DE19604811A1 - Verfahren zum Messen von Fahrzeugfahrwiderständen - Google Patents
Verfahren zum Messen von FahrzeugfahrwiderständenInfo
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Description
Es ist allgemein bekannt, daß sich der Fahrzeugfahrwider
stand zusammensetzt aus dem Verlust, der aus den Leistungs
übertragungsbewegungen verschiedener mechanischer Teile des
Fahrzeugs resultiert (im Folgenden als "Transmissionsver
lust" bezeichnet), dem Abrollverlust, der aus der Reibung
zwischen jedem Reifen und der Oberfläche beim Fahren des
Fahrzeugs resultiert, und dem Luftwiderstandsverlust, der
aufgrund der Luftströmung um das Fahrzeug beim Fahren re
sultiert, etc. Die Analyse dieser Widerstände (oder Verlu
ste) kann Verbesserungen des Fahrzeugbrennstoffverbrauches
und Verbesserungen der Charakteristika verschiedener An
triebsteile beim Anfangsentwurf oder bei Weiterentwicklun
gen des Fahrzeugs deutlich unterstützen. Aufgrund dessen
wurde verschiedene Anstrengungen hinsichtlich solcher For
schungen unternommen.
Bei diesen Forschungen bestanden frühere Anstrengungen nor
malerweise aus der Simulation in einem Windkanal zur Mes
sung des Luftwiderstandes. Später wurden Studien durchge
führt, um den Zusammenhang zwischen Luftwiderstandsverlu
sten und Abrollverlusten zu bestimmen. In letzter Zeit ha
ben sich derartige Forschungsaktivitäten bis zu einer Stufe
entwickelt, in der die Daten zur Bestimmung des Luftwider
standsverlustes und des Abrollwiderstandsverlustes aus
Tests ermittelt werden und mittels der dynamischen Prinzi
pien der Fahrzeugausrollbewegung analysiert werden. Bei
diesem bekannten Verfahren wurden die Daten hinsichtlich
der Fahrzeugausrollbewegung im allgemeinen in Form von Ge
schwindigkeits-Zeit-Daten erhalten. Solche Daten sind je
doch aufgrund des Mangels an Genauigkeit der Meßeinrichtung
etc. nicht akkurat. Deswegen wurden diese Daten in Form von
Strecken-Zeit-Daten erhalten, die aus dem Test genauer zu
ermitteln sind.
Diese Strecken-Zeit-Ausrolltest erfordert jedoch als Test
parameter eine sehr lange Distanz vom Beginn der Ausrollbe
wegung des Fahrzeugs zum Punkt des vollständigen Anhaltens.
Da die erforderliche Testdistanz abhängig vom Typ des zu
testenden Fahrzeugs variiert, sind somit lange Teststrecken
von 1,0 km bis 1,5 km im allgemeinen erforderlich, um diese
Tests durchzuführen.
Desweiteren wurde der Augenblick, in dem das Fahrzeug zu
einem vollständigen Stillstand gekommen ist, durch direkte
Beobachtung festgestellt, was zu der Möglichkeit eines
großen Fehlers in der Messung der Strecken-Zeit-Daten füh
ren kann. Desweiteren umfaßt dieses Testverfahren das Pro
blem des Einschlusses eines Niedergeschwindigkeitsbereiches
von näherungsweise weniger als 30 km/h, bei dem die An
nahme, daß der Luftwiderstandskoeffizient nicht durch die
Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflußt wird, nicht gültig ist,
was zu einem großen Meßfehler führt.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen al
ler Fahrzeugbewegungswiderstände unter Verwendung eines
Ausrolltests mit kurzer Strecke, basierend auf Strecken-
Zeit-Daten. Insbesondere wird die Anfangsausrollgeschwin
digkeit eines Fahrzeugs in einen Niedergeschwindigkeitsbe
reich und einen Hochgeschwindigkeitsbereich unterteilt. Je
der Bereich wird einmal geprüft, um physikalisch sinnvolle
Testvariablen für jeden Bereich zu erhalten. Durch Kombi
nieren der so erhaltenen Variablen kann die Länge der Prüf
strecke oder der Teststraße, die gemäß vorherigen Ausroll
testverfahren erforderlich war, deutlich reduziert werden.
Desweiteren kann der Fahrzeugbewegungswiderstand unter Ver
wendung des Verfahrens gemäß der Erfindung genauer gemessen
und analysiert werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaf
fung eines neuen Verfahrens, das die obengenannten Probleme
des Standes der Technik vermeidet, durch Anwendung einer
elektronischen Meßvorrichtung zum Sammeln der für die Ana
lyse erforderlichen Daten und zum Automatisieren des Daten
sammelprozesses und unter Vermeidung des Geschwindigkeits
bereichs des Testverfahrens, bei dem die Annahme, daß der
Luftwiderstandskoeffizient nicht durch die Fahrzeugge
schwindigkeit beeinflußt wird, nicht anwendbar ist, wodurch
eine genauere Messung durch Unterteilung des Anfangsaus
rollgeschwindigkeitsbereichs in einen Niedergeschwindig
keitsbereich und einen Rochgeschwindigkeitsbereich ermög
licht wird und wodurch die Testdaten dementsprechend gesam
melt werden und durch Kombinieren und Verarbeiten der so
erhaltenen Daten, um genaue Fahrzeugwiderstandsdaten zu er
halten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß Fig. 1 ein kleiner fo
toelektrischer Sensor, der im wesentlichen keinen Effekt
auf den aerodynamischen Luftwiderstandskoeffizienten des
Fahrzeugs ausübt, an dem Fahrzeug angebracht. Desweiteren
wird ein Reflexionsband, das das optische Signal an diesen
Sensor reflektieren kann, in vorgegebenen Abständen auf der
Teststraße angebracht, auf der sich das Fahrzeug bewegt.
Auf diese Weise kann ein automatisches Meßinstrument zum
Sammeln von Strecken-Zeit-Daten an den Punkten verwendet
werden, an denen das Fahrzeug die Reflexionsbänder pas
siert.
Die Erfindung wird im einzelnen mit Bezug auf die beigefüg
ten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung zum Erläutern des
Kurzstrecken-Ausrolltestverfahrens gemäß der Erfin
dung,
Fig. 2 ist ein Graph zur Erläuterung der Prozentanteile
der Widerstände hinsichtlich der Fahrzeuggeschwin
digkeit für einen normalen Personenkraftwagen,
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht zur Erläuterung der
Ausrollstrecken und -zeiten, die in dem
Ausrolltestverfahren mit kurzen Strecken verwendet
werden,
Fig. 4 ist ein Graph zur Erläuterung der Resultate des er
findungsgemäßen Testverfahrens,
Fig. 5 ist ein Graph zur Erläuterung der Resultate eines
Testverfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbei
spiel der Erfindung,
Fig. 6 ist ein Funktionsblockdiagramm der Meßinstrumente,
die bei der Umsetzung des erfindungsgemäßen Test
verfahrens verwendet werden.
Wenn bei einem sich bewegenden Fahrzeug die durch die Mo
torwelle zu den Reifen übertragene Leistung abgeschnitten
ist und das Fahrzeug keine Leistung vom Motor erhält und
somit eine Ausrollbewegung verursacht wird, wie oben be
schrieben wurde, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund
des Abrollwiderstandsverlustes der Reifen, des Übertra
gungsverlustes, der Luftwiderstandsverluste etc. vermin
dert, und schließlich kommt das Fahrzeug zu einem vollstän
digen Stillstand. Um Informationen hinsichtlich solcher
Verluste zu erhalten, wird das im Folgenden beschriebene
Analysierungsverfahren verwendet.
Zur effektiven Verwendung von Strecken-Zeit-Daten wird
zunächst ein Verfahren der mathematischen Behandlung der
allgemein bekannten Ausrollbewegung erläutert.
Wenn das Fahrzeug in einer Ausrollbewegung ist, kann die
folgende Ausrollgleichung durch Anwendung des zweiten
Newton′schen Bewegungsgesetzes erhalten werden.
Hier bezeichnen DT, DR und Da den Übertragungsverlust, den
Abrollwiderstandsverlust bzw. den Luftwiderstandsverlust.
Die Konstanten und Variablen der Gleichung (1) können des
weiteren wie folgt ausgedrückt werden.
DT = W(τ₀ + bV): Übertragungsverlust
DR = W(f₀ + kV²): Abrollwiderstandsverlust
Da= Cd(1/2g) * V²F: Luftwiderstandsverlust
f = (nIW + Id)g/WR²
τ₀: Koeffizient des konstanten Terms im Übertragungsverlust
b: Koeffizient des Geschwindigkeitsterms des Übertragungs verlustes
f₀: Koeffizient des Konstantterms des Abrollwiderstandes
k: Koeffizient des Geschwindigkeitsquadratterms des Abroll widerstandes
n: Gesamtzahl der Reifen
IW: Trägheitsmoment eines Reifens (kg-m²)
Id: Trägheitsmoment der Leistungsübertragungsteile aus schließlich der Reifen (kg-m²)
R: Dynamischer Radius der Reifen (m)
W: Fahrzeuggewicht (kg)
V: Fahrzeuggeschwindigkeit (m/sec)
F: Stirnfläche des Fahrzeugs (m²)
ρ: Luftdichte (kg/m³)
Cd: Luftwiderstandskoeffizient
g: Erdbeschleunigung (m/sec²).
DT = W(τ₀ + bV): Übertragungsverlust
DR = W(f₀ + kV²): Abrollwiderstandsverlust
Da= Cd(1/2g) * V²F: Luftwiderstandsverlust
f = (nIW + Id)g/WR²
τ₀: Koeffizient des konstanten Terms im Übertragungsverlust
b: Koeffizient des Geschwindigkeitsterms des Übertragungs verlustes
f₀: Koeffizient des Konstantterms des Abrollwiderstandes
k: Koeffizient des Geschwindigkeitsquadratterms des Abroll widerstandes
n: Gesamtzahl der Reifen
IW: Trägheitsmoment eines Reifens (kg-m²)
Id: Trägheitsmoment der Leistungsübertragungsteile aus schließlich der Reifen (kg-m²)
R: Dynamischer Radius der Reifen (m)
W: Fahrzeuggewicht (kg)
V: Fahrzeuggeschwindigkeit (m/sec)
F: Stirnfläche des Fahrzeugs (m²)
ρ: Luftdichte (kg/m³)
Cd: Luftwiderstandskoeffizient
g: Erdbeschleunigung (m/sec²).
Durch Umordnung dieser Gleichung (1) kann die folgende Aus
rollgleichung erhalten werden.
Hier sind δ = 1+f, a = τ₀+f₀, b = b, und c = k+(ρCdF)/(2gW).
Wenn die Gleichung (2-1) mit dem Verfahren der Trennung der
Variablen integriert wird, kann die folgende Gleichung für
die Geschwindigkeits-Zeit-Daten erhalten werden.
Hier ist S(t) die von dem Fahrzeug zum Zeitpunkt 0 (Null)
bis zum Zeitpunkt t gefahrene Strecke, V(t) ist die Fahr
zeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt t, t ist eine willkürli
che Zeit während des Tests, T ist die Zeit vom willkürli
chen Zeitpunkt t bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug
zu einem vollständigen Stillstand kommt,
B = (gA)/(2δ), A = und h = (gb)/(2δ).
In entsprechender Weise kann die folgende Gleichung erhal
ten werden, wenn die Gleichung (3) noch einmal integriert
wird.
Des weiteren kann durch Ersetzen der Beziehung t = T in der
Gleichung (4) die folgende erforderliche Gleichung erhalten
werden.
Hier bezeichnet D(T) die durch das Fahrzeug in der Ausroll
bewegung vom Zeitpunkt T bis zu dem Zeitpunkt, bei dem das
Fahrzeug vollständig anhält, durchlaufene Strecke.
Die gemessenen Strecken-Zeit-Daten können in Gleichung (5)
eingesetzt werden, um die unbestimmten Koeffizienten a, b
und c der Gleichung (2-1) durch numerische Analyse zu er
halten (d. h. durch Kurvenanpassungsverfahren). Durch Ver
wendung der so erhaltenen Koeffizienten kann die Gesamtzeit
während der vollständigen Ausrollbewegung des Fahrzeugs um
gekehrt erhalten werden, das ein notwendiges Datum zur
Durchführung des Fahrzeugtests ist.
Wie oben beschrieben ist, kann der Ausrollwiderstand von
Fahrzeugen generell unterteilt werden in Übertragungsver
lust, Abrollverlust und Luftwiderstandsverlust. Desweiteren
zeigt Fig. 2, daß der Übertragungsverlust im Vergleich mit
den anderen Widerständen hinsichtlich des gesamten Ge
schwindigkeitsbereichs relativ gering ist. Der Übertra
gungsverlust wird durch Bewegung des Fahrzeugs relativ ge
ring beeinflußt. Deswegen kann der Übertragungsverlust ge
trennt von anderen Widerständen auf einem Prüfstand ermit
telt werden, um eine genaue Messung zu erhalten. Um dies
durchzuführen, wird der Antriebsreifen des Fahrzeugs unter
Verwendung eines Wagenhebers etc. vom Grund abgehoben, und
der Ausrolltest wird auf einem Prüfstand durchgeführt, um
separat den Übertragungsverlust unabhängig von anderen Wi
derständen zu ermitteln.
Gemäß Gleichung (2-1) wird die folgende Gleichung erhalten,
falls die Ausrollgleichung unter Verwendung nur der Parame
ter, die sich auf die Übertragungsverluste beziehen, umfor
muliert wird.
Hier ist die Effektivmasse der sich drehenden Teile δ₀ =
g(mIW + Id)/(WR²), wobei m die Anzahl der Antriebsreifen
bezeichnet.
Falls die Gleichung (2-2) zweimal nach dem Verfahren der
Trennung der Variablen integriert wird, werden, wie oben
beschrieben wurde, die Gleichungen (6) und (7) erhalten,
die sich auf Ausrollgeschwindigkeits-Zeit-Daten bzw. Strec
ken-Zeit-Daten beziehen.
Falls hier die Beziehung t = T in die Gleichung (7) einge
setzt wird, wird die folgende Gleichung (8) erhalten.
An diesem Punkt kann die Strecken-Zeit-Beziehung erhalten
werden, die zur Durchführung des Kurzstreckenausrolltests
erforderlich ist, basierend auf Strecken-Zeit-Daten, wie in
Fig. 3 dargestellt ist, d. h. die Beziehung zum Ausschluß
der Daten nahe zum Zeitpunkt, wenn das Fahrzeug zu einem
vollständigen Anhalten kommt.
Wie oben beschrieben wurde, kann durch getrenntes Messen
des Übertragungsverlustes ein genaueres Ergebnis erhalten
werden. Falls die in Fig. 3 dargestellte Strecken-Zeit-Be
ziehung somit in Gleichung 8 für den Übertragungsverlust
eingesetzt wird, kann die folgende Gleichung erhalten wer
den:
Hier ist Ti die Zeit, die das Fahrzeug für eine Bewegung
vom ersten Reflexionsband zum letzten Reflexionsband benö
tigt, Tr ist die Zeit, die das Fahrzeug vom letzten Refle
xionsband zum vollständigen Anhalten benötigt, und h₀ und
δ₀ können durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt wer
den.
Nach dem Befestigen des Reflexionsbandes an einem Reifen
werden die Zeit, die zum Durchlaufen dieses Punktes bei
vorgegebenen Drehintervallen erforderlich ist, und die end
gültige Durchlaufzeit gemessen.
Die Ausrollstrecke kann dann leicht aus der voreingestell
ten Drehzahl und dem Effektivdurchmesser des Reifens erhal
ten werden. Falls die gemessenen Strecken-Zeit-Daten in die
Gleichung (9) eingesetzt werden, können die folgenden Glei
chungen erhalten werden.
Die drei Variablen τ₀, b, Tr können aus diesen drei Glei
chungen (10-1, 10-2, 10-3) erhalten werden. Von diesen Va
riablen wird der Wert des unbestimmten Koeffizienten b zur
Ermittlung des Übertragungsverlustes und des Luftwider
stands als Konstante ermittelt, unter der Annahme, daß er
konstant bei der Ausrollzeitspanne ist, unabhängig von der
Fahrzeuggeschwindigkeit.
Da im Vergleich mit anderen Widerständen der Übertragungs
verlust sehr gering ist, soll festgestellt werden, daß der
Niedriggeschwindigkeitsbereich betont werden muß, um eine
genaue Messung zu erhalten. Obwohl bei bekannten Testver
fahren, wie bei dem erfindungsgemäßen Testverfahren, auch
die Zeit gemessen wird, die ein Fahrzeug für ein vollstän
diges Anhalten benötigt, werden erfindungsgemäß automatisch
erforderliche Daten aus der Anzahl der Reifendrehungen und
den Zeitdaten ermittelt, anders als bei bekannten Verfah
ren, was zu genaueren und zuverlässigen Messungen führt.
Im Folgenden werden der Abrollwiderstand und der Luftwider
standsverlust des Fahrzeugs auf Basis des Testverfahrens
beschrieben.
Falls die in Fig. 3 dargestellte Strecken-Zeit-Beziehung,
die nicht den Punkt enthält, in dem das Fahrzeug innerhalb
des Meßbereichs zu einem vollständigen Anhalten kommt, auf
Gleichung 5 angewendet wird, kann die folgende Kurzstrec
ken-Ausrollgleichung erhalten werden.
Hier ist Ti die Zeit, die ein Fahrzeug für eine Bewegung
zwischen einem willkürlichen Reflexionsband bis zum letzten
Reflexionsband benötigt, und Tr ist die Zeit, die das Fahr
zeug für eine Bewegung vom letzten Reflexionsband zu dem
Punkt benötigt, in dem das Fahrzeug vollständig anhält.
Des weiteren können h, B, A wie folgt ausgedrückt werden.
Hier soll eins der wichtigsten Konzepte, die durch die vor
liegende Erfindung dargestellt werden, zugefügt werden.
Erneut bezugnehmend auf Fig. 2 ist der Abrollwiderstand re
lativ größer als der Luftwiderstandsverlust, wenn die Fahr
zeuggeschwindigkeit kleiner als 60 km/h ist. Wenn jedoch
die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 80 km/h ist, ist der
Luftwiderstandsverlust relativ größer als der Abrollwider
stand. Um dieses Phänomen in der Erfindung umzusetzen, wur
den Ausrolltests für die Bereiche getrennt durchgeführt,
bei denen die Anfangsausrollgeschwindigkeit hoch bzw. nied
rig ist. Da der Abrollwiderstand relativ groß ist, wenn die
Anfangsausrollgeschwindigkeit niedrig ist, hat die Variable
c, die in enger Beziehung zu den Luftwiderstandsverlusten
steht, eine unwesentliche physikalische Bedeutung und wird
somit nicht berücksichtigt. Auf diese Weise wird die Va
riable a, die eine enge Beziehung mit dem Abrollwiderstand
aufweist, verwendet. Demgegenüber wird für den Hochge
schwindigkeitsausrolltest umgekehrt die Variable c angewen
det, wobei die Variable a nicht berücksichtigt wird. Auf
grunddessen ist es möglich, genauer den Bewegungswiderstand
des Fahrzeugs durch Berücksichtigung jeder sinnvollen Vari
ablen aus jedem Test zu ermitteln.
Dieser Prozeß wird im einzelnen wie folgt erläutert.
Der Term "Niedrigausrollgeschwindigkeit" bezeichnet hier
eine Anfangsausrollgeschwindigkeit von näherungsweise 60
km/h, bei der beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit
nach einer Ausrollbewegung von 600 m etwa 35 km/h ist.
Da der Koeffizient b bereits aus dem obengenannten Übertra
gungsverlusttest ermittelt wurde, wird der Niedriggeschwin
digkeitsausrolltest zunächst zur Messung der Strecken-Zeit-
Daten an den Punkten, die in Fig. 1 dargestellt sind,
durchgeführt. Sobald diese Daten in die Gleichung 11 einge
setzt werden, können die folgenden drei Gleichungen erhal
ten werden.
Auf diese Weise können die drei Gleichungen (12-1, 12-2,
12-3) gelöst werden, um die Variablen a, c und Tr zu erhal
ten. Wie oben erläutert wurde, ist nur der Wert a aus den
berechneten Variablenwerten sinnvoll. Somit wird nur der
Wert a ausgewählt und in den folgenden Schritten verwendet.
Da der Wert der Variablen c nunmehr bestimmt werden muß,
wird ein Hochgeschwindigkeits-Ausrolltest zur Ermittlung
der Strecken-Zeit-Daten durchgeführt. Diese Daten werden in
gleicher Weise auf Gleichung (11) angewendet, um die fol
genden Gleichungen zu erhalten.
Werte für die Variablen c und Tr können aus diesen Glei
chungen (13-1, 13-2) erhalten werden. Auf diese Weise kön
nen alle Variablen (oder unbestimmten Koeffizienten), die
sich auf den Bewegungswiderstand des Fahrzeugs beziehen,
erhalten werden.
Zur Bestätigung der Anwendbarkeit des Testverfahrens gemäß
der Erfindung wurden Ausroll-Strecken-Zeit-Daten für einen
Personenkraftwagen unter Verwendung eines Lasermeßinstru
mentes für den Ausrolltest ermittelt und in Tabelle 1 auf
geführt. Zu einer Verwendung dieser Daten auf die verbes
serte Ausrollgleichung (11), die durch die vorliegende Er
findung angegeben ist, wurden S(T₁), S(T₂) und S(T₃) auf
600 m, 400 m bzw. 200 m eingestellt, wie in Fig. 3 angegeben
ist. Fünf Sätze von Datengruppen können so erhalten werden,
wie in Tabelle 2 angegeben ist.
Falls andererseits Daten ohne eine Unterteilung in einen
Hochgeschwindigkeits- und einen Niedriggeschwindigkeitsbe
reich erhalten werden und einfach mit der Kurzstrecken-
Strecken-Zeit-Ausrollgleichung (11) der Erfindung behandelt
werden, werden die in Fig. 4 dargestellten Ergebnisse er
halten. Bezugnehmend auf Fig. 4 sind die Daten, die aus re
lativ langen Meßbereichen erhalten wurden, d. h. den Bereich
zwischen 1000 m und 800 m auf einer Kurve korreliert. Die
Daten, die aus relativ kurzen Meßbereichen erhalten wurden,
d. h. der Bereich unterhalb von einer Strecke von 600 m sind
weit gestreut. Auf diese Weise ist ersichtlich, daß es zu
falschen Ergebnissen führt, wenn der Meßbereich des Aus
rolltests weiter vermindert wird, sofern das konventionelle
Verfahren angewendet wird.
Zur Ermittlung der Variablen a, die dem Abrollwiderstand
zugeordnet ist, werden erfindungsgemäß die Gleichungen
(12-1, 12-2, 12-3) verwendet, da sie die Niedergeschwindig
keitsbereiche betreffen, in denen der Abrollwiderstand do
minant ist. Zur Ermittlung der Variablen c, die sich auf
den Luftwiderstandsverlust bezieht, werden entsprechend die
Gleichungen 13-1, 13-2 verwendet, da sie die Hochgeschwin
digkeitsbereiche betreffen, in denen der Luftwiderstands
verlust dominant ist. Die Ergebnisse, die entsprechend dem
Hauptkonzept der vorliegenden Erfindung erhalten wurden,
sind in Fig. 5 dargestellt. Aus dieser Fig. ist ersicht
lich, daß alle Testdaten deutlich mit einer Kurve korre
liert sind. Dies zeigt an, daß das erfindungsgemäße Verfah
ren, bei dem separat die Testdaten aus einzelnen Niedrig-
und Hochgeschwindigkeitsbereichen verwendet werden, vor
teilhaft und gültig sind.
Als letztes werden die Meßinstrumente zur Verwendung bei
der vorliegenden Erfindung und die Ausrüstung zur Verarbei
tung der Daten, die von den Instrumenten erhalten werden,
diskutiert.
Reflexionsbänder, die auf den fotoelektrischen Sensor an
sprechen, werden an den Punkten der Teststrecke, an denen
eine Messung erwünscht ist, befestigt. Desweiteren wird ein
kleiner fotoelektrischer Sensor an dem Fahrzeug befestigt,
d. h. an den Nummernschildern des Fahrzeugs. Auf diese Weise
wird jedesmal dann, wenn das Fahrzeug ein Band passiert,
ein elektrisches Pulssignal erzeugt (siehe Fig. 1).
Fig. 6 zeigt schematisch das System zur Behandlung und zur
Verarbeitung der Signale. Ein Mikroprozessor wird verwen
det, um diese elektrischen Signale in Zeitintervalle zwi
schen den Punkten zu wandeln, an denen Reflexionsbänder be
festigt sind. Diese Intervalle werden im Speicher des Meß
instrumentes gespeichert und an einen Personalcomputer
übertragen. Diese übertragenen Daten werden derart verwen
det, daß die Testergebnisse berechnet und angezeigt werden
können, sobald die fahrzeugspezifischen Daten, d. h. die
Stirnfläche des Fahrzeugs, das Fahrzeuggewicht, die ver
schiedenen Trägheitsmomente etc. eingegeben werden. Zur
Messung der Zeitintervalle wird ein interner Takt innerhalb
des Mikroprozessors zu einer vorgegebenen Zeit unterbro
chen. Die Anzahl der Unterbrechungen wird dann gezählt. Al
ternativ kann die Pulszahl eines externen Taktes durch
einen Zähler gelesen werden, der dann durch einen Mikropro
zessor gelesen wird, um die Zeitintervalle zu messen.
Claims (2)
1. Verfahren zum Messen des Bewegungswiderstandes eines
Fahrzeugs durch Anwendung eines analytischen Verfahrens un
ter Verwendung einer Ausrollgleichung, die als
(d/g) (dV/dt) = a + bV + cV²auf Basis der Strecken-Zeit-Daten ausgedrückt wird, wobei
diese Daten in einem Fahrzeugausrolltest erhalten werden,
bei dem ein Fahrzeug ohne Leistung von dem Motor einer
Ausrollbewegung ausgesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die folgende
Ausrollgleichung verwendet wird, um die unbekannten Vari
ablen a, b und c derart zu erhalten, daß die Strecken-Zeit-
Daten an vorgegebenen Punkten verwendet werden können, an
denen das Fahrzeug eine Ausrollbewegung unterläuft, anstatt
solchen, die an einem Punkt erhalten werden, an dem das
Fahrzeug vollständig angehalten ist,
wobei T₁ die Zeit ist, die das Fahrzeug benötigt, um zwi
schen dem Anfangsmeßpunkt zum Endmeßpunkt auf einer Test
strecke zu gelangen, und Tr die Zeit ist, die das Fahrzeug
von einem Endmeßpunkt benötigt, um zu einem vollständigen
Anhalten zu kommen, und wobei
und wobei T₀ der konstante Term des Übertragungsverlustes
ist, b der Koeffizient des Übertragungsverlustes proportio
nal zur Fahrzeuggeschwindigkeit ist, f₀ der konstante Term
des Abrollwiderstands ist, k der Koeffizient des Abrollwi
derstandes proportional zum Quadrat der Fahrzeuggeschwin
digkeit ist, n die Gesamtzahl der Reifen ist, IW das Träg
heitsmoment eines Reifens ist, Id das Trägheitsmoment der
Transmission ausschließlich der Reifen ist, R der dynami
sche Radius der Reifen ist, W das Fahrzeuggewicht ist, V
die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, F die Stirnfläche des
Fahrzeugs ist, e die Luftdichte ist, Cd der Luftwider
standskoeffizient ist und g die Erdbeschleunigung ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei unabhängige Tests durchgeführt werden, bei denen die
Anfangsausrollgeschwindigkeit in einen Niedrig- und einen
Hochgeschwindigkeitsbereich unterteilt ist, derart, daß die
Parameter, die sich auf den Abrollwiderstand beziehen, von
dem Ausrolltest im Niedriggeschwindigkeitsbereich erhalten
werden, und die Parameter, die sich auf den Luftwider
standsverlust beziehen, aus dem Ausrolltest innerhalb des
Hochgeschwindigkeitsbereiches erhalten werden.
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