DE3009059A1

DE3009059A1 - Drive output torque measuring system - uses reaction force acting on stator exerting moment on suspension

Info

Publication number: DE3009059A1
Application number: DE19803009059
Authority: DE
Inventors: Walter Dr.sc.nat. Endingen Rüegg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-08
Filing date: 1980-03-08
Publication date: 1981-09-24

Abstract

The measuring system depends on reaction force. The stator of the drive exerts a moment (MA) on the suspension which is measured together with the weight component (FG) by a force measuring device (5). The measured force is connected via a transducer (7) into a corresponding electrical signal and corrected for the weight component (FG) by a given correction value (UG). The stator acceleration is measured by a transducer (9) and together with the stator moment of inertia used to give the rate of variation in the stator rotation to provide the nett torque of the drive system. The drive can be used in a vehicle with the reaction force measured between the stator and the suspension carried by the vehicle chassis.

Description

Verfahren zum Messen des Antriebsmomentes eines An-Method for measuring the drive torque of an

triebssystems, Verwendung des Verfahrens zusammen mit der Messung der Lastbeschleunigung, Anordnung zur Ausführung des Verfahrens und Anwendung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Antriebsmomentes eines Antriebssystems, die Verwendung des Verfahrens zusammen mit der Messung der Lastbeschleunigung zur Bestimmung de-s Last- oder des Statorträgheitsmomentes, eine Anordnung zur Ausführung des Verfahrens sowie die Anwendung des Verfahrens für das Austesten von Motorfahrzeugen.drive system, use of the method together with the measurement the load acceleration, arrangement for executing the method and application of the Method The present invention relates to a method for measuring the drive torque of a drive system, the use of the method together with the measurement of the Load acceleration to determine the load or stator moment of inertia, a Order for the execution of the procedure as well as the application of the procedure for the Motor vehicle testing.

Bei konventionellen Bremsprüfständen wird die Reaktionskraft zum Bremsmoment gemessen, was nur bei exakt konstantgehaltener lastseitiger Drehzahl dem vom Antriebssystem abgegebenen Drehmoment entspricht. Um somit das Antriebsdrehmoment bei verschiedenen Drehzahlen zu messen, muss eine punktuelle Messung mit entsprechend grossem zeitlichem und konstruktivem Aufwand vorgenommen werden. Im übrigen sind Verfahren zur dynamischen Messung bekannt, beispielsweise aus der CH-PS 591 074 des gleichen Anmelders, bei welchen aus einer Beschleunigungsmessung, lastseitig, auf das Antriebsmoment geschlossen wird. Dieses letzterwähnte Verfahren bedingt, dass das Lastträgheitsmoment des Antriebssystems und allfälliger getriebener Zusatzaggregate bekannt ist.With conventional brake test stands, the reaction force becomes the braking torque measured, which is only measured by the drive system when the load-side speed is kept exactly constant delivered torque. Thus, the drive torque at different To measure speeds, a punctual measurement with a correspondingly large time and constructive effort. In addition, methods are dynamic Measurement known, for example from CH-PS 591 074 by the same applicant which from an acceleration measurement on the load side, inferred from the drive torque will. This last-mentioned method requires that the load moment of inertia of the drive system and any additional driven units are known.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren eingangs genannter Art zu schaffen welches ohne Kenntnis des Lastträgheitsmomentes die Messung des Netto- Antriebsmomentes eines Antriebssystems bei beliebiger zeitlicher Drehzahländerung ermöglicht.The object of the present invention is to provide a method at the outset of the type mentioned, which the measurement can be carried out without knowledge of the load moment of inertia of the net Drive torque of a drive system at any temporal speed change allows.

Zu diesem Zweck zeichnet sich das Verfahren nach dem Wortlaut des Anspruchs 1 aus.For this purpose, the procedure is based on the wording of Claim 1 from.

Insbesondere bei festeingebauten Antriebssystemen, sei dies nun im zu treibenden System oder einem Prüfstand, ist es relativ einfach, mindestens eine Reaktionskraft zu erfassen und nach Massgabe des wirksamen Hebelarmes daraus das Antriebsmoment zu bestimmen, wobei man vorzugsweise diese Reaktionskraft wenigstens nahezu verschiebungslos misst.Especially with permanently installed drive systems, this is now in the To be driven system or a test bench, it is relatively easy to have at least one To detect the reaction force and, depending on the effective lever arm, the To determine the drive torque, preferably at least this reaction force measures almost without displacement.

Erfährt im dynamischen Betrieb das Antriebssystem mit Bezug auf das Bezugssystem eine Trägheitsbeschleunigung, indem beispielsweise ein Motorblock oder Stator mit Bezug auf seine Aufhängung schwingt, so bewirkt die entsprechende Drehimpuls-Aenderung in der Zeit, dass das Reaktionsmoment nicht exakt dem Netto-Antriebsmoment entspricht. Deshalb wird vorgeschlagen, die Trägheitsbeschleunigung des Antriebs systems und das Reaktionsmoment lediglich bei den Nulldurchgängen dieser Beschleunigung zu erfassen: In diesen Zeitpunkten entspricht das Reaktionsmoment wiederum exakt dem Netto-Antriebsmoment.In dynamic operation, the drive system experiences with reference to the Reference system an inertial acceleration by, for example, an engine block or The stator oscillates with respect to its suspension, thus causing the corresponding angular momentum change in the time that the reaction torque does not exactly correspond to the net drive torque. Therefore, it is proposed that the inertial acceleration of the drive system and to record the reaction torque only at the zero crossings of this acceleration: At these times, the reaction torque corresponds exactly to the net drive torque.

Um unter Berücksichtigung von Drehimpuls-Änderungen obgenannter Art trotzdem eine kontinuierliche Messung des Antriebsmomentes zu ermöglichen, wird weiter vorgeschlagen, dass man die Trägheitsbeschleunigung des Antriebssystems erfasst und unter Berücksichtigung des mit dieser Beschleunigung wirksamen Trägheitsmomentes die Drehimpuls-Aenderung in der Zeit bestimmt und mit dieser nun bekannten zeitlichen Drehimpuls-Aenderung das Reaktionsmoment korrigiert. Ein grosser Vorteil des obgenannten Verfahrens liegt darin, dass man die Messung auch bei last- seitiger Beschleunigung oder Verzögerung vornehmen kann, womit es offensichtlich ist, dass man die Messung vorzugsweise bei nicht konstanter Drehzahl vornehmen wird und die Momenten-Charakteristik beispielsweise in einer einzigen Beschleunigungsphase registrieren wird.In order to take into account changes in angular momentum of the type mentioned above to enable a continuous measurement of the drive torque anyway It is also proposed that the inertial acceleration of the drive system be recorded and taking into account the moment of inertia effective with this acceleration the angular momentum change is determined in time and with this now known temporal Angular momentum change corrects the reaction torque. A big advantage of the above Procedure is that the measurement can also be carried out with load more sided Can accelerate or decelerate, which makes it obvious that the measurement is preferably carried out at a non-constant speed and the Register torque characteristics, for example, in a single acceleration phase will.

Kombiniert man das obgenannte Verfahren mit einer Lastbeschleunigungsmessung, wobei diese Winkelbeschleunigung nach Massgabe des Lastträgheitsmomentes wiederum das Antriebsmoment ergibt, so kann man das obgenannte erfindungsgemässe Verfahren in Kombination mit der Lastbeschleunigungsmessung, bei Kenntnis des Lastträgheitsmomentes für die exakte Ermittlung des Antriebssystem-Trägheitsmomentes, welches mit der Trägheitsbeschleunigung zu berücksichtigen ist, oder aber bei Kenntnis letztgenannten Trägheitsmomentes auf das häufiger unbekannte Lastträgheitsmoment schliessen.If the above procedure is combined with a load acceleration measurement, this angular acceleration in turn according to the load moment of inertia gives the drive torque, the above-mentioned method according to the invention can be used in combination with the load acceleration measurement, with knowledge of the load moment of inertia for the exact determination of the drive system moment of inertia, which with the Inertial acceleration must be taken into account, or if the latter is known Moment of inertia on the more often unknown load moment of inertia.

Verwendet man in einer Anordnung zur Ausführung des Verfahrens, welche sich nach dem Wortlaut des Anspruchs 11 auszeichnet, eine Vorrichtung zur Erfassung des Reaktionsmomentes mit einer Brückenschaltung, so ergibt sich eine einfache Möglichkeit, den für das Reaktionsmoment wirksamen Hebelarm dadurch zu berücksichtigen, dass man die Brückenspeisung entsprechend dem jeweils vorliegenden Hebelarm variiert.If one uses in an arrangement for carrying out the method, which is characterized according to the wording of claim 11, a device for detection of the reaction torque with a bridge circuit, there is a simple possibility to take into account the lever arm effective for the reaction torque in that the bridge feed is varied according to the lever arm present.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.The invention is then illustrated, for example, with the aid of figures explained.

Es zeigen: Fig. 1 ein Signalflussdiagramm des Verfahrens, ohne Berücksichtigung von zeitlichen Drehimpuls-Aenderungen des Antriebs systems durch Trägheitsbeschleunigung, Fig. 2 ein Signalflussdiagramm gemäss Fig. 1, mit Berücksichtigung der durch die Trägheitsbeschleunigung bewirkten zeitlichen Drehimpulsänderungen, Fig. 3 ein Signalflussdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach Fig. 2, Fig. 4 ein Signalflussdiagramm des Verfahrens, kombiniert mit einem bekannten Verfahren, zur Bestimmung des Lastträgheitsmomentes oder des Stator-Trägheitsmomentes, Fig. 5 eine grundsätzliche Anordnung von Sensoren an einem Fahrzeug für die Ausführung des Verfahrens nach den Fig. 1 bis 3, Fig. 6 ein Funktionsblockdiagramm einer Schaltungsanordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Fig.3.The figures show: FIG. 1 a signal flow diagram of the method, without taking into account of changes in the angular momentum of the drive system over time due to inertial acceleration, FIG. 2 shows a signal flow diagram according to FIG. 1, taking into account the Inertial acceleration caused changes in angular momentum over time, FIG. 3 shows a signal flow diagram a further embodiment of the method according to FIG. 2, FIG. 4 shows a signal flow diagram of the method, combined with a known method, for determining the load moment of inertia or the stator moment of inertia, FIG. 5 shows a basic arrangement of sensors on a vehicle for carrying out the method according to FIGS. 1 to 3, FIG. 6 shows a functional block diagram of a circuit arrangement for carrying out the method according to Fig. 3.

Das vorgeschlagene Verfahren zum Messen des Antriebsdrehmomentes eines Antriebssystems basiert auf dem Gesetz "Aktio = Reaktio", das auch für Drehmomente gilt.The proposed method for measuring the drive torque of a The drive system is based on the law "Aktio = Reaktio", which also applies to torques is applicable.

Entsteht in einem Antriebssystem ein Drehmoment MM(t), so entsteht bei starrer Verbindung zwischen dem Block oder Stator des Antriebssystems und seiner Aufhängung ein genau gleich grosses, aber entgegengesetztes Moment M (t). Dabei sind Reibungsverluste in M (t) bereits A M enthalten, sie reduzieren sowohl das Brutto-Drehmoment des Motors als auch die Drehmoment-Reaktion. Zwischen Antriebssystemstator und seiner Aufhängung liegt also, starre Verbindung vorausgesetzt, genau das abgegebene Netto-Drehmoment an. Ist die Verbindung zwischen dem Antriebssystemstator und seiner Aufhängung nicht starr, so erfährt ersterer im allgemeinsten Fall zusätzlich eine Drehimpulsänderung. Es kann dann geschrieben werden - MM(t) + M (t) = PS O A 5 5 In Worten: Das Netto-Drehmoment mit MM (t) ist gleich der Differenz aus dem von der Aufhängung auf den Stator ausgeübten Drehmoment MA (t) und der vom Stator erfahrenen Drehimpulsänderung pro Zeiteinheit ßS s . OS SS ist die Trägheits-Winkelbeschleunigung, generell Trägheitsbeschleunigung, e5 das Stator-Trägheitsmoment.If a torque MM (t) arises in a drive system, this arises in the case of a rigid connection between the block or stator of the drive system and its Suspension an exactly equal but opposite moment M (t). Included if friction losses are already included in M (t) A M, they reduce both that Gross torque of the motor as well as the torque response. Between The drive system stator and its suspension are, assuming a rigid connection, exactly the delivered net torque. Is the connection between the drive system stator and its suspension is not rigid, the former also experiences in the most general case a change in angular momentum. It can then be written - MM (t) + M (t) = PS O A 5 5 In words: The net torque with MM (t) is equal to the difference from the Torque MA (t) exerted by the suspension on the stator and that of the stator experienced change in angular momentum per unit of time ßS s. OS SS is the angular acceleration of inertia, generally acceleration of inertia, e5 the stator moment of inertia.

In Fig. 1 ist ein Signalflussdiagramm des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Der Antriebssystemstator, im speziellen der Motorblock 1, wirkt mit dem Aufhängungs-Drehmoment MA (t) auf seine Aufhängung, beispielsweise am Fahrzeugchassis 3, erfährt selber eine Drehbeschleunigung B (t) und entsprechend seinem Träg-5 heitsmoment OS eine Drehimpulsänderung pro Zeiteinheit (t) ' OS Die Aufhängung 3 wirkt mit dem Drehmoment M (t) auf den Stator 1 zurück. Der gestrichelt einge-A rahmte Signalfluss zeigt die üblicherweise zwischen Antriebssystem und dessen Aufhängung erfolgende Aktion resp. Reaktion. Das Drehmoment MA (t) wird von der Aufhängung, im speziellen am Chassis 3 des Antriebssystems, schlussendlich auf den Boden übertragen. Erfindungsgemäss wird nun auf dem Signalpfad zwischen Statoraufhängung und Boden eine Kraftmessvorrichtung 5 eingeschaltet, welche eine durch das Drehmoment MA (t) bewirkte Kraft misst, aus deren Verlauf und dem wirksamen Hebelarm d, der ohne weiteres ausgemessen werden kann, auf den zeitlichen Verlauf des Momentes Matt) geschlossen wird.In Fig. 1 is a signal flow diagram of the inventive method shown. The drive system stator, in particular the engine block 1, is involved the suspension torque MA (t) on its suspension, for example on the vehicle chassis 3, experiences itself an angular acceleration B (t) and according to its moment of inertia OS a change in angular momentum per unit of time (t) 'OS The suspension 3 acts with the Torque M (t) back to the stator 1. The signal flow framed by a dashed line shows that which usually takes place between the drive system and its suspension Action resp. Reaction. The torque MA (t) is determined by the suspension, in particular on the chassis 3 of the drive system, finally transferred to the ground. According to the invention A force measuring device is now installed on the signal path between the stator suspension and the floor 5 switched on, which caused one by the torque MA (t) Force measures, from its course and the effective lever arm d, which is easily measured can be concluded on the temporal course of the moment Matt).

Auf der Vorrichtung 5 kann je nach der Anordnung, ein Teil FG des Systemgesamtgewichtes, d.h. des Gewichtes aus Motor, Chassis und übrigen vorgesehenen Aggregaten, lasten. Die moment- und dann gewichtsabhängige Kraft FM+G wird in einem Wandler 7, vorzugsweise in ein elektrisches Signal UM+G gewandelt, letzteres um ein der Gewichtskomponente FG entsprechendes Signal U, G korrigiert, so dass ein weiterverwertbares elektrisches Signal UM entsrechend dem von der Aufhängung auf den Stator 1 ausgeübten Drehmoment M (t) erzeugt wird.On the device 5, depending on the arrangement, a part FG of the Total system weight, i.e. the weight of the engine, chassis and other intended Aggregates, loads. The moment- and then weight-dependent force FM + G becomes in one Converter 7, preferably converted into an electrical signal UM + G, the latter a signal U, G corresponding to the weight component FG is corrected so that a Reusable electrical signal UM corresponding to that from the suspension the stator 1 exerted torque M (t) is generated.

A Wie vorgängig erläutert, entspricht das ausgangsseitige Signal UM exakt dem Netto-Drehmoment des Motors, wenn der Stator 1 keine Drehimpulsänderung erfährt, d.h. A As explained above, the signal on the output side corresponds to To exactly the net torque of the motor, if the stator 1 does not change the angular momentum experiences, i.e.

wenn 8 (t) = 0 ist. Andernfalls ist das Drehmoment MA (t) um die zeitliche Drehimpulsänderung bezüglich des zu messenden Netto-Drehmoments (t) des Antriebssystems verfälscht. Um diesen durch die Statorbewegung bewirkten Fehler beim Rückschluss von M (t) auf M (t) mitzuberück-A M sichtigen, wird die Trägheitsbeschleunigung ßs(t) des Stators 1 mit einem weiteren Wandler 9 etfasst. Das beschleunigungsentsprechende Ausgangssignal Ußs(t) des Wandlers 9 wird einem Null-Durchtritts-Diskriminator 11 zugeführt, welcher ein Ausgangssignal Uns 0 liefert, wenn sein Eingangssignal U5(t) in einen, vorzugsweise symmetrisch um den Nullwert gelegten Signalbereich eintritt.when 8 (t) = 0. Otherwise the torque MA (t) is around the time Angular momentum change in relation to the net torque to be measured (t) of the drive system falsified. About this error in the inference caused by the stator movement from M (t) to M (t) also take into account-A M, the inertial acceleration ßs (t) of the stator 1 with a further converter 9 etfasst. The corresponding acceleration The output signal Ußs (t) of the converter 9 is fed to a zero-crossing discriminator 11 which supplies an output signal Uns 0 when its input signal U5 (t) enters a signal range, preferably symmetrically placed around the zero value.

Mit dem ausgangsseitigen Signal UB = 0 wird ein Tastschalter T geschlossen, derart, dass das Ausgangssignal UM dem Signal UM entsprechend dem Moment MA(t) ent- spricht, und zwar in denjenigen Zeitabschnitten' in welchen ßS wenigstens nahezu gleich Null ist. Damit entspricht UM (t) dem gesuchten Netto-Drehmoment MM (t) de Motors.With the output-side signal UB = 0 a pushbutton switch T is closed, in such a way that the output signal UM corresponds to the signal UM corresponding to the moment MA (t) speaks, namely in those periods of time in which ßS at least almost equal to zero is. UM (t) thus corresponds to the sought-after net torque MM (t) of the motor.

Ermöglicht das gemäss Fig. 2 dargestellte Verfahren nur eine getastete Aufnahme des Drehmomentes MM, SO ermöglicht nun die Variante gemäss Fig. 3 eine kontinuierliche Aufnahme, allerdings mit der Einschränkung, dass dazu das Trägheitsmoment OS des Stators bekannt sein muss.Allows the method shown in FIG. 2 only to be keyed The variant according to FIG. 3 now enables the torque MM, SO to be absorbed continuous recording, but with the restriction that it also includes the moment of inertia OS of the stator must be known.

Wie in Fig. 2, wird auch hier die Trägheitsbeschleunigung ßs(t) des Stators 1 erfasst, jedoch das Wandlerausgangssignal U5(t) mit einer Konstante K0S bei 13 verstärkt, welche dem Trägheitsmoment OS des Stators 1 entspricht. Damit wird ausgangsseitig ein der momentanen zeitlichen Drehimpulsänderung des Stators 1 entsprechendes Signal UD(t) erzeugt, welches dem Signal UM (t) überlagert wird. Das bereitgestellte Ausgangssignal UM(t) entspricht nun in jedem Zeitpunkt der Netto-Drehmomentabgabe MM (t) des Motors.As in Fig. 2, the inertial acceleration ßs (t) des Stator 1 detects, but the converter output signal U5 (t) with a constant K0S Reinforced at 13, which corresponds to the moment of inertia OS of the stator 1. In order to on the output side, the current temporal change in angular momentum of the stator becomes 1 corresponding signal UD (t) is generated, which is superimposed on the signal UM (t). The provided output signal UM (t) now corresponds to the net torque output at every point in time MM (t) of the motor.

Es sind Verfahren bekannt, mit deren Hilfe lastseitig, durch Messung der Lastdrehwinkel-Beschleunigung ßL unter Kenntnis des Lastträgheitsmomentes 0L auf das Netto-Drehmoment des Motors geschlossen wird. (Siehe beispielsweise die CH-PS 591 074.) Wie nun aus Fig. 4 ersichtlich ist, ergibt sich aus der Kombination einerseits des erfindungsgemässen Verfahrens und andererseits des bekannten Verfahrens die Moglichkeit, entweder, bei bekanntem Lastträgheitsmoment OL auf das Trägheitsmoment des Stators 0 zu schliessen und allenfalls damit, praktisch adaptiv, die letztgenanntem Trägheitsmoment entsprechende Verstärkung KO allenfalls automatisch einzustellen oder aber, umgekehrt, bei Bekanntsein des Stator-Trägheitsmomentes OS auf das Lastträgheitsmoment OL zu schliessen und analog die Skalierung, resp. Verstärkung KOL am bekannten Verfahren einzustellen. Zu diesem Zweck wird, beispielsweise gleichzeitig, die Lastbeschleunigung ßL(t) der durch das Antriebssystem mit Stator 1 getriebenen Last, direkt mit ihrem Trägheitsmoment OL bezeichnet, auf bekannte Art und Weise mit einem Wandler 15 in ein entsprechendes, beispielsweise elektrisches Ausgangssignal UL(t) gewandelt, dieses Signal mit einem Faktor KOL verstärkt, womit am Ausgang ein dem Netto-Drehmoment entsprechendes Signal VM(t) erscheint. Wird die Differenz zwischen dem erfindungsgemäss bereitgestellten Ausgangssignal UM(t) und dem auf bekannte Art und Weise bereitgestellten VM(t) gebildet, so ist das resultierende bei gesichertem Lastträgheitsmoment OL auf eine Fehleinstellung der Verstärkung Kg am Verstärker 13 zurückzu-5 führen. Die Rückführung von UA auf den Verstärker 13 resp. dessen Verstärkungseinstellung ermöglicht die optimale Einstellung von KOS und ebenso den Rückschluss auf das tatsächlich vorliegende Stator-Trägheitsmoment 0 . Ist anderseits das Trägheitsmoment e gesichert, 5 so kann, wie mit Alternativschalter S dargestellt, analog die Verstärkung KO mit Hilfe des Signals UA L optimal eingestellt werden resp. die nicht bekannte Grösse OL bestimmt werden.There are known methods with the help of which on the load side, by measurement the load angle of rotation acceleration ßL with knowledge of the load moment of inertia 0L the net torque of the motor is deduced. (See for example the CH-PS 591 074.) As can now be seen from Fig. 4, results from the combination on the one hand the method according to the invention and on the other hand the known method the possibility of either using the moment of inertia if the load moment of inertia OL is known of the stator 0 to close and possibly with it, practically adaptively, the latter Moment of inertia appropriate gain KO can be set automatically or vice versa, when the stator moment of inertia OS is known to the load moment of inertia OL close and the scaling, resp. Reinforcement KOL using the known method to adjust. For this purpose, for example at the same time, the load acceleration ßL (t) of the load driven by the drive system with stator 1, directly with your Denotes moment of inertia OL, in a known manner with a converter 15 in FIG a corresponding, for example electrical output signal UL (t) converted, this signal is amplified with a factor KOL, which means the net torque at the output the corresponding signal VM (t) appears. If the difference between the according to the invention provided output signal UM (t) and that provided in a known manner VM (t) is formed, the resulting, with secured load moment of inertia, is OL lead back to an incorrect setting of the gain Kg on amplifier 13. The return of UA to the amplifier 13, respectively. its gain setting enables the optimal setting of KOS and also allows conclusions to be drawn about that actually present stator moment of inertia 0. On the other hand, if the moment of inertia e is secured, 5 so, as shown with alternative switch S, the gain KO with Using the signal UA L can be optimally adjusted or. the unknown size OL can be determined.

In Fig. 1 bis 4 kann die Korrektur des Signals UM+G um den Wert UG durch übliche Verwendung von Operationsverstärkern realisiert werden.In Fig. 1 to 4, the correction of the signal UM + G by the value UG can be realized through the usual use of operational amplifiers.

Als Beschleunigungsmessonde 9 in den Fig. 2 bis 4 kann beispielsweise der Typ M1020 Vibramite der Firma vibra mctrics, USA, verwendet werden, als Nulldurchtrittsindikator 11 in Fig. 2 eine Komparatorschaltung mit entsprechend dimensionierter Hysterese. Als Sciialter T können weiter beispielsweise analoge FET-Schalter, z.B. HI 201 der Firma Harris, verwendet werden. In Fig. 3 können nebst den bereits beschriebenen Bauelementen für den Verstärker 13 übliche Operationsverstärker, beispielsweise OPO7 von PMI, Verwendung finden, ebenso für die Ueberlagerung des Signals UM und UD Dasselbe gilt für die Verstärker 13 und 17 in Fig. 4, wobei für die Schaltung eines Verstärkers mit elektronisch einstellbarer Verstärkung ein Analogmultiplikator verwendet werden kann, z.B. RA 4200 von Raython.As an acceleration measuring probe 9 in FIGS. 2 to 4, for example the type M1020 Vibramite from the company vibra mctrics, USA are, as zero crossing indicator 11 in Fig. 2, a comparator circuit with corresponding dimensioned hysteresis. Analogue sciialter T can also be used, for example FET switches, e.g. HI 201 from Harris, can be used. In Fig. 3 besides the already described components for the amplifier 13 usual operational amplifiers, for example OPO7 from PMI, can be used, as well as for the superimposition of the Signals UM and UD The same applies to the amplifiers 13 and 17 in Fig. 4, where for the circuit of an amplifier with electronically adjustable gain an analog multiplier can be used, e.g. RA 4200 from Raython.

In Fig. 5 ist eine beisp ielsweise Anordnung der vorzusehenden Sensoren zur Messung des AnLricbs-Drehmomenws an einem Fahrzeug 20 dar;estellt. Das Fahrzeug steht auf zwei festen Unterstützungen 22 und 24, deren Verbindungsgerade g wenigstens nahezu parallel zur Drehachse a des Motors 26 liegt. Im weiteren ruht das Fahrzeug 20 auf einer mit einer Kraftmessdose versehenen dritten Unterstützung 28, wobei der Abstand d zwischen Kraftmessdosen-Unterstützung 28 und Verbindungsgeraden g der festen Unterstützungen 24 und 22 dem massgeblichen Abstand d gemäss den Fig. 1 bis 4 entspricht. Ist eine Beschleunigungsmessonde für die Verfahrensvarianten cmäss den Fig. 2 - 4 vorgesehen, wie schematisch bei 30 dargestellt, so wird diese am Stator 26 befestigt.In Fig. 5 is an example of an arrangement of the sensors to be provided for measuring the AnLricbs torque on a vehicle 20; estellt. The vehicle stands on two fixed supports 22 and 24, the connecting line g at least is almost parallel to the axis of rotation a of the motor 26. The vehicle then rests 20 on a third support 28 provided with a load cell, wherein the distance d between the load cell support 28 and the connecting straight line g of the fixed supports 24 and 22 to the relevant distance d according to FIGS. 1 to 4 corresponds. Is an accelerometer for the process variants 2 - 4, as shown schematically at 30, this is attached to the stator 26.

In Fig. 6 ist ein Funktionsblockdiagramm der Schaltung für die Ausführung des Verf.lhrens nacll deni Signal£lussdiagramm von Fig. 3 dargesLollt. Die Kraft FMIG wirkt auf die Kraftmessdose 34, angeordnet beispielsweise gemäss 28 in Fig. 5, mit der Funktion gemäss den Blöcken 5 und 7 in den Fig. 1 bis 4, welche eine Brückenschaltung umfasst. Die beiden Ausgangsleitungen 36 der Kraft messdose 34 werden einen Brückenverstärker 38 zugeführt.Referring now to Figure 6, there is a functional block diagram of the circuitry for implementation of proceeding according to the signal flowchart of FIG. 3 is shown. The power FMIG acts on the load cell 34, arranged for example according to 28 in FIG. 5, with the function according to blocks 5 and 7 in FIGS. 1 to 4, which comprises a bridge circuit. The two output lines 36 of the load cell 34 are fed to a bridge amplifier 38.

Eine Referenzgleichspannungsquelle 40 liefert über Leitung 42 eine Referenzspannung UR einem Digital/Analogwandler 44. Auf der Digitalscite dt ; Wandlers 44 ist er mit einem Codierer 46 verbunden, an welchen, betspielsweise mit Eingabeschaltern 48, der Wert d für die Skalierung der gemessenen Kraft entsprechend dem wirksamen Hebelarm d eingegeben wird. Ausgangsseitig ist der Digital/Analogwandler 44 mit dem Signal d R dem Brückenverstärker 38 als Referenzspannung zugeführt.A DC reference voltage source 40 supplies a via line 42 Reference voltage UR to a digital / analog converter 44. On the Digitalscite dt; Converter 44 it is connected to an encoder 46, on which, for example, input switches 48, the value d for the scaling of the measured force corresponding to the effective Lever arm d is entered. The digital / analog converter 44 is on the output side the signal d R is supplied to the bridge amplifier 38 as a reference voltage.

Der Brückenverstärker 38 liefert seinerseits ausgangsseitig auf Leitungen 52 die mit d gewichtete Brückenspeisespannung d . Us.Durcii dieBeaufschlagung der in der Kraftmessdose 34 vorgeschenenMessbrücke mit einer zum wirksamen Hebelarm d proportionalen Speiscspannung wird erreicht,dass auf der Ausgangsleitung 54 des Brückenverstärkers 38 einSignal UMIG = k .(FM . d + FG.d) M erscheint (k = Proportionalitätskonstante), d.h. das ausgangsseitig erscheinende Signal ist bezüglich des wirksamen Hebelarmes d skaliert. Um nun das Gewicht tcsp.The bridge amplifier 38, for its part, supplies lines on the output side 52 is the bridge supply voltage d weighted with d. Us.Durcii imposing the in the load cell 34 upstream measuring bridge with an effective lever arm d proportional supply voltage is achieved that on the output line 54 of the Bridge amplifier 38 a signal UMIG = k. (FM. D + FG.d) M appears (k = constant of proportionality), i.e. the signal appearing on the output side is related to the effective lever arm d scaled. To now the weight tcsp.

die Tara zu kompensieren, wird die Brückenspeisespannung d . U als Speise- oder Referenzspannung einem Verstärker 5 56 mit verstellbarer Verstärkung KG zugeführt, an dessen Ausgang 58 die mit dem wirksamen lltl)elarm d skalierte Tara-Korrekturspannung UG d d k Fc; d FO . zu ci erscheint.To compensate for the tare, the bridge supply voltage d. U as Supply or reference voltage to an amplifier 5 56 with adjustable gain KG, at the output 58 of which the scaled with the effective lltl) elarm d Tare correction voltage UG d d k Fc; d FO. appears to ci.

In einem UeberlageruncJsverstärkel 60 wird das Ausgangssignal des Verstärkers 56 von demjenigen des Verstärkers 38 subtrahiert, womit am Ausgang 62 ein dem Moment MA (t) gemäss den Fig. 1 iJii 4 grundsätzlich entsprechendes Signal bereitgestellt wird.In a superimposing amplifier 60, the output signal of the Amplifier 56 is subtracted from that of amplifier 38, so that at output 62 a signal which basically corresponds to the moment MA (t) according to FIGS provided.

Derselbe Verstärker 60 ist eingangsseitig über einen weiteren Verstärker 64 mit der einstellbaren Verstärkung Kss, allenfalls einem Multiplikator 64' zur elektronischen Verstärkungseinstellung, wie gestrichelt dargestellt, mit der Beschleunigungsmessonde 66 verbunden. Das Ausgangssignal UM(t) am Ausgang des Verstärkers 60 mit allfällig über die Beschleunigungsmessonde 66 nicht gänzlich auskompensierten oder zusätzlich vorliegenden Schwingungen, wird an einem Tiefpassfilter 68, vorzugsweise höherer Ordnung, mit entsprechend ausgelegtem Frequenzgang gefiltert. Beispielsweise wurde dazu ein Tiefpassfilter sechster Ordnung mit einer einstellbaren Grenzfrequenz von 1 - 10 Hz verwendet. Das Ausgangssignal des Filters 68 kann nun einem beliebigen Registriergerät 70 zugeführt werden, beispielsweise einem XY-Schreiber, einem Kathodenstrahloszillographen etc. Wird bei einem XY-Schreiber ein drehzahlproportionales Signal WL auf die X-Achse gegeben, so wird es möglich, das abgegebene Drehmoment MM(E) als Funktion der Drehzahl WL grafisch aufzuzeichnen.The same amplifier 60 is on the input side via a further amplifier 64 with the adjustable gain Kss, possibly a multiplier 64 'for electronic gain adjustment, as shown in dashed lines, with the accelerometer 66 connected. The output signal UM (t) at the output of the amplifier 60 with any are not completely compensated for by the acceleration measuring probe 66 or are additionally compensated for vibrations present, is at a low-pass filter 68, preferably higher Order, filtered with an appropriately designed frequency response. For example, was a sixth order low-pass filter with an adjustable cut-off frequency of 1 - 10 Hz used. The output signal of the filter 68 can now be any Registration device 70 are supplied, for example an XY recorder, a cathode ray oscillograph etc. With an XY recorder, a speed-proportional signal WL is sent to the X-axis given, it is possible to determine the torque output MM (E) as a function of the speed WL to be recorded graphically.

Bei dem beschriebenen Messverfahren handelt es sich um ein Verfahren, das sich zur Messung des Antriebsdrehmomentes bei konstanter und bei nicht konstanter Drehzahl (L>LuL(t) eines Antriebssystems eignet. Dahei wird von der Erkenntnis ausgegangen, dass das an der Motoraufhängung entstehende Reaktionsmoment, bei unbeschleunigtem Stator genau gleich gross ist, wie das vom Antriebssystem abgegebene Netto-Drehmoment und bei trägheitsbeschleunigtem Stator entsprechend korrigiert werden kann. Die mit dem vorgeschlagenen Verfahren erhaltenen Resultate sind unabhängig von Grösse und Art der Antriebs system-Belastung, welche durch den Antriebsmotor allein, durch eine allfällig vorgesehene Bremse, irgendwelche Schwungmassen oder durch das Fahr- zeug selbst, d.h. mit Getriebe, Differential etc. gebildet sein kann. Da beim erfindungsgemässen Verfahren die Drehzahl xL nicht konstant zu sein braucht, kann mit einem derartigen Verfahren und der entsprechend ausgelegten Schaltungsanordnung zu dessen Ausführung, die Drehmoment- oder Leistungskurve eines Antriebssystems in einem Zuge gemessen werden. Eine derartige Messung ist unabhängig von der Grösse der Last-Beschleunigung oder -Verzögerung. Insbesondere muss darauf hingewiesen werden, dass das Trägheitsmoment der Last 0L nicht bekannt zu sein braucht. Dies ist insbesondere bei der Anwendung des Verfahrens zur Drehmomentmescung an einem in einem Kraftfahrzeug eingebauten Motor wesentlich, da hier die lastseitigen Trägheitsmomente kaum bekannt sind. Für die Schaltungsanordnung gemäss Fig. 6 wurden folgende Komponenten verwendet: Bezeichnung: Positions-Nr. ilersteller Xyp Kraftmessdose 34 Futerface SM-1000 Digital-Analogwandler 44 Analog Devices AD 562 Referenz-Spannungs- 40 PMI REF02 quelle Brückenverstärker 38 Analog Devices 2B31L Kompensationsverstärker56 PMI OP07 Summationsverstärker 60 PMI oP07 Verstärker 64 PMI OP07 Beschleunigungs- Vibra Metrics M1020 messonde 66 Filter 68 PMI 0P07 Codierer 46 Contraves BCD Es versteht sich von selbst, dass bei Drehimpulsaufnahmen durch ein oder mehrere, zwischen Boden und Stator geschaltete Systeme, dasselbe Korrektur-Prinzip wie anhand der Fig. 2 oder 3 beschrieben, angewendet werden kann, indem dann die einzelnen zeitlichen Drehimpulsänderungen mittels Beschleunigungsmessungen erfasst, z.B. gemäss Fig. 6 am Verstärker 60 zu einer resultierenden Korrekturgrösse zusammen berücksichtigt werden.The measurement method described is a method which is used to measure the drive torque with constant and with non-constant Speed (L> LuL (t) of a drive system is suitable. Dahei is based on the knowledge assumed that the reaction torque arising on the engine mount, when the vehicle is not accelerated Stator is exactly the same size as the net torque delivered by the drive system and can be corrected accordingly if the stator is accelerated by inertia. the Results obtained with the proposed method are independent of size and type of drive system load caused by the drive motor alone a possibly provided brake, any flywheel mass or by the driving things itself, i.e. with a gearbox, differential, etc. can be formed. Since the inventive The speed xL does not need to be constant with such a method Process and the correspondingly designed circuit arrangement for its execution, the torque or power curve of a drive system is measured in one go will. Such a measurement is independent of the magnitude of the load acceleration or delay. In particular, it should be noted that the moment of inertia the load 0L need not be known. This is especially true in the application of the method for torque measurement on an installed in a motor vehicle Motor is essential, as the moments of inertia on the load side are hardly known here. For the circuit arrangement according to Fig. 6, the following components were used: Designation: Position no. ilersteller Xyp load cell 34 Futerface SM-1000 digital-to-analog converter 44 Analog Devices AD 562 reference voltage 40 PMI REF02 source bridge amplifier 38 Analog Devices 2B31L Compensation Amplifier 56 PMI OP07 Summation Amplifier 60 PMI OP07 amplifier 64 PMI OP07 acceleration Vibra Metrics M1020 measuring probe 66 Filters 68 PMI 0P07 Encoder 46 Contraves BCD It goes without saying by itself that with angular momentum recordings through one or more, between ground and stator-switched systems, the same correction principle as on the basis of FIG. 2 or 3, can be applied by then changing the individual temporal Changes in angular momentum recorded by means of acceleration measurements, e.g. according to Fig. 6 taken into account together at the amplifier 60 to form a resulting correction variable will.

Das beschriebene Verfahren sowie die Schaltung können auch für Linearantriebe verwendet werden. Anstelle der Drehwinkelgrössen treten lineare Verschiebungsgrössen.The method described and the circuit can also be used for linear drives be used. Instead of the rotation angle variables, there are linear displacement variables.

Claims

Claims 1. Method for measuring desntriebsinomentes of a Drive system, characterized in that its reaction torque is recorded.

2. The method according to claim 1, characterized in that at least one a reaction force is recorded and derived from it in accordance with the effective lever arm (d) determines the drive torque.

3. The method according to claim 2, characterized in that the Reaction force measures at least almost without displacement.

4. The method according to one or both of the claims 2 and 3, thereby characterized that one in the detection of the reaction force together with a Weight compensates for this weight,

5. The method according to one or more of the claims 1 to 4, characterized in that the inertia acceleration (ßS) of the drive system detected and the reaction torque at zero crossings of this acceleration xigst.

6. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized that the inertia acceleration (ßS) of the drive system, under Consideration of the relevant moment of inertia of the stator Angular momentum change (ßS OS) and the suspension moment (MA) corrected.

7. The method according to one or more of claims 1 to 4 and 6, or 1 to 4 and 5, characterized in that one does the measurement at non-constant load-side speed (#L) of the drive system.

8. The method according to one or more of claims 1 to 4, 6, 7, or 1 to 4, 5, 7, characterized in that the measurement is carried out with freely selectable, especially without any external load.

9. The method according to one or more of claims 1 to 4, 6 to 8, or 1 to 4, 5, 7, 8, characterized in that the measurement on in one to be driven system makes built-in drive system.

10. Use of the method according to one or more of the claims 1 to 4, 6 to 9 together with the measurement of the load acceleration (6L) for determination of the ast or stator moment of inertia (#L or OS)

11. Order for execution of the method according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that that at least one force measuring device (34) is provided and. a scaling shadow (38, 44) for scaling the output signal of the gate direction.

12. The arrangement according to claim 11, characterized in that the device (34) comprises a bridge circuit, the scaling circuit a variable voltage source (40, 44) for the bridge feed (d U5).

13. Arrangement according to claim 11 and / or claim 12, characterized in that that the device (34) on the output side together with an adjustable signal source (56) are connected to an overlay unit (60) to compensate for a Stor size such as weight (FG) also recorded with the device (34).

14. Arrangement according to claims 12 and 13, characterized in that that the output signal of the variable voltage source (40, 44) of the signal source (56) is supplied as a reference voltage.

15. Arrangement according to one or more of claims 11 to 14, characterized characterized in that an accelerometer device (66) is provided, the Output together with the output of the device (34) on an overlay unit (60) is performed.

16. Application of the procedure or the arrangement according to one or more of claims 1 to 15 for testing motor vehicle engines.