DE69022369T2

DE69022369T2 - Simulationssystem für Fahrzeugantriebe.

Info

Publication number: DE69022369T2
Application number: DE69022369T
Authority: DE
Inventors: Takashi Goto; Toshimitsu Maruki; Fumio Mizushina; Kaoru Sano
Original assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2010-12-01
Also published as: EP0430295A2; EP0430295A3; KR910010174A; JPH03170831A; JPH0567898B2; KR960014005B1; EP0430295B1; DE69022369D1; US5086648A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Simulationssystem für einen Automobilprimärbeweger, wie einen internen Verbrennungsmotor, zum Testen von Automobilkomponenten wie einer automatischen oder manuellen Leistungstransmission. Spezifischer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Simulationssystem für einen Automobilverbrennungsmotor, welcher Ausgangscharakteristiken äquivalent zu jenem des Automobilmotors vorsieht.

Beschreibung des Standes der Technik

Die japanischen ersten Patentveröffentlichungen (Tokkai) Nr. 58-38833 und 61-53541 offenbaren ein Prüfstandtestsystem für eine automatische Leistungstransmission. In dem offenbarten System wird ein elektrischer Motor oder ein hydrostatischer Motor mit einer geschwindigkeitserhöhenden Vorrichtung anstelle eines automobilen internen Verbrennungsmotors verwendet.
Wie einzuschätzen ist, ist, da der elektrische Motor oder der hydrostatische Motor eine viel größere Trägheit im Vergleich zu dem Automobilmotor aufweist, es praktisch schwierig, den Betrieb jener Motoren selbst mit der geschwindigkeitserhöhenden Vorrichtung verknüpft zu steuern, um die Übergangscharakteristik des Automobilmotors bei der Schaltung eines Transmissionsgeschwindigkeitsverhältnisses zu simulieren. Zum Beispiel weist der elektrische Motor eine Trägheitsgröße ungefähr zehn Mal größer als jene des Automobilmotors auf.
Demgemäß sind im allgemeinen die Automobilmotorsimulationssysteme, die derartige Motoren verwenden, nur zum Testen der Beständigkeit, der Dauerzustandscharakteristik usw. der Leistungstransmission nützlich, aber nicht zum Testen der Übergangscharakteristik der Leistungstransmission bei der Geschwindigkeitsverhältnisschaltung.
Jedoch ist es, um eine automatische Leistungstransmission mit verbessertem Schaltgefühl, reduziertem Schaltschock bzw. -stoß usw. zu entwerfen, essentiell, Daten von der Übergangscharakteristik der automatischen Leistungstransmission zu erhalten.
Um das Automobilmotorsimulationssystem, das den elektrischen Motor verwendet, zu verbessern, führt die oben erwähnte japanische erste Patentveröffentlichung Nr. 61-53541 eine Korrektur eines befohlenen Stromes für den elektrischen Motor durch, um ein Differential bezüglich der Trägheit zwischen dem elektrischen Motor und dem Automobilmotor zu kompensieren, um so simulierte Übergangsdrehmomentcharakteristik ähnlich zu jener des Automobilmotors zu schaffen. Jedoch wird in diesem Stand der Technik eine substantielle Verzögerung verursacht bezüglich der Steuerung des Befehlsstromes, welche zum Testen speziell der Übergangscharakteristik der Leistungstransmission nicht geeignet ist, da zum Testen derselben Hochgeschwindigkeitsansprechen erforderlich ist. Demgemäß ist es in diesem Stand der Technik schwierig, die Übergangscharakteristikdaten der Leistungstransmission äquivalent zu jenen zu erhalten, die hergeleitet werden, indem der Automobilmotor verwendet wird.
Ein weiteres Motorcharakteristiksteuersystem ist aus EP-A-0 369 747 der vorliegenden Anmelder bekannt, welche nach dem Prioritätstag der vorliegenden Erfindung veröffentlicht wurde. Dieses Steuersystem, welches für Transmissionstransientenleistungsfähigkeitstests für Automobilfahrzeuge vorgesehen ist, umfaßt einen Motor zum Antreiben einer Eingangswelle der getesteten Transmission. Ein Aufnehmer detektiert Umdrehung des Motors. Ein simulierender Schaltkreis simuliert entweder einen Öffnungswinkel der Drossel des Motors, der zur zu testenden Transmission gehören soll, oder den Einlaßsammelleitungsdruck des Motors. Ein Motorcharakteristikgenerator erzeugt ein Drehmomentbefehlssignal gemäß vorbestimmter Motorumdrehungs/Drehmomentcharakteristikkurven im Ansprechen auf die Signale aus dem Aufnehmer und dem simulierenden Schaltkreis. Ein Drehmoment-/Stromübertrager überträgt das Drehmomentbefehlssignal zu einem Analogstrombefehlssignal gemäß einer vorbestimmten Drehmoment-/Stromcharakteristik. Mittel zum Kompensieren des Strombefehlssignals unter Beachtung einer Drehmomentkomponente, das bei einem axialen Trägheitsmoment des rotierenden Gliedes des Motors während der Beschleunigung oder Verzögerung des Motors auftritt, und einer Feldcharakteristik einer Feldspule des Motors, sind vorgesehen, die das Ausgangsdrehmoment/Umdrehung des Motors repräsentieren. Der Motor ist ansteuerungsmäßig im Ansprechen auf ein Strombefehlssignals gesteuert, das durch das Kompensationsmittel kompensiert wird.
So betrachtet, obwohl das Steuersystem, das aus EP-A-0 369 747 bekannt ist, ein Kompensieren des Drehmoments für die eingestellte Trägheit des Generators mit niedriger Leistung vorsieht, es die Trägheit des Automobilmotors, der getestet wird, nicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Simulationssystem für einen Automobilprimärbeweger zum Testen einer Automobilkomponente zu schaffen, das die im Stand der Technik inhärenten, oben erwähnten Defekte eliminieren kann.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Simulationssystem für einen Automobilverbrennungsmotor zu schaffen, das simulierte Übergangscharakteristiken äquivalent zu jenen des Automobilmotors mit Hochgeschwindigkeitsansprechcharakteristiken vorsehen kann.
Um die oben erwähnten Ziele zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung ein Simulationssystem für einen internen Automobilverbrennungsmotor mit den Merkmalen, die im Anspruch 1 dargelegt sind.
Das Simulationssystem der vorliegenden Erfindung für einen internen Verbrennungsmotor umf aßt ein Simulationssystem für einen internen Automobilverbrennungsmotor, mit:
einem Leistungsgenerator mit niedriger Trägheit mit einem Leistungserzeugungsmittel mit relativ hoher Trägheit und einem trägsheitsverringernden Mittel zum Verringern der Trägheit des Leistungserzeugungsmittels;
einem Motorcharakteristikgenerator, welcher vorbestimmte Daten empfängt, die einen Motorbetriebsparameter simulieren und im Ausdruck der Daten, Motorausgangsdrehmomentvariationscharakteristikdaten zum Herleiten eines ersten Signals, das für ein erstes Ausgangsdrehmoment, das durch den Leistungsgenerator mit niedriger Trägheit ausgegeben werden soll, indikativ ist, voreinstellt;
einem ersten korrekturwertherleitenden Mittel zum Erhalten eines ersten Korrekturwertes, der für das Kompensationsdrehmoment zum Kompensieren des Ausganges des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit auf der Grundlage einer eingestellten Motorträgheit und einer Geschwindigkeitsvariation einer Ausgangswelle des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit indikativ ist;
einem zweiten korrekturwertherleitenden Mittel zum Erhalten eines zweiten Korrekturwertes, der für ein Kompensationsdrehmoment zum Kompensieren des Ausgangs des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit auf der Grundlage einer eingestellten Trägheit des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit und der Geschwindigkeitsvariation indikativ ist;
einem dritten korrekturwertherleitenden Mittel zum Erhalten eines dritten Korrekturwertes, der für ein Differenzkompensationsdrehmoment zum Kompensieren des Ausgangs des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit auf der Grundlage der ersten und zweiten Korrekturwerte indikativ ist, wobei das Differenzkompensationsdrehmoment eine Differenz zwischen der eingestellten Trägheit des Motors und der eingestellten Trägheit des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit kompensiert; und
einem Steuersignal herleitenden Mittel zum Erhalten eines Steuersignals, basierend auf dem ersten Signal und dem dritten Korrekturwert, wobei das Steuersignal an den Leistungsgenerator mit niedriger Trägheit zum Steuern des Betriebs des Leistungsgeneratormittels mit relativ hoher Trägheit gespeist ist, um so ein zweites Ausgangsdrehmoment bei dem Ausgang des Leistunggenerators mit niedriger Trägheit vorzusehen, dessen Charakteristik jener des Automobilmotors äquivalent ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird vollständig aus der detaillierten Beschreibung verstanden werden, die im Nachfolgenden gegeben wird, und aus den begleitenden Zeichungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welche nur beispielhaft gegeben sind und nicht dazu beabsichtigt sind, für die vorliegende Erfindung begrenzend zu sein.
In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das einen Gesaintaufbau einer Prüfstandtestvorrichtung für eine automatische Automobilleistungstransmission gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das ein Simulationssystem für einen internen Automobilverbrennungsmotor gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein Graph, der Ausgangscharakteristiken eines Funktionsgenerators zeigt, der in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel von Fig. 2 eingegliedert ist, zusammen mit der resultierender Ausgangscharakteristik eines Befehlssignals zum Kompensieren des Trägheitsdifferentials während einer konstanten Beschleunigung oder Verzögerung;
Fig. 4 ein Graph, der Ausgangscharakteristiken eines Motorcharakteristikgenerator zeigt, der in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel von Fig. 2 eingegliedert ist.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles

Nun wird bezugnehmend auf Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Gesamtaufbaus einer Prüfstandtestvorrichtung oder eines Chassisdynamometers für eine automobile Leistungstransmission gemäß der vorliegenden Erfindung im Nachfolgenden zum besseren Verständnis eines bevorzugten Ausführungsbeispieles eines Automobilmotorsimulationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
In Fig. 1 umfaßt ein Leistungsgenerator 1 in der Form eines sogenannten Transientendynamometers einen Gleichstrommotor mit einer relativ hohen Trägheit, welcher zu einer Stromsteuernebenschleife des Thyristor-Leonard Typus gehört. Der Gleichstrommotor ist weiter mit einer geschwindigkeitserhöhenden Vorrichtung zum Verringern der Trägheit des Gleichstrommotors verbunden. Der Motor wird durch einen Drehmomentbefehl oder einen Geschwindigkeitsbefehl gesteuert, der durch die Stromsteuernebenschleife des Thyristor-Leonard Typus angelegt wird. Der Leistungsgenerator mit niedriger Trägheit wird in der US-A-5 060 176 und US-A-4 984 985 offenbart.
Der Generator 1 mit niedriger Trägheit weist eine Ausgangswelle auf, welche über ein Drehmomentmeter 2 mit einer Automobilleistungstransmission 3 verbunden ist, die getestet werden soll. Demgemäß wird die Leistungstransmission 3 durch den Ausgang des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit angetrieben. Wiederum ist eine Ausgangswelle der Leistungstransmission 3 mit einer Dummylast 5 über ein Drehmomentmeter 4 verbunden. Als die Dummylast 5 wird ein drehmomentabsorbierendes Dynanometer mit Schwungrädern verwendet.
Steuereinheiten 6, 7 und 8 sind zuin Steuern der Operationen des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit, der Leistungstransmission 3 und des Dummylastdynamometers 5 respektive vorgesehen. An die Steuereinheit 6 wird ein Drehmomentbef ehl oder ein Geschwindigkeitsbefehl gespeist, um Drehmomentsteuerung oder Geschwindigkeitssteuerung des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit durchzuführen. Der Drehmomentbefehl liegt in der Form eines Spannungssignales vor, das bezüglich des Niveaus umgewandelt wird, um so für einen Wert indikativ zu sein, welcher direkt für die Stromsteuernebenschleife des Thyristor-Leonard Typus verwendet werden kann, um einen Stromwert zum Steuern des Betriebs des Gleichstrommotors zu schaffen. Der Drehmomentbefehl wird an die Steuereinheit 6 aus einem Motorcharakteristikgenerator 9 eingegeben.
Die Steuereinheit 6 empfängt auch ein überwachtes gleichstromindikatives Signal Is, das für einen Stromwert repräsentativ ist, der tatsächlich an einen Gleichstrommotor angelegt wird. Der Strom, der an den Gleichstrommotor tatsächlich angelegt wird, wird durch einen Gleichstromdetektor 1a überwacht, welcher das Signal Is an die Steuereinheit 6 ausgibt. Die Steuereinheit 6 führt Rückkopplungssteuerung des an den Gleichstrommotor angelegten Stroms, basierend auf dem Spannungssignal aus dem Motorcharakteristikgenerator 9 und dem überwachten Stromsignal ls, aus. Spezifischer wandelt die Steuereinheit 6 das überwachte Stromsignal Is zu einem entsprechenden Spannungswert zum Vergleich mit dem Spannungssignal aus dem Motorcharakteristikgenerator 9, um so ein Steuersignal Vc zu erzeugen, welches an die Stromsteuernebenschleife des Thyristor-Leonard Typus gespeist wird, um ein Differential zwischen dem empfohlenen Spannungssignal und dem überwachten Stromsignal Is zu verringern. Die Steuereinheit 6 wird weiter init einem für das überwachte Drehmoment indikativen Signal T&sub1; gespeist, welches zum Beispiel zur Aktualisierung einer Drehmoment-Spannungs-Kennlinienkarte verwendet wird, die in dem Motorcharakteristikgenerator 9 abgelegt ist, welcher später beschrieben werden wird.
Der Motorcharakteristik- bzw. Kennliniengenerator 9 mit einer Einheit auf Mikrocomputerbasis umfaßt voreingestellte Ausgangsdrehmomentcharakteristikdaten des Automobilmotors in Relation zu Motorgeschwindigkeiten und Motordrosselventilöffnungswinkeln Θi wie in Fig. 4 gezeigt. Die voreingestellten charakteristischen Daten von Fig. 4 können durch verschiedene Experimente hergeleitet werden. Wie einzuschätzen ist, wird auf der Grundlage eines drosselventilöffnungswinkel-simulierten Signals Θi und eines Geschwindigkeitssignals N&sub1; indikativ für eine Umdrehungsgeschwindigkeit der Ausgangswelle des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit oder einer Umdrehungsgeschwindigkeit an einer Eingangsseite der Leistungstransmission 3, welche durch einen Geschwindigkeitssensor 10 überwacht wird, das erforderliche Drehmoment in der Form eines entsprechenden Spannungswertes hergeleitet, wobei die voreingestellten charakteristischen Daten von Fig. 4 verwendet werden. Das hergeleitete Drehmoment wird dann bezüglich des Niveaus umgewandelt, wobei die oben erwähnte Drehmoment-Spannung-Kennlinienkarte verwendet wird, die in dem Motorcharakteristikgenerator 9 abgelegt ist, um so für einen Wert indikativ zu sein, welcher verwendet werden kann für die Stromsteuernebenschleife des Thyristor-Leonard- Typus, um einen Stromwert zum Steuern des Betriebs des Gleichstrommotors vorzusehen.
Es sollte auch einzuschätzen sein, daß, obwohl das gezeigte Ausführungsbeispiel die Drosselventiloffenwinkeldaten Θi als für die Motorlast indikative Daten verwenden, der Einlaßluftvakuumdruck anstelle dessen verwendet werden kann.
Figur 2 zeigt ein Automobilmotorsimulationssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 2 sind die selben oder ähnliche Elemente mit den selben Bezugszahlen wie in Fig. 1 bezeichnet.
In Fig. 2 bildet ein Block A, der durch eine gestrichelte Linie definiert ist, einen trägheitskompensierenden Schaltkreis und umfaßt einen Frequenz-Spannnungswandler 11. Der Wandler 11 empfängt das geschwindigkeitsindikative Pulssignal N&sub1; aus dem Geschwindigkeitssensor 10 und wandelt dasselbe in ein entsprechendes Spannungssignal, welches dann zu einem differenzierenden Schaltkreis 12 gespeist wird. Der differenzierende Schaltkreis 12 leitet ein Signal indikativ für eine Geschwindigkeitsvariation dN/dt her. Die Polarität des geschwindigkeitsvariationsindikativen Signals ist während einer Beschleunigung positiv und während der Verzögerung negativ. Ein Motorträgheitseinstellschaltkreis 14 stellt einen Wert einer Motorträgheit IE ein, welche der Leistungsgenerator 1 mit niedriger Trägheit vorzusehen simuliert. Der Ausgang IE aus dem Motorträgheitseinstellschaltkreis 14 und das geschwindigkeitsvariationsindikative Signal aus dem differenzierenden Schaltkreis 12 werden an einen Multipliziererschaltkreis 13 gespeist, welcher ein für einen Wert von IE(dN/dt) indikatives Signal erzeugt. Der Wert von IE(dN/dt) deutet ein Drehmoment zum Kompensieren des Ausgangs des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit im Hinblick auf die eingestellte Motorträgheit bei der hergeleiteten Geschwindigkeitsvariation dN/dt an. Der Ausgang des Multiplizierers 13 wird an einen Subtrahiererschaltkreis 16 gespeist.
Auf der anderen Seite wird der Ausgang dN/dt des differenzierenden Schaltkreises 12 auch an einen Trägheitseinstellschaltkreis 15 gespeist, welcher einen Wert indikativ für eine Trägheit des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit einstellt, um einen Wert von ITR-DY(dN/dt) indikativ für ein Drehmoment für den Ausgang des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit herzuleiten, das im Hinblick auf die Trägheit des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit bei der hergeleiteten Geschwindigkeitsvariation dN/dt zu kompensieren ist. Der Ausgang des Trägheitseinstellschaltkreises 15 wird auch an den Subtrahiererschaltkreis 16 gespeist. Der Subtrahiererschaltkreis 16 subtrahiert den Wert von ITR-DY(dN/dt) von dem Wert von IE(dN/dt), um einen Wert von (IE-ITR-DY)dN/dt indikativ für ein resultierendes Drehmoment zum Kompensieren des Ausgangs des Generators 1 mit niedriger Trägheit im Hinblick auf das Differential zwischen der eingestellten Motorträgheit und der Trägheit des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit bei der hergeleiteten Geschwindigkeitsvariation dN/dt herzuleiten. In der Praxis ist der Wert, der von dem Subtrahiererschaltkreis 16 ausgegeben wird, einein Drehmoment, das zum Kompensieren des Trägheitsdifferentials zwischen der eingestellten Trägheit des Motors und der eingestellten Trägheit des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit erforderlich ist, proportional.
Der Ausgang des Subtrahiererschaltkreises 16, d.h. der Ausgang des Blockes A, wird dann an einen Operationsverstärker 17 gespeist, welcher ein Niveau des Ausgangs des Subtrahiererschaltkreises 16 umwandelt, um so für einen Spannungswert indikativ zu sein, welcher direkt für die Stromsteuernebenschleife des Thyristor-Leonard Typus verwendet werden kann, um einen Stromwert für den Gleichstrommotor vorzusehen, um das tatsächlich erforderliche Drehmoment bei dem Ausgang des Leistungsgenerators 1 mit beliebiger Trägheit als ein Kompensationsdrehmoinent vorzusehen. Der Ausgang des Operationsverstärkers 17 wird an einen Addiererschaltkreis 18 gespeist, wo ein Korrekturwert zu dem Ausgang aus dem Operationsverstärker 17 im Fall addiert wird, daß die überwachte Geschwindigkeit N&sub1; der Ausgangswelle des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit nicht kleiner als ein vorbestimmter grundlegender Wert NB ist, 4worin die proportionale Beziehung zwischen dem angelegten Strom und dem resultierenden Drehmoment nicht in dem Gleichstrommotor erreicht wird, welcher später mit bezug auf Fig. 3 beschrieben werden wird. Demgemäß wird in dem Fall, daß die überwachte Geschwindigkeit N&sub1; kleiner als der grundlegende Wert NB ist, kein Korrekturwert beim Addiererschaltkreis 18 addiert.
Ein Ausgang des Addiererschaltkreises 18 wird an einen Addiererschaltkreis 20 über einen Schalter 19 als ein Trägheitsdifferentialkompensierungsspannungssignal zum Kompensieren des Trägheitsdifferentials zwischen dem Motor und dem Leistungsgenerator 1 mit niedriger Trägheit am Ausgang des letzteren gespeist. Im Fall, daß der Schalter 19 mit Masse verbunden ist, wird keine Trägheitskompensation ausgeführt.
Wie zuvor beschrieben, leitet der Motorcharakteristikgenerator 9 ein Befehlsdrehmoment T her, wobei das drosselventilöffnungswinkelsimulierte Signal Θi und die überwachte Geschwindigkeit N&sub1; der Ausgangswelle des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit verwendet werden. Der Motorcharakteristikgenerator 9 umfaßt ein Drehmoment-Spannung-Wandlungsmittel 9a, welches ein Niveau des hergeleiteten Befehlsdrehmoments T umwandelt, um so für einen Spannungswert indikativ zu sein, welcher direkt für die Stromsteuernebenschleife des Thyristor-Leonard Typus verwendet werden kann, um einen Stromwert für den Gleichstrommotor vorzusehen, um das befohlene Drehmoment T beim Ausgang des Leistungsgenerators 1 mit niedrigem Trägheitsmoment vorzusehen. Das Drehmoment-Spannungswandlungsmittel 9a leitet das umgewandelte Spannungssignal her, wobei die vorhergehende Drehmoment-Spannungskennlinienkarte verwendet wird. Das umgewandelte Spannungssignal wird an den Addierer 20 als der Drehmomentbefehl gespeist.
Der Addiererschaltkreis 20 leitet die Summe des Trägheitsdifferentialskompensationssignais aus dem Addiererschaltkreis 18 und des Drehmomentbefehlssignals aus dem Motorcharakteristikgenerator 9 her, um so ein resultierendes Drehmomentbefehlssignal vorzusehen, das an die Steuereinheit 6 zu speisen ist. Das resultierende Drehmomentbefehlssignal ist für einen Spannungswert indikativ, welcher für die Stromsteuernebenschleife des Thyristor-Leonard Typus, wie oben beschrieben, direkt verwendet werden kann, um so die Ausgangscharakteristik des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit äquivalent zu jener des Automobilmotors vorzusehen, welcher mit dem Motorträgheitsanstellschaltkreis 14 eingestellt wird.
Zum Beispiel wird es angenommen, daß die eingestellte Trägheit des Automobilmotors kleiner als jene des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit ist und daß der Gleichstrommotor sich in Beschleunigung befindet. In diesem Zustand ist das absolute Kompensationsdrehmoment für den Leistungsgenerator 1 mit niedriger Trägheit größer als jenes für den Automobilmotor, und das absolute Kompensationsdrehmoment für den Leistungsgenerator 1 mit niedriger Trägheit in der Form eines Spannungswertes sollte von dem umgewandelten Spannungswert von dem Motorcharakteristikgenerator 9 subtrahiert werden, während das absolute Kompensationsdrehmoment für den Automobilmotor in der Form eines Spannungswertes zu dem umgewandelten Spannungswert aus dem Motorcharakteristikgenerator 9 addiert werden sollte. Demgemäß wird das negative Befehlssignal aus dem Addiererschaltkreis 18 bei dem Addiererschaltkreis 20 addiert, um den umgewandelten Spannungswert von dem Motorcharakteristikgenerator 9 kleiner zu machen, so daß das Trägheitdifferential zwischen dem Motor und dem Leistungsgenerator 1 mit niedriger Trägheit kompensiert wird, um die Ausgangskennlinie des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit äquivalent zum Automobilmotor vorzusehen. Auf der anderen Seite sollte, wenn es angenommen wird, daß der Gleichstrommotor sich in Verzögerung befindet, dann das absolute Kompensationsdrehmoment für den Leistungsgenerator 1 mit niedriger Trägheit in der Form eines Spannungswertes zu dem umgewandelten Spannungswert aus dem Motorcharakteristikgenerator 9 addiert werden, während das absolute Kompensationsdrehmoment für den Automobilmotor in der Form eines Spannungswertes von dem umgewandelten Spannungswert aus dem Motorcharakteristikgenerator 9 subtrahiert werden sollte. Demgemäß wird ein positives Befehlssignal aus dem Addiererschaltkreis 18 bei dem Addiererschaltkreis 20 addiert, um den umgewandelten Spannungswert aus dem Motorcharakteristikgenerator 9 größer zu machen, um so die Ausgangscharakteristik des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit dem Automobilmotor äquivalent zu machen. Im Fall, daß die eingestellte Trägheit des Automobilmotors größer als jene des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit ist, wird ein positives Befehlssignal aus dem Addiererschaltkreis 18 bei dem Addiererschaltkreis 20 addiert, um den umgewandelten Spannungswert aus dem Motorcharakteristikgenerator 9 während der Beschleunigung des Gleichstrommotors größer zu machen, während das negative Befehlssignal aus dem Addiererschaltkreis 18 bei dem Addiererschaltkreis 20 addiert wird, um den umgewandelten Spannungswert aus dem Motorcharakteristikgenerator 9 während der Verzögung des Gleichstrommotors kleiner zu machen.
Wie zuvor beschrieben, führt die Steuereinheit 6 die Rückkopplungssteuerung aus dem Steuersignal Vc durch, um so ein Differential zwischen dem resultierenden Befehlssignal aus dem Addiererschaltkreis 20 und dem überwachten Stromsignal Is zu verringern.
Wie einzuschätzen, wird in dem Automobilmotorsimulationssystem gemäß dem vorhergehenden bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Steuerzeitverzögerung nur in dem elektrischen Schaltkreis verursacht, so daß ein signifikanteres Steueransprechen mit einer Verzögerung von ungefähr 0,02 bis 0,03 Sekunden erhalten wird, welches zehn Mal schneller als jenes im Stand der Technik ist.
Es ist einzuschätzen, daß, obwohl eine Beziehung zwischen dem angelegten Strom und dem hergeleiteten Drehmoment nicht linear ist, und zwar aufgrund des mechanischen Verlustes dazwischen, da dieser mechanische Verlust kompensiert wird, wobei die vorhergehende Drehmoment-Spannungs-Kennlinienkarte verwendet wird, eine erforderliche Akkuranz sichergestellt wird. Weiter kann, falls notwendig, eine Verstärkung zum Kompensieren des mechanischen Verlustes vorher im Operationsverstärker 17 eingestellt werden.
Fig. 3 zeigt die Ausgangscharakteristik eines Funktionsgenerators 21, der durch eine Linie A identifiziert ist, genau so wie die Ausgangscharakteristik des Addiererschaltkreises 18 durch eine Linie B identifiziert ist, welche während einer konstanten Beschleunigung oder Verzögerung des Gleichstrommotors erhalten wird. Spezifischer gibt, wie zuvor beschrieben, der Gleichstrommotor ein Drehmoment proportional zu einem angelegten Strom aus, während die überwachte Geschwindigkeit N&sub1; der Ausgangswelle des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit kleiner als der Basiswert NB ist, während die proportionale Beziehung zwischen dem angelegten Strom und dem resultierenden Drehmoment bei einem Bereich der überwachten Geschwindigkeit N&sub1; zwischen dem Basiswert NB und einen maximalen Geschwindigkeitswert Nm nicht erreicht ist.
Demgemäß wird, wie aus der Linie A gesehen wird, eine Ausgangsspannung Y des Funktionsgenerators 21 auf Null eingestellt, während die überwachte Geschwindigkeit N&sub1; kleiner als der Basiswert N ist, während die Ausgangsspannung Y des Funktionsgenerators 21 linear mit dem Anstieg der überwachten Geschwindigkeit N&sub1; in dem Bereich der überwachten Geschwindigkeit N&sub1; zwischen NB und Nm zunimmt.
Zurück auf Fig. 2 bezugnehmend, einpfängt der Funktionsgenerator 21 den Ausgang des Frequenz-Spannungs-Wandlers 11, um so den Ausgang Y gemäß einer Größe der umgewandelten Spannung indikativ für die überwachte Geschwindigkeit N&sub1; der Ausgangswelle des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit zu speisen, wobei die vorhergehende Linie A in Fig. 3 verwendet wird. Der Ausgang Y des Funktionsgenerators 21 wird an einen Multipliziererschaltkreis 22 gespeist, welcher auch den Ausgang X des vorhergehenden Subtrahiererschaltkreises 16 empfängt. Der Multipliziererschaltkreis 22 verarbeitet die Ausgänge X und Y, um ein Signal indikativ für einen Wert zu erzeugen, das durch XY/10 identifiziert ist, welches dann an den Addiererschaltkreis 18 gespeist wird. Wie einzuschätzen ist, wird der Ausgangswert des Multipliziererschaltkreises 22 Null, während die überwachte Geschwindigkeit N&sub1; kleiner als die Basis NB ist, so daß kein Korrekturwert bei dem Addiererschaltkreis 18 addiert wird. Auf der anderen Seite nimmt, wenn die überwachte Geschwindigkeit N&sub1; in dem Bereich zwischen NB und Nm liegt, der Ausgangswert des Multipliziererschaltkreises 22 mit dem Inkrement der überwachten Geschwindigkeit N&sub1; zu, so daß ein Korrekturwert zu dem Ausgang des Operationsverstärkers 17 bei dem Addiererschaltkreis 18 addiert wird, um so die proportionale Beziehung zwischen dem angelegten Strom und dem resultierenden Drehmoment selbst dann vorzusehen, wenn die überwachte Geschwindigkeit N&sub1; in dem Geschwindigkeitsbereich zwischen NB und Nm liegt. Demgemäß wird der Ausgang aus dem Addiererschaltkreis 18 wie durch die Linie B in Fig. 3 angedeutet, während einer konstanten Beschleunigung oder Verzögerung des Gleichstrommotors oder des Leistungsgenerators 1 mit niedriger Trägheit.
Es ist zu verstehen, daß diese Erfindung nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt werden soll, und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen, ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen festgelegt, abzuweichen, durchgeführt werden können. Zum Beispiel ist, wie in dem vorhergehend bevorzugten Ausgangsbeispiel, obwohl die Leistungstransmission als eine Automobilkomponente, die zu testen ist, gezeigt ist, die vorliegende Erfindung auf andere Automobilkomponenten anwendbar, insbesondere zum Testen einer derartigen Automobilkomponente vorteilhaft, welche das Hochgeschwindigkeitssteueransprechen erfordert.

Claims

1. Ein Simulationssystem für einen Automobilverbrennungsmotor mit:

einem Leistungsgenerator (1) mit niedriger Trägheit mit einem leistungserzeugenden Mittel mit relativ hoher Trägheit und einem trägheitsverringenden Mittel zum Verringern der Trägheit des leistungserzeugenden Mittels;

einem Motorcharakteristikgenerator (9), welcher vorbestimmte Daten empfängt, die einen Motorbetriebsparameter simulieren und der im Ausdruck der Daten Motorausgangsdrehmomentvariationscharakteristikdaten zum Herleiten eines ersten Signales voreinstellt, das für ein erstes Ausgangsdrehmoment indikativ ist, das von dem Leistungsgenerator (1) mit niedriger Trägheit auszugeben ist;

einem ersten Korrekturwert herleitenden Mittel (10, 11, 12, 13, 14), um einen ersten Korrekturwert zu erhalten, der für ein Kompensationsdrehmoment indikativ ist, zum Kompensieren des Ausgangs des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit auf der Basis einer eingestellten Motorträgheit und einer Geschwindigkeitsvariation einer Ausgangswelle des Leistungsgenerators (1) mit niedriger Trägheit;

einem zweiten Korrekturwert herleitenden Mittel (10, 11, 12, 15), zum Erhalten eines zweiten Korrekturwertes, der für ein Kompensationsdrehmoment indikativ ist, zum Kompensieren des Ausganges des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit auf der Basis einer eingestellten Trägheit des Leistungsgenerators (1) mit niedriger Trägheit und der Geschwindigkeitsvariation;

einem dritten Korrekturwert herleitenden Mittel (16) zum Erhalten eines dritten Korrekturwertes, der für ein Differenzkompensationsdrehmoment indikativ ist, zum Kompensieren des Ausgangs des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit auf der Basis der ersten und zweiten Korrekturwerte, wobei das Differenzkompensationsdrehmoment eine Differenz zwischen der eingestellten Trägheit des Motors und der eingestellten Trägheit des ersten Generators (1) mit niedriger Trägheit kompensiert;

und einem ein Steuersignal herleitenden Mittel (20) zum Erhalten eines Steuersignals, das auf dem ersten Signal und dem dritten Korrekturwert basiert, wobei das Steuersignal an den Leistungsgenerator (1) mit niedriger Trägheit zum Steuern des Betriebs des Leistungsgeneratormittels mit relativ hoher Trägheit gespeist wird, um so ein zweites Ausgangsdrehmoment als den Ausgang des Leistungsgenerators (1) mit niedriger Trägheit vorzusehen, dessen Charakteristik jener des Automobilmotors äquivalent ist.

2. Das Simulationssystem nach Anspruch 1, worin das dritte Korrekturwert herleitende Mittel (16) den dritten Korrekturwert erhält, indem der zweite Korrekturwert von dem ersten Korrekturwert subtrahiert wird.

3. Das Simulationssystem nach Anspruch 2, worin das erste Korrekturwert herleitende Mittel den ersten Korrekturwert erhält, indem die Geschwindigkeitsvariation der Ausgangswelle des Leistungsgenerators (1) mit niedriger Trägheit mit einer eingestellten Trägheit des Motors multipliziert wird, und worin das zweite Korrekturwert herleitende Mittel den zweiten Korrekturwert erhält, indem die Geschwindigkeitsvariation mit einer eingestellten Trägheit des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit multipliziert wird.

4. Das Simulationssystem nach Anspruch 3, worin ein erstes wandelndes Mittel (17) zum Wandeln eines Niveaus des dritten Korrekturwertes vorgesehen ist, um so für einen Wert indikativ zu sein, welcher dazu angepaßt ist, direkt an das leistungserzeugende Mittel (1) mit niedriger Trägheit zum Steuern des Betriebs des leistungserzeugenden Mittels mit relativ hoher Trägheit gespeist zu werden, um so das dritte Kompensationsdrehmoment beim Ausgang des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit vorzusehen.

5. Das Simulationssystem nach Anspruch 4, worin ein zweites wandelndes Mittel (9a) zum Wandeln eines Niveaus des ersten Signales vorgesehen ist, um so für einen Wert indikativ zu sein, welcher dazu angepaßt ist, direkt an den Leistungsgenerator (1) mit niedriger Trägheit gespeist zu sein, zum Steuern des Betriebs des leistungserzeugenden Mittels mit relativ hoher Trägheit, um so das erste Ausgangsdrehmoment bei dem Ausgang des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit vorzusehen.

6. Das Simulationssystem nach Anspruch 5, worin das Steuersignal herleitende Mittel (20) das Steuersignal herleitet, indem eine Summe des niveaugewandelten ersten Signales und des niveaugewandelten dritten Korrekturwertes hergeleitet wird.

7. Das Simulationssystem nach Anspruch 6, worin das Überwachungsmittel (1a) zum Überwachen eines Stromwertes vorgesehen ist, der tatsächlich an das leistungserzeugende Mittel mit relativ hoher Trägheit geliefert wird, und worin ein korrigierendes Mittel (6) zum Korrigieren der Steuersignale basierend auf dem überwachten Stromwert durch Rückkopplungssteuerung vorgesehen wird.

8. Das Simulationssystem nach Anspruch 4, worin ein viertes Korrekturwertmittel (21, 22) zum Herleiten eines vierten Korrekturwertes vorgesehen ist, wenn eine Geschwindigkeit (N&sub1;) der Ausgangswelle des Leistungsgenerators mit niedriger Trägheit größer als ein vorbestimmter Wert ist, wobei der vierte Korrekturwert den niveaugewandelten dritten Korrekturwert korrigiert, um so eine proportionale Beziehung zwischen einem Stromwert, der an das leistungserzeugende Mittel mit relativ hoher Trägheit angelegt ist, und einem resultierenden Drehmoment des leistungserzeugenden Mittels mit relativ hoher Trägheit vorzusehen.

9. Das Simulationssystem nach Anspruch 1, worin das leistungserzeugende Mittel mit relativ hoher Trägheit ein Gleichstrommotor ist und das trägheitsverringernde Mittel eine geschwindigkeitserhöhende Vorrichtung ist.