DE19604811C2

DE19604811C2 - Verfahren zum Messen von Fahrzeugfahrwiderständen

Info

Publication number: DE19604811C2
Application number: DE19604811A
Authority: DE
Inventors: Nahmkeon Hur; Ieeki Ahn; Vladimir A Petrusov
Original assignee: Korea Institute of Science and Technology KIST
Current assignee: Korea Institute of Science and Technology KIST
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2016-02-10
Also published as: DE19604811A1; JPH08247903A; KR960031981A; US5686651A; JP2798906B2; KR0157738B1

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 Fahrbahnoberfläche 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 Damen 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 Hochgeschwindigkeitsbereich 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 D_T, D_R und D_a den Übertragungsverlust, den Abrollwiderstandsverlust bzw. den Luftwiderstandsverlust. Die Konstanten und Variablen der Gleichung (1) können des weiteren wie folgt ausgedrückt werden.
D_T = W(τ₀ + bV): Übertragungsverlust
D_RT = W(f₀ + kV²): Abrollwiderstandsverlust
D_a = C_d(1/2g)*V²F: Luftwiderstandsverlust
f = (nI_W + I_d)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
I_W: Trägheitsmoment eines Reifens (kg-m²)
I_d: 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)
C_d: 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+(ρC_dF)/(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 = √(4ac-b²) und h = (gb)/(2δ).

In entsprechender Weise kann die folgende Gleichung erhal ten werden, wenn die Gleichung (3) noch einmal integriert wird.

Desweiteren kann durch Ersetzen der Beziehung t = T in der Gleichung (4) die folgende erforderliche Gleichung erhalten werden.

Hier bezeichnet S(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 Gesamt zeit 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(mI_W + I_d)/(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 T_i die Zeit, die das Fahrzeug für eine Bewegung vom i-ten Reflexionsband zum letzten Reflexionsband benö tigt, T_r 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, T_r 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 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 T_i die Zeit, die ein Fahrzeug für eine Bewegung zwischen einem i-ten Reflexionsband bis zum letzten Reflexionsband benötigt, und T_r ist die Zeit, die das Fahr zeug für eine Bewegung vom letzten Reflexionsband zu dem Punkt benötigt, in dem das Fahrzeug vollständig anhält. Desweiteren können h, B, A wie folgt ausgedrückt werden.

h = (gb)/(2δ), B = (gA/2δ), A = √4ac-b²

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 T_r 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 T_r 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 Figur 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.

Tabelle 1

Ausrollstrecke und Ausrollzeit des Testfahrzeugs

(Diese Daten wurden unter Verwendung eines Lasermeßinstruments für Ausrolltests ermittelt)

Tabelle 2

Ausrollzeiten für die Bereiche 600 m, 400 m, 200 m

(Diese Daten wurden aus Tabelle 1 erhalten)

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

1. Verfahren zum Messen des Gesamtbewegungswiderstands eines Kraftfahrzeugs, wobei der Widerstand sich aus dem Transmissionsverlust, dem Abrollverlust und dem Luftwi derstandsverlust zusammensetzt, mit den Schritten:

a) Abheben des Fahrzeugs vom Boden;
b) Anlegen einer Leistung vom Fahrzeugmotor, um ein Antriebsrad des Fahrzeugs in Rotation zu versetzen;
c) Unterbrechen oder Beenden der an das Antriebsrad angelegten Leistung, wodurch es dem Antriebsrad ermög licht wird, frei zu drehen;
d) Ermitteln eines ersten Satzes von Strecke-Zeit-Da ten aus den Rotationsintervallen des Antriebsrades;
e) Festlegen von mindestens drei Meßpunkten auf einer Ausrollteststrecke, wobei die Meßpunkte vor dem Punkt festgelegt werden, an dem das Fahrzeug zum Stillstand kommt;
f) Ausrollen lassen des Fahrzeugs auf der Teststrecke mit einer Anfangsgeschwindigkeit V_i;
g) Ermitteln eines zweiten Satzes von Strecke-Zeit- Daten mit Passieren des Fahrzeugs der Meßpunkte, während des Ausrollens;
h) Bestimmen des Gesamtwiderstandes des Fahrzeugs nach der Gleichung:
(ρ/g)(dV/dt) = a+bV+cV²
wobei ρ die Luftdichte ist, V die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, g die Erdbeschleunigung ist, a ein Koeffizient be züglich des Abroll- und Transmissionswiderstands ist, b ein Koeffizient bezüglich des Transmissionswiderstands ist, c ein Koeffizient bezüglich des Luftwiderstands- und Abrollverlustes ist; und
der Koeffizient b aus dem ersten Satz der Strecke- Zeit-Daten ermittelt wird, nach der Gleichung:
und die Koeffizienten a und c aus dem zweiten Satz der Zeit-Strecke-Daten ermittelt werden, nach der Gleichung:
wobei T_i die Zeit ist, die das Fahrzeug für die Bewegung von einem i-ten Meßpunkt zu einem letzten Meßpunkt der vorgegebenen Punkte auf einer Teststrecke benötigt, und T_r die Zeit ist, die das Fahrzeug vom letzten Meßpunkt bis zum vollständigen Stillstand benötigt; und
h=(gb)/(2δ), h₀=gb/δ₀, B=(gA/2δ), A = √(4ac-b²),
δ= 1 + f = 1 + [(nI_w + I_d)g/WR²],
δ= (mI_w+I_d) g/(WR²)
a = τ₀ + f₀
c = k + (ρC_dF)/(2gW); und
wobei τ₀ ein konstanter Term des Übertragungsverlustes ist, f₀ ein konstanter Term des Abrollwiderstands ist, k ein Koeffizient des Abrollwiderstands proportional zu dem Quadrat der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, n die Gesamtzahl der Räder ist, m die Anzahl der Antriebsräder ist, I_w das Trägheitsmoment eines Rades ist, I_D das Trägheitsmoment der Leistungsteile ausschließlich der Räder ist, R der dynamische Radius der Räder ist, W das Fahrzeuggewicht ist, F die Stirnfläche des Fahrzeugs ist und C_d der Luft widerstandskoeffizient ist.

2. Verfahren zum Messen des Gesamtbewegungswiderstands eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1, bei dem die Anfangsge schwindigkeit V_i im Schritt f) eine geringe Anfangsge schwindigkeit V_iL und eine hohe Anfangsgeschwindigkeit V_iH umfaßt; der zweite Satz der Strecke-Zeit-Daten in Schritt g) für V_iL und V_iH mit Passieren des Fahrzeugs der Meß punkte während des Ausrollens ermittelt wird; und die Gesamtwiderstände des Fahrzeugs im Schritt h) bestimmt werden, nach der Gleichung:
(ρ/g)(dV/dt) = a_iL+bV+C_iHV²
wobei a_iL ein Koeffizient ist, der aus dem zweiten Satz der Strecke-Zeit-Daten im Schritt g) berechnet wird, wenn die Anfangsgeschwindigkeit des Fahrzeugs V_iL ist, und C_iH ein Koeffizient ist, der aus dem zweiten Satz der Strecke- Zeit-Daten im Schritt g) berechnet wird, wenn die Anfangs geschwindigkeit des Fahrzeugs V_iH ist.

3. Verfahren zum Messen des Gesamtbewegungswiderstands eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem Schritt a) ferner das Befestigen erster Reflexionsmittel an dem Antriebsrad des Fahrzeugs und das Befestigen erster Ab tastmittel an einer Stelle nahe des Antriebsrades umfaßt; und Schritt e) ferner das Befestigen zweiter Re flexionsmittel an den festgelegten Punkten und das Befe stigen zweiter Abtastmittel an dem Fahrzeug umfaßt.