DE2758117C2 - Method and device for testing motor vehicle brakes - Google Patents

Method and device for testing motor vehicle brakes

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DE2758117C2 DE19772758117 DE2758117A DE2758117C2 DE 2758117 C2 DE2758117 C2 DE 2758117C2 DE 19772758117 DE19772758117 DE 19772758117 DE 2758117 A DE2758117 A DE 2758117A DE 2758117 C2 DE2758117 C2 DE 2758117C2
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/28—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for testing brakes

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Description

Verfahren der eingangs erläuterten Art derart weiterzuentwickeln, daß mittels stufenloser Einstellung unterschiedliche Schwungmassen an Bremsprüfständen simuliert und durch eine bessere Regelung der Verlauf der Bremsarbeit genauer dem natürlichen Verlauf angeglichen werden kann.To further develop processes of the type explained at the beginning in such a way that that by means of infinitely variable adjustment, different centrifugal masses are simulated on brake test stands and through better regulation, the braking work progression is more precisely aligned with the natural progression can be.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das gemessene Brembmoment integriert wird, wobei das der Masse des Kraftfahrzeugs äquivalente Trägheitsmoment durch Division berücksichtigt wird, und daß das sich ergebende Signal als Führungsgröße für die Drehzahlregelung verwendet wird, so daß die gewünschte Schwungmassenwirkung, die auf der realen Schwungmasse und einem mit der elektrischen Maschine nachzubildenden Teil beruht, durch eine Drehzahlregelung der die Kraftfahrzeugbremse antreibenden elektrischen Maschine erzeugt wird. Die Schwungmasse läßt sich nierbei feinstufig nachbilden. Ein Auswechseln oder Umsetzen von Schwungscheiben ist nicht mehr erforderlich. Drehzahlabweichungen vom Sollwert, wie sie zu Beginn des Prüfvorgangs als Einschwingvorgänge auftreten können, werden während des Ahaufs der Prüfung ausgeregelL Der ungünstige Einfluß dieser Drehzahlabweichungen auf die Bremszeit und die Bremsarbeit wird deshalb weitgehend beseitigt.The object is achieved according to the invention in that the measured braking torque is integrated, The moment of inertia equivalent to the mass of the motor vehicle is taken into account by division, and that the resulting signal is used as a reference variable for the speed control, so that the Desired flywheel effect on the real flywheel and one with the electric machine part to be reproduced is based, by a speed control of the motor vehicle brake driving electrical machine is generated. The flywheel can never be reproduced in fine steps. A replacement or moving flywheels is no longer necessary. Speed deviations from the setpoint, such as at the beginning of the test process as transient processes can occur are corrected during the course of the test. The unfavorable influence of this Speed deviations on the braking time and the braking work are therefore largely eliminated.

Eine Anordnung zur Prüfung von Kraftfahrzeugbremsen, deren umlaufender Teil jeweils auf einem Bremsenprüfstand mit einer geregelten elektrischen Maschine verbunden ist, deren Schwungmasse einschließlich der mit ihr in Antriebsverbindung stehenden Schwungmasse eine reale Schwungmasse bildet, die nach Einleitung des Bremsprüfvorgangs kinetische Energie an die Kraftfahrzeugbremse abgibt, während der nicht umlaufende Teil der Kraftfahrzeugbremse sowohl mit einer Einrichtung zur Einstellung als auch mit einer Einrichtung zur Messung des Bremsmoments verbunden ist, ist zur Durchführung des vorstehend erläuterten Verfahrens erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die das Bremsmomentsignal erzeugende BremsmomiHmeßeinrichtung über einen Meßverstärker und einen Dividierer an einen Integrator angeschlossen ist, der mit einem Verstärker verbunden ist, mit dem ein Bremsausgangsdrehzahlsignal -ubtrahiert und eine Verstärkung durchgeführt wird, daß der die Führungsgröße abgebende Ausgang des Verstärkers an einen Dreruahlregelkreis angeschlossen ist. der eine den Drehznhlistwert erzeugende Tachomaschine und ein von der Differenz beaufschlagtes Ankerstromstellglied der elektrischen Maschine aufweist.An arrangement for testing vehicle brakes, the circumferential part of each on a brake test bench with a regulated electrical Machine is connected, the flywheel including those in drive connection with her The flywheel mass forms a real flywheel mass that is kinetic after the brake test has been initiated Releases energy to the vehicle brake, while the non-rotating part of the vehicle brake both with a device for setting and with a device for measuring the braking torque is connected, is designed according to the invention to carry out the method explained above in such a way that that the braking torque signal generating the BremsmomiHmeßeinrichtung via a measuring amplifier and a divider is connected to an integrator connected to an amplifier, with which a brake output speed signal -ubtracted and a gain is carried out that the the The output of the amplifier which emits the reference variable is connected to a rotary control loop. the one the Speedometer machine generating the speed pickup value and a having acted upon by the difference armature current actuator of the electrical machine.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Schaltungsanordnung darge stellt.In the drawing, an embodiment of the invention based on a circuit arrangement is Darge represents.

Mit 1 ist die Bremsscheibe bezeichnet, die an einer Welle 2 befestigt und mit einem elektrischen Motor 3, vorzugsweise einem Gleichstrommotor, unmittelbar verbunden ist. Der Motor J hat die Aufgabe, die Bremsscheibe 1 auf die vorgewählte Ausgangsdrehzahl zu fahren. Über der Bremsscheibe 1 befindet sich der Bremssattel 4, der über einen Hebelarm 5 mit der Druckmeßdose 6 in Verbindung steht. Durch Druckbe-1 with the brake disc is referred to, which is attached to a Shaft 2 attached and connected to an electric motor 3, preferably a direct current motor connected is. The motor J has the task of bringing the brake disc 1 to the preselected output speed to drive. Above the brake disc 1 is the brake caliper 4, which via a lever arm 5 with the Pressure cell 6 is in communication. By pressure

ϊ aufschlagung des Bremsdruckes an dem Bremssattel 4 tritt an der Bremsscheibe 1 ein Drehmoment auf, welches vom Hebelarm 5 übertragen an der Druckmeßdose 6 gemessen wird. Das an der Druckmeßdose 6 gewonnene Bremsdrehmomentsignal wird über denWhen the brake pressure is applied to the brake caliper 4, a torque occurs on the brake disc 1, which is transmitted from the lever arm 5 and measured at the pressure cell 6. The one at the pressure cell 6 The braking torque signal obtained is via the

lu Meßverstärker 7 verstärkt, das verstärkte Signal einem Dividierer 8 zugeführt und dessen Ausgangswer; in einem Integrator 9 integriert. Das vom Integrator 9 erhaltene Ausgangssignal wird mit der Bremsausgangsdrehzahl ωό, die an einem Potentiometer 10 einstellbar ist, über einen Verstärker 11 subtrahiert, und man erhält so den Drehzahlwert üjso/a Dieser Wert wird dem Drehzahlregler 12 zugeführt, der durch Vergleich mit der über die Tachomaschine 13 gemessenen Drehzahl über das Ankerstromstellglied 14 die Drehzahl der Gleichstrommaschine 3 regelt. Auf ^;ese Weise ergibt sich der Drehzahlverlauf der Brems-· wie er sicn mit dem gemessenen Bremsdrehmoment an einem vergleichbaren Fahrzeug einstellen würde.lu measuring amplifier 7 amplified, the amplified signal is fed to a divider 8 and its output values; integrated in an integrator 9. The output signal obtained from the integrator 9 is subtracted with the brake output speed ωό, which can be set on a potentiometer 10, via an amplifier 11, and the speed value üjso / a is obtained Speedometer machine 13 measured speed via the armature current actuator 14 regulates the speed of the DC machine 3. On ^ ; This results in the speed curve of the braking · how it would be set with the measured braking torque on a comparable vehicle.

Bei geöffneter Bremse, also im drucklosen Zustand des Bremssattels 4, darf der Integrator 9 jedoch kern Ausgangssignal abgeben und wird deswegen über den Kontakt 15 kurzgeschlossen. Der Kontakt 15 wird durch einen Meßtrigger 16 erst dann wieder geöffnet, wenn ein Drehmomentsignal vorliegt. Nach öffnen derHowever, when the brake is open, that is, when the brake caliper 4 is depressurized, the integrator 9 may core Output signal and is therefore short-circuited via contact 15. Contact 15 is through a measuring trigger 16 is only opened again when a torque signal is present. After opening the

jo Bremse 1 muß die Drenzahl der Gleichstrommaschine 3 konstant gehalten werden, was zweckmäßiger Weise dadurch geschieht, daß über einen Schalter 17 auf ein Speicherglied 18 umgeschaltet und dadurch das momentane Drehzahlsignal bei Abfall des Meßtriggersjo brake 1 must be the Drenzummer of the DC machine 3 be kept constant, which is expediently done in that a switch 17 on Memory element 18 is switched and thereby the instantaneous speed signal when the measurement trigger drops

Γι 16 abgespeichert wird.Γι 16 is saved.

Zur Simulation des Bremsvorganges wie er sich auf der Straße ergibt, wirken noch weitere Kräfte auf die Fahrzeugmasse ein, so beispielsweise die Windinst, der Rollwiderstand der Räder und Steigungen bzw. Gefälle.To simulate the braking process as it occurs on the road, other forces act on the Vehicle mass, for example the wind instinct, the rolling resistance of the wheels and inclines or slopes.

Diese Fahrwiderstände stellen eine elektrische Größe dar die aus dem Fahrsimulator 19 kommend vor dem Integrator 9 mit dem an der Druckmeßdose 6 gemessenen und über den Meßverstärker 7 verstärkten Bremsdrehmoment addiert wird.These driving resistances represent an electrical variable that comes from the driving simulator 19 before Integrator 9 with that measured at the pressure cell 6 and amplified via the measuring amplifier 7 Braking torque is added.

Zur Messung des an der Bremsscheibe 4 vorhandenen Brems-Drehmomentes kann auch an Stelle eines Meßhebels 5 mit Druckmeßdose 6 eine Drehmoment-Meßwelle verwendet werden, die im Zuge der Welle 2 angeordnet ist.To measure the braking torque present on the brake disk 4, instead of a Measuring lever 5 with pressure cell 6 a torque measuring shaft can be used, which in the course of the shaft 2 is arranged.

Das Verfahren zur Simulation von Schwungmassen an Brems-Prüfständen beschränkt sich nicht nur auf die Anwendung bei Kraftfahrzeugen, sondern kann auch fi,r andere Arten von Prüfständen, in denen Massen Simuliert werden, insbesondere Aggregate-, Getriebe-,The method for simulating flywheels on brake test stands is not limited to the Application to motor vehicles, but can also fi, r other types of test benches in which masses are simulated, in particular aggregates, gearboxes,

'.ι Kupplungs-. Motor-. Wandler- und Abgas-Prüfankgen vorteilhaft eingesetzt werden.'.ι coupling. Engine-. Converter and exhaust gas test certificates can be used advantageously.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Prüfung von Kraftfahrzeugbremsen, deren umlaufender Teil jeweils auf einem Bremsenprüfstand von einer geregelten elektrischen Maschine angetrieben wird, deren Schwungmasse einschließlich der mit ihr in Antriebsverbindung stehenden Schwungmasse eine reale Schwungmasse bildet, die nach Einleitung des Bremsprüfvorgangs kinetische Energie an die Kraftfahrzeugbremse abgibt, während auf den nicht umlaufenden Teil der Kraftfahrzeugbremse ein Bremsmoment ausgeübt wird, das gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das gemessene Bremsmoment integriert wird, wobei das der Masse des Kraftfahrzeugs äquivalente Trägheitsmoment durch Division berücksichtigt wird, und daß das sich ergebende Signal als Führungsgröße für die Drehzahlregelung verwendet wird, so daß die gewünschte Schwungmassenwirkung, die auf der realen Schwungmasse (1, 2,3,13) und einem mit der elektrischen Maschine (3) nachzubildenden Teil beruht, durch eine Drehzahlregelung der die Kraftfahrzeugbremse (1,4) antreibenden elektrischen Maschine (3) erzeugt wird.1. Method for testing motor vehicle brakes, each of which has a rotating part on a Brake test bench is driven by a regulated electrical machine, whose flywheel including the flywheel that is connected to it as a drive, a real flywheel forms the kinetic energy to the motor vehicle brake after initiation of the brake test process outputs, while a braking torque is exerted on the non-rotating part of the motor vehicle brake that is measured is characterized by that the measured braking torque is integrated, the mass of the motor vehicle equivalent moment of inertia is taken into account by division, and that the resulting Signal is used as a reference variable for the speed control, so that the desired flywheel effect, the one on the real flywheel (1, 2, 3, 13) and one with the electric machine (3) part to be reproduced is based, by a speed control of the motor vehicle brake (1,4) driving electric machine (3) is generated. 2. Anordnung zur Prüfung von Kraftfahrzeugbremsen, deren umlaufender T<:il jeweils auf einem Bremsenprüfstand mit einer geregelten elektrischen Maschine verbunden ist, deren Schwungmasse einschließlich der mit ihr in Antriebsverbindung Stehenden Schwungmasse eine reale Schwungmasse bildet, die n; "h Einleitung des Bremsprüfvorgangs kinetische Energie an die Kraftfahrzeugbremse abgibt, während der nicht umlaufende Teil der Kraftfahrzeugbremse sowohl mi· einer Einrichtung zur Einstellung als auch mit einer Einrichtung zur Messung des Bremsmoments verbunden ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Bremsmomentsignal erzeugende Bremsmomentmeßeinrichtung (6) (iber einen Meßverstärker (7) und einen Dividierer (8) an einen Integrator (9) angeschlossen ist. der mit einem Verstärker (11) verbunden ist, mit dem ein Bremsausgangsdrelizahlsignal (o)n) subtrahiert und eine Verstärkung durchgeführt wird, daß der die Führungsgröße abgebende Ausgang des Verstärkers (11) an einen Drehzahlregelkreis angeschlossen ist. tier cine den Drehzahlistwert erzeugende Tachomaschine (1 3) und ein von der Differenz beaufschlagtes Ankerstromstellglied (14) der elektrischen Maschine (3) aufweist.2. Arrangement for testing motor vehicle brakes, the circumferential T <: il each on a Brake test bench is connected to a regulated electrical machine, whose flywheel including the flywheel that is in drive connection with it, a real flywheel forms the n; "h Initiation of the brake test process releases kinetic energy to the vehicle brake, while the non-rotating part of the Motor vehicle brake both with one device for setting as well as with a device for measuring the braking torque is connected to Implementation of the method according to Claim 1, characterized in that the braking torque signal generating braking torque measuring device (6) (via a measuring amplifier (7) and a divider (8) is connected to an integrator (9). which is connected to an amplifier (11) with which a Brake output relay number signal (o) n) subtracted and a gain is carried out that the output of the amplifier emitting the reference variable (11) is connected to a speed control loop. tier cine tachometer machine generating the actual speed value (1 3) and an armature current actuator (14) of the electrical machine to which the difference is applied (3). 3. Anordnung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Bremsmoments ein an einem Bremssattel (4) angeordneter Hebel (5) mil Druckineßdose (&) vorgesehen ist.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that that for measuring the braking torque a lever (5) arranged on a brake caliper (4) mil Pressure load cell (&) is provided. 4. Anordnung nach Anspruch 2. dadurch gekenn zeichnet, daß zur Messung des Bremsmoments eine mn Bremssüttel (4) verbundene Drehniomentmeßwelle vorgesehen ist4. Arrangement according to claim 2, characterized in that a for measuring the braking torque Torque measuring shaft connected to the brake caliper (4) is provided S Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der (olgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine (3) eine Gleichslfommin schine ist,S arrangement according to claim 2 or one of the (following claims, characterized in that the electrical machine (3) has a synchronism machine is 6. Anordnung nach Anspruch 2 öder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsausgangsdrehzahl (Wo) durch ein Potentiometer einstellbar ist.6. Arrangement according to claim 2 or one of the following claims, characterized in that the brake output speed (Wo) can be set using a potentiometer. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung von Kraftfahrzeugbremsen, deren umlaufender Teil jeweils auf einem Bremsenprüfstand von einer geregelten elektrischen Maschine angetrieben wird, deren Schwungmasse einschließlich der mit ihr in Antriebsverbindung stehenden Schwungmasse eine reale Schwungmasse bildet, die nach Einleitung des Bremsprülvorganges kinetische Energie an dip Kraftfahrzeugbremse abgibt, während auf den nicht umlaufenden Teil der Kraftfahrzeugbremse ein Bremsmoment ausgeübt wird, das gemessen wird, und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2. Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Gattung sind bekannt (DE-AS 12 17 105). Bei der bekannten Vorrichtung speist ein Drehzahlregler die elektrische Maschine, während das Bremsmoment von einem Bremsmomentenregler bestimmt wird. Für die Prüfung der Bremsen werden ein gewünschter Drehzahl- und Bremsmomentenverlauf jeweils dem Drehzahl- und Bremsmomentenregler als Führungsgrößen vorgegeben. Diese Führungsgrößen werden zuvor an einem Kraftfahrzeug auf der Straße während einer Testfahrt gemessen und aufgezeichnet. Da eine feste Zuordnung zwischen jeweils zwei gleichzeitig gemessenen Werten der Drehzahl- und des Bremsmoments besteht, müssen die beiden Regler auch bei FührungsgröQenänderungen für die genaue Nachbildung gleiche Ausregelzeiten aufweisen. Zur Erreichung gleicher Ausregelzeiten wird eine Korrekturgröße aus der Abweichung zwischenThe invention relates to a method for testing motor vehicle brakes, the rotating part of which is driven on a brake test bench by a regulated electrical machine, the flywheel mass including the flywheel mass connected to it forms a real flywheel mass that generates kinetic energy after the brake flushing process has been initiated dip motor vehicle brake releases while a braking torque is exerted on the non-rotating part of the motor vehicle brake, which is measured, and a device according to the preamble of claim 2. A method and a device of this type are known (DE-AS 12 17 105). In the known device, a speed controller feeds the electrical machine, while the braking torque is determined by a braking torque controller. To test the brakes, a desired speed and braking torque curve are given to the speed and braking torque controller as reference variables. These reference variables are measured and recorded beforehand on a motor vehicle on the road during a test drive. Since there is a fixed assignment between two simultaneously measured values of the speed and the braking torque, the two controllers must have the same settling times for exact replication, even if the reference variable changes. In order to achieve the same adjustment times, a correction variable is made from the deviation between jo tatsächlicher und gewünschter Bremsarbeit mittels eines Integrators gebildet. Die Korrekturgröße wird den Regelkreisen zugeführt und sorgt für gleiche Ausregelzeiten.jo actual and desired braking work by means of formed by an integrator. The correction variable is fed to the control loops and ensures the same Settling times. Bekannt ist weiterhin ein Prüfstand für Kraftfahrzeuge, bei dem die Drehzahl und das Bremsmoment mittels eines Programms als Führungsgrößen vorgegeben werden (Siemens-Zeitschrift, 35 (1961), 4. S. 234-236). Es sind auch Schwungmassenprüfstände bekannt geworden, bei denen dar. Bei. .^bsverhalten derAlso known is a test stand for motor vehicles, in which the speed and the braking torque by means of of a program can be specified as reference variables (Siemens-Zeitschrift, 35 (1961), 4th pp. 234-236). Inertia dynamometers have also become known in which there are. . ^ behavior of the <.n Fahrzeugbremse dadurch getestet wird, daß mit ihr rotierende Schwungmassen abgebremst werden. Vor dem Bremsvorgang werden die Schwungmassen mittels eines Elektromotors auf die gewünschte Ausgangsdrehzahl gebracht. Damn die während des Bremsvorganges j in Wärme umgesc izte kinetische Energie der Schwungmassen aber der kinetischen Energie im Fährbetrieb des Fahrzeuges gleich ist. müssen die Schwungmassen entsprechend dem Fahrzeuggewicht dimensioniert v/erden, was dadurch geschieht, daß die Schwungmas<.n vehicle brake is tested by using it rotating centrifugal masses are slowed down. Before the braking process, the centrifugal masses are by means of an electric motor brought to the desired output speed. Damn during the braking process The kinetic energy of the centrifugal masses converted into heat but the kinetic energy in the ferry operation of the vehicle is the same. need the flywheels dimensioned according to the weight of the vehicle, which happens because the flywheel in sen in verschiedene Gewichtsstufen unterteilt sind, die je nach Bedarf miteinander angekuppelt werden können (VDI-Z.. 1O6(I964)4.S. 129. I 30).in sen are divided into different weight levels, the can be coupled to one another as required (VDI-Z .. 1O6 (I964) 4.S. 129. I 30). Schließlich sind Kraftfahrzeugprüfstande bekannt, bei denen für die Simulation der Kraftfahrzeugmasse einFinally, motor vehicle test stands are known at those for simulating the vehicle mass >> größeres Moment benötigt wird, als durch das Trägheitsmoment der Walzen aufgebracht werden kann, auf denen die Räder des Kraftfahrzeugs wahrend der Prüfung stehen Für die Fr/eugung eines zusätzli chen Drehmoments über die an die Walzen angekoppel>> Greater moment is needed than that Moment of inertia of the rollers can be applied on which the wheels of the motor vehicle while the exam stand for the inspection of an additional chen torque via the coupled to the rollers ho ten Moloren wird eine Ftihrungsgröße jus dem Produkt der Winkelverzögerung der Walzen und der Differenz, des äquivalenten Trägheitsmoments des Kraftfahrzeugs Und des Trägheitsmomenls der Gesamtheit der drehenden Teile des Prüfslandes ermittelt, HierausHo ten Moloren becomes a guide to the product the angular deceleration of the rollers and the difference, the equivalent moment of inertia of the motor vehicle And the moment of inertia of the totality of the rotating parts of the test country is determined from this f>5 ergibt sich jedoch ein ungünstiges Regelverhalten, da ein anfangs eintretender Drehzahlabfall eine zu geringe Bremsarbeil hervorruft (DE-OS 20 31 757).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einf> 5, however, the result is an unfavorable control behavior, since an initially occurring drop in speed causes too little braking force (DE-OS 20 31 757).
The invention is based on the object
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