AT508032A4 - Verfahren sowie prüfstand zum prüfen eines antriebsstrangs eines fahrzeugs - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines AntriebsStrangs eines Fahrzeugs mit zumindest einer Welle sowie einen Prüfstand zum Prüfen eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs mit zumindest einer Welle, an welche eine Belastungsbzw. Antriebsmaschine koppelbar ist. 

  
Aus der EP 0 338 373 A2 ist ein Prüfstand zum Testen des Antriebsstrangs eines Fahrzeugs bekannt, bei welchem ein Motor über ein Getriebe mit einem Hauptantriebsstrang verbunden ist, welcher ein Hinterachsgetriebe bzw. ein Vorderachsgetriebe antreibt. Die Getriebe sind über entsprechende Wellen mit Belastungsmaschinen verbunden, welche zur Nachbildung von Fahrwiderständen bzw. Beschleunigungs- oder Verzögerungsmomenten unabhängig voneinander bremsen und antreiben können. Die mit Stromrichtern verbundenen Belastungsmaschinen bringen Drehmomente auf, welche mittels von einem Simulationsrechner gesteuerten Regeleinrichtungen geregelt werden.

   Im Speziellen werden an den Belastungsmaschinen Drehzahl-Istwerte gemessen und an den Simulationsrechner übermittelt, welcher hieraus Drehmoment-Sollwerte berechnet, die mit Hilfe der Regeleinrichtungen in den Belastungsmaschinen als Istwert aufgebaut werden. 

  
Im Antriebsstrang vorgesehene Differenzialgetriebe, auch Ausgleichsgetriebe oder kurz Differenziale genannt, sorgen bei Kraftfahrzeugen dafür, dass sich die Umfangsgeschwindigkeiten der Räder frei einstellen können. Zum Prüfen des Antriebsstrangs werden anstelle der Räder Belastungsmaschinen bzw. Radmaschinen an die Vorder- und/oder Hinterachse des Fahrzeugs angekoppelt. 

  
Bei bekannten Prüfständen in der Art der EP 0 338 373 A2 ist den Radmaschinen bzw. dem Antrieb des Fahrzeugs üblicherweise eine Drehzahl-Regelung zugeordnet, welche darauf abzielt, dass die Drehwinkelgeschwindigkeiten möglichst genau an vorgegebene Sollwerte angeglichen werden. Die Regelung der Drehzahlen bzw. der Drehwinkelgeschwindigkeiten ist grundsätzlich nur mit begrenzter Genauigkeit möglich. Sobald an verschiedenen Stellen des Antriebsstrangs voneinander abweichende Drehzahlen vorliegen, welche nicht durch ein Differenzialgetriebe ausgeglichen werden, kommt es zu einer Verspannung des Antriebsstrangs, d.h. es wird ein Verspannmoment bzw. ein Torsionsmoment aufgebaut.
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Beispielsweise tritt ein Verspannmoment dann auf, wenn die an eine Vorder- bzw. Hinterachse angeflanschten Radmaschinen bei blockiertem (Vorderachs- bzw. Hinterachs-) Differenzialgetriebe jeweils unterschiedliche Drehzahlen auf die linke bzw. rechte Welle der geprüften Achse aufbringen. Eine Abweichung in den Radmaschinen-Drehzahlen kann einerseits gezielt im Rahmen der Simulation vorgenommen werden; aufgrund der endlichen Messgenauigkeit für die Drehzahlen an den Radmaschinen ist eine gewisse Toleranz allerdings unausweichlich. Schon eine infinitesimal kleine Abweichung in den Drehzahlen führt jedoch dazu, dass die relative Stellung der Rotoren der einzelnen Radmaschinen immer weiter auseinanderläuft, was mathematisch gesehen darin begründet ist, dass die Drehwinkel zeitliche Integrale über die Drehwinkelgeschwindigkeiten darstellen. 

  
Um zu verhindern, dass das Verspannmoment unzulässige Werte erreicht, bei welchen eine Beschädigung des Antriebsstrangs zu befürchten ist, werden bei den bekannten Prüfständen aus dem Stand der Technik die Drehmomente an den Radmaschinen mittels einer den jeweiligen Radmaschinen zugeordneten Momentenregelung eingestellt. Die Momentenregelung beruht auf einer Messung des Drehmoments, beispielsweise an einem Drehmoment-Messflansch, wobei das gemessene Drehmoment als Stellgrösse für das Drehfeld der elektrischen Maschine in der Weise dient, dass am DrehmomentMessflansch das gewünschte Drehmoment auftritt. 

  
Die Drehmoment-Regelung kann allerdings - ebensowenig wie die Drehzahl-Regelung - nicht mit beliebiger Genauigkeit erfolgen. Sofern die Drehmoment-Regelung nicht ausreichend präzise funktioniert, kann trotz der Drehmoment-Regelung eine unzulässige Verspannung auftreten, d.h. es wird zwischen verschiedenen Stellen des Antriebsstrangs ein Torsionsmoment aufgebaut, welches durch den Antriebsstrang selbst bzw. die Differenzialgetriebe nicht mehr aufgenommen werden kann. Da Prüfstände üblicherweise so konzipiert sind, dass ein grosses Spektrum an Kraftfahrzeugen getestet werden kann, sind die Radmaschinen darauf ausgelegt, ein wesentlich stärkeres Drehmoment als die maximal zulässigen Drehmomente vergleichsweise kleiner Antriebsstränge aufzubringen. Die direkte Momentenregelung wird weiters durch die im Trieb Strang vorhandenen Getriebespiele negativ beeinflusst.

   Ein weiterer Nachteil bei einer solchen direkten Momentenregelung liegt darin, dass die einzelnen Drehmoment-Regeleinrichtungen an den Radmaschinen stark verkoppelt sind, da sich die Änderung eines Drehmoments an einer Radmaschine über den Triebstrang sofort auf die Drehmomente an den anderen Radmaschinen auswirkt. 

  
In der EP 0 338 373 A2 wird im Hinblick auf das der vorliegenden Erfindung zugrundliegende Problem, dass Fehler in der Drehzahlmessung grosse Verspannmomente bewirken können, vorgeschlagen, den kinematischen Schlupf zu simulieren, welcher im realen Fahrzeug eine unzulässige Achsverspannung verhindert. Eine solche Simulation ist jedoch vergleichsweise aufwendig. 

  
Im Stand der Technik ist es zudem im Zusammenhang mit elektrischen Antrieben grundsätzlich bekannt, eine Momentenregelung auf Grundlage des gemessenen Drehwinkels durchzuführen. Eine solche Reglereinrichtung ist beispielsweise in der DE 10 2007 033 467 AI beschrieben, wobei ein Geber den Drehwinkel des Motors aufnimmt und diesen über eine Signalleitung an die Regeleinrichtung übermittelt, die den Strom in Anschlussleitungen des Motors steuert . 

  
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs angeführten Art bzw. einen Prüfstand zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit welchem jeweils die beim Prüfen eines Antriebsstrangs auftretenden Verspannmomente auf zuverlässige und einfache Art und Weise eingestellt werden können. 

  
In verfahrensmässiger Hinsicht wird dies dadurch erzielt, dass zur Erzielung eines Soll-Verspannmoments im Antriebsstrang die Drehwinkel der Welle bzw. Wellen an zumindest zwei gesonderten Stellen im Antriebsstrang geregelt werden bzw. eine Drehwinkeldifferenz zwischen zumindest zwei Stellen im Antriebsstrang geregelt wird. 

  
Demnach beruht die erfindungsgemässe Lehre auf dem Prinzip, zu jedem Zeitpunkt während des PrüfVorgangs die Ausrichtung der Welle bzw. Wellen, d.h. die Drehwinkel, an zwei örtlich getrennten Stellen zu regeln. Auf diese Weise kann gezielt ein Soll  

  
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Verspannmoment im Antriebsstrang aufgebaut werden, indem die relative Lage an den beiden Stellen der rotierenden Welle (n) zueinander eingestellt wird. Im einfachsten Fall kann ein konstantes Verspannmoment im Antriebsstrang dadurch eingestellt werden, dass an den zumindest zwei Stellen des Antriebsstrangs gleiche Drehwinkel vorgegeben werden. Wenn die Welle (n) an den geregelten Stellen synchron im Winkel zueinander laufen, bleibt der Verspannungszustand im Antriebssträng konstant. Andererseits kann gezielt ein Verspannmoment im Antriebsstrang aufgebaut werden, indem Drehwinkel an zumindest zwei Stellen des Antriebsstrangs gegenläufig verstellt werden, so dass eine Drehwinkeldifferenz aufgebaut wird, die als Verspann-Drehwinkel einem bestimmten Verspannmoment entspricht.

   Die erfindungsgemasse Regelung der Verspannmomente im Antriebsstrang über die Drehwinkel hat den Vorteil, dass Fehler in der Drehwinkel-Regelung nicht wie bei einer Drehzahl-Regelung mit der Zeit auflaufen bzw. "aufintegriert" werden. Auf diese Weise kann eine unzulässige Verspannung des Antriebsstrangs insbesondere infolge von Fehlern in der Drehzahl-Regelung zuverlässig vermieden werden. Die relative Lage der Radmaschinen-Rotoren kann mit jeder Umdrehung des jeweiligen Rotors überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden, so dass Fehler in der Drehwinkel-Regelung für die im Antriebsstrang auftretenden Verspannmomente weitestgehend vernachlässigbar sind. 

  
Zur zweckmässigen Prüfung des Antriebsstrangs, insbesondere im Hinblick auf vorhandene Differenzialgetriebe, ist es günstig, wenn die Drehwinkel der Welle bzw. Wellen zumindest einer Vorder- oder Hinterachse des Antriebsstrangs geregelt wird. Demnach kann ein bestimmter Verspannungszustand in einer Seiten-Welle bzw. zwischen Seiten-Wellen der Fahrzeug-Achsen, welche im Prüfungsbetrieb anstelle der Fahrzeugräder mit Belastungsmaschinen in der Art von Radmaschinen koppelbar sind, eingestellt werden, indem eine Drehwinkeldifferenz bzw. ein Verspann-Drehwinkel geregelt wird. 

  
Zum Überprüfen des gesamten Antriebsstrangs eines Fahrzeugs ist es günstig, wenn ein Eintriebs-Drehwinkel einer Antriebs-Welle geregelt wird. Ein Verspannmoment im Antriebsstrang kann grundsätzlich auf zwei verschiedene Arten aufgebaut werden: Zum einen ist durch Drehen der Wellen der Vorder- bzw. Hinterachse mit voneinander abweichenden Drehwinkeln, wie vorstehend bereits erläutert wurde, ein Verspann- bzw. Torsionsmoment zwischen den Wellen der Vorder- bzw. Hinterachse des Fahrzeugs einstellbar. Zudem verfügt jedes Fahrzeug über einen Motor bzw. einen Antrieb, mit welchem ein Drehmoment in die Antriebs-Welle des Antriebsstrangs eingebracht werden kann. Das Verspannmoment wird in diesem Fall aus der Beziehung zwischen dem EintriebsDrehwinkel zu den Drehwinkeln an den mit den Radmaschinen koppelbaren Wellen der Vorder- bzw. Hinterachse bestimmt bzw. eingestellt. 

  
Im Hinblick auf eine unkomplizierte Steuerung des Verspannungszustands im Antriebsstrang ist es günstig, wenn zur Erzielung des Soll-Verspannmoments eine bekannte Beziehung zwischen der Drehwinkeldifferenz und dem Verspannmoment verwendet wird. Mit Hilfe der Relation zwischen dem Verspann-Drehwinkel bzw. der Drehwinkeldifferenz und dem Verspannmoment können die Drehwinkel an den Wellen des Antriebsstrangs derart geregelt werden, dass das gewünschte Verspannmoment aufgebaut wird. 

  
Ein Verspannmoment zwischen zumindest zwei Stellen im Antriebsstrang wird vorteilhafterweise dadurch vorgegeben, dass die Drehwinkeldifferenz im Wesentlichen als Differenz zwischen den Drehwinkeln an zumindest zwei Stellen der Welle bzw. Wellen ermittelt wird. Demnach kann der Verspann- bzw. TorsionsDrehwinkel in einer Welle bzw. zwischen den Wellen auf einfache Weise durch Bildung einer Differenz zwischen den jeweiligen Drehwinkeln an zumindest zwei Stellen im Antriebsstrang gebildet werden. 

  
Zur Erzielung eines Verspannmoments zwischen der den Hauptantriebsstrang bildenden Antriebs-Welle und den Wellen der Vorderund/oder Hinterachse ist es von Vorteil, wenn die Drehwinkeldifferenz im Wesentlichen als Differenz zwischen dem EintriebsDrehwinkel der Antriebs-Welle und dem Mittelwert der Drehwinkeln der Wellen der Vorder- und/oder Hinterachsen ermittelt wird. Demnach ist das Verspannmoment umso grösser, je mehr der Eintriebe-Drehwinkel vom Mittelwert der Radmaschinen-Drehwinkel abweicht. Der Mittelwert wird im Wesentlichen als arithmetisches  *    % 

  
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Mittel gebildet, wobei gegebenenfalls die Übersetzungsverhältnisse der Differenzialgetriebe als Proportionalitätsfaktoren zu berücksichtigen sind. 

  
Die Differenzbildung zwischen dem Eintriebs-Drehwinkel und dem Mittelwert der Radmaschinen-Drehwinkel kann wahlweise auf zumindest zwei verschiedene Arten erfolgen. 

  
In einem ersten Prüf-Szenario werden zwei bzw. vier Radmaschinen, je nach Antriebsart (Vorder- bzw. Hinterachs-Antrieb bzw. Allrad) , mit einem vorgegebenen Zeitverlauf für die Drehwinkel gefahren und der Eintriebs-Drehwinkel wird in Abhängigkeit von den Drehwinkeln an den Radmaschinen verstellt, um gezielt das gewünschte Verspannmoment einzustellen. 

  
Alternativ dazu kann der Eintriebs-Drehwinkel nach einem vorgegebenen Zeitverlauf gesteuert werden und in Abhängigkeit hievon werden die Drehwinkel an den Radmaschinen eingestellt, wodurch es gleichermassen möglich ist, das gewünschte Verspannmoment zu erzielen. 

  
Zur Steuerung des zeitlichen Verlaufs der Drehwinkel an den Radmaschinen bzw. am Eintrieb ist es günstig, wenn die Drehwinkel an den Radmaschinen bzw. am Eintrieb gemessen und durch Vorgabe von Sollwerten entsprechend dem zeitlichen Verlauf geregelt werden. 

  
Um jedem Verspann-Drehwinkel eindeutig ein Verspannmoment zuordnen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Beziehung zwischen der Drehwinkeldifferenz und dem Verspannmoment als Kennlinie gespeichert ist. Demnach wird zunächst aus den Drehwinkeln der Wellen des Antriebsstrangs der momentane Verspannwinkel bzw. die Drehwinkeldifferenz berechnet, welcher mit einer Kennlinie für das Verspannmoment verglichen wird, um aus diesem Vergleich das momentane Verspannmoment zu ermitteln. 

  
Um die Steuerung des Verspannmoments gezielt an die Verhältnisse bei der Prüfung eines bestimmten Fahrzeugs bzw. Fahrzeugtyps anpassen zu können, ist es günstig, wenn die Kennlinie in einem Identifikations-Lauf ermittelt wird. Demnach wird zunächst die Beziehung zwischen dem Verspann-Drehwinkel und dem Verspannmoment im Identifikations-Lauf als Kennlinie aufgenommen, welche dann bei der Prüfung des Antriebsstrangs zur Erzielung des gewünschten Verspannmoments in Abhängigkeit des geregelten Verspann-Drehwinkels bzw. der Drehwinkeldifferenz herangezogen wird. 

  
Im Hinblick auf eine Berücksichtigung des Einflusses der Differenzialgetriebe auf die Kennlinie für das Verspannmoment ist es günstig, wenn im Zuge des Identifikations-Laufs zumindest ein Getriebespiel ermittelt wird. Ein solches Getriebespiel macht sich dadurch bemerkbar, dass bei einer geringfügigen Verdrehung zwischen zwei Wellen des Antriebsstrangs nicht sofort ein Verspannmoment aufgebaut wird, was im Aufbau der vorhandenen Differenzial-Getriebe begründet ist, welche eine gewisse Toleranz gegenüber einer Verdrehung der an das jeweilige DifferenzialGetriebe angeschlossenen Wellen aufweisen. Aus der im Zuge des Identifikations-Laufs aufgenommenen Kennlinie geht demnach das Getriebespiel des jeweiligen Differenzialgetriebes hervor, d.h. jener Bereich des Verspann-Winkels, bei welchem das Verspannmoment annähernd null ist. 

  
Bei Aufbau eines Verspannmoments zwischen der Eintriebs-Welle und den Wellen der Fahrzeug-Achsen ist es von Vorteil, wenn im Zuge des Identifikations-Laufs die Summe aller vorhandenen Getriebespiele ermittelt wird. Demnach kann aus dem symmetrisch um den Null-Verspann-Drehwinkel liegenden Bereich des VerspannDrehwinkels die Summe der im Antriebsstrang vorhandenen Getriebespiele abgeschätzt werden. 

  
Die Vorrichtung der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines Soll-Verspannmoments im Antriebsstrang zumindest eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, Drehwinkel der Welle bzw. Wellen an zwei gesonderten Stellen bzw. eine Drehwinkeldifferenz zwischen zwei gesonderten Stellen im Antriebsstrang zu regeln. 

  
Je nachdem, ob ein vorder- bzw. hinterradangetriebenes oder ein Allrad-Fahrzeug getestet werden soll, können als Belastungmaschinen zwei bzw. vier Radmaschinen vorgesehen sein, die an Wel len einer Vorder- und/oder Hinterachse montierbar sind. Die Radmaschinen ersetzen demnach die Vorder- bzw. Hinterräder des Fahrzeugs und sind vorzugsweise dazu ausgelegt, zur Prüfung des Antriebsstrangs unabhängig voneinander Brems- bzw. Antriebsmomente auf die Wellen aufzubringen. 

  
Zur Erzielung eines Verspannmoments zwischen einer den Hauptantriebsstrang bildenden Antriebs-Welle und den mit den Radmaschinen koppelbaren Wellen der Vorder- bzw. Hinterachse ist es günstig, wenn die Antriebsmaschine einen mit der Antriebs-Welle verbundenen Antrieb aufweist. 

  
Vorzugsweise ist der Regeleinrichtung zur Erzielung des SollVerspannmoments eine bekannte Beziehung zwischen einem VerspannDrehwinkel bzw. der Drehwinkeldifferenz zugeordnet. Die Regeleinrichtung ist demnach dazu ausgelegt, einen VerspannDrehwinkel zu regeln, welcher einer Drehwinkeldifferenz zwischen den Wellen entspricht. 

  
Vorzugsweise weist die Regeleinrichtung ein zentrales Regelelement auf, welches zur Erzielung des Soll-Verspannmoments mit Drehwinkel-Regeleinheiten der Radmaschinen bzw. des Antriebs verbunden ist. Demnach wird zur Erzielung eines gewünschten Soll-Verspannmoments in dem zentralen Regelelement über eine Benutzerschnittstelle oder ein Software-Programm ein Wert für das Soll-Verspannmoment eingestellt. Das Soll-Verspannmoment entspricht dabei gemäss einer bekannten Beziehung einem bestimmten Verspann-Drehwinkel bzw. einer Drehwinkeldifferenz. Der Verspann-Drehwinkel kann gezielt dadurch eingestellt bzw. verändert werden, dass den Radmaschinen- bzw. Antriebs-Regeleinheiten von dem zentralen Regelelement entsprechende Signale zur Steuerung bzw. Regelung der Drehwinkel übermittelt werden.

   Die Drehwinkel an den Radmaschinen bzw. am Antrieb werden dann mit Hilfe der den jeweiligen Wellen der Radmaschinen bzw. des Antriebs zugeordneten Regeleinheiten mit hoher Genauigkeit geregelt. 

  
Hiefür verfügen bzw. verfügt die Radmaschinen-Regeleinheiten bzw. die Antriebs-Regeleinheit jeweils über eine Messvorrichtung zum Messen der Drehwinkel und der Drehmomente sowie über eine Recheneinheit. Zur Regelung des Drehwinkels wird der momentane Drehwinkel mit der Drehwinkel-Messvorrichtung gemessen und an die Recheneinheit geleitet. Die Recheneinheit verfügt über ein Vergleichsglied, mit welchem der gemessene Drehwinkel mit einem Soll-Drehwinkel verglichen wird, welcher beispielsweise einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf folgen kann. In Abhängigkeit von dem durchgeführten Vergleich wird ein Regelsignal an die jeweilige Radmaschine bzw. den Antrieb übermittelt, um den Drehwinkel zu regeln bzw. zu steuern.

   Wesentlich ist dabei, dass der Drehwinkel gemessen wird und nicht durch Integration einer gemessenen Winkelgeschwindigkeit berechnet wird, um das Auflaufen von Messfehlem zu verhindern. 

  
Als Drehwinkel-Messvorrichtungen sind vorzugsweise Drehwinkelsensoren vorgesehen, die eine magnetische oder optische Massverkörperung aufweisen. Die Massverkörperung kann auf einer konzentrisch an der der jeweiligen Radmaschine bzw. dem Antrieb zugeordneten Welle ausgerichteten Scheibe oder an einem auf die Welle aufgelegten Band aufgebracht sein. Die Massverkörperung kann durch diskrete Markierungen bzw. Striche oder sinusförmig verlaufende Helligkeits- oder Magnetisierungswerte gebildet sein. Es hat sich herausgestellt, dass mit Strich-Zahlen bzw. Perioden für den sinusförmigen Verlauf von 128 bis 4000 für den vollen Umfang (360[deg.]) eine hinreichende Genauigkeit für die DrehwinkelRegelung erzielbar ist.

   Alternativ dazu können als DrehwinkelMessvorrichtungen auch Resolver vorgesehen sein, worunter allgemein ein elektromagnetischer Messumformer zur Wandlung der Winkellage des Rotors der Radmaschine bzw. des Antriebs in eine elektrische Grösse bezeichnet wird. 

  
Bei einer bevorzugten Ausführung des PrüfStands weist das zentrale Regelelement einen Speicher auf, in welchem zumindest eine Kennlinie des Verspannmoments in Abhängigkeit vom VerspannDrehwinkel bzw. von der Drehwinkeldifferenz gespeichert ist. Die Kennlinien werden im Zuge der Test-Durchläufe zum Aufbau der gewünschten Soll-Verspannmomente herangezogen. Dabei ist es insbesondere günstig, wenn der Speicher zumindest eine in einem Identifikations-Lauf ermittelte Kennlinie enthält, mit welcher die Verhältnisse beim geprüften Antriebsstrang möglichst exakt abgebildet werden können.  

  
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Im Hinblick auf eine zweckmässige Übertragung von Drehmomenten auf den Hauptantriebssträng bzw. die Antriebs-Welle ist es günstig, wenn als Antrieb ein Elektro-Antrieb, ein Hybrid-Antrieb oder eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist. 

  
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert, auf die sie jedoch keinesfalls beschränkt sein soll. Im Einzelnen zeigen in den Zeichnungen: 

  
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines PrüfStands zum Prüfen eines Fahrzeug-Antriebsstrangs, bei welchem an Wellen der Vorder- bzw. der Hinterachse Radmaschinen angekoppelt sind und eine Drehwinkel-Steuer- bzw. Regeleinrichtung zur Erzielung eines Soll-Verspannmoments im Antriebsstrang vorgesehen ist; 

  
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Kennlinie für das Verspannmoment in Abhängigkeit eines Verspann-Drehwinkels; 

  
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Kennlinie des Verspannmoments für den Fall, dass ein HinterachsDifferenzialgetriebe gesperrt ist; 

  
Fig. 4a ein schematisches Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Regelung eines Soll-Verspannmoments, wobei ein EintriebsDrehwinkel gegenüber dem Mittelwert über Referenz-Drehwinkel an den Radmaschinen verstellt wird, für den Fall, dass eine Antrieb-Drehwinkel-Regeleinheit zwischen dem Antrieb und einem Schaltgetriebe angeordnet ist; 

  
Fig. 4b ein schematisches Blockschaltbild gemäss Fig. 4a für den Fall, dass die Antrieb-Drehwinkel-Regeleinheit dem Schaltgetriebe nachgereiht ist, wobei ein Getriebespiel des Schaltgetriebes angenommen wird; 

  
Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild zur Veranschaulichung von zur Laufzeit mit Hilfe von Fahrzeug-Modellen aus den Radmaschinen-Drehmomenten berechneten Werten für die Drehwinkel; 

  
Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild, aus welchem das Grund prinzip der Drehmoment-Regelung über eine Regelung eines Verspann-Drehwinkels ersichtlich ist; 

  
Fig. 7 ein schematisches Blockschaltbild für eine DrehmomentRegelung bei einer Getriebeprüfung, wobei ein Sollwert für einen Abtriebs-Drehwinkel zur Berechnung eines Soll-EintriebsDrehwinkels verwendet wird; 

  
Fig. 8 ein schematisches Blockschaltbild im Wesentlichen wie in Fig. 7 dargestellt, wobei hier ein Ist-Wert für einen AbtriebsDrehwinkel zur Berechnung des Soll-Eintriebs-Drehwinkels verwendet wird; und 

  
Fig. 9 ein schematisches Blockschaltbild im Wesentlichen wie in Fig. 7 und Fig. 8 dargestellt, wobei ein Mehrgrössen-Regler vorgesehen ist. 

  
Fig. 1 zeigt schematisch einen Prüfstand 1 zum Testen eines Allrad-Antriebsstrangs 2 eines Fahrzeugs. Hiefür sind an Wellen 3', 3'<1>, 4', 4'<1> der Vorder- bzw. Hinterachse 3, 4 des Fahrzeugs Radmaschinen 5 angekoppelt, welche die Vorder- bzw. Hinterräder des Fahrzeugs ersetzen. Eine den Hauptantriebsstrang bildende Antriebs-Welle 6 ist mit einem Antrieb 7 verbunden, welcher durch eine Verbrennungskraftmaschine oder einen Elektro- bzw. Hybrid-Antrieb gebildet sein kann. Durch Betätigen eines Fahrhebelstellers des Antriebs 7 kann über eine Kupplung 8 ein Drehmoment auf die Antriebs-Welle 6 aufgebracht werden. Das Drehmoment wird von einem Schaltgetriebe 9 - wahlweise auch einem Automatik-Getriebe - übersetzt und über ein VerteilerDifferenzialgetriebe 10 auf die Vorder- bzw. die Hinterachse 3, 4 aufgeteilt.

   Ein Vorderachs- bzw. ein HinterachsDifferenzialgetriebe 11,12 teilen das Drehmoment auf die Wellen 3', 3'', 4', 4'' der Vorder- bzw. Hinterachse 3, 4 auf. Zum Testen des Antriebsstrangs 2 kann jede der Radmaschinen 5 unabhängig voneinander bremsen bzw. antreiben, um so Fahrwiderstände, Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsmomente oder dergl. testen zu können. 

  
Bisher wurde bei Prüfständen eine Drehzahl-Regelung für die Radmaschinen eingesetzt, welche zur Vermeidung von unzulässigen Verspannmomenten im Antriebsstrang mit einer Drehmoment-Regelung über eine direkte Regelung des gemessenen Drehmoments kombiniert wurden. Erfindungsgemäss werden zur Erzielung eines SollVerspannmoments im Antriebssträng 2 an jeweils einer Stelle 2' Drehwinkel [phi]w[iota]-w4 der mit den Radmaschinen 5 gekoppelten Achsen 3 , 4 ebenso wie an zumindest einer weiteren Stelle 2 ' im Antriebsstrang 2 Eintriebs-Drehwinkel [phi]o, [phi][iota], [phi]2 der mit dem Antrieb 7 verbundenen Antriebs-Welle 6 bzw. eine Drehwinkeldifferenz zwischen den Stellen 2' bzw. den Wellen 3', 3'', 4', 4'' der Achsen 3, 4 bzw. der Antriebs-Welle 6 geregelt. 

  
Zu diesem Zweck wird eine Regeleinrichtung 13 zur Verfügung gestellt, welche dazu eingerichtet ist, den Verspannungszustand im Antriebsstrang 2, d.h. ein Verspann- bzw. Torsionsmoment, über eine Regelung der Radmaschinen- bzw. Eintriebs-Drehwinkel [phi]w[iota]-w4. [phi][theta][iota] [phi][iota]. [Phi]2 einzustellen. 

  
Die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 13 weist Regeleinheiten 14 auf, welche jeweils mit einer Radmaschine 5 verbunden sind. Um zudem die durch den Antrieb 7 bewirkten Verspannmomente gezielt vorgeben zu können, ist dem Antrieb 7 bzw. dem Hauptantriebssstrang 6 ebenfalls eine Regeleinheit 14 zugeordnet. 

  
Jede Regeleinheit 14 ist dazu ausgelegt, unabhängig von den anderen Regeleinheiten 14 den jeweiligen Drehwinkel [phi]w[iota]-W4[iota] [phi]o. [phi]i. [phi]2 zu regeln bzw. zu steuern. Hiefür verfügt die Regeleinheit 14 über eine Messvorrichtung 15 und eine Recheneinheit 16. Die Messvorrichtung 15 misst den momentanen Drehwinkel [phi]w[iota]-W4[iota] [Phi]o. [phi]i. [phi]2 einer Welle 3', 3'', 4', 4'', 6 und übermittelt ein entsprechendes Mess-Signal an die jeweilige Recheneinheit 15, wo der momentane Wert für den Drehwinkel [phi]w[iota]-W4[iota] [phi]o. [Phi]i. [phi]2 laufend mit einem Soll-Drehwinkel [phi]w[iota]-w4,soi[iota]. [phi]o.soii. [phi]i.soii. [phi]2,soi[iota] verglichen wird.

   In Abhängigkeit von diesem Vergleich wird ein Regelsignal an die mit der jeweiligen Welle 3', 3'', 4', 4 ' ' , 6 verbundene Radmaschine 5 bzw. den Antrieb 7 geleitet und zur Regelung des Drehwinkels [phi]wiW4> [phi]o. [Phi]i. 2 herangezogen. Die Messvorrichtung 15 misst zudem das jeweilige Drehmoment TW[iota]-w4# welches für eine zusätzliche Momentenregelung herangezogen wird, wie im Zusammenhang mit Fig. 6 noch weiter erläutert wird. Zur Messung des Drehwinkels verfügen die Messvorrichtungen 15 über Drehwinkelsensoren, welche eine Messung des Drehwinkels [phi]wiW4. [phi]o. [phi]i. [phi]2 mit sehr hoher Auflösung im Bereich von 1/10[deg.] ermöglichen. 

  
Die Soll-Drehwinkel [phi]w[iota]-W4,soi[iota]. [phi]o.soii. [phi][iota],soi[iota], [phi]2,soi[iota] an den DrehwinkelRegeleinheiten 14 können von einem mit den DrehwinkelRegeleinheiten 14 verbundenen zentralen Regelelement 17 der Regel- bzw. Steuereinrichtung 13 derart vorgegeben werden, dass ein gewünschtes Soll-Verspannmoment im Antriebsstrang 2 erzielt wird. 

  
Im Speziellen wird zur Erzielung des Verspannmoments ein Verspann-Drehwinkel [phi] geregelt, welcher einer einfachen Beziehung zwischen den Drehwinkeln [phi]w[iota]-w4 an den Radmaschinen 5 bzw. den Drehwinkeln [phi]o, [phi][iota], [phi]2 am Antrieb 7 - im Wesentlichen als Drehwinkeldifferenz [Delta][phi] - folgt, wie im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 näher erläutert wird. 

  
Wie aus Fig. 2 schematisch ersichtlich, besteht zwischen dem einer Drehwinkeldifferenz [Delta][phi] entsprechenden Verspann-Drehwinkel [phi] und dem in Fig. 2 mit T bezeichneten Verspannmoment ein Zusammenhang, welcher als Kennlinie 18 im zentralen Regelelement 17 in einem Speicher 19 gespeichert ist. Bei der in Fig. 2 dargestellten Kennlinie 18 ist das Verspannmoment im Wesentlichen als lineare Funktion des Verspann-Drehwinkels [phi] gegeben. In einem Bereich um den Nullpunkt des Verspann-Drehwinkels [phi] eicht die Kennlinie vom erwarteten Verlauf ab, indem das für die Verspannung zwischen zwei Wellen 3', 3'' ,4' , 4 ' ' , 6 des Antriebsstrangs 2 charakteristische Verspannmoment konstant Null ist. Dieses Verhalten bildet ein Getriebespiel bzw. Lose [Delta][phi]o eines der Differenzialgetriebe 10, 11, 12 ab. 

  
Anhand der Fig. 3 und 4 sollen zwei Fälle für die Erzielung eines Soll-Verspannmoments im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs veranschaulicht werden. 

  
Beim ersten Fall wird angenommen, dass das Hinterachs- 

  
Differenzialgetriebe 12 gesperrt ist. Sobald die Radmaschinen 5 mit voneinander abweichenden Drehwinkeln [phi] 3. w4 gedreht werden, wird in der Hinterachse 4 ein Verspannmoment [Delta]T aufgebaut . Dieses steigt in etwa linear mit dem Verspann-Drehwinkel [phi], welcher in diesem einfachen Fall als Drehwinkeldifferenz der Radmaschinen-Drehwinkel [phi]w3- [phi]w4gegeben ist. Zum Einstellen des gewünschten Verspannungszustands in der Hinterachse 4 wird am zentralen Regelelement 17 ein Soll-Verspannmoment [Delta]TR>SOII vorgegeben. Das zentrale Regelelement 17 vergleicht dann dieses SollVerspannmoment mit dem Ist-Verspannmoment, welches gemäss der zugrundeliegenden Kennlinie 18 einem Verspann-Drehwinkel [phi] entspricht.

   In Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs werden Soll-Werte für die Radmaschinen-Drehwinkel [phi]w3,w4,soi[iota] an die Radmaschinen-Regeleinheiten 14 übermittelt, welche die Drehwinkel [phi]w3,w4 zur Angleichung an die Drehwinkel-Sollwerte [phi]w3,W4,soi[iota] regeln. Da die Beziehung zwischen dem Verspannmoment [Delta]TR und dem Verspann-Drehwinkel [phi] vom geprüften Antriebsstrang abhängt, wird die Kennlinie 18 für das Verspannmoment [Delta]TR vorab in einem Identifikations-Lauf ermittelt.

  
Aus der in Fig. 3 veranschaulichten Kennlinie 18 für das Verspannmoment [Delta]TR ist überdies ein Getriebespiel [Delta](RD des Hinterachs-Differenzialgetriebes 12 ersichtlich. Wenn die Drehwinkel [phi]w3,W4 an den Radmaschinen 5 vom unverspannten Zustand relativ zueinander verändert werden, wird solange kein Verspannmoment [Delta]TR aufgebaut, bis sich die Zahnflanken im HinterachsDifferenzialgetriebe 12 zu berühren beginnen. Sobald ein Verspannmoment [Delta]TR vorliegt, bedeutet das gleichzeitig, dass sich die Zahnflanken des Differenzialgetriebes 12 berühren. Das Verspannmoment [Delta]TR folgt bei weiter erhöhtem Verspannwinkel [phi] im Wesentlichen der linearen Beziehung.

   Werden die Drehwinkel [phi]w3,W4 an den Radmaschinen gegenläufig verändert, so wird zunächst das Verspannmoment [Delta]TR abgebaut und verschwindet schliesslich vollständig, wenn sich die Zahnräder nicht mehr berühren. Bei einer weiteren Veränderung der relativen Beziehung zwischen den Radmaschinen-Drehwinkeln [phi]w3,w4 wird wieder ein Verspannmoment [Delta]TR aufgebaut, welches dann allerdings ein umgekehrtes Vorzeichen aufweist. 

  
Sofern mehrere Getriebe 9, 10, 11, 12 im verspannten Antriebsstrang 2 vorliegen, bildet der Bereich des Verspannwinkels [phi] mit verschwindendem Verspannmoment [Delta]T die Summe der vorhandenen Ge triebespiele [Delta][phi]ab. 

  
Bei einem zweiten Fall, welcher anhand der schematischen Darstellungen von Fig. 1 bzw. Fig. 4a und 4b erläutert wird, wird ein Soll-Verspannungszustand zwischen dem Eintriebs-Drehwinkel [phi]o. [Phi][iota]. [phi]2 und den Radmaschinen-DrehwinkeIn [phi]w[iota]-W4 eingestellt. Für die Differenzialgetriebe 10, 11, 12 wird dabei der nicht gesperrte Zustand angenommen. Zudem wird hier lediglich ein nicht verschwindendes Getriebespiel [Delta][phi]jR für das Schaltgetriebe 9 angenommen, wobei Getriebespiele [Delta][phi]cD, [Delta]CPFD. [Delta][Phi]RD der Differenzialgetriebe 10, 11, 12 nicht berücksichtigt werden. 

  
Analog wie beim zuvor beschriebenen Fall wird mit Bezug auf Fig. 4a am zentralen Regelelement 17 ein Soll-Verspannmoment T2,soi[iota] vorgegeben, welches im Antriebsstrang 2 eingestellt werden soll. Die im Speicher 19 des zentralen Regelelements 17 abgelegte Kennlinie 18 gibt den Zusammenhang zwischen dem SollVerspannungsmoment T2,Soi[iota] und dem Verspann-Drehwinkel an, welcher in diesem Fall als Differenz zwischen dem Soll-EintriebsDrehwinkel [phi]2,soi[iota] und einem gemittelten Referenz-Drehwinkel [phi]2,ref gebildet wird. Der gemittelte Referenz-Drehwinkel [phi]2,r[beta]f wird als Hilfsgrösse im Wesentlichen durch das arithmetische Mittel über Referenz-Drehwinkel [phi]F3,F4,R3,R4,ref an den einzelnen Radmaschinen 5 im unverspannten Zustand gebildet.

   Mit anderen Worten bedeutet das, dass im Antriebsstrang 3 gerade dann kein Verspannmoment aufgebaut wird, wenn der gemittelte Referenz-Drehwinkel [phi]2,ref dem SollEintriebs-Drehwinkel [phi][sum].soii entspricht, wie auch aus den in Fig. 4a bzw. Fig. 4b dargestellten Kennlinien 18 ersichtlich. 

  
Die Beobachtung, dass der Referenz-Drehwinkel [phi]2,ref für den SollEintriebs-Drehwinkel <P2,soi[iota] im Wesentlichen dem arithmetischen Mittelwert der Referenz-Drehwinkel [phi]F3,F4,R3,R4,ref der einzelnen Radmaschinen 5 entspricht, soll nachstehend im Zusammenhang mit Fig. 1 erörtert werden, wo die an den jeweiligen Wellen 3', 3' ', 4', 4'', 6 auftretenden Drehwinkel [phi]w[iota]-W4. [Phi]o. [psi][iota] [psi]2 eingezeichnet sind. 

  
Demnach werden an den Radmaschinen-Regeleinheiten 14 IstDrehwinkel [phi]w[iota]-W4 geregelt, welche als Referenz-Drehwinkel [phi]F3,F4,R3,R4,ref angenommen werden, >   

  
- 16 - 

  
[Psi]nref = [Psi] > [phi]F4.ref = [Psi]wi  PR3,ref = [Psi]wi > <pR4,ref = <Pw4 ( 1 ) <"> ( 4 ) . 

  
An einer Welle 20 zwischen dem Vorderachs-Differenzialgetriebe 11 und dem Verteiler-Differenzialgetriebe 10 ergeben sich die Referenz-Drehwinkel [phi]Fi,F2,ref im Wesentlichen als Mittelwert der Referenz-Drehwinkel [phi]F3,F4,ref. [phi]R3,R4,r[beta]f wobei das Übersetzungsverhältnis des Vorderachs-Differenzialgetriebes 11 als Proportionalitätsfaktor ipo auftritt: 

  
[omega] [Psi]Fl. rf = [omega] [Psi]F2, ref = ¯ i <l> FD <[psi]F3 ref +> ry <<PF>* <r>* ( V5 -> </>) <> 

  
Analog dazu gilt für die Hinterachs -Referenz -Drehwinkel <pRi,R2,ref die Beziehung 

  
_ . <PR3,ref + <PR4.ref ( 6 ) , [psi]Rl.ref ¯ [Psi]R2,ref ¯ <l>RD ¯ 

  
wobei mit i[pi]o das Übersetzungsverhältnis des HinterachsDifferenzialgetriebes 12 bezeichnet ist. 

  
Für die Referenz-Eintriebs-Drehwinkel [phi]2,ref, 3r[beta]f, [psi]iref ergibt sich daher mit dem Übersetzungsverhältnis iCD des Verteilergetriebes 10 bzw. dem Übersetzungsverhältnis iTR des Schaltgetriebes 9: 

  
,[Lambda] ,  r Fl,ref [tau] Rl,ref . "  " i -> \ / n \ 

  
<[Phi]>2,ref = [Psi] reS = <l>CD ¯Ti ¯ <b Z  [Phi]>\,ref = n [Psi]l^f ( 7 ) , ( 8 ) . 

  
Durch Einsetzen der Gleichungen (5) bzw. (6) in (7) bzw. (8) erhält man die zuvor schon postulierte Beziehung des ReferenzEintriebs-Drehwinkels [phi]2,ref als Mittelwert über die RadmaschinenDrehwinkel [phi]w[iota]-w4/ gewichtet mit den Übersetzungsverhältnissen der Getriebe 9-12. 

  
Zur Erzielung des Soll-Verspannmoments T2,Soi[iota] können nun zwei Möglichkeiten unterschieden werden. 

  
Bei der ersten Möglichkeit wird den Radmaschinen-Regeleinheiten 14 vom zentralen Regelelement 17 der Steuer- bzw. Regeleinrichtung 13 ein Zeitverlauf für die Radmaschinen-Soll-Drehwinkel [phi]wi W4,soi[iota] vorgegeben, wobei der Eintriebs-Drehwinkel [phi]2 gegenüber dem in Abhängigkeit von den Radmaschinen-Drehwinkeln [phi]w[iota]-W4 gemäss Gleichung (7) bzw. (8) ermittelten Referenz-Eintriebs-Drehwinkel [Phi]zref verstellt wird, um so gezielt das gewünschte Verspannmoment T2,soi[iota] einzustellen. 

  
Alternativ dazu - wie dies in Fig. 4a dargestellt ist - kann der Zeitverlauf des Soll-Eintriebs-Drehwinkels [phi]2,sot[iota] vorgegeben werden, wobei das zentrale Regelelement 17 den gewünschten zeitlichen Verlauf für den Soll-Eintriebs-Drehwinkel q .soii an die Eintriebs-Regeleinheit 14 übermittelt und die Drehwinkel <Pw[iota]-W4 an den Radmaschinen 5 gegenüber dem Soll-Eintriebs-Drehwinkel [phi]2,soi[iota] verstellt werden. 

  
Der einzige Unterschied zwischen den Drehwinkelregelungen gemäss Fig. 4a und Fig. 4b besteht darin, dass gemäss Fig. 4b der Eintriebs-Drehwinkel <P[iota], welcher dem Drehwinkel der Antriebs-Welle 6 nach dem Schaltgetriebe 9 entspricht, relativ zum gemittelten Referenz-Drehwinkel [phi][iota],refverstellt wird, so dass aus der Kennlinie 18 das als nicht verschwindend angenommene Getriebespiel [Delta][phi]jR ersichtlich ist. 

  
Die Sollwerte für die Radmaschinen-Drehwinkel [phi]w[iota]-w4,soi[iota] können entweder durch im Vornhinein festgelegte, zeitlich veränderliche Werte für Winkel, Winkelgeschwindigkeit oder Drehzahl vorgegeben werden oder zur Laufzeit ("online") über ein mathematisches Modell aus den Drehmomenten TW[iota]_w4 berechnet werden, wie in Fig. 5 schematisch veranschaulicht ist. Dabei werden die Drehmomente Tw[iota]-w4 als Eingangsgrössen für ein Fahrzeug-, Rad- und Reifenmodell herangezogen, um entsprechende Werte für die RadmaschinenDrehwinkel-Sollwerte <Pw[iota]-W4,soi[iota] zu berechnen. 

  
Das grundlegende Prinzip der erfindungsgemässen Regelungstechnik zur Erzielung eines Soll-Verspannmoments in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs bzw. allgemein einem Prüfling ist auch aus dem in Fig. 6 dargestellten Blockschaltbild ersichtlich. Zur Erzielung eines Soll-Verspannmoments Tso[iota][iota] ist ein in Fig. 6 mit einer punktierten Box gekennzeichneter Regelkreis für einen VerspannDrehwinkel bzw. eine Drehwinkeldifferenz [Delta][phi] vorgesehen, wobei mit Hilfe eines Reglers Ri eine Ist-Drehwinkeldifferenz [Delta][phi]ist auf eine Soll-Drehwinkeldifferenz [Delta][phi]SO[iota][iota] geregelt wird, wofür der vom Regler Ri ermittelte Stellwert u auf die Regelstrecke wirkt.

   Eine Vorsteuerung für eine Soll-Drehwinkeldifferenz [Delta][phi]SO[iota][iota], welche dem Regelkreis für die Verspann-Drehwinkeldifferenz [Delta][phi] vorgeschaltet ist, macht sich eine Kennlinie 18 für das Verspannmoment T in Abhängigkeit von der Drehwinkeldifferenz [Delta][phi] zunütze. Die Kennlinie 18 kann sich im Betrieb ändern, wobei sich insbesondere Hystereseeffekte bemerkbar machen, welche zur Folge haben, dass ein und diesselbe Drehwinkeldifferenz [Delta][phi] unterschiedliche Verspannmomente T bewirken kann, abhängig von der Richtung, mit welcher die Drehwinkeldifferenz [Delta][phi] erreicht wurde. Daher kann es sinnvoll sein, wie in Fig. 6 dargestellt, zudem das IstVerspannmoment TiSt zu regeln; der Grossteil von [Delta][phi]son stammt jedoch von der Vorsteuerung für [Delta][phi]soii. 

  
Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild, aus welchem die Erzielung eines Soll-Eintriebs-Verspannmoments TE,son eines Antriebs 7 im Zuge einer Getriebeprüfung eines Prüflings P, d.h. eines Kraftfahrzeuges mit angeflanschter Radmaschine 5, ersichtlich ist. Dabei ist analog zum Schaltbild gemäss Fig. 6 eine Vorsteuerung für einen Soll-Verspann-Drehwinkel bzw. eine SollDrehwinkeldifferenz [Delta][phi]S0n vorgesehen. Zur Berechnung eines SollEintriebs-Drehwinkels [phi][epsilon].soii des Antriebs 7 wird ein Soll-AbtriebsDrehwinkel <PA,SOII der Radmaschine 5 herangezogen, welcher aus einem Sollwert für die Drehzahl nA,son der Radmaschine 5 ermittelt wird.

   Die Umrechnung der Drehzahl nA/SO[iota][iota] in die Winkelgeschwindigkeit d[phi]A,soi[iota]/dt erfolgt über den Proportionalitätsfaktor [tau][tau]/30, so dass nach Integration der Winkelgeschwindigkeit d[phi]A,soi[iota]/dt der Soll-Abtriebs-Drehwinkel <PA,SOII erhalten wird. An der Stelle 2' im Antriebsstrang 2 wird der Eintriebs-Drehwinkel [phi][epsilon] geregelt und an einer weiteren Stelle 2' der Abtriebs-Drehwinkel (pA, wobei die Drehwinkel jeweils in einem gesonderten Regelkreis geregelt werden und Regler RE[iota] bzw. RA[iota] Stellgrössen uE bzw. uA für dem Antrieb 7 bzw. der Radmaschine 5 zugeordnete Stromrichter SRA bzw. SRE liefern. Die Vorgabe einer abtriebsseitigen Soll-Drehzahl nA,son und eines antriebsseitigen Soll-Drehmoments TE,Soi[iota] entspricht einer üblichen Vorgangsweise in der PrüfStandspraxis, die hier beispielhaft dargestellt wird. 

  
In den Fig. 8 und 9 sind gegenüber Fig. 7 modifizierte Block Schaltbilder gezeigt, welche jeweils einer Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Drehwinkelregelung entsprechen. 

  
Gemäss Fig. 8 wird anstelle des Soll-Abtriebs-Drehwinkels [phi]A,soi[iota] der Ist-Abtriebs-Drehwinkel [phi]Ast zur Berechnung vom Soll-EintriebsDrehwinkel [Phi]E,SOII herangezogen. Prinzipbedingt gibt es zwischen A,soi[iota] und [phi]A,[iota]st eine Differenz, die vom Regler RA und vom Prüfling P abhängt. In Abhängigkeit vom Prüfling P kann demnach einmal die Variante nach Fig. 7 und ein anderes Mal die Variante nach Fig. 8 vorteilhafter sein. 

  
Aus Fig. 9 ist ein Mehrgrössen-Regler R ersichtlich, welcher die in den Fig. 7 und 8 dargestellten Regler RE[iota] bzw. RA[iota] für die getrennten Regelkreise des Eintriebs-Drehwinkels (PE bzw. des Abtriebs-Drehwinkels q>A ersetzt. Bei den in Fig. 7 und Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Stellgrösse uE des Antriebs 7 vom Regler RE[iota] vorgegeben, der hierfür nur die Differenz zwischen [phi]E,Soi[iota] und [phi]s.ist verwendet. Gleiches gilt für die Eingangsgrösse uA der Radmaschine 5, die vom Regler RAi nur aufgrund der Differenz zwischen [phi]A,Soi[iota] und [phi]A,ist berechnet wird. Tatsächlich handelt es sich aber beim Prüfling P samt Antrieb 7 und Radmaschine 5 um ein Mehrgrössensystem, bei dem beide Eingangsgrössen uE und uA jeweils auf alle Ausgangsgrössen [phi]E,ist/ TE,ist und [phi]A,ist wirken.

   Aus regelungstechnischer Sicht ist es daher sinnvoll, für die Berechnung der Eingangsgrössen uE und uA nicht jeweils nur die Differenzen [phi]E»Soi[iota]- [phi]E,is und [phi]A,Soi[iota]- [phi]A,ist sondern alle zur Verfügung stehenden Informationen zu verwenden; eine Mehrgrössenregelung bzw. "multivariable control" ist im Stand der Technik grundsätzlich bekannt.

Claims (18)

Patentansprüche :

1. Verfahren zum Prüfen eines Antriebsstrangs (2) eines Fahrzeugs mit zumindest einer Welle (3', 3 ' <-> , 4', 4'', 6), dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines Soll-Verspannmoments im Antriebsstrang (2) die Drehwinkel ([phi]w[iota]-w4;[phi]o. <P[iota]. 2;[phi]E.[phi]A) der Welle bzw. Wellen (3', 3'', 4', 4'', 6) an zumindest zwei gesonderten Stellen (2') im Antriebsstrang (2) geregelt werden bzw. eine Drehwinkeldifferenz ([Delta][phi]) zwischen zumindest zwei Stellen (2') im Antriebsstrang (2) geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkel ([phi]w[iota]-W4) der Welle bzw. Wellen (3', 3'', 4', 4'<1>) zumindest einer Vorder- oder Hinterachse (3, 4) des Antriebsstrangs (2) geregelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eintriebs-Drehwinkel ([phi]o, [phi]i, <P2) einer Antriebs-Welle (6) des Antriebsstrangs (2) geregelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung des Soll-Verspannmoments eine bekannte Beziehung zwischen der Drehwinkeldifferenz ([Delta][phi]) und dem Verspannmoment verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkeldifferenz ([Delta][phi]) im Wesentlichen als Differenz zwischen den Drehwinkeln ((pw[iota]-w4) an. zumindest zwei Stellen (2') der Welle bzw. Wellen (3', 3'', 4', 4'', 6) ermittelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkeldifferenz ([Delta][phi]) im Wesentlichen als Differenz zwischen dem Eintriebs-Drehwinkel ([phi]o, [phi]i, [Psi]2) einer Antriebs-Welle (6) und dem Mittelwert der Drehwinkeln ([phi]w[iota]-W4) der Wellen (3', 3'', 4', 4<1>') der Vorder- und/oder Hinterachsen (3,4) ermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beziehung zwischen der Drehwinkeldifferenz ([Delta][phi]) und dem Verspannmoment als Kennlinie (18) gespeichert ist.

-->8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie (18) in einem Identifikations-Lauf ermittelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge des Identifikations-Laufs zumindest ein Getriebespiel ([Delta]q>[tau]R, [Delta][phi]cD. [Delta]<PFD. [Delta]( D) ermittelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge des Identifikations-Laufs die Summe aller vorhandenen Getriebespiele ([Delta]cprR, [Delta](pcD. [Delta](FD, [Delta](PRD) ermittelt wird.

11. Prüfstand zum Prüfen eines Antriebsstrangs (2) eines Fahrzeugs mit zumindest, einer Welle (3', 3 ' ' , 4', 4'', 6), an welche eine Belastungs- bzw. Antriebsmaschine (5, 7) koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines SollVerspannmoments im Antriebsstrang (2) zumindest eine Regeleinrichtung (13) vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, Drehwinkel ([phi]w[iota]-w4! [Phi]o, [phi][iota], [phi]2,' [Phi]E. <PA) der Welle bzw. Wellen (3', 3'', 4', 4<1>', 6) an zwei gesonderten Stellen (2') bzw. eine Drehwinkeldifferenz ([Delta][phi]) zwischen zwei gesonderten Stellen (2') im Antriebsstrang (2) zu regeln.

12. Prüfstand nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Belastungmaschinen zumindest zwei, vorzugsweise vier, Radmaschinen (5) vorgesehen sind, die an Wellen (3', 3<11>, 4', 4'') einer Vorder- und/oder Hinterachse (3, 4) montierbar sind.

13. Prüfstand nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschine einen mit einer Antriebs-Welle (6) verbundenen Antrieb (7) aufweist.

14. Prüfstand nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Regeleinrichtung (13) zur Erzielung des Soll-Verspannmoments eine bekannte Beziehung zwischen einem Verspann-Drehwinkel ([phi]) bzw. der Drehwinkeldifferenz ([Delta][phi]) zugeordnet ist.

15. Prüfstand nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (13) ein zentrales Regelelement (17) aufweist, welches zur Erzielung des Soll-Verspannmoments mit Drehwinkel-Regeleinheiten (14) der Radmaschinen (5) bzw. des Antriebs (7) verbunden ist.

16. Prüfstand nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Regelelement (17) einen Speicher (19) aufweist, in welchem zumindest eine Kennlinie (18) des Verspannmoments in Abhängigkeit vom Verspann-Drehwinkel ([phi]) bzw. von der Drehwinkeldifferenz ([Delta][phi]) gespeichert ist.

17. Prüfstand nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (19) zumindest eine in einem Identifikations-Lauf ermittelte Kennlinie (18) enthält.

18. Prüfstand nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb (7) ein Elektro-Antrieb, ein Hybrid-Antrieb oder eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist.