DE4025356A1

DE4025356A1 - Inertial mass simulator for drive rods of test stand - derives acceleration torque from measured shaft torque and air gap torque delivered from torque setter

Info

Publication number: DE4025356A1
Application number: DE19904025356
Authority: DE
Inventors: Reinhold Bendel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: AEG Anlagen und Automatisierungstechnik GmbH
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-02-13
Anticipated expiration: 2010-08-11
Also published as: DE4025356C2

Abstract

At least one drive is mechanically coupled to a rotatably mounted part of the drive rod. The acceleration torque is determined according to a rotary torque measurer for the real mass installed for the shaft torque using the formula MB=ML-MW, where MW is the shaft torque, ML the air gap torque and MB the acceleration torque and added signs, including plus or minus, are valid for the electromotor drive and acceleration of the drive rod. The acceleration torque is multiplied by a factor representing the mass to be simulated to produce an air gap torque having the same effect in the air gap of the drive as the mass simulated through the air gap torque. USE/ADVANTAGE - Testing motor vehicles and their components, e.g. axle shafts, gearing, brakes. Electrical drive machine provided with dynamically good simulation accuracy.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schwungmassensimulation bei Antriebssträngen, in denen mindestens ein Antrieb mechanisch mit einem rotierbar gelagerten Teil des Antriebsstrangs gekoppelt ist, wobei ein dem Antrieb vorgeschaltetes Drehmomentstellglied beaufschlagt wird.The invention relates to a device for flywheel simulation for drive trains in which at least one drive is mechanically connected to a rotatably mounted part of the drive train is coupled, one of which Drive upstream torque actuator is applied.

Kraftfahrzeuge oder Kraftfahrzeugkomponenten werden in Prüfständen auf ihr Verhalten bei unterschiedlichen Drehzahlen und unterschiedlichen Belastungszuständen untersucht. Als Antriebsmaschinen werden vielfach Gleichstrommaschinen eingesetzt, die mit den rotierbaren Teilen der Prüflinge, z. B. den Wellen von Achsen oder Getrieben gekoppelt werden. Um in Prüfständen, die beim tatsächlichen Betrieb der Prüfung auftretenden Verhältnisse nachzubilden, ist es häufig notwendig, Schwungmassen zur Verfügung zu stellen.Motor vehicles or motor vehicle components are placed on it in test benches Behavior at different speeds and different Stress conditions examined. As prime movers are many DC machines used with the rotatable parts of the Test items, e.g. B. the shafts of axles or gears. Around in test benches that occur during the actual operation of the test To reproduce conditions, it is often necessary to use flywheels To make available.

Schwungmassen können auch simuliert werden, indem im Luftspalt einer elektrischen Maschine ein von der Bescheunigung abhängiges Zusatzdrehmoment erzeugt wird, das nach Größe und Richtung gleich einem realen Beschleunigungsmoment ist, das bei der gleichen Beschleunigung der entsprechenden realen Zusatzmasse auftreten würde. Der Simulationsbereich ist von der Größe der zu simulierenden Zusatzschwungmasse und der Beschleunigung abhängig.Inertia can also be simulated by placing one in the air gap electrical machine an additional torque depending on the acceleration is generated, which is similar in size and direction to a real one Acceleration torque is that at the same acceleration corresponding real additional mass would occur. The simulation area is of the size of the additional flywheel mass to be simulated and the Acceleration dependent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Schwungmassensimulation mit elektrischen Antriebsmaschinen zu entwickeln, die eine dynamische gute Simulationsgenauigkeit hat.The invention has for its object a device for To develop flywheel mass simulation with electric drive machines, which has a dynamic good simulation accuracy.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the features in the characteristic of Claim 1 solved.

Diese im Anspruch 1 beschriebene Anordnung hat den Vorteil, daß keine realen Massen an der Antriebsmaschine in Abhängigkeit von der gestellten Prüfung angebracht werden müssen. Zur Massensimulation ist nur der Sollwert aus dem Wert der zu simulierenden Masse zu bestimmen. Die Anstiegszeit für das Luftspaltmoment ist gering. Es treten im Kreis wenige Verzögerungen auf. Diese Anordnung zeichnet sich einerseits durch ihre große dynamische Genauigkeit und andererseits durch ihren einfachen Aufbau aus.This arrangement described in claim 1 has the advantage that none real masses on the drive machine depending on the posed Examination must be attached. Only the setpoint is for mass simulation determined from the value of the mass to be simulated. The rise time for the air gap torque is low. There are few delays in the circle on. On the one hand, this arrangement is characterized by its great dynamic Accuracy and on the other hand by their simple structure.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Ableitung der Geschwindigkeit des Antriebs nach der Zeit mit einem die zu simulierende Masse bezeichneten Faktor multipliziert, wobei das Produkt einer Summierstelle aufgeschaltet wird, der ein Führungsmoment und das Wellenmoment zur Bildung einer Regelabweichung zugeführt wird, der das Produkt aus der zu simulierenden Masse und dem Faktor aufgeschaltet wird und wobei die hieraus gebildete Summe dem Drehmomentstellglied vorgegeben wird.In a preferred embodiment, the first derivative is the Speed of the drive according to the time with the one to be simulated Mass multiplied factor, the product being a Summing point is activated, the one guide moment and that Wave torque to form a control deviation is supplied, which Product from the mass to be simulated and the factor is applied and the sum formed from this being predetermined for the torque actuator.

Bei dieser Anordnung ist ein äußerer und ein innerer Kreis für die Schwungmassensimulation vorhanden. Der innere Kreis wirkt im Vergleich mit dem äußeren wie eine Vorsteuerung, d. h, er sorgt für eine gewünschte hohe dynamische Genauigkeit. Der äußere Kreis bewirkt eine hohe quaristatische Genauigkeit.With this arrangement there is an outer and an inner circle for the Flywheel mass simulation available. The inner circle works in comparison the outside like a pilot control, d. h, it ensures a desired high dynamic accuracy. The outer circle creates a high quaristatic Accuracy.

Eine Schwungmassensimulation in Verbindung mit einer Drehzahlregelung ist besonders vorteilhaft. Aus dem Istwert des Wellendrehmoments und einem Sollwert für das zu simulierende Moment wird zuerst durch Division mit dem realen Massenträgheitsmoment die Winkelbeschleunigung gebildet, aus der durch Integration der Drehzahlsollwert erhalten wird, dem der von einer Tachomaschine an der Antriebsmaschine erzeugte Drehzahlistwert zur Bildung der Regelabweichung überlagert wird. Die Regelabweichung beaufschlagt einen unterlagerten Regelkreis, durch den unter anderem ein der zu simulierenden Schwungmasse entsprechendes Luftspaltmoment erzeugt wird.A flywheel mass simulation in connection with a speed control is particularly advantageous. From the actual value of the shaft torque and one The setpoint for the torque to be simulated is first divided by real moment of inertia formed the angular acceleration from the is obtained by integrating the speed setpoint, that of a Tacho machine actual speed value generated on the drive machine for formation the control deviation is superimposed. The control deviation affects you subordinate control loop, through which, among other things, one of the to be simulated Flywheel mass corresponding air gap torque is generated.

Das Produkt und die Drehzahlregelabweichung werden einander überlagert und dem Drehmomentstellglied zugeführt. Mit dieser Anordnung läßt sich eine dynamisch schnelle Simulation erreichen.The product and the speed control deviation are superimposed on each other and fed to the torque actuator. With this arrangement one can achieve dynamic fast simulation.

Der Vorteil dieser Schaltung liegt darin, daß infolge der Drehzahlregelungen auch die sonst auftretenden Schleppfehler ausgeregelt werden und daß Mehrmaschinenantriebe einfach zueinander drehzahlgeführt gefahren werden können. The advantage of this circuit is that due to the Speed controls also compensated for the otherwise occurring following errors and that multi-machine drives are simply speed-guided to each other can be driven.

Es ist auch möglich, der auf die vorstehend beschriebene Weise erzeugten Drehzahlregelabweichung einen Sollwert für die zu simulierende Schwungmasse zu unterlagern, der durch Differenzierung der Antriebsmaschinengeschwindigkeit und Multiplikation mit dem Wert der zu simulierenden Schwungmasse mutlipliziert wird. Der durch Unterlagerung erhaltene Wert beaufschlagt das Drehmomentstellglied des Antriebs. Diese Anordnung hat bei enem geringeren Aufwand und geringerer dynamischer Genauigkeit den Vorteil, daß die Drehzahlregelung die Schleppfehler ausregelt, wodurch eine Drehzahlführung von Mehrmaschinenantrieben möglich ist.It is also possible to generate the one described above Speed control deviation a setpoint for the flywheel mass to be simulated subordinate to that by differentiating the Engine speed and multiplication with the value of the simulating flywheel mass is multiplied. The one through underlay received value acts on the torque actuator of the drive. These Arrangement has less effort and less dynamic Accuracy the advantage that the speed control the following error adjusts, which enables speed control of multi-machine drives is.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben, aus denen sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben.The invention is illustrated below with reference to a drawing Exemplary embodiments described, from which there are further Details, features and advantages emerge.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 schematisch einen mit einer Zusatzschwungmasse verbundenen Antrieb, Fig. 1 shows schematically a associated with an additional drive flywheel,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur dynamisch genauen Simulation einer Schwungmasse, Fig. 2 is a block diagram of an arrangement for dynamically accurate simulation of a flywheel,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer anderen Anordnung zur Simulation einer Schwungmasse, Fig. 3 is a block diagram of another arrangement for simulating a flywheel,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur dynamisch und quasistatisch genauen Simulation einer Schwungmasse und zur zusätzlichen Regelung von Belastungsmomenten, Fig. 4 is a block diagram of an arrangement for dynamic and quasi-static accurate simulation of a flywheel, and for the additional regulation of the load torque,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer anderen Anordnung zur Simulation einer Schwungmasse und zur zusätzlichen Regelung von Belastungsmomenten, Fig. 5 is a block diagram of another arrangement for simulating a flywheel, and for the additional regulation of the load torque,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Drehzahlregelung und zur Simulation eines Lastmoments sowie zur dynamisch genauen Simulation einer Schwungmasse, Fig. 6 is a block diagram of an arrangement for speed control and for simulation of a load torque and for dynamically accurate simulation of a flywheel,

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer anderen Anordnung zur Simulation eines Lastmoments einer Schwungmasse. Fig. 7 is a block diagram of another arrangement for simulating a load moment of a flywheel.

In Prüfständen für Kraftfahrzeuge, Getriebe, Bremsen und dgl. werden elektrische Antriebsmaschinen zur Nachbildung von Betriebszuständen an den Prüflingen benutzt. Die Masse der elektrischen Antriebsmaschine entspricht zumeist nicht derjenigen Masse, die für die Prüfung benötigt wird. In der Mehrzahl der Fälle ist die Masse der Antriebsmaschine für die Nachbildung der in der im praktischen Betrieb der Prüflinge auftretenden Belastung zu gering. Es können daher zusätzliche Massen mit der Antriebsmaschine verbunden werden. Die Fig. 1 zeigt schematisch eine elektrische Antriebsmaschine 1, die eine bestimmte reale Masse hat, die im folgenden mit JR bezeichnet ist. Die Welle 2 der Antriebsmaschine 1 ist mit einem Schwungrad 3 verbunden, das eine reale Masse JRZ hat. Mittels einer Kupplung 4 wird die Welle 2 an einen nicht dargestellten Prüfling angekuppelt, bei dem es sich z. B. um ein Getriebe handelt.In test benches for motor vehicles, gearboxes, brakes and the like, electric drive machines are used to simulate operating states on the test objects. The mass of the electric drive machine usually does not correspond to the mass that is required for the test. In the majority of cases, the mass of the drive machine is too low for the simulation of the load occurring in the practical operation of the test specimens. Additional masses can therefore be connected to the drive machine. Fig. 1 shows schematically an electric drive machine 1 , which has a certain real mass, which is referred to below as JR. The shaft 2 of the engine 1 is connected to a flywheel 3 , which has a real mass JRZ. By means of a clutch 4 , the shaft 2 is coupled to a test specimen, not shown, which is, for. B. is a gear.

Statt eine reale Schwungmasse zu verwenden, kann eine Schwungmasse auch im Luftspalt der elektrischen Antriebsmaschine 1 simuliert werden, indem ein von der Beschleunigung abhängiges Zusatzdrehmoment erzeugt wird, das bei der gleichen Beschleunigung von der entsprechenden realen Zusatzmasse hervorgerufen würde. Die Simulationsbereich ist von der Größe der zu simulierenden Zusatzschwungmasse und der Beschleunigung abhängig (d. h. dynamisch begrenzt). Die zu simulierende Zusatzschwungmasse kann positiv oder negativ sein, d. h., die reale Schwungmasse kann durch die Simulation vergrößert oder verkleinert werden.Instead of using a real flywheel mass, a flywheel mass can also be simulated in the air gap of the electric drive machine 1 by generating an additional torque which is dependent on the acceleration and which would be produced by the corresponding real additional mass at the same acceleration. The simulation range depends on the size of the additional flywheel mass to be simulated and the acceleration (ie dynamically limited). The additional flywheel mass to be simulated can be positive or negative, ie the real flywheel mass can be increased or decreased by the simulation.

In der weiteren Beschreibung werden folgende Formelzeichen benutzt:The following formula symbols are used in the further description:

M = Moment (Nm),
d/dt = Differentialquotient (sec^-1),
J = Massenträgheitsmoment (kgm²),
W = Winkelgeschwindigkeit (sec^-1),
W = Winkelbeschleunigung (sec^-2).M = moment (Nm),
d / dt = differential quotient (sec ^-1 ),
J = moment of inertia (kgm²),
W = angular velocity (sec ^-1 ),
W = angular acceleration (sec ^-2 ).

Indices:
B = Beschleunigung,
G = Gesamt,
L = Luftspalt,
R = Real,
S = Simuliert,
W = Sollwert,
We = Welle,
X = Istwert,
Z = Zusatz,
1 . . . = forlaufende Nr.Indices:
B = acceleration,
G = total,
L = air gap,
R = real,
S = simulated
W = setpoint,
We = wave,
X = actual value,
Z = addition,
1 . . . = consecutive number

Zwischen Wellendrehmoment MWe an der Welle 2, Luftspaltmoment ML in der Antriebsmaschine 1 und Beschleunigungsmoment MB gilt folgende allgemeine Beziehung:The following general relationship applies between shaft torque MWe on shaft 2 , air gap torque ML in drive machine 1 and acceleration torque MB:

1) MWe = ML + MB.1) MWe = ML + MB.

Die Auflösung nach dem Beschleunigungsmoment MB ergibt:The resolution after the acceleration torque MB results in:

2) MB = MWe - ML.2) MB = MWe - ML.

Für das Beschleunigungsmoment MB gilt ferner:The following also applies to the acceleration torque MB:

Bei einem auf die Massenträgheitsmomente JR und JRZ gemäß Fig. 1 wirkenden Beschleunigungsmoment MB ergibt sich eine Winkelbschleunigung von:With an acceleration moment MB acting on the mass moments of inertia JR and JRZ according to FIG. 1, an angular acceleration of:

Daraus ergibt sichThis results in

Soll nun die reale Schwungmasse JRZ durch eine zu simulierende Schwungmasse ersetzt werden, so ist dafür zu sorgen, daß in der elektrischen Maschine abhängig von der Beschleunigung ein Luftspaltmoment erzeugt wird, das dem Beschleunigungsmoment MBRZ entspricht. Das ist möglich, wenn ein dem Beschleunigungsmoment MBRZ entsprechendes Moment WMBZ als Sollwert für die Erzeugung des Luftspaltmoments MLSZ bestimmt werden kann.Now the real flywheel mass JRZ is to be simulated by a flywheel mass to be simulated are to be replaced, it must be ensured that in the electrical machine depending on the acceleration, an air gap torque is generated that the Acceleration torque corresponds to MBRZ. This is possible if one of the Acceleration torque MBRZ corresponding torque WMBZ as a setpoint for the Generation of the air gap torque MLSZ can be determined.

8) MBRZ ⇒ WMBZ ⇒ MLSZ.8) MBRZ ⇒ WMBZ ⇒ MLSZ.

Für die Bildung des Drehmomentsollwertes WMBZ gibt es zwei Möglichkeiten:There are two ways of creating the WMBZ torque setpoint:

A) Direkte Bildung von WMBZA) Direct formation of WMBZ

8a) MB = MWe - ML (2)
9) WMBZ = MWe - MLSZ.8a) MB = MWe - ML (2)
9) WMBZ = MWe - MLSZ.

Bei hohen dynamischen Anforderungen an eine Schwungmassensimulation muß die Anstiegszeit für das Luftspaltmoment MLSZ sehr klein sein, d. h., bei der Bildung des Sollwertes WMBZ und dem Aufbau des Luftspaltmomentes dürfen außer der Stromanregelzeit keine weiteren Zeitverzögerungen auftreten.With high dynamic demands on a flywheel simulation, the The rise time for the air gap torque MLSZ must be very short, d. i.e. at the Formation of the setpoint WMBZ and the build-up of the air gap torque are allowed Apart from the current control time, there are no further time delays.

Mit der in Fig. 2 dargestellten Anordnung wird das Moment WMBSZ direkt gebildet. Die elektrische Antriebsmaschine ist in Fig. 2 mit 1 und die zu simulierende Zusatzmasse JSZ mit 5 bezeichnet. Die mit 2 bezeichnete Welle der Antriebsmaschine 1 ist mit einem Drehmomentsensor 6 versehen, der in dem Istwert des Wellendrehmoments XMWe entsprechendes Signal erzeugt, das an einer Summierstelle 7 zu dem Signal des Luftspaltmomentes MLSZ vorzeichenrichtig summiert wird. Das Ergebnis wird mit dem Verstärker 8 einem Multiplizierer 9 zugeführt und dort mit der Größe F multipliziert. Die Größe F ist ein Maß für das zu simulierende Moment und wird unten noch eingehend erörtert. Der Ausgang des Multiplizierers 9 wird über einen Verstärker 10 an die Summierstelle 7 und einem Stromregelkreis 11 als Drehmomentstellglied gegeben, der die Antriebsmaschine 1 speist.With the arrangement shown in Fig. 2, the moment WMBSZ is formed directly. The electric drive machine is designated 1 in FIG. 2 and the additional mass JSZ to be simulated is designated 5 . The shaft of the drive machine 1 , designated 2 , is provided with a torque sensor 6 , which generates a signal corresponding to the actual value of the shaft torque XMWe, which is summed with the correct sign at a summing point 7 to the signal of the air gap torque MLSZ. The result is fed to a multiplier 9 with the amplifier 8 and multiplied there by the quantity F. The size F is a measure of the moment to be simulated and is discussed in detail below. The output of the multiplier 9 is given via an amplifier 10 to the summing point 7 and a current control circuit 11 as a torque actuator which feeds the drive machine 1 .

Die aus realer und simulierter Schwungmasse sich ergebende Gesamtmasse JG errechnet sich wie folgt:The total mass JG resulting from real and simulated flywheel mass is calculated as follows:

10) JG = JSZ + JR.10) JG = JSZ + JR.

Nach JSZ aufgelöst gilt:The following applies after JSZ:

11) JSZ = JG - JR und
12) JSZ = (1 - JR/JG) JG.11) JSZ = JG - JR and
12) JSZ = (1 - JR / JG) JG.

Hieraus wird das simulierte Zusatzmoment wie folgt gebildet:From this, the simulated additional torque is formed as follows:

13) MSZ = 1 - JR/(JR + JSZ) × MB.13) MSZ = 1 - JR / (JR + JSZ) × MB.

Der Ausdruck 1-JR/(JR+JSZ) ist die obenerwähnte Größe F.The expression 1-JR / (JR + JSZ) is the size F mentioned above.

14) F = 1 - JR/(JR + JSZ).14) F = 1 - JR / (JR + JSZ).

Am Ausgang des Multiplizierers tritt die Größe WMBSZ auf, für die gilt:The size WMBSZ appears at the output of the multiplier, for which the following applies:

15) WMBSZ = MB × F,
d. h. WMBSZ = MB × (1 - JR/(JR + JSZ).15) WMBSZ = MB × F,
ie WMBSZ = MB × (1 - JR / (JR + JSZ).

Der Verstärker 11 erzeugt aus der Größe WMBSZ das Luftspaltmoment MLSZ.The amplifier 11 generates the air gap torque MLSZ from the size WMBSZ.

B) Indirekte Bildung des Drehmomentsollwertes WMBZB) Indirect formation of the torque setpoint WMBZ

Eine Anordnung zur indirekten Bildung des Drehmomentsollwerts WMBZ ist in Fig. 3 dargestellt. Der nicht näher dargestellte Rotor der Antriebsmaschine ist mit einer Tachomaschine 12 versehen, deren Ausgangssignal einem Differenzierer 13 zugeführt wird. Dem Differenzierer 13 ist ein Multiplizierer 14 nachgeschaltet, dem weiterhin der Wert des zu simulierenden Schwungmoments zugeführt wird. Am Ausgang des Multiplizierers 14 steht die Größe WMBSZ an, die über einen Verstärker 15 in den Drehmomentsollwert MLSZ umgesetzt wird, der den Stromregelkreis 11 beaufschlagt.An arrangement for the indirect formation of the torque setpoint WMBZ is shown in FIG. 3. The rotor of the drive machine, not shown in more detail, is provided with a tachometer machine 12 , the output signal of which is fed to a differentiator 13 . The differentiator 13 is followed by a multiplier 14 , to which the value of the momentum to be simulated is also fed. At the output of the multiplier 14 is the variable WMBSZ, which is converted via an amplifier 15 into the torque setpoint MLSZ, which acts on the current control circuit 11 .

Der Multiplizierer 14 arbeitet nach folgender Beziehung:The multiplier 14 operates in the following relationship:

16) WMBSZ = Xw × JSZ.16) WMBSZ = Xw × JSZ.

Bei der Bildung von Xw muß darauf geachtet werden, daß die Zeitkonstante des Glättungsgliedes klein ist.When Xw is formed, care must be taken that the time constant of the smoothing member is small.

Vielfach müssen die Antriebsmaschinen außer der Schwungmassensimulation gleichzeitig auch noch andere Antriebsaufgaben übernehmen. Z. B. Last- Regelung für die Simulation einer Straßensteigung.In many cases, the prime movers have to do the flywheel simulation take on other drive tasks at the same time. E.g. load Regulation for the simulation of a road gradient.

Die Fig. 4 zeigt eine Anordnung zur Simulation eines auf einen Prüfling einwirkenden Moments und zur Simulation einer Schwungmasse. Gleiche Elemente sind in den Fig. 1-4 mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Anordnung gemäß Fig. 4 enthält die Antriebsmaschine 1 mit dem Drehmomentsensor 6 und der Tachomaschine 12. Dem Stromregler 11 der Antriebsmaschine 1 ist ein Kreis 16 vorgeschaltet, der die in Fig. 2 dargestellten Teile zur Schwungmassensimulation enthält, um eine dynamisch gute Simulation zu erreichen. Weiterhin wird mit dem Differenzierer 13 und dem Multiplizierer 14 ein zusätzliches simuliertes Beschleunigungsmomentsollwert MBSZ 2 erzeugt, während der Ausgang des Multiplizierers 9 das erste simulierte Beschleunigungsmomentwollwert MBSZ 1 ausgibt. FIG. 4 shows an arrangement for simulating a moment acting on a test object and for simulating a flywheel. Identical elements are provided with the same reference numbers in FIGS . 1-4. The arrangement according to FIG. 4 contains the drive machine 1 with the torque sensor 6 and the speedometer machine 12 . A circuit 16 is connected upstream of the current regulator 11 of the drive machine 1 and contains the parts for flywheel mass simulation shown in FIG. 2 in order to achieve a dynamically good simulation. Furthermore, an additional simulated acceleration torque setpoint MBSZ 2 is generated with the differentiator 13 and the multiplier 14 , while the output of the multiplier 9 outputs the first simulated acceleration torque setpoint MBSZ 1.

Der Istwert des Wellendrehmoments XMWe wird an eine Summierstelle 17 gelegt, der auch ein Drehmomentsollwert WMS und der zweite Beschleunigungsmomentsollwert MBSZ zugeführt wird. Die vorzeichenrichtige Summe wird über einen Regelverstärker 18 in einer Summierstelle 19 mit dem ersten Beschleunigungsmomentsollwert vereinigt. Die Straßensteigung wird z. B. durch den Sollwert WMS eingestellt. The actual value of the shaft torque XMWe is applied to a summing point 17 , which is also supplied with a torque setpoint WMS and the second acceleration torque setpoint MBSZ. The correct sum of signs is combined with the first acceleration torque setpoint via a control amplifier 18 in a summing point 19 . The road gradient is z. B. set by the setpoint WMS.

Schwungmassensimulation. Die innere entspricht der gemäß Fig. 2. Mit Ausnahme des Sollwertes WMS ist die äußere entsprechend Fig. 3. Das hat folgende Vorteile:
Die innere Schaltung wirkt zur äußeren wie eine Vorsteuerung, d. h., sie sorgt für die gewünschte dynamische Genauigkeit. Die äußere Schaltung bewirkt die quasistatische Genauigkeit. Das wird besonders durch die genaue Bildung von dn/dt erreicht.Flywheel mass simulation. The inner one corresponds to that of FIG. 2. With the exception of the setpoint WMS, the outer one corresponds to FIG. 3. This has the following advantages:
The inner circuit acts like a pilot control for the outer one, ie it ensures the desired dynamic accuracy. The external circuit provides the quasi-static accuracy. This is achieved in particular through the exact formation of dn / dt.

Wenn der Dynamikfehler bei der dn/dt-Bildung vernachlässigt werden kann, ist die in Fig. 5 dargestellte Anordnung zur Simulation geeignet. Sie hat einen einfacheren Aufbau. Die Anordnung gemäß Fig. 5 enthält die in Fig. 3 gezeigten Elemente sowie den Drehmomentsensor 6. Am Ausgang des Multiplizierers 14 steht der zusätzliche Beschleunigungsmomentsollwert MBSZ zur Verfügung, der über einen Verstärker 20 eine Summierstelle 21 beaufschlagt, der auch der Drehmomentsollwert WMS und der Drehmomentistwert XMWe zugeführt werden. Die Summierstelle 21 ist Teil des Regelverstärkers 22. Ihm ist der Verstärker 15 mit der Summierstelle 28 nachgeschaltet. Der Summierstelle 28 wird auch das Signal des Multiplizierers 14 zugeführt.If the dynamic error in the dn / dt formation can be neglected, the arrangement shown in FIG. 5 is suitable for simulation. It has a simpler structure. The arrangement according to FIG. 5 contains the elements shown in FIG. 3 and the torque sensor 6 . The additional acceleration torque setpoint MBSZ is available at the output of the multiplier 14 and acts on a summing point 21 via an amplifier 20 , to which the torque setpoint WMS and the actual torque value XMWe are also supplied. The summing point 21 is part of the control amplifier 22 . It is followed by the amplifier 15 with the summing point 28 . The summing point 28 is also supplied with the signal from the multiplier 14 .

Eine weitere Anordnung zur Schwungmassensimulation und zur Simulation einer Belastung mittels eines Momentsollwerts ist in Fig. 6 dargestellt. Gleiche Elemente sind in den Fig. 1-6 mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Die Anordnung gemäß Fig. 6 enthält den Kreis 16 für die Simulation einer Schwungmasse, der dem Stromregler 11 vorgeschaltet ist und der dynamisch den dem Luftspaltmoment ML entsprechenden Wert erzeugt.A further arrangement for flywheel mass simulation and for simulating a load by means of a torque setpoint is shown in FIG. 6. Identical elements are provided with the same reference numbers in FIGS . 1-6. The arrangement according to FIG. 6 contains the circuit 16 for the simulation of a flywheel, which is connected upstream of the current regulator 11 and which dynamically generates the value corresponding to the air gap torque ML.

Einer Summierstelle 24 wird der Drehmomentistwert XMWe und ein Drehmomentsollwert WMS zur Simulation der Belastung eines vom Antriebsmotor 1 angetriebenen Prüflings polaritätsrichtig zugeführt. Die Differenz beider Größen wird einem Dividierer 25 zugeführt, in den weiterhin der Wert des Trägheitsmoments J eingespeist wird. Am Ausgang des Dividierers 25 steht die Winkelbeschleunigung Wω zur Verfügung, aus der in einem Integrator 26 ein Drehzahlsollwert gebildet wird.The actual torque value XMWe and a torque setpoint value WMS are fed to a summing point 24 in order to simulate the load on a test object driven by the drive motor 1 with the correct polarity. The difference between the two quantities is fed to a divider 25 , into which the value of the moment of inertia J is also fed. At the output of the divider 25 , the angular acceleration Wω is available, from which a speed setpoint is formed in an integrator 26 .

Es gelten die Beziehungen:The relationships apply:

Der Drehzahlsollwert Ww wird mit dem Drehzahlistwert an der Summierstelle 27 verglichen und in den Regelverstärker 28 gegeben. Diesem ist die Summierstelle 19 und der Verstärker 10 nachgeschaltet. Der Drehzahlregelung ist die dynamische schnelle Massensimulationsanordnung gemäß Fig. 2 unterlagert.The speed setpoint Ww is compared with the actual speed value at the summing point 27 and given in the control amplifier 28 . This is followed by the summing point 19 and the amplifier 10 . The speed control is subordinate to the dynamic, fast mass simulation arrangement according to FIG. 2.

Der Vorteil dieser Schaltung liegt darin, daß infolge der Drehzahlregelungen auch die sonst auftretenden Schleppfehler ausgeregelt werden und daß Mehrmaschinenantriebe einfache zueinander drehzahlgeführt gefahren werden kann.The advantage of this circuit is that due to the Speed controls also compensated for the otherwise occurring following errors are and that multi-machine drives simple speed-guided to each other can be driven.

Die Fig. 7 zeigt eine weitere Simulationsanordnung mit einer geringeren dynamischen Genauigkeit als die Anordnung gemäß Fig. 6. Gleiche Elemente in den Fig. 1-7 sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Die Anordnung gemäß Fig. 7 enthält zwei Kreise. Der äußere Kreis mit der Summierstelle 24, dem Dividierer 25, dem Integrator 26, der Summierstelle 27 und dem Regelverstärker 28 stimmt mit demjenigen nach Fig. 6 überein. Der innere Kreis mit dem Differenzierer 13, dem Multiplizierer 14, dem Regelverstärker 15 und dem Stromregler 11 entspricht dem in Fig. 3 gezeigten Kreis. Eine Summierstelle 27 vereinigt die Ausgangssignale des Regelverstärkers 28 und des Multiplizierers 14. FIG. 7 shows a further simulation arrangement with a lower dynamic accuracy than the arrangement according to FIG. 6. The same elements in FIGS . 1-7 are provided with the same reference numbers. The arrangement according to FIG. 7 contains two circles. The outer circle with the summing point 24 , the divider 25 , the integrator 26 , the summing point 27 and the control amplifier 28 corresponds to that in FIG. 6. The inner circuit with the differentiator 13 , the multiplier 14 , the control amplifier 15 and the current regulator 11 corresponds to the circuit shown in FIG. 3. A summing point 27 combines the output signals of the control amplifier 28 and the multiplier 14 .

Claims

1. Vorrichtung zur Schwungmassensimulation bei Antriebssträngen, in denen mindestens ein Antrieb mechanisch mit einem rotierbar gelagerten Teil des Antriebsstrangs gekoppelt ist, wobei ein dem Antrieb vorgeschaltetes Drehmomentstellglied beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem gemessenen Wellenmoment und aus dem vom Drehmomentstellglied gelieferten Luftspaltmoment das Beschleunigungsmoment der nach einem Drehmomentmeßglied für das Wellenmoment angeordneten realen Masse nach folgender Beziehung bestimmt wird: M_B = M_L - M_W,worin mit M_B das Wellenmoment, mit M_L das Luftspaltmoment und M_B das Beschleunigungsmoment bezeichnet ist und die Vorzeichen für Motorbetrieb des Antriebs und Beschleunigung des Antriebsstrangs gelten, und daß das Beschleunigungsmoment mit einem eine zu simulierende Masse bezeichnenden Faktor multipliziert wird, um ein Luftspaltmoment zu erzeugen, das die gleiche Wirkung im Luftspalt des Antriebs verursacht wie die Masse, die durch das Luftspaltmoment simuliert wird.1. Device for flywheel simulation in drive trains in which at least one drive is mechanically coupled to a rotatably mounted part of the drive train, wherein a torque actuator connected upstream of the drive is acted on, characterized in that the acceleration torque is obtained from a measured shaft torque and from the air gap torque supplied by the torque actuator the real mass arranged after a torque measuring element for the shaft torque is determined according to the following relationship: M _B = M _L - M _W , in which M _B denotes the shaft torque, M _L the air gap torque and M _B the acceleration torque and the signs for engine operation of the Drive and acceleration of the drive train apply, and that the acceleration torque is multiplied by a factor designating a mass to be simulated, in order to produce an air gap torque which causes the same effect in the air gap of the drive as the mass caused by the air gap torque is simulated.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ableitung der Geschwindigkeit des Antriebs nach der Zeit mit einem die zu simulierende Masse bezeichneten Faktor multipliziert wird, daß das Produkt einer Summierstelle aufgeschaltet wird, der ein Führungsmoment und das Wellenmoment zur Bildung einer Regelabweichung zugeführt wird, der das Produkt aus der zu simulierenden Masse und dem Faktor aufgeschaltet wird und daß die hieraus gebildete Summe dem Drehmomentstellglied vorgegeben wird. 2. Device according to claim 1, characterized, that the first derivative of the speed of the drive after time multiplied by a factor called the mass to be simulated is that the product of a summing point is activated, the one Leading torque and the shaft torque to form a control deviation is supplied, the product of the mass to be simulated and the Factor is applied and that the sum formed from this Torque actuator is specified.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Wellenmoment und einem Führungsmoment die Regelabweichung gebildet und durch den Wert des vom Antrieb bewegten Trägheitsmoments dividiert und danach integriert wird, das die hieraus entstehende Größe von der Geschwindigkeit des Antriebs in einem unterlagerten Drehzahlregelkreis subtrahiert wird, das der hieraus gebildete Drehzahlregelabweichung das Produkt aus der zu simulierenden Masse und dem Faktor aufgeschaltet und daß die Summe dem Drehmomentstellglied zugeführt wird.3. Device according to claim 1, characterized, that the control deviation from the shaft torque and a guide torque formed and by the value of the moment of inertia moved by the drive divided and then integrated that the resulting Size of the speed of the drive in a subordinate Speed control loop is subtracted, the one formed from it Speed control deviation the product of the mass to be simulated and the factor and that the sum of the torque actuator is fed.