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JPH0868730A - 静置試験台上における質量シミュレーション方法とこの方法を実施するための装置 - Google Patents

静置試験台上における質量シミュレーション方法とこの方法を実施するための装置

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Publication number
JPH0868730A
JPH0868730A JP7184195A JP18419595A JPH0868730A JP H0868730 A JPH0868730 A JP H0868730A JP 7184195 A JP7184195 A JP 7184195A JP 18419595 A JP18419595 A JP 18419595A JP H0868730 A JPH0868730 A JP H0868730A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
mass
test
moment
difference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7184195A
Other languages
English (en)
Inventor
Gernot Freitag
ゲルノット、フライターク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Assembly Products GmbH
Schenck Pegasus Corp
Original Assignee
Schenck Komeg Pruef und Automatisierungstechnik GmbH
Schenck Pegasus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schenck Komeg Pruef und Automatisierungstechnik GmbH, Schenck Pegasus Corp filed Critical Schenck Komeg Pruef und Automatisierungstechnik GmbH
Publication of JPH0868730A publication Critical patent/JPH0868730A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/0072Wheeled or endless-tracked vehicles the wheels of the vehicle co-operating with rotatable rolls

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 質量差が大きな範囲を模擬できるような質量
シミュレーション方法とこの方法を実施するための装置
を作る。 【構成】 荷重装置(直流機1)が被試験体(走行車
5)に摩擦結合され、被試験体の実際速度あるいはこの
速度に比例する値が検出され、そこからトルク目標値が
求められ、検出されたトルク実際値と比較され、その偏
差が調整されるような静置試験台上における質量シミュ
レーション方法において、トルク目標値が制御される時
間回路(10)によって形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特許請求の範囲請求項
1の上位概念部分に記載の静置試験台上における質量シ
ミュレーション方法と、この方法を実施するための請求
項4の上位概念部分に記載の装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車分野の被試験体を静置形で試験す
る場合、実際の運転中に生ずる走行抵抗をできるだけ正
確に模擬することに問題がある。このために実際には好
適には走行車あるいはその構成要素がその上に準静置し
て配置される転がり試験台が利用される。この走行車あ
るいはその構成要素は試験台上で実際に動かず、試験台
の質量は一般に走行車質量と一致していないので、少な
くとも質量差が模擬されねばならない。しかしかかる試
験台上で過剰の走行抵抗も補助的モーメントの模擬形成
によってシミュレーションできる。従って走行車が普通
路上を走行するときに更に走行車に作用する力を模擬す
るために適用できる。従ってこれらすべての並進運動的
な物理量(走行車質量、走行車力)はローラ半径によっ
て回転量に換算される。実際に存在する試験台質量と実
現すべき走行車質量との質量差がそれにより明らかにな
り、この質量差は荷重装置によって電気式に模擬され
る。その場合、実現すべき質量差は荷重装置における荷
重モーメントを生じさせる動的制御回路によって制御さ
れる。ここでは採用される質量シミュレーション方法に
応じて、小さなあるいは大きな正の質量差において安定
性および制御性の良否に問題が生ずる。
【0003】ドイツ連邦共和国特許第1105637号
明細書において走行車試験台上におけるいわゆる微分式
質量模擬方法が知られている。この方法の場合、質量差
は回転ローラに結合されたレオナード方式から成る電気
式荷重装置によって模擬される。その都度模擬すべき質
量差は直流機によって試験台ローラの軸に追加的なモー
メントを与えることよって電気式に模擬される。そのた
めにその都度与えるべき荷重モーメントは試験台質量の
加速作用を介して間接的に求められる。従ってこの試験
台の場合、回転計発電機の形をした回転数検出器が設け
られている。その回転数に比例した電圧が微分され、こ
れによって加速度に比例した信号が発生される。そこか
ら演算回路において、周知の走行車質量慣性モーメント
および周知の試験台質量慣性モーメントを考慮した状態
で模擬すべき質量の目標値に相応したその都度の荷重モ
ーメントが求められる。従ってかかる転がり試験台上に
おける動的走行試験の場合、荷重モーメントは制御回路
を介して追従制御され、このことは特に試験台質量と走
行車試験質量との質量差が大きい場合、制御挙動を不安
定にしてしまう。
【0004】ドイツ連邦共和国特許第2738325C
3号明細書においていわゆる積分式質量模擬方法が知ら
れている。かかる質量模擬方法の場合、模擬すべき質量
は、検出されたトルクの積分および走行車と試験台の周
知の慣性質量から導き出される。この試験台の場合、測
定トルク信号から積分によって、荷重装置を制御するた
めに使用する目標回転数を演算する計算回路が設けられ
ている。従って質量シミュレーションは荷重装置として
の直流機の回転数制御によって達成される。
【0005】かかる質量シミュレーション装置は上述し
た微分式質量シミュレーション方法の欠点を回避する
が、特に試験台質量と走行車質量との質量差が小さい場
合に不安定な制御挙動を生ずる。従って、微分式質量シ
ミュレーション方法を積分式方法と組み合わせることが
考えられる。もっともその場合二つの制御装置が必要で
ある。しかし実際には、特にそれぞれの不利な質量差範
囲の重なり範囲において十分な制御性が達成できないと
いうことも分かっている。これは特に試験台質量と走行
車質量との質量差が大きい場合に当てはまる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、質量
差が大きな範囲を模擬できるような質量シミュレーショ
ン方法とその装置を作ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は特許請求
の範囲請求項1および請求項4に記載の手段によって達
成される。本発明の有利な実施態様は各従属請求項に記
載されている。本発明の要旨は、制御装置の制御回路に
時定数が変動するPT1減衰回路を挿入することにあ
る。これによって、時定数が模擬すべき慣性質量の差に
関係するような制御が達成される。これによって模擬す
べき慣性質量の差が大きい場合、大きな時定数となる。
【0008】
【発明の効果】本発明は、すべての制御範囲にわたって
同じ大きさの制御速度が達成されるという利点を有して
いる。更に本発明は、微分式方法に基づいて形成されて
いるすべての走行車試験台に簡単に追加装備できるとい
う利点を有している。なお上述した本発明に基づく方式
において、模擬すべき大きな質量差は唯一の制御装置で
制御でき、このために機械的な追加質量が要らないとい
う利点がある。静置形試験台の特別な実施態様におい
て、平形軌道試験台、エンジン試験台、変速装置試験台
およびブレーキ試験台において質量を模擬するためにも
採用できるという利点がある。
【0009】
【実施例】以下図に示した実施例を参照して本発明を詳
細に説明する。図には連結軸2を介して試験台ローラ6
に回転可能に結合されている直流機1が示されている。
試験台ローラ6の上に走行車5が概略的に示されてい
る。その車輪4は試験台ローラ6と摩擦結合されてい
る。更に試験台ローラ6は同じ連結軸2を介して回転計
発電機7として形成された回転数検出装置に結合されて
いる。
【0010】直流機1と試験台ローラ6との間にトルク
検出器3が連結軸2に配置されている。このトルク検出
器3は制御回路9に電気接続されている。その制御回路
9は微分回路11、時間回路10、調節器12、減算回
路13および調節器12に電気接続されている連結点8
から成っている。更に回転計発電機7は微分回路11
に、微分回路11は時間回路10に、調節器12は時間
回路10にそれぞれ電気接続されている。減算回路13
には試験台と走行車の質量慣性モーメントを演算できる
入力方式が考慮されている。もっともこれらの周知の質
量慣性モーメントを直接入力するか記憶することも考え
られる。その減算回路13は出力側が時間回路10およ
び微分回路11に接続されている。
【0011】上述した装置は次の手順で作動する。即ち
転がり試験台上で走行車5を試験する場合、被試験体と
しての走行車5はその車輪4を介して試験台ローラ6を
駆動する。これによって同時に回転計発電機7および直
流機1が連結軸1を介して一緒に動かされる。その際、
回転計発電機7は速度ないし角速度ωに比例する信号を
発生する。質量シミュレーションにとって必要な荷重モ
ーメントは直流機1によって発生される。その所望の荷
重モーメントはトルク調節器12によって制御される。
トルク検出器3によって連結軸2のその都度のトルクが
検出され、このトルクは実際トルクに相当する。
【0012】物理学的に存在する試験台質量慣性モーメ
ントθP に二つのトルクMP 、MFが作用するので、試
験台質量慣性モーメントθP が走行車5が路上で走行車
トルクMF だけの作用下において生ずるのと同じ加速度
を生ずるように、試験台トルクMP が与えられるときだ
けしか正しい質量シミュレーションが存在しないことが
前提とされる。この理想的な質量シミュレーションにお
いて走行車トルクMFはごく稀にしか直接測定できない
ので、この走行車トルクMF は多くの場合にその試験台
慣性質量モーメントθP への加速作用(dω/dt)を
基礎として間接的に求めねばならない。走行車トルクM
F を数学的に求めるために、試験台全体の質量加速度が
走行車5の加速度と同じ大きさであることから出発しな
ければならない。従って求められた加速度(dω/d
t)および周知の走行車質量慣性モーメントθF から走
行車トルクMF が推論される。
【0013】即ち次の数式が成り立つ。 MP =(θF −θP )dω/dt この数式から最終的に発生すべき荷重モーメントおよび
定常状態におけるローラ加速度が推論できる。これは基
本的には微分方法に基づく質量シミュレーションの構造
となっている。即ちかかる調節方法の場合、実際には角
速度信号の微分(dω/dt)および走行車5と試験台
の所定の質量慣性モーメントθF 、θPからトルク調整
器12が計画されている。このトルク調整器12は所望
の荷重モーメントMP を求め調整する。その場合、回転
計発電機7の微分角速度信号(dω/dt)から走行車
5と試験台の周知の質量慣性モーメントθF 、θP を考
慮した状態で変動するトルク目標値が求められる。この
トルク目標値はトルク検出器3によって求められた実際
トルクと比較され、偏差が生じた際に荷重機械が調節器
12によってその荷重モーメントが質量シミュレーショ
ンとして作用するように制御される。
【0014】本発明の基本的な考えは、変動目標値の形
成が制御回路9を不安定にしないように制御回路9を形
成することにある。そのために制御回路9の中に微分回
路11および減算回路13が組み込まれ、これらによっ
て時間回路10の時定数Tは変動質量慣性モーメントの
差Δθ=(θF −θP )と同期して変化する。従って制
御過程中において微分回路11は永続的に変動トルク目
標値を演算する。この目標値は質量慣性モーメントの所
定の差で変化する。質量慣性モーメントの差Δθは走行
車および試験台の質量慣性モーメントθF 、θP から減
算回路13によって演算され、同時に時間回路10を制
御するために使用する。時間回路10は、時定数Tが質
量慣性モーメントの差Δθに比例して変化する一般的な
PT1素子となっている。その場合比例定数cが経験的
に求められて決定され、この比例定数cから次式により
時定数Tが求められる。 T=c・Δθ 時定数は正の値しかとらないので、そのような質量シミ
ュレーションは、被試験体ないし走行車の質量慣性モー
メントθF が試験台の質量慣性モーメントθPと同じで
あるかそれより大きいような質量慣性モーメントの差に
対してしか許されない。従って時間回路を適当に設計す
ることによって、望まれる制御量、質量シミュレーショ
ンおよび十分に静かで平滑なトルク目標値の間の有利な
妥協が図れる。そのために十分に精確な質量シミュレー
ションにとって、PT1素子の増幅係数が1であること
が必要である。このように制御されるPT1素子によっ
て動的制御回路の安定化が達成され、これは質量差の大
きな範囲も制御できる。
【0015】制御回路9はハードウェアもソフトウェア
も実現できる。質量シミュレーションのこのような制御
は更に上述した走行車試験台に対してだけでなく、質量
シミュレーションを行わねばならない他の試験台にも採
用できる。特にそのためにエンジン、変速装置およびブ
レーキの試験台が考えられる。そのために被試験体を試
験台にトルク連結して配置しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図1】直流機によって模擬すべき質量を求め制御する
ための制御回路を持った転がり試験台の概略構成図。
【符号の説明】
1 直流機 2 連結軸 3 トルク検出器 4 車輪 5 走行車 6 試験台ローラ 9 制御回路 10 時間回路 11 微分回路 12 調節器 13 減算回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】荷重装置が被試験体に摩擦結合され、被試
    験体の実際速度あるいはこの速度に比例する値が検出さ
    れ、そこからトルク目標値が求められ、検出されたトル
    ク実際値と比較され、その偏差が調整されるような静置
    試験台上における質量シミュレーション方法において、 トルク目標値が制御される時間回路(10)によって形
    成されることを特徴とする静置試験台上における質量シ
    ミュレーション方法。
  2. 【請求項2】トルク目標値が速度に比例する値としての
    試験台ローラ(6)の角速度を微分することによって被
    試験体(5)および試験装置の周知の質量慣性モーメン
    ト(θF 、θP )を考慮した状態で求められ、時間回路
    (10)の時定数(T)が被試験体(5)と試験装置の
    質量慣性モーメントの所定の差(Δθ)によって制御さ
    れ、質量慣性モーメントの差(Δθ)が零であるかそれ
    より大きいことを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】質量シミュレーションが走行車車輪(4)
    によって駆動される走行車試験台のローラ(6)におけ
    る角速度(ω)の検出によって求められ、質量シミュレ
    ーションに相応した荷重モーメントが試験台ローラ
    (6)に摩擦結合された荷重装置(1)によって発生さ
    れ、荷重モーメントが角速度信号から走行車(5)ある
    いはその構成要素と試験台の所定の質量慣性モーメント
    (θF 、θP )を考慮した状態で変動トルク目標値を求
    める制御回路(9)によって制御され、トルク目標値が
    時間回路(10)によって形成され、その時定数(T)
    が所定の質量慣性モーメントの差(Δθ)によって形成
    され、トルク目標値が検出されたトルク実際値と比較さ
    れ、偏差が生じた際に質量シミュレーションに相応した
    荷重モーメントを表す補正モーメントを形成することを
    特徴とする請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】質量シミュレーションのために荷重装置
    (1)が設けられ、この荷重装置(1)が試験すべき被
    試験体(5)に摩擦結合され、試験速度に比例した信号
    が速度検出装置(7)によって検出され、その信号から
    制御回路において被試験体(5)と試験装置の質量慣性
    モーメントの差(Δθ)を考慮した状態で速度に比例す
    る信号を微分回路(11)において微分して時間回路
    (10)で信号を減衰しながら変動トルク目標値が形成
    され、この変動トルク目標値が調節器(12)によって
    トルク検出器(3)で求められたトルク実際値と共に質
    量シミュレーションに相応した補正モーメントを形成す
    ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに
    記載の方法を実施するための装置。
  5. 【請求項5】制御回路(9)の制御回路に時間回路(1
    0)としてPT1回路が設けられ、その時定数が制御回
    路内に設けられた減算回路(13)によって制御され、
    その減算回路(13)が被試験体と試験台の所定の質量
    慣性モーメントからその差(Δθ)を形成することを特
    徴とする請求項4記載の装置。
  6. 【請求項6】制御回路が微分回路(11)、減算回路
    (13)および時間回路(10)から成っていることを
    特徴とする請求項4又は5記載の装置。
  7. 【請求項7】制御回路が、微分回路(11)、減算回路
    (13)および時間回路(10)が一体化されている電
    気回路として形成されていることを特徴とする請求項6
    記載の装置。
  8. 【請求項8】制御回路(9)が、被試験体の速度に相応
    した信号、トルク実際値に相応した摩擦クラッチの信号
    および被試験体と試験装置の所定の質量慣性モーメント
    に相応した信号が入力されるプログラミング可能な演算
    回路から成り、この演算回路がそれらの信号から所定の
    プログラムにより荷重モーメントを求め荷重装置(1)
    を相応して制御することを特徴とする請求項4ないし7
    のいずれか1つに記載の装置。
JP7184195A 1994-08-09 1995-07-20 静置試験台上における質量シミュレーション方法とこの方法を実施するための装置 Pending JPH0868730A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4427966.3 1994-08-09
DE4427966A DE4427966A1 (de) 1994-08-09 1994-08-09 Verfahren und Vorrichtung zur Massensimulation auf ortsfesten Prüfständen

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EP (1) EP0696729B1 (ja)
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