DE3041849A1 - Measuring tyre rolling resistance with radial force suppression - by differencing results obtd. in opposite directions using computer - Google Patents

Measuring tyre rolling resistance with radial force suppression - by differencing results obtd. in opposite directions using computer

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Abstract

Method and device for determining the rolling resistance of a tyre are esp. for the tyres of vehicles and involve rolling the tyre on a test drum and measuring the forces and torques with a single or multiple component measurement device. The arrangement is designed for clarity and accuracy of indication and measurement. The rolling resistance is measured over two measurement cycles in opposite directions. The two measurement values are subsequently differenced so as to eliminate the effects of radial forces. The outputs of the measurement transducers are held in one or more memories (7,8) for the first measurement cycle at least. The differencing circuit (9) output drive an indicater (10) and/or a printer. The evaluation unit (11) may be in the form of a computer.

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur"Method and device for

Ermittlung des Rollwiderstandes eines Reifens, insbesondere eines Kraftfahrzeugreifens" Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2.Determination of the rolling resistance of a tire, especially one Motor vehicle tire " The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of Claim 2.

Meßeinrichtungen zur Ermittlung des Rollwiderstandes von Reifen sind bereits durch das DBP 2 104 oo3 bekannt geworden. Durch diese Meßnabe werden die Kräfte und/oder Momente an sich drehenden Rotoren gemessen, wobei mit Dehnungsmeßstreifen versehene Verformungskörper zur Anwendung kommen. Bei dieser bekannten Einrichtung wird die Rollwiderstandskraft als Umfangskraft U ermittelt.Measuring devices for determining the rolling resistance of tires are already known through the DBP 2 104 oo3. Through this measuring hub the Forces and / or moments measured on rotating rotors, using strain gauges provided deformation bodies are used. In this known device the rolling resistance force is determined as the circumferential force U.

In neuerer Zeit werden die Messungen verstärkt auch unter einem Schräglauf und/oder Sturzwinkel des Rades durchgeführt. Diese Messung der Rollwiderstandskraft ist ein wichtiges Kriterium für den Energieverbrauch und den Reifenverschleiß.In recent times, the measurements are increasingly also under a skew and / or camber angle of the wheel carried out. This measurement of the rolling resistance force is an important criterion for energy consumption and tire wear.

Der Nachteil der bekannten Meßeinrichtungen besteht darin, daß bei Verwendung einer Prüftrommel nur dann die wirkliche Rollwiderstandskraft gemessen wird, wenn der Kraftangriffspunkt der Radialkraft genau in der Mitte der Reifenaufstandsfläche liegt. Insbesondere aus dem DBP 2 326 o46 ist es aber bekannt geworden, daß die Kräfte nicht in der Mitte der Reifenaufstandsfläche, sondern hierzu versetzt angreifen.The disadvantage of the known measuring devices is that at Using a test drum only then measured the real rolling resistance force when the force application point of the radial force is exactly in the center of the tire contact patch lies. In particular from the DBP 2 326 046 it has become known that the Forces do not attack in the middle of the tire contact patch, but offset from them.

Aufgrund der Prüftrommelkrümmung und der hierdurch simulierten "schiefen Ebene" entsteht insbesondere bei einem Schräglaufwinkel durch die Radialkraft eine zusätzliche Tangentialkraft, die der Rollwiderstandskraft überlagert ist und eine Meßverfälschung hervorrufen kann. Aufgrund der hohen Radialkräfte kann die durch die seitliche und/oder tangentiale Verlagerung des Kraftangriffspunktes die Komponente der Tangentialkraft, die in Umfangsrichtung wirkt, ein mehrfaches der Rollwiderstandskraft betragen und damit die Messung der Rollwiderstandskraft völlig ausschließen.Due to the curvature of the test drum and the "skewed" simulated as a result Plane "is created by the radial force in particular at a slip angle additional tangential force that is superimposed on the rolling resistance force and one Can cause measurement falsification. Due to the high radial forces, the the lateral and / or tangential displacement of the force application point the Component of the tangential force that acts in the circumferential direction, a multiple of Roll resistance amount and thus the measurement of the rolling resistance force completely exclude.

Diese seitliche Auswanderung der Kraftangriffspunkte, insbesondere der Radialkraftkomponente, kann z. B. auch durch den konstruktiven Aufbau der Reifenprüfeinrichtung erfolgen, wenn z. B. der Reifen unter einem bestimmten Schräglaufwinkel geprüft werden soll und eine Schwenkeinrichtung zur Anwendung kommt, deren Drehachse nicht in der Mitte der Prüftrommel- und Reifenbreite liegt.This lateral migration of the force application points, in particular the radial force component, can, for. B. also through the structural design of the tire testing device take place if z. B. the tire is checked at a certain slip angle is to be and a swivel device is used whose axis of rotation is not lies in the middle of the test drum and tire width.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Rollwiderstandskraft vorzuschlagen, die eine eindeutige und unverfälschte Messung gewährleisten.The object of the invention is to overcome the disadvantages of the known devices to avoid and a method and a device for determining the rolling resistance force to propose that guarantee a clear and undistorted measurement.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 und bei der eingangs genannten Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 gelöst.This task is carried out in the method mentioned at the beginning characterizing features of claim 1 and in the device mentioned at the beginning solved by the characterizing features of claim 2.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung angegeben.The subclaims contain advantageous developments of the invention specified.

Durch die zwei Meßläufe mit entgegengesetzter Drehrichtung, bei denen sich die Wirkrichtung der Rollwiderstandskraft um 180° dreht, aber der Einfluß der aus der Mitte der Radaufstandsfläche ausgewanderten Radialkraft beibehalten wird, ist es möglich, die wirkliche Rollwiderstandskraft r zu errechnen. Hierzu gemäß Gleichung 1 die Differenz der beiden ermittelten Größen gebildet und nachfolgend halbiert.Due to the two measuring runs with opposite directions of rotation, in which the effective direction of the rolling resistance force rotates by 180 °, but the influence of the radial force migrated from the center of the wheel contact area is retained, it is possible to calculate the real rolling resistance force r. According to equation 1 the difference between the two determined variables is formed and then halved.

PTV PTR r = 1 2 Weiterhin ist es entsprechend Gleichung 2 möglich zu prüfen, ob eine Auswanderung der Radialkraft vorliegt, die dann gegeben ist, wenn PT' f 0 ist. In diesem Fall kann es sich aber auch um einen Nullpunktsfehler der Meßeinrichtung handeln. PTV PTR r = 1 2 It is also possible according to equation 2 to check whether there is a migration of the radial force, which is then given, when PT 'f is 0. In this case, however, it can also be a zero point error act of the measuring device.

p = TV PTR 0 2 Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert: Fig. 1 zeigt schematisch ein Prinzipbild der Meßeinrichtung.p = TV PTR 0 2 The invention is now based on an exemplary embodiment explained in more detail: Fig. 1 shows a schematic diagram of the measuring device.

Fig. 2 zeigt schematisch die in der Reifenaufstandsfläche angreifenden Kräfte.Fig. 2 shows schematically the acting in the tire contact patch Powers.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Auswerteeinrichtung.3 shows a block diagram of the evaluation device.

Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist eine Prüftrommel 1 auf, die in zwei nicht näher dargestellten Lagern drehbar gelagert ist. Gegen die Prüftrommel 1 ist ein Reifen 2 gedrückt, dessen Aufstandsfläche bzw. Latsch 3 gestrichelt angedeutet ist.The device shown in FIG. 1 has a test drum 1, which is rotatably mounted in two bearings, not shown. Against the test drum 1 is pressed a tire 2, the contact area or contact patch 3 is indicated by dashed lines.

Für die Messung der Kräfte und Momente kann in dem Reifen 2 eine an sich bekannte Meßnabe 12 angeordnet sein. Die Meßnabe 12 kann nach der DE-OS 2 104 oo3 ausgebildet sein. Es können aber auch andere Ein- oder Mehrkomponentenmeßnabenausfuhrungen zum Einsatz kommen. Anstatt der Meßnabe 12 kann aber auch die Prüftrommel 1 über geeignete Ein- oder Mehrkomponentenmeßeinrichtungen abgestützt sein.For the measurement of the forces and moments, an in the tire 2 can known measuring hub 12 can be arranged. The measuring hub 12 can according to DE-OS 2 104 oo3 be trained. But it can also other single or multi-component measuring hub designs come into use. Instead of the measuring hub 12, however, the test drum 1 can also have suitable single or multi-component measuring devices be supported.

Vorzugsweise ist das Rad 2 zusammen mit der Meßnabe 12 mittels einer bekannten Parallellenkeranordnung schwenkbar gelagert, so daß ein Sturz- und/oder Schräglaufwinkel eingestellt werden kann.Preferably, the wheel 2 is together with the measuring hub 12 by means of a known parallel link arrangement pivotably mounted, so that a camber and / or Skew angle can be adjusted.

Die Schwenkeinrichtung kann hydraulisch, elektrisch oder mechanisch erfolgen. Die Anpressung des Rades 2 an die Prüftrommel 1 kann mittels einer bekannten Hydraulikeinrichtung oder anderer bekannter Anpreßeinrichtungen erfolgen.The pivoting device can be hydraulic, electrical or mechanical take place. The pressing of the wheel 2 on the test drum 1 can be done by means of a known Hydraulic device or other known pressing devices take place.

Beim Abrollen des Rades 2 auf der Prüftrommel 1 treten die Radialkraft PR, die Lateralkraft PL und die Umfangskraft PT auf, deren Angriffspunkte in der Regel außerhalb des Mittelpunktes -13 des Latsches 3 liegen.When the wheel 2 rolls on the test drum 1, the radial force occurs PR, the lateral force PL and the circumferential force PT, whose points of application are in the Usually lie outside the center -13 of Laces 3.

Fig, 2 zeigt die angreifenden Kräfte in der Radaufstandsfläche 3.FIG. 2 shows the forces acting in the wheel contact area 3.

Außer der zu messenden Rollwiderstandskraft r, die der Tangentialkraft PT entspricht, kann durch die Auswanderung des Angriffspunktes der Radialkraft PR in Richtung c - d bzw. d - c eine zusätzliche Tangentialkraft T auftreten, die eine Meßverfälschung der zu messenden Rollwiderstandskraft r hervorruft.Apart from the rolling resistance force r to be measured, that of the tangential force PT corresponds, can by the migration of the point of application of the radial force PR in the direction c - d or d - c an additional tangential force T occur, the one Falsification of the measurement of the rolling resistance force r to be measured.

Die durch die Auswanderung auftretende Tangentialkraft T wird in der Meßeinrichtung, insbesondere der Meßnabe 12, in die Komponenten TR und TT zerlegt, wobei der Wert TT der Rollwiderstandskraft r additiv oder subtraktiv überlagert wird.The tangential force T caused by the emigration is in the Measuring device, in particular the measuring hub 12, broken down into the components TR and TT, where the value TT is the rolling resistance force r additive or subtractive is superimposed.

Eine nachträgliche Trennung der Rollwiderstandskraft r von den Störgrößen, insbesondere dem Einfluß der Radialkraft, ist mit den bekannten Einrichtungen nicht möglich.A subsequent separation of the rolling resistance force r from the disturbance variables, in particular the influence of the radial force is not possible with the known devices possible.

Zur Ermittlung der wirklichen Rollwiderstandskraft r wird daher die Messung nacheinander in entgegengesetzter Drehrichtung durchgeführt.To determine the actual rolling resistance force r, the Measurement carried out one after the other in the opposite direction of rotation.

Gemäß Fig. 3 wird hierbei die, mittels der Meßnabe 12, insbesondere in zwei Ebenen gemessene Tangentialkraft PT über entsprechende Verstärker 4 und 5 einem Summierer 6 weitergeleitet. Der gemessene Meßwert beim Vorwärtsdrehen PTV wird einem ersten Speicher 7 eingegeben, der als einfacher Speicher oder als Funktionswertspeicher ausgeführt sein kann. Der Meßwert beim Rückwärtsdrehen PTR wird einem zweiten Speicher 8 eingegeben, wobei die Speicher 7 und 8 über eine entsprechende Schaltung angesteuert werden. Die Ausgangswerte der Speicher 7 und 8 werden einem Differenzbildner 9 weitergeleitet, der gleichzeitig eine Halbierung durchführen kann und den Meßwert PTR PTV r = 2 bildet. Anstatt dem zweiten Speicher 8, kann auch sofort nach Eintreffen der Meßwerte während des zweiten Meßlaufes eine Subtraktion von den im Speicher 7 gespeicherten Meßwerten erfolgen.According to FIG. 3, in this case, by means of the measuring hub 12, in particular Tangential force PT measured in two planes via corresponding amplifiers 4 and 5 forwarded to a summer 6. The measured value when turning forward PTV is entered into a first memory 7, which is a simple memory or a function value memory can be executed. The measured value when turning PTR backwards is stored in a second memory 8 entered, the memories 7 and 8 being controlled via a corresponding circuit will. The output values of the memories 7 and 8 are forwarded to a difference calculator 9, which can halve at the same time and the measured value PTR PTV r = 2 forms. Instead of the second memory 8, it is also possible immediately after the arrival of the measured values a subtraction from those stored in memory 7 during the second measurement run Measured values take place.

Der Differenzbildner 9 kann mit einem Anzeigeinstrument 10 oder einem geeigneten Drucker verbunden sein. Die Auswertung und Errechnung der Rollwiderstandskraft r kann aber auch über einen entsprechenden Computer erfolgen.The difference generator 9 can be equipped with a display instrument 10 or a connected to a suitable printer. The evaluation and calculation the However, the rolling resistance force r can also take place via an appropriate computer.

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Claims (6)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Ermittlung des Rollwiderstandes eines Reifens, insbesondere eines Kraftfahrzeugreifens, durch Abrollen eines Rades auf einer Prüftrommel, wobei die wirksam werdenden Kräfte und/oder Momente mittels Ein- bzw. Mehrkomponentenmeßeinrichtungen gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollwiderstand in zwei Meßläufen mit entgegengesetzten Drehrichtungen gemessen und nachfolgend durch Differenzbildung der beiden ermittelten Meßwerte der Einfluß der Radialkraft ausgeschaltet wird.Claims: 1. Method for determining the rolling resistance of a tire, in particular a motor vehicle tire, by rolling a wheel on a test drum, whereby the effective forces and / or moments by means of Single or multi-component measuring devices are measured, characterized in that that the rolling resistance was measured in two measuring runs with opposite directions of rotation and subsequently the influence by forming the difference between the two measured values determined the radial force is switched off. 2. Vorrichtung zur Ermittlung des Rollwiderstandes eines Reifens, insbesondere Kraftfahrzeugreifens mit einer Abrollfläche für den zu prüfenden Reifen, insbesondere in Form einer Prüftrommel und Meßwertaufnehmern, die die Größe der von sich drehenden Reifen ausgehenden Kräfte messen, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Meßwertaufnehmern (3) eine Auswerteinrichtung (11) nachgeschaltet ist, die mindestens einen Speicher (7, 8) zur Speicherung der Meßwerte eines oder beider Meßläufe und einen nachgeschalteten Differenzbildner (9) aufweist.2. Device for determining the rolling resistance of a tire, in particular motor vehicle tires with a rolling surface for the tire to be tested, especially in the form of a test drum and transducers that measure the size of the Measure forces emanating from rotating tires to perform a method according to claim 1, characterized in that the transducers (3) have an evaluation device (11) is connected downstream, the at least one memory (7, 8) for storing the Measured values of one or both measuring runs and a downstream difference calculator (9). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Differenzbildners (9) mit einem Anzeigegerät (la) und/oder Drucker verbunden ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the output the difference generator (9) is connected to a display device (la) and / or printer is. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen (1) über eine Meßeinrichtung tut12) aßgestUtzt ist.4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the tire (1) is supported by a measuring device 12). 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüftrommel (1) über Meßwertaufnehmer abgestützt ist.5. Apparatus according to claim 2, characterized in that the test drum (1) is supported by transducers. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung (11) als Computer ausgebildet ist.6. Apparatus according to claim 2, characterized in that the evaluation device (11) is designed as a computer.
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