausgeführt werden kann. Deshalb versteht es sich, daß die Erfindung alle möglichen Ausführungsformen und Abänderungen der gezeigten Ausführungsformen enthält, die ausgeführt werden können, ohne den Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist, zu verlassen.
Obgleich die gezeigte Ausführungsform die Drosselklappenwinkel-Simulationsdaten als Daten, die die Maschinenlast repräsentieren, verwendet, kann es beispielsweise möglich sein, andere Parameter, wie beispielsweise die Ansaugunterdruckdaten oder die Ansaugluftflußratendaten als Daten, die die Maschinenlast repräsentieren, zu verwenden.

Claims

1. Getriebeprüfvorrichtung, die umfaßt:

eine Antriebsleistungsquelle mit niedrigem Trägheitsmoment, die einen elektrischen Motor (1) und ein Geschwindkeitserhöhungsgerät (2) enthält, das die Umdrehungsgeschwindigkeit des elektrischen Motors beschleunigt, um einem kraftfahrtechnischen Leistungsgetriebe (3) Antriebsleistung zuzuführen;

einen ersten Sensor (7) zur Überwachung der Umdrehungsgeschwindigkeit an dem Eingang zu dem Leistungsgetriebe (3) und zur Erzeugung simulierter Maschinengeschwindigkeitsdaten (NIN);

Maschinen-Lasteinstellmittel zur Erzeugung simulierter Maschinenlastdaten (θ), die entsprechend eines gewünschten Musters zum Prüfen verschiedener Betriebsarten des Leistungsgetriebes (3) variierbar sind;

Mittel zum Einstellen eines Drehmomentbedarfs (T*) auf der Basis der simulierten Maschinengeschwindigkeitsdaten und der simulierten Maschinenlastdaten; und

Mittel (18) zur Steuerung des elektrischen Motors (1) auf der Basis des Drehmomentbedarf (T*), zum Liefern eines Eingangsdrehmoments (TIN) für das Leistungsgetriebe (3) ;

dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomentbedarf-Einstellmittel umfaßt:

Mittel zur Speicherung einer Vielzahl von Drehmomentvariationscharakteristiken in Relation zu der simulierten Maschinengeschwindigkeit, wobei jede Drehmomentvariationscharakteristik in Bezug auf einen speziellen simulierten Maschinenlast-Datenwert eingestellt ist, und Mittel zur Ermittlung eines Dretimomentbedarfs (Ta) auf der Basis eines gegebenen simulierten Maschinengeschwindigkeitsdatenwerten (Na) und eines gegebenen simulierten Maschinenlastdatenwertes (θs) unter Verwendung der Drehmomentvariationscharakteristiken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die Drehmomentbedarf-Ermittlungsmittel den Drehmomentbedarf (Ta) durch Interpolation ermitteln, wenn der gegebene simulierte Maschinenlastdatenwert (θa) zwischen zwei speziellen Datenwerten (θi, θi+1) liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, in der die Drehmomentvariationscharakteristiken im wesentlichen den Ausgangsdrehmomentvariationscharakteristiken einer kraftfahrtechnischen Verbrennungsmaschine entsprechen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, in der die Drehmomentvariationscharakteristiken eine oder mehrere Drehmomentvariationscharakteristik(en) enthalten, die zur Simulation einer Ausgangsdrehmomentvariation einer turbogeladenen Maschine ausgelegt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, in der das Drehmomentbedarf-Ermittlungsmittel die simulierten Maschinengeschwindigkeitsdaten (NIN) mit einem Referenzdatenwert (N&sub0;) vergleicht, der einer Maschinengeschwindigkeit entspricht, bei der ein Turbolader wirksam wird und die einer Turboladermaschine angepaßte Drehmomentvariationscharakteristiken wählt, wenn der simulierte Maschinengeschwindigkeitsdatenwert (NIN) größer oder gleich dem Referenzdatenwert (N&sub0;) ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Mittel zur Steuerung eines Antriebsdrehmomentüberganges von einem ersten Drehmomentbedarf zu einem zweiten Drehmomentbedarf enthält, um einen simulierten Maschinenausgangsdrehmomentübergang in Antwort auf eine Variation des simulierten Maschinenlastdatenwertes herbeizuführen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, in der das Antriebsdrehmomentübergangs-Steuermittel eine Drehmomentvariation herbeiführt, die im wesentlichen zu jener einer kraftfahrtechnischen Verbrennungsmaschine äquivalent ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der das Drehmomentvariationscharakteristiken-Speichermittel einen Speicher aufweist, der eine Vielzahl von Drehmomentvariationscharakteristiken in der Form einer Karte speichert, wobei die Drehmomentvariationscharakteristiken ausgelegt sind, in Abhängigkeit von dem simulierten Maschinenlastdatenwert ausgewählt zu werden.

9. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, in der das Drehmomentbedarf-Einstellmittel Mittel zur Erzeugung einer gegebenen Verzögerungszeit enthält, die im wesentlichen der Verzögerung bei der Antwort auf die Maschinenlastvariation entspricht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, in der das Drehmomentbedarf-Einstellmittel die Verzögerungszeit entsprechend der Maschinenlastvariationsrate variiert.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiter Lastmittel (5,6) umfaßt, die antriebsmäßig mit dem Leistungsgetriebe (3) gekoppelt sind und ausgelegt sind, von dem Ausgang des Getriebes angetrieben zu werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, die weiter umfaßt einen zweiten Sensor (8) zur Überwachung des Antriebsdrehmomentes an dem Eingang zu dem Getriebe, um simulierte Maschinendrehmomentdaten zu erzeugen, einen dritten Sensor (10) zur Überwachung der Umdrehungsgeschwindigkeit an dem Lastmittel (5, 6), um Fahrzeug-Simulationsgeschwindigkeitsdaten zu erzeugen, und einen vierten Sensor (9) zur Überwachung des Ausgangsdrehmomentes an dem Ausgang des Getriebes, um Getriebeausgangsdrehmomentanzeigedaten zu erzeugen, Getriebewahlmittel, um ein Schaltsteuersignal zu erzeugen, und Getriebesteuermittel (20), die die simulierten Maschinengeschwindigkeitsdaten, die simulierten Maschinenlastdaten, die simulierten Maschinendrehmomentdaten, die simulierten Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die Getriebeausgangsdrehmomentanzeigedaten, und das Schaltssteuersignal erhalten, um die Gangstellung des Getriebes zu steuern.