DE2904056C2

DE2904056C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur dynamischen Messung der Ausgangsleistung von motorangetriebenen Fahrzeugen, insbesondere der Leistung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2904056C2
Application number: DE19792904056
Authority: DE
Inventors: Horst 6141 Bensheim Hegenbart; Friedrich 6101 Seeheim Wenz
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Hofmann Werkstatt Technik GmbH
Priority date: 1979-02-02
Filing date: 1979-02-02
Publication date: 1983-07-28
Also published as: DE2904056A1

Description

_ Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen

Messung der Ausgangsleistung 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 3.

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 l>zw. Zugkraftmessung eines Kraftfahrzeuges ausgegangen Bei diesem statischen Meßverfahren wird eine bestimmte Drehzahl der Laufrollen des Rollenprüfstands vorgesehen, wobei die Drehzahl der Laufrollen so eingestellt wird, daß bei Vollgas der Brennkraftmaschine die Räder die 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 ?/V-Diagramm erzielen. Durch das Anfahren mehrerer Geschwindigkeitsfixpunkte kann sich das prüfende Fahrzeug in seinem Leistungsverhalten einregeln, so daß dabei die tatsächlichen Betriebswerte, insbesondere Leistungsdaten des Kraftfahrzeuges am betreffenden Geschwindigkeitsfixpunkt sich am genauesten ermitteln lassen. Bei diesem bekannten statischen Verfahren ist es jedoch notwendig, daß zur Erzielung einer hohen Genauigkeit der Leistungskurve eine große Anzahl von Meßpunkten gewählt werden muß, 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 Schaltungsanordnung 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 Rollenprühitandes 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 Leistungskurve. 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 Hochlaufzeiten, 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 auszurücken, damit die Laufrollen und die Räder von der mitbeschleunigten Schwungmasse weiter angetrieben werden. Es wird nun dabei die Verzögerung gemessen und es ergibt sich in negativer Richtung eine Leistung, die Ober die Geschwindigkeit aufgetragen werden kann, welche die Verlustleistung bedeutet, die beispielsweise durch das Getriebe und den Schlupf sich ergibt Hieraus läßt sich dann die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine ohne Verlust 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 Massenträgheitsmoment der Prüfstandsrollen möglichst niedrig zu halten. Zudem ergibt sich bei einem Vergleich der durch das bekannte dynamische Meßverfahren ennittelten Leistungskurven mit den Leistungskurven, die durch das bekannte statische Verfahren ermittelt wurden und weiche in den einzelnen Geschwindigkeitsfixpunkten die genauest mögliche Messung der Leistungsdaten erbringen, daß diese Leistungskurven nicht immer deckungsgleich sind. Außerdem kann wegen der kurzen Hochlauzeit die optimale Leistung nicht erreicht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung für die dynamische Messung der Ausgangsleistung 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 eingangs genannten Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und bei der eingangs genannten Schaltungsanordnung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 angegebenen Merkmale gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Eine vorteilhafte Schaltungsanordnung weist einen Bezugswertgeber als Rampenspannungsgenerator auf. Dieser Rampenspannungsgenerator 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 Ausgangsspannur.g über ein Leistungsteil eine Bremse ansteuert.

Bei der Erfindung wird ein zwangsgeführter Hochlauf erzielt, bei dem eine varifeJrJe 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 P optimal wie folgt bestimmen läßt:

P= V- F+m—- K al

wobei V die fstgeschwindigkeit, F die Zugkraft am Rollenumfang und m die Masse der Prüfstandsrollen

und des Kraftfahrzeugs ist. Der Faktor m ■ — ist

dr

konstant, da die Masse m festliegt und die Beschleunigung durch die Vorgabe d<*r 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

ίο 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 zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Ausfühningsbeispiels und

Fig.2 einen Ausschnitt des Blockschaltbildes der

An einer als Zeitvorwahlschaiter 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 Rampenspannungsgenerator 2 ausgebildeter Bezugswertgeber 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 Leistungsteil

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 --r-in einer einstellbaren

Schaltung 9 festgelegt und zu einem Addierer 11 weitergeleitet Dem Addierer 11 wird gleichzeitig die durch eine Meßeinrichtung 10 ermittelte Zugkraft am

"¹⁽⁾ Rollenumfang eingegeben. Die Summe beider Werte wird zu einem Multiplizierer 12 weitergeleitet, dem gleichzeitig die Istgeschwindigkeit eingegeben wird.

Die Multiplikation ergibt einen der Leistung des Fahrzeuges proportionalen Wert und kann an einem Anzeigegerät 13, das auch ein .Y/V-Schreiber zur Darstellung eines P/V-Diagrammes sein kann, dargestellt 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 Hoc'ilaufzeit entsprechenden Spannungen Ui bis i/3 eingestellt werden können. Es können aber auch mehrere oder weniger Stufen vorgesehen

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sein. Sollgeschwindigkeit proportionale Spannung U_s„u an.

Der Rampenspannungsgenerator 2 kann aus einem Ein weiterer Schalter 19 kann die Umschaltung von

Invertierer 3 und einem entsprechenden RC-CWed 14 dem erfindungsgemäßen Verfahren auf die herkömmli-

und 15 bestehen und eine Zenerdiode 16 zur ehe stufenweise Leistungskurvenermittlung ermögli-

Begrenzung des Sollwertes aufweisen. An einem > chen, wobei an einem Potentiometer 20 mit einer Skala

Anzeigegerät 17 kann der jeweils anstehende Sollwert die gewünschte Geschwindigkeit voreingestellt werden

überprüft werden. Am Ausgang 18 liegt dann die der kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur dynamischen Messung der Ausgangsleistung von motorangetriebenen Fahrzeugen, insbesondere der Leistung eines Kraftfahrzeuges, mit Hilfe eines Rollenprüfstandes, auf dessen Rollen die von einem Motor, insbesondere Verbrennungsmotor, beschleunigt angetriebenen 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 und somit die Rollen mit einer vorgegebenen linear ansteigenden Geschwindigkeit beschleunigt werden und daß zur gemessenen Zugkraft eine der beschleunigten Masse des Prüfstandes und des motorangetriebenen Fahrzeugs sowie der konstanten Beschleunigung proportionale Konstante vor der Multiplikation mit dem Istwert der Geschwindigkeil der Rollen addiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochlaufzeit und damit die Beschleunigung der Rollen niedriger als die maximale Beschleunigung des zu prüfenden Kraftfahrzeuges bemessen wird.

3. Schaltungsanordnung zur dynamischen Messung der Ausgangsleistung von motorangetriebenen Fahrzeugen, insbesondere der Leistung eines Kraftfahrzeuges, zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch J. mit einer Meßeinrichtung für die Zugkraft am Rollenumfang, einer Meßeinrichtung für die Istgeschwindigkeit der Rollen und einer Multipliziereinrichtung, in welcher die Werte für die Zugkraft und die Istgeschwh.digkeit der Rollen _J5 multipliziert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitvorwählschalter (1) für eine konstante Beschleunigung über eine auf die beschleunigten Massen des Fahrzeuges und des Rollenprüfstandes einstellbare Schaltung (9) sowie die Meßeinrichtung (10) für die Zugkraft an eine Addiereinrichtung (11) angeschlossen sind, deren Ausgang mit der Multipliziereinrichtung (12) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (4, 5) Für die Istgeschwindigkeit der Rollen zusammen mit einem Bezugswertgeber (2) für die konstante Beschleunigung der Räder, der mit dem Zeitvorwählschalter (1) für die konstante Beschleunigung verbunden ist, an eine Vergleichseinrichtung (6) angeschlossen sind, deren Ausgangssignal eine die Geschwindigkeit der Rollen beeinflussende Bremse (8) ansteuert.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugswertgeber (2) als Rampenspannungsgenerator, der eine der Sollgeschwindigkeit proportionale Spannung erzeugt, ausgebildet ist und daß die SoII- und Istwerte der als Differenzbildner ausgebildeten Vergleichsschaltung (6) eingegeben werden, deren _bo Ausgangsspannung über einen Leistungsteil (7) die Bremse (8) ansteuert.