DE2904056A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur dynamischen messung von betriebswerten von motorangetriebenen fahrzeugen, insbesondere der leistung eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

• Verfahren und Schaitungsanordnung
• zur dynamischen Messung von Betriebswerten von motorangetriebenen Fahrzeugen, insbesondere der Leistung eines Kraftfahrzeuges Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Messung von Betriebswerten von motorangetriebenen Fahrzeugen, insbesondere der Leistung eines Kraftfahrzeuges, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
• Ein derartiges Verfahren und eine derartige Schaltungsanordnung sind aus der DE-OS 23 39 580 bekannt. In dieser Druckschrift wird von einem bekannten statischen Meßverfahren zur Leistungsmessung bzw.
• Zugkraftmessung eines Kraftfahrzeuges ausgegangen. Bei diesem statischen Mel3verfahren wird eine bestimmte Drehzahl der Laufrollen des Rollenprüfstands vorgesehen, wobei die Drehzahl der Laufrollen so eingestellt wird, daß bei Vollgas der Brennkraftmaschine die Räder des Kraftfahrzeuges angetrieben werden und mit Hilfe einer Bremse die Drehzahl der Laufrollen des Prüfstands auf den vorgegebenen Drehzahlwert eingeregelt wird. Die bei dieser Drehzahl von der Bremse aufgebrachte Leistung ist dann das Maß für die an den Laufrollen des Prüfstandes aufgewendete Leistung, welche von der Brennkraftmaschine des zu prüfenden Fahrzeugs hervorgerufen wird. Durch Anfahren mehrerer vorgewählter Geschwindigkeitsfixpunkte läßt sich dann die Leistungskurve des Fahrzeugs punktförmig ermitteln. Durch Verbinden der Punkte läßt sich eine manuelle graphische Darstellung der Leistungskurve im P/V-Diagramm erzielen. Durch das Anfahren mehrerer Geschwindigkeitsfixpunkte kann sich das prüfende Fahrzeug in seinem Leistungsverhalten einregeln, so daß dabei die tatsächlichen Betrieljswerte, insbesonderte Leistungsdaten des Kraftfahrzeuges am betreffenden G eschwindigkeitsfixpunkt sich am genauesten ermitteln lassen. Bei diesem bekannten statischen Verfahren ist es jedoch notwendig2 dann zur Erzielung einer hohen Genauigkeit der Leistungskurve eine groBe Anzahl von Meßpunkten gewählt werden muß2 was sehr zeitaufwendig ist. Zudem ist eine besondere Schulung des Werkstattpersonals notwendig.
• Aus der DE-OS 23 39 580 sind daher auch noch ein dynamisches Meßverfahren und eine entsprechende Schaltungsanor duung bekannt, durch die kontinuierlich die Leistungskurve ermittelt werden kann. Bei dem dabei zur Anwendung kommenden Rollenprüfstand ist wenigstens eine der Laufrollen mit einer Schwungmasse verbunden Beim Messen wird die Drehzahl der Räder gesteigert und ein drehzahlproportionales Signal gebildet. Dieses wird nach der Zeit differenziert und das daraus resultierende Signal mit einem der Schwungmasse des Rollenpruistandes entsprechenden Signal multipliziert. Auf diese Weise gewinnt man ein für die Zugkraft an den Rädern des Kraftfahrzeuges charakteristisches Signal. Das der Zugkraft entsprechende Signal wird auf einen zweiten Multiplizierer gegeben und mit dem drehzahlabhängigen Signal multipliziert. Dabei gewinnt man die Leistungskur ve. Bei der Beschleunigung der Räder wird beim bekannten Verfahren das Getriebe des Kraftfahrzeuges so geschaltet, daß man möglichst schnell in den direkten bzw.
• vierten Gang gelangt. Zur Leistungsmessung wird dabei immer Vollgas gegeben. Die ermittelten Leistungswerte können kontinuierlich auf einem Schreiber dargestellt und ausgewertet werden.
• Bei leistungsstarken Fahrzeugen kommt es zu sehr kurzen Ilochlaufzeiten, so daß Fehlereinflüsse, z.B. durch übergroßen Schlupf, zwischen den Reifen und den Prüfstandsrollen nicht zu vermeiden sind. In der DE-OS 23 39 580 ist hierzu zwar vorgesehen, nach Ablauf der Messung bei Maximaldrehzahl die Kupplung der Brennkraftmaschine uluszurücken, darnit die Laufrollen und die Räder von der mitt)eschleunigtell Schwungmasse weiter angetrieben werden. Es wird nun dabei die Verzögerung gemessen und es ergibt sich in negativer Richtung eine Leistung, die über die Geschwindigkeit aufgetragen werden kalt, welche die Verlustleistung bedeutet, die beispielsweise durch das Getriebe und den Schlupf sich ergibt. Hieraus läßt sich dann die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine ohne Verluste ermitteln. Wie schon erwähnt, ist hierzu jedoch bei der bekannten Vorrichtung eine Schwungmasse erforderlich, die wenigstens mit einer der Prüfstandsrollen verbunden ist.Aus Gründen der Regelungsdynamik ist es jedoch erwünscht, das Massentragrheitsmoment der Prüfstandsrollen möglichst niedrig zu halten. Zudem ergibt sich bei einem Vergleich der durch das bekannte dynamische Meßverfahren ermittelten Leistungskurven mit den Leistungskurven, die durch das bekanne statische Verfahren ermittelt wurden und welche in den einzelnen Geschwindigkeitsfixpunkten die genauest mögliche Messung der Leisiungsdaten verbringen, daß diese Leistungskurven nicht immer deckungsgleich sind. Außerdem kann wegen der kurzen Hochlaufzeit die optimale Leistung nicht erreicht werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung für die dynamische Messung von Betriebswerten motorangetriebener Fahrzeuge, insbesondere der Leistung von Kraftfahrzeugen, zu schaffen, mit denen eine schnelle Messung durchgeführt werden kann und zugleich eine genaue Ermittlung der Leistungsdaten gewährleistet wird.
• Diese Aufgabe wird bei dem eingsulgs genalmten Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und bei der eingangs genannten Schaltungsanordnung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 4 angegebenen Merkmale gelöst.
• In den Unter ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
• Eine vorteilhafte Schaltungsanordnung weist eine Schalteinrichtung auf, an der die Hochlaufzeit vorgewählt werden kann und der ein Rampenfunktionsgenerator nachgeschaltet ist. Dieser R ampenfunktionsgenerator erzeugt eine der Sollgeschwindigkeit proportionale Spannung, die mit einer der Istgeschwindigkeit proportionalen Spannung, die durch einen Impulsgeber erzeugt werden kann, verglichen wird. Beide Spannungen werden nachfolgend einem Differenzbildner eingegeben, dessen Ausgangsspannung über ein Leistungsteil eine Bremse ansteuert.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Schalteinrichtung ein Konstantwertgeber nachgeschaltet sein, dessen Konstantfaktor durch die vorwählbare Hochlaufzeit bestimmt ist und dessen Ausgang einem Addierer eingegeben werden kann, dem gleichzeitig ein der Zugkraft am Rollenumfang proportionaler Meßwert eingegeben wird. Nachfolgend kann der Ausgangswert des Addierers mit der Istgeschwindigkeit multipliziert und an ein Anzeigegerät weitergeleitet werden.
• Bei der Erfindung wird ein zwangsgeführter Hochlauf erzielt, bei dem eine variable Zugkraft, ähnlich wie bei der punktweisen statischen Leistungsermittlung, gemessen wird und bei dem eine konstante Beschleunigung vorliegt, so daß eine Differentiation der Geschwindigkeit nach der Zeit entfallen kann.
• Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß sich die Leistung optimal wie folgt bestimmen läßt: P V * 1 dt m ddV wobei V die Istgeschwindigkeit und F die Zugkraft am Rollenumfang ist.
• Der Faktor m ddV ist konstant, da die Masse der Prüfstandsrollen dt festliegt und die Beschleunigung durch die Vorgabe der Hochlaufzeit konstant ist.
• Die Ermittlung der Leistung errechnet sich daher dann aus: P = V ' (F + Konstantfaktor).
• Bei der Prüfung wird, wenn die Bremse zur Geschwindigkeitsregelung zum Einsatz kommt, das Kraftfahrzeug ständig mit Vollgas gefahren, wobei die Gänge an den üblichen Punkten geschaltet werden können.
• Durch die Regelung ist die Istgeschwindigkeit gleich der Sollgeschwindigkeit, wobei das Fahrzeug gebremst wird, wenn dieses aufgrund der höheren Leistung über die Sollgeschwindigkeit hinaus fahren will. Diese Bremsleistung bewirkt die zu messende Zugkraft.
• Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den beiliegenden Figuren schematisch dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels und Fig. 2 einen Ausschnitt des Blockschaltbildes der Fig. 1.
• An einer als Zeitvorwählschalter 1 ausgebildeten Einstelleinrichtung für eine konstante Beschleunigung kann die Hochlaufzeit eines bekannten und daher nicht näher dargestellten Rollenprüfstandes vorgewählt werden, wobei insbesondere Hochlaufzeiten von 20 - 30 Sekunden oder für sehr langsame Fahrzeuge 40 - 60 Sekunden sich als am geeignetsten erwiesen haben. Mit dem Betätigen des Vorwählschalters 1 wird ein als Rampenfunktionsgenerator 2 ausgebildeter B ezugswertgeber aktiviert, der eine der Sollgeschwindigkeit proportionale Spannung erzeugt. Ein Impulsgeber 4 kann die Istgeschwindigkeit einer Prüfstandsrolle abtasten und z.B.einem F/V-Konverter 5 eingeben, der eine der Istgeschwindigkeit proportionale Spannung erzeugt. Die der Sollgeschwindigkeit proportionale Spannung und die der Istgeschwindigkeit proportionale Spannung werden nachfolgend einem Differenzbildner 6 weitergeleitet, dessen Ausgang über ein Leitungsteil 7 eine auf die Prüfstandsrollen einwirkende Bremse 8 ansteuern kann. Die Bremse 8 kann z.B. eine Wirbelstrombremse oder eine andere bekannte Bremse sein.
• Beim Betätigen des Zeitvorwählschalters 1 wird gleichzeitig die Konstante m dV in einer Einrichtung 9 festgelegt und zu einem Addierer 11 dt weitergeleitet. Dem Addierer 11 wird gleichzeitig die durch eine Meßeinrichtung 10 ermittelte Zugkraft am Rollenumfang eingegeben. Die Summe beider Werte werden zu einem Multiplizierer 12 weitergeleitet, dem gleichzeitig die Istgeschwindigke it eingegeben wird.
• Die Multiplikation ergibt einen der Leistung des Fahrzeuges proportionalen Wert und kann an einem Anzeigegerät 13, das auch ein X/Y-Schreiber zur Darstellung eines P/V-Diagrammes sein kann, dargestelll werden.
• Beim Messen wird der Motor des Kraftfahrzeuges mit Vollgas betrieben und durch die entsprechend angesteuerte Bremse 8 werden die Prüfstandsrollen abgebremst, so daß die eingestellte konstante Beschleunigung der Rollen bzw. Räder des Kraftfahrzeugs erzielt wird.
• Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt des Blockschaltbildes der Fig. 1, wobei in dem Zeitvorwählschalter 1 die der gewünschten Hochlaufzeit entsprechenden Spannungen U1 bis U3 eingestellt werden können. Es können aber auch mehrere oder weniger Stufen vorgesehen sein.
• Der Rampenfunktionsgenerator 2 kaml aus einem Invertierer 3 und einem enlsprechenden RC-Glied 14 und 15 bestehen und eine Zenerdiode diode 16 zur Begrenzung des Sollwertes aufweisen. An einem Anzeigegerät 17 kann der jeweils anstehende Sollwert überprüft werden. Am Ausgang 18 liegt dann die der Sollgeschwindigkeit proportionale Spannung Usoll an.
• Ein weiterer Schalter 19 kann die Umschaltung von dem erfindungsgemäßen Meßverfahren auf die herkömmliche stufenweise Leistungskurvenermittlung ermöglichen, wobei an einem Potentiometer 20 mit einer Skala die gewünschte Geschwindigkeit voreingestellt werden kann. Leerseite

Claims (8)

1. Verfahren und Schaltungsanordnung zur dynamischen Messung von Betriebswerten von motorangetriebenen Fahrzeugen, insbesondere der Leistung eines Kraftfahrzeuges Patentansprüche: 1 LTerfahren zur dynamischen Messung von Betriebswerten von motorangetriebenen Fahrzeugen, insbesondere der Leistung eines Kraft -fahrzeuges, mit Hilfe eines Rollenprüfstandes, auf dessen Rollen die von einem Motor, insbesondere 3rennkraftmaschine, beschleunigt an getriebenen Räder des Fahrzeuges abrollen und dabei die Geschwindigkeit der Rollen und die Zugkraft am Rollenumfang gemessen und miteinander multipliziert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder mit einer vorgegebenen linear ansteigenden Geschwindigkeit beschleunigt werden und zur gemessenen Zugkraft eine der beschleunigten Masse des Prüfstandes und des Kraftfahrzeuges sowie der konstanten Beschleunigung proportionale Konstante vor der Multiplikation mit dem Istwert der Geschwindigkeit der Rollen bzw. der Räder addiert wird.
2. 2. Verfahren nach Amspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochlaufzeit und damit die Beschleunigung der Räder bzw. Rollen tiefer als die maximale Beschleunigung des zu prüfenden Kraftfahrzeuges bemessen wird
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen zur Einstellung der konstanten Beschleunigung der Räder abgebremst werden.
4. 4. Schaltungsanordnung zur dynamischen Messung von Betriebswerten eines motorangetriebenen Fahrzeuges, insbesondere der Leistung eines Kraftfahrzeuges, zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Meßeinrichtung für die Zugkraft am Rollenumfang, einer Meßeinrichtung für die Istgeschwindigkeit der Rollen bzw. Räder und einer Multipliziereinrichtung, in welcher die Werte für die Zugkraft und die Istgeschwindigkeit der Rollen bzw. Räder multipliziert werden, da -durch gekennzeichnet, daß eine Einstelleinrichtung (1) für eine konstante Beschleunigung über eine auf die beschleunigten Massen des Fahrzeuges und des Rollenprüfstandes einstellbare Schaltung (9) sowie die Meßeinrichtung (1Q) für die Zugspannung an eine Addiereinrichtung (11) angeschlossen sind, deren Ausgang mit der Multipliziereinrichtung (12) verbunden ist.
5. 5. Sehaltung-sanordnung nach Anspruch 4, d a du r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die MeíSeinrichtung (4, 5) für die Istgeschwindigkeit der Rollen bzw. Räder zusammen mit einem Bezugswertgeber (2) für die konstante Beschleunigung der Räder bzw. Rollen, der mit der Einstelleinrichtung (1) für die konstante Beschleunigung verbunden ist, an eine Vergleichseinrichtung (6) angeschlossen sind, deren Ausgangssignal eine die Geschwindigkeit der Rollen bzw. Räder beeinflussende Regeleinrichtung (8) ansteuert.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch g ekennz eich -net, daß die Regeleinrichtung (8) als Bremse ausgebildet ist.
7. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, elstdurch gekeillaeichnet, daß die Einstelleinrichtung für die konstante Beschleunigung als Schalteinrichtung (1), ander die Hochlaufzeit vorwählbar ist, und der Bezugswertgeber (2) als Rampenfunklionsgenerator, der eine der Sollgeschwindigkeit proportionale Spannung erzeugt, ausgebil -det sind und daß die Soll- und Istwerte der als Differenzbildner ausgebildeten Vergleichsschaltung (6) eingegeben wer den, deren Ausgangs -spannung über einen Leistungsteil (7) die Bremse (8) ansteuert.
8. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch g e ke n n z e i c h ne t, daß der Schalteinrichtung (1) ein Konstantwertgeber (9) nachgeschaltet ist, dessen Konstantfaktor durch die vorwählbare Hochlaufzeit bestimmt ist, und daß der Ausgang des Konstantwertgebers (9) einem Addierer eingegeben wird, dem weiterhin die durch die Meßeinrichtung (10) ermittelte Zugkraft am Rollenumfang eingegeben wird, und daß der Ausgangswert cies Addierers (11) mit der Istgeschwindigkeit in dem Multiplizierer (12) multipliziert und an ein Anzeigegerät (13) zur Anzeige weitergeleitet wird.