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专利名称：运行滚动实验台的方法以及滚动实验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行滚动实验台以便对设置在滚动实验台上的车辆进行模拟行驶的方法以及用于实施该方法的滚动实验台。
背景技术：
作为现有技术公知的有多种多样的用于行驶模拟的实验台(滚动实验台，传送带)。滚动实验台是作为轮胎的配合件建造的，它可以接收轮胎并按照一个或者多个可以转动的辊或滚筒(顶点辊，双重辊)的形式跟随一强迫的运动或者本身产生一个运动。传送带或者在两个或者多个可以转动的圆柱体上拉紧的、移动的且自身闭和的带子同样是作为轮胎的配合件建造的，它接收轮胎并跟随一强迫的运动或者本身产生一个运动。
在第一种驱动形式中特别是多个驱动通过辊利用皮带相互机械地耦合。在加速或变慢期间各单个的驱动通过离合器相互机械连接。对于系统借助于一车辆加速的情况，速度的变化取决于轮子表面上的力量的大小、安装的质量以及整个置于运动中的机械部件的惯性力矩。
在另一种驱动方式中分别将一个单元(即可以接收车轮的传动线路)用电机驱动。如果具有多个单元，则除了伺服运行方式外在各单元之间没有机械连接。一个单元或者两个单元(1个轴)被确定为主单元(Master)。可以将该主控驱动调节到一个恒定的转动力矩(正的或负的用于卸载或加载)上，而不是对该驱动进行转速的调节。主控驱动的当前速度被测量并且作为额定值传递给从动驱动(如果存在的话)。在此可以出现这样的情形，即，因为在各辊和驱动之间不存在机械连接，四个辊组的转速和速度相互偏离。

发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种运行滚动实验台的方法，该方法可以确定关于车辆反作用特性的、特别接近实际的知识。此外，本发明还提供了一种用于该方法的滚动实验台。
按照本发明，上述技术问题是通过一种用于运行滚动实验台以便对设置在滚动实验台上的车辆进行模拟行驶的方法解决的，其中，该车辆的至少一个轮子位于该滚动实验台的一个辊上，其中，为了确定该辊的额定速度在所述滚动实验台的辊上采集该辊对于所述车辆(例如货车或者摩托车)轮子的反应力矩。该在考虑了对于实验台本身作为摩擦或者加速所需要的损失的条件下确定的反应力矩被通过各自辊的半径换算成一个反作用力(反作用力F＝反应力矩M/半径r)。由此，为滚动实验台的辊确定了一个反作用力。这种反作用力的确定以及其它表示方法的变形也可以类似地用于具有传送带的实验台中。
此时，可以将所有辊的反作用力相加，以便确定辊的总反作用力。从这些单个的反作用力或者从所相加的反作用力以及车辆的质量m出发，可以确定该货车在道路上实际交通中产生的加速度(加速度a＝反作用力F/车辆质量m)。
此时，在调节循环中根据所确定的加速度对额定速度进行校正，并对各单独驱动的辊对应地加速或者制动，直到达到额定速度或者直到该反作用力不再需要加速或者变慢。
在出现和确定的反应力矩以及由此的反作用力的条件下，可以由此通过各辊的加速或者制动将所确定的额定速度始终引入到实际的速度上。这点通过一个公知的调节循环实现。
按照本发明的方法除了在各辊上出现的反作用力外，还可以将其它的力(例如加速力(Steigungskraft)，空气阻力)引入到反作用力的相加中，并由此确定一个提高的或者相应降低的加速度，从而确定一个提高的或者降低的额定速度。由此，使模拟的可能性接近于实际。
此外，在确定额定速度中考虑了精确的车辆质量m。


下面结合附图对本发明作进一步说明，其中，图1示出一种用于调节滚动实验台的电路的例子。
具体实施例方式
图1中所示的调节装置由四个下设的调节电路组成(用于具有4个轮子的货车的4个辊)，利用这些调节电路对每个辊的速度进行调节。在其之上有一个可以自主运行的调节电路，其中，使该车辆的加速(给油)或者变慢(制动)与辊的速度相匹配。
四个下设的调节电路在图1中通过点划线标出。其功能可以最简单地描述如下，其中以对v_soll的解释开始1.额定速度v_soll被限制在最大速度v_max和最小速度v_min之间。它们的典型值例如为200km/h和30km/h。
2.将该额定值与实测值进行比较并建立差值。
3.调节器计算适当的转动力矩M_brems，将该力矩叠加在M_zusatz上。M_zusatz补偿辊的加速和在实验台中的摩擦。在此，首先涉及的还是数字计算值而不是物理量。
4.该转动力矩对于所有四个象限被限制在其通过整流器功率数据和电机确定的、或者技术条件限定的最大值之内。
5.结果值作为预定值传递给为电机供电的整流器。电机以较高的精度产生一个实际的、可物理测量的转动力矩。该转动力矩可以通过校准而再现，这使得可以反馈到装置的正常值(Werksnormal)。
6.辊按其自身的惯性力矩和作为负载的车辆对该转动力矩做出反应。对所实现的速度(实测值)进行测量。
所示出的、位于上部的调节电路(点划线的上面)只是在下面将详细解释的自主运行的模式下有效(即开关位置位于v_prüf的断开模式)。该模式的激活可以通过在v_geführt和v_prüf之间转换的开关1实现。
在所示出的位置该模式是有效的。结果将所有辊的力矩相加并模拟该车辆在道路上行驶的加速。然后，根据加速度对速度v_soll进行校正并传递给下设的调节电路(点划线的内部)。分别地执行下列步骤1.根据外部的作用(加油或制动操作)车辆轮胎改变绝对转速。
2.在轮胎的配合件的表面给出了一种力，在更远的后面识别出转速调节器的额定/实测偏差。
3.该转速调节器试图抵消这种偏差并(用转动力矩做出反应)以转动力矩的形式提供一调节量(其符号根据额定/实测偏差的符号而定)。
4.将制动力矩通过一个恒定的系数(在滚动实验台的特殊情况下，通过辊的半径)换算成一种力。
5.选择出待考虑的轴。在一般情况下选择所有的轴。
6.对所有轴的力进行求和。
7.使车辆加速或者变慢的和力由车辆质量m划分如果使用该计算的和力，其结果是该车辆在街道上行驶的加速度。
8.对调节电路扫描时间的调整导致速度增量在该扫描时间内车辆在街道上的速度按照该值改变。
9.将该速度增量加到当前额定速度上。
10.在下一个扫描步骤中使用新的额定速度。通过下设的调节电路试图将该新的额定速度在所有四个棍上实现。
位于上部的调节电路(点划线上面)是可以断开的，为此，将开关1从示出的位置转换到v_prüf上(没有示出)。
在断开的模式中对四个辊的速度按照额定速度进行调节。一台设置在其上的计算机预先给出按照该额定速度变化的行驶曲线。不存在制动或者加速力对额定速度的反馈。在断开模式中的运行设计用于已知的实验，即统计制动实验(在不同速度下的制动实验)和ABS实验。
下列的实验可以利用断开的模式进行1.从静止状态的启动(由前轮驱动)在实验台上有一具有前轮驱动车辆。驾驶员设置第一挡、接通离合器并加油。在此，前轮产生加速力矩。额定速度起初为0，实测速度增加。前面的电机建立转动力矩来保持额定速度0。在一个扫描时段中将该转动力矩换算成用来在街道上对车辆加速的驱动力。设置的加速度被计算出来并对应地提高额定速度。将加速度设置为如车辆在相同条件下在街道上行驶那样。
2.从中速行驶的制动(由后轮驱动)在实验台上有一具有后轮驱动车辆。速度在50km/h，驾驶员断开离合器。当驾驶员操作制动，则实测速度首先降低。电机必须在辊上产生一个加速力矩，以便再次达到额定速度。与此平行地将制动力加到所有四个轮子。从该四个力之和计算出车辆在街道上行驶时的变慢。对应地降低额定速度并与实测速度接近。即，通过反馈使额定速度与实测速度相适应，而额定速度和实测速度之间的差值通过该调节保持为小。由此模拟了车辆在实际中在街道上行驶的变慢。
3.山路行驶的模拟山路行驶这样得到模拟，即，在跟踪运行中将坡度制动力Ft从车辆的驱动力中扣除。在平坦的街道上的恒定速度下电机不必产生加速力矩，其中首先忽略了滚动摩擦和空气阻力。此时如果开始山路行驶，则在位于上部的调节电路中加上一个正的力，使得从物理的角度看作用在车辆上总的驱动力为负。因此出现使额定速度减小的负加速度，车辆变慢。为了保持该速度，驾驶员必须加油。如果他不这么做，则车辆对应于该斜率而变慢。
从上面提到的例子中通过所述运行滚动实验台的方法给出了进行接近实际的模拟的可能性。
权利要求
1.一种用于运行滚动实验台以便对设置在该滚动实验台上的车辆进行模拟行驶的方法，其中，该车辆的至少一个轮子位于该滚动实验台的一个辊上，其特征在于，为了确定该辊的额定速度在所述滚动实验台的辊上采集该辊相对于所述车辆轮子的反应力矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述反应力矩出发通过所述辊的半径确定一个反作用力。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将所确定的多个辊的反作用力相加。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在对反作用力进行相加时还加上其它的力。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，作为所述其它力相加一个加速力。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，作为所述其它力相加一个空气阻力。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，考虑所述车辆的质量m。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，从至少一个反作用力F和车辆的质量m出发，按照公式a＝F/m计算辊的额定加速度。
9.一种滚动实验台，用于实施根据权利要求1-8中任一项所述的用于运行滚动实验台的方法。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行滚动实验台以便对设置在滚动实验台上的车辆进行模拟行驶的方法，其中，该车辆的至少一个轮子位于该滚动实验台的一个辊上，其中，为了确定该辊的额定速度在所述滚动实验台的辊上采集该辊相对于所述车辆轮子的反应力矩。此外，本发明还涉及一种用于实施该运行滚动实验台的方法的滚动实验台。
文档编号G01M17/007GK1527041SQ20041000788
公开日2004年9月8日 申请日期2004年3月3日 优先权日2003年3月3日
发明者格尔德·米凯利斯, 马丁·皮克勒, 格尔德 米凯利斯, 皮克勒 申请人:西门子公司