DE4123355A1 - Verfahren und einrichtung zum messen des spezifischen kraftstoffverbrauchs und des drehmoments an einem fahrzeugverbrennungsmotor - Google Patents
Verfahren und einrichtung zum messen des spezifischen kraftstoffverbrauchs und des drehmoments an einem fahrzeugverbrennungsmotorInfo
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- DE4123355A1 DE4123355A1 DE19914123355 DE4123355A DE4123355A1 DE 4123355 A1 DE4123355 A1 DE 4123355A1 DE 19914123355 DE19914123355 DE 19914123355 DE 4123355 A DE4123355 A DE 4123355A DE 4123355 A1 DE4123355 A1 DE 4123355A1
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F9/00—Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine
- G01F9/02—Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine wherein the other variable is the speed of a vehicle
- G01F9/023—Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine wherein the other variable is the speed of a vehicle with electric, electro-mechanic or electronic means
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung
zum Messen des spezifischen Kraftstoffverbrauchs und des
Drehmoments an einem Fahrzeugverbrennungsmotor.
Zur
Messung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs und des
Drehmoments an einem Fahrzeugverbrennungsmotor muß nach
dem Stand der Technik entweder der Motor aus dem Fahrzeug
ausgebaut und auf einem Prüfstand getestet werden, oder
das Fahrzeug muß auf einen Bremsprüfstand gebracht und
die Parameter unter Last aufgenommen werden. Das Verfahren
nach DD-AP 2 59 685 eignet sich nicht für aufgeladene
Verbrennungsmotoren, da der Turbolader den hochdynamischen
Beschleunigungsvorgängen nicht folgen kann.
Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, der Diagnose an Verbrennungsmotoren ein Verfahren
und eine Einrichtung in die Hand zu geben, den
spezifischen Kraftstoffverbrauch und das effektive
Drehmoment an Saug- und aufgeladenen Motoren ohne
Motordemontage und speziellen Prüfständen kostengünstig
zu bestimmen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß in das Kraftstoffsystem eine geeignete
Kraftstoffverbrauchsmeßeinrichtung eingefügt und an die
Kupplungswelle eine gewöhnliche Winkelgeschwindigkeits-
und Winkelbeschleunigungsmeßeinrichtung angebracht werden,
die mit einem Mikrorechner gekoppelt sind. Die Winkelgeschwindigkeit
wird über den Mikrorechner als Winkelgeschwindigkeit
oder als Drehzahl zur Anzeige gebracht.
Über die Eingabeeinrichtung werden die fahrzeugspezifischen
Daten
IM - Trägheitsmoment der rotierenden Teile des Motors bezogen auf die Kurbelwelle
IR - Trägheitsmoment der Fahrzeugräder und der anderen Getriebeteile bezogen auf die Fahrzeugtriebradachse
G - Gesamtmasse des Fahrzeuges
r - Radius der Fahrzeugtriebräder
ia - Übertragungsgrad des eingeschalteten Ganges
eingegeben, so daß diese zur Berechnung nach Gl. (1) zur Verfügung stehen. Die Messung erfolgt beim Fahren mit beliebig gewähltem Übertragungsgrad ia und der gewünschten Meßdrehzahl nMess sowie der gewählten Drehzahlzone Δn.
IM - Trägheitsmoment der rotierenden Teile des Motors bezogen auf die Kurbelwelle
IR - Trägheitsmoment der Fahrzeugräder und der anderen Getriebeteile bezogen auf die Fahrzeugtriebradachse
G - Gesamtmasse des Fahrzeuges
r - Radius der Fahrzeugtriebräder
ia - Übertragungsgrad des eingeschalteten Ganges
eingegeben, so daß diese zur Berechnung nach Gl. (1) zur Verfügung stehen. Die Messung erfolgt beim Fahren mit beliebig gewähltem Übertragungsgrad ia und der gewünschten Meßdrehzahl nMess sowie der gewählten Drehzahlzone Δn.
Die Messung des Drehmoments und des spezifischen Kraftstoffverbrauchs
eines Verbrennungsmotors wird nach so
durchgeführt, daß
- - in einer Vorbereitungsphase das Fahrzeug auf eine Drehzahl n der Kupplungswelle in der gewählten Getriebestufe oberhalb nMess plus einer Drehzahldifferenz Δn liegt,
- - in einer ersten Phase das Kupplungspedal des Fahrzeugs solange gedrückt wird, bis sich die Fahrzeuggeschwindigkeit soweit verringert hat, daß die Drehzahl n der Kupplungswelle nMess-Δn beträgt, wobei im Drehzahlbereich nMess+Δn bis nMess-Δn die Verzögerung ε₁ der Kupplungswelle bei der Drehzahl nMess ermittelt wird,
- - in einer zweiten Phase wieder eingekuppelt und das Fahrpedal voll gedrückt wird und nach Erreichen der Drehzahl nMess+Δn an der Kupplungswelle bei voll gedrücktem Fahrpedal mit Hilfe der Fahrzeugbremsen das Fahrzeug soweit abgebremst wird, bis die Drehzahl an der Kupplungswelle nMess-Δn beträgt, wobei der Vorgang der Beschleunigung und der Verzögerung einige Male wiederholt und während der Beschleunigungsphasen die Beschleunigungen ε₂i bei der Meßdrehzahl nMess und der Kraftstoffverbrauch Qai bezogen auf eine Umdrehung der Kupplungswelle gemessen werden,
- - in einer dritten Phase durch Treten der Kupplung das
Fahrzeug von nMess+Δn auf nMess-Δn, gemessen an der
Kupplungswelle, verzögert wird und dabei die Verzögerung
εa₃ bei nMess bestimmt und das effektive
Drehmoment Me zu
mit
k - Anzahl der Beschleunigungen in Phase 3
und der spezifische Kraftstoff be aus mit ermittelt werden, wobei
Me - effektives Drehmoment des Motors bei nMess [Nm]
IR - Trägheitsmoment der Fahrzeugräder und aller anderen Getriebeelemente bezogen auf die Fahrzeugtriebachse [Nm]
G - Gesamtmasse des Fahrzeuges [kg]
r - Radius der Triebräder [m]
ia - Übertragungsverhältnis zwischen Kupplungswelle und Triebräder
be - spezifischer Kraftstoffverbrauch des Motors bei nMess [g/kWh]
Qa - durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch während einer Umdrehung der Kupplungswelle [g/Umdrehung]
εa₁, εa₂, εa₃ - mittlere Verzögerung bei nMess in den Phasen 1, 2 und 3 [rad/s²]
bedeuten.
Das soweit beschriebene Verfahren ist anwendbar, wenn die
Eingangsparameter G, IM, IR und r bekannt oder problemlos
ermittelbar sind. Um den Aufwand zum Ermitteln dieser
Größen zu umgehen, wird das Verfahren nach Anspruch 2
folgendermaßen weiter ausgestaltet. Das soweit beschriebene
Verfahren zur Messung des Drehmoments und des spezifischen
Kraftstoffverbrauchs wird mit einem anderen Übertragungsverhältnis
ib wiederholt und das Drehmoment aus
und der spezifische Kraftstoffverbrauch aus
berechnet, mit
ib - Übertragungsverhältnis zwischen Kupplungswelle und Triebräder bei der wiederholten Messung
εb₁, εb₂, εb₃ - Verzögerungen an der Kupplungswelle beim Übertragungsverhältnis ib [rad/s²]
Qb - durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch während einer Umdrehung der Kupplungswelle beim Übertragungsverhältnis ib [g/Umdrehung]
ib - Übertragungsverhältnis zwischen Kupplungswelle und Triebräder bei der wiederholten Messung
εb₁, εb₂, εb₃ - Verzögerungen an der Kupplungswelle beim Übertragungsverhältnis ib [rad/s²]
Qb - durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch während einer Umdrehung der Kupplungswelle beim Übertragungsverhältnis ib [g/Umdrehung]
Der Vorteil liegt darin, daß die Messungen unabhängig von
der Beladung des Fahrzeuges und vom tatsächlichen Reifenradius
durchgeführt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1: Schema der Meßeinrichtung,
Fig. 2: Schema des Meßablaufes.
In das Kraftstoffsystem wird eine geeignete Kraftstoffverbrauchsmeßeinrichtung
2 eingefügt und an die
Kupplungswelle eine gewöhnliche Winkelgeschwindigkeits-
und Winkelbeschleunigungsmeßeinrichtung 5 angebracht, die
mit einem Mikrorechner 3 gekoppelt sind. Die Winkelgeschwindigkeit
wird über den Mikrorechner als Winkelgeschwindigkeit
oder als Drehzahl zur Anzeige 1 gebracht.
Über die Eingabeeinrichtung 4 wird der Übertragungsgrad
ia des eingeschalteten Ganges eingegeben. Entsprechend
dem Schema des Meßablaufes wird das Fahrzeug auf solche
Geschwindigkeit gebracht, daß der Motor beim gewählten
Übertragungsgrad ia in dieser Phase 0 eine Drehzahl größer
nMess+Δn hat. Dann wird in Phase 1 ausgekuppelt und
im gewählten Meßdrehzahlbereich die Verzögerung εa₁ gemessen.
Bei Erreichen der Drehzahl nMess-Δn wird in Phase 2
eingekuppelt und das Fahrpedal voll durchgetreten, wobei
die Beschleunigung εa₂ und der Kraftstoffverbrauch Qa
gemessen wird. Hat der Motor die Drehzahl nMess+Δn
erreicht, wird das Fahrzeug mit den Fahrzeugbremsen
solange abgebremst, bis wieder die Drehzahl nMess-Δn
erreicht ist. Durch Lösen der Fahrzeugbremsen wird ein
erneuter Beschleunigungsvorgang eingeleitet. Dieser
Vorgang wird einige Male wiederholt und anschließend die
Mittelwerte aus den einzelnen Meßwerten für die Beschleunigung
und für den Kraftstoffverbrauch gebildet. Nach der
letzten Beschleunigung wird wieder die Kupplung getreten
und in dieser Phase 3 die Verzögerung εa₃ gemessen. Dann
wird die gesamte Messung mit einem anderen Übertragungsgrad
ib wiederholt und das effektive Drehmoment aus
Gl. (3) und der spezifische Kraftstoffverbrauch aus Gl. (4)
berechnet.
Claims (3)
1. Verfahren zur Messung des Drehmoments und des spezifischen
Kraftstoffverbrauchs eines Verbrennungsmotors in einem
Fahrzeugverbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß
- - in einer Vorbereitungsphase das Fahrzeug auf eine solche Geschwindigkeit gebracht wird, daß die Drehzahl n der Kupplungswelle in der gewählten Getriebestufe oberhalb nMess plus einer Drehzahldifferenz Δn (s. Abb. 2) liegt,
- - in einer ersten Phase das Kupplungspedal des Fahrzeugs solange gedrückt wird, bis sich die Fahrzeuggeschwindigkeit soweit verringert hat, daß die Drehzahl an der Kupplungswelle nMess-Δn beträgt, wobei im Drehzahlbereich nMess+Δn bis nMess-Δn die Verzögerung ε₁ der Kupplungswelle bei der Drehzahl nMess ermittelt wird,
- - in einer zweiten Phase wieder eingekuppelt und das Fahrpedal voll gedrückt wird und nach Erreichen der Drehzahl nMess+Δn an der Kupplungswelle bei voll gedrücktem Fahrpedal mit Hilfe der Fahrzeugbremsen das Fahrzeug soweit abgebremst wird, bis die Drehzahl an der Kupplungswelle nMess-Δn beträgt, wobei der Vorgang der Beschleunigung und der Verzögerung einige Male wiederholt und während der Beschleunigungsphasen die Beschleunigungen ε₂i bei der Meßdrehzahl nMess und der Kraftstoffverbrauch Qai bezogen auf eine Umdrehung der Kupplungswelle gemessen werden,
- - in einer dritten Phase durch Treten der Kupplung das
Fahrzeug von nMess+Δn auf nMess-Δn, gemessen an der Kupplungswelle,
verzögert wird und dabei die Verzögerung
εa₃ bei nMess bestimmt und das effektive Drehmoment Me
zu
mit
k - Anzahl der Beschleunigungen in
Phase 3
und der spezifische Kraftstoff be aus mit wobei
Me - effektives Drehmoment des Motors bei nMess [Nm]
IR - Trägheitsmoment der Fahrzeugräder und aller anderen Getriebeelemente bezogen auf die Fahrzeugtriebachse [kg m²]
IM - Trägheitsmoment der rotierenden Teile des Motors bezogen auf die Kurbelwelle [Nm]
G - Gesamtmasse des Fahrzeuges [kg]
r - Radius der Triebräder [m]
ia - Übertragungsverhältnis zwischen Kupplungswelle und Triebräder
be - spezifischer Kraftstoffverbrauch des Motors bei nMess [g/kWh]
Qa - durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch während einer Umdrehung der Kupplungswelle [g/Umdrehung]
εa₁, εa₂, εa₃ - mittlere Verzögerung bei nMess in den Phasen 1, 2 und 3 [rad/s²].
2. Verfahren zur Messung des Drehmoments und des spezifischen
Kraftstoffverbrauchs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verfahren nach Anspruch 1 mit einem
anderen Übertragungsverhältnis ib wiederholt wird und
das Drehmoment aus
und der spezifische Kraftstoffverbrauch aus
berechnet wird, mit
ib - Übertragungsverhältnis zwischen Kupplungswelle und Triebräder bei der wiederholten Messung
εb₁, εb₂, εb₃ - Verzögerungen an der Kupplungswelle beim Übertragungsverhältnis ib [rad/s²]
Qb - durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch während einer Umdrehung der Kupplungswelle beim Übertragungsverhältnis ib [g/Umdrehung].
ib - Übertragungsverhältnis zwischen Kupplungswelle und Triebräder bei der wiederholten Messung
εb₁, εb₂, εb₃ - Verzögerungen an der Kupplungswelle beim Übertragungsverhältnis ib [rad/s²]
Qb - durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch während einer Umdrehung der Kupplungswelle beim Übertragungsverhältnis ib [g/Umdrehung].
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in das Kraftstoffsystem des Verbrennungsmotors nach Abb. 1
eine geeignete Kraftstoffverbrauchsmeßeinrichtung (1)
eingefügt und an die Kupplungswelle eine gewöhnliche
Winkelgeschwindigkeits- und Winkelbeschleunigungsmeßeinrichtung
(2) angebracht werden, die mit einem
Mikrorechner (3) gekoppelt sind und der über eine Anzeige
(1) die Drehzahl oder die Winkelgeschwindigkeit ausgibt
und über eine Eingabeeinrichtung (4) die fahrzeugspezifischen
Daten übernimmt und die Berechnung des
effektiven Drehmoments nach Gl. (1) und des spezifischen
Kraftstoffverbrauchs nach Gl. (2) nach Abschluß der
Messungen vornimmt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914123355 DE4123355A1 (de) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Verfahren und einrichtung zum messen des spezifischen kraftstoffverbrauchs und des drehmoments an einem fahrzeugverbrennungsmotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914123355 DE4123355A1 (de) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Verfahren und einrichtung zum messen des spezifischen kraftstoffverbrauchs und des drehmoments an einem fahrzeugverbrennungsmotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4123355A1 true DE4123355A1 (de) | 1993-04-01 |
Family
ID=6436152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914123355 Ceased DE4123355A1 (de) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Verfahren und einrichtung zum messen des spezifischen kraftstoffverbrauchs und des drehmoments an einem fahrzeugverbrennungsmotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4123355A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2076072A2 (es) * | 1993-05-20 | 1995-10-16 | Corominas Adria Lleal | Dispositivo y procedimiento para determinar las prestaciones de un vehiculo. |
NL1004914C2 (nl) * | 1996-12-30 | 1998-07-06 | Allers Bedrijfswagens B V | Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de voertuigprestatie van een motorvoertuig. |
DE19731647A1 (de) * | 1997-07-23 | 1999-01-28 | Gerald Grund | Leistungsmessverfahren |
FR2875600A1 (fr) * | 2004-09-17 | 2006-03-24 | Cedric Lebocq | Dispositif permettant de mesurer le couple et la puissance en fonction du regime, d'un vehicule terrestre |
-
1991
- 1991-07-15 DE DE19914123355 patent/DE4123355A1/de not_active Ceased
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2076072A2 (es) * | 1993-05-20 | 1995-10-16 | Corominas Adria Lleal | Dispositivo y procedimiento para determinar las prestaciones de un vehiculo. |
NL1004914C2 (nl) * | 1996-12-30 | 1998-07-06 | Allers Bedrijfswagens B V | Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de voertuigprestatie van een motorvoertuig. |
DE19731647A1 (de) * | 1997-07-23 | 1999-01-28 | Gerald Grund | Leistungsmessverfahren |
FR2875600A1 (fr) * | 2004-09-17 | 2006-03-24 | Cedric Lebocq | Dispositif permettant de mesurer le couple et la puissance en fonction du regime, d'un vehicule terrestre |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8122 | Nonbinding interest in granting licenses declared | ||
8131 | Rejection |