DE4125589A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen und zur diagnose des spezifischen kraftstoffverbrauchs und des drehmoments an einem kraftfahrzeugverbrennungsmotor - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum messen und zur diagnose des spezifischen kraftstoffverbrauchs und des drehmoments an einem kraftfahrzeugverbrennungsmotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Messen und zur Diagnose des spezifischen Kraftstoffver
brauchs und des Drehmoments an einem Kraftfahrzeug. Zur Mes
sung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs muß nach dem
Stand der Technik der Motor aus dem Fahrzeug ausgebaut und
auf einem Motorprüfstand getestet werden, oder das Fahrzeug
muß auf einen Bremsprüfstand gebracht werden.
Bisher bekannte Verfahren wie nach DD AP 2 59 685 eignen sich
nicht für die Überwachung des spezifischen Kraftstoffver
brauchs, da das für die bekannten Verfahren erforderliche
Drehzahl-Belastungsregime während des Fahrzeugbetriebes
nicht auftritt.
Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, der Diagnostik an Verbrennungsmotoren ein Verfah
ren und eine Vorrichtung in die Hand zu geben, den spezifi
schen Kraftstoffverbrauch und das effektive Drehmoment an
Saug- und aufgeladenen Motoren ohne Motordemontage und ohne
spezielle Prüfstände mit einfachen Prüfgeräten anläßlich ei
ner Inspektion oder weitergehend in Verbindung mit einem
Bordcomputer und einem geeigneten Kraftstoffverbrauchssensor
während der Fahrt zu überwachen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in das
Kraftstoffsystem ein geeigneter Kraftstoffverbrauchssensor
eingefugt, der Motor mit einem Motordrehzahlsensor und das
Fahrzeug mit einer geeigneten Beschleunigungsmeßeinrichtung
versehen wird sowie an der Kupplung ein Sensor angebracht
wird, der die Zustände "ausgekuppelt" und "eingekuppelt"
unterscheiden kann, wobei sämtliche Sensoren mit einem
externen Rechner oder mit einem Bordcomputer verbunden sind.
Die Motordrehzahl kann zu Steuerungszwecken über den Rechner
zur Anzeige gebracht werden. Über eine Eingabeeinrichtung
werden die fahrzeugspezifischen Daten
IM- Trägheitsmoment der rotierenden Teile des Motors be zogen 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 Ver fügung stehen. Die Messung erfolgt beim Fahren mit beliebig gewähltem Übertragungsgrad ia und der gewünschten Meßdreh zahl nM sowie der gewählten Drehzahlzone Δn.
IM- Trägheitsmoment der rotierenden Teile des Motors be zogen 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 Ver fügung stehen. Die Messung erfolgt beim Fahren mit beliebig gewähltem Übertragungsgrad ia und der gewünschten Meßdreh zahl nM sowie der gewählten Drehzahlzone Δn.
Die Messung des Drehmoments und des spezifischen Kraft
stoffverbrauchs an einem Kraftfahrzeugverbrennungsmotor
wird so durchgeführt, daß
- - in einer Vorbereitungsphase das Fahrzeug auf eine Ge schwindigkeit im vorgewählten Übertragungsgrad gebracht wird, so daß der Motor eine Drehzahl oberhalb einer ge wünschten Meßdrehzahl nM hat,
- - in einer ersten Phase das Fahrzeug mit Hilfe der Fahr zeugbremsen ca. 3 Sekunden bei Vollgas (Ottomotor) bzw. Vollaststellung (Dieselmotor) des Fahrfußhebels in der gewünschten Meßdrehzahl nM gehalten und in dieser Zeit die durchschnittliche Kraftstoffmenge Q1 bezogen auf eine Umdrehung der Kurbelwelle bestimmt wird,
- - in einer zweiten Phase die Motordrehzahl bei Beibehal tung von Vollgas bzw. Vollast mit Hilfe der Fahrzeug bremsen gegenüber der gewünschten Meßdrehzahl nM um eine bestimmte Drehzahldifferenz Δn abgesenkt wird,
- - in einer dritten Phase das Fahrzeug bei Beibehalten von Vollgas bzw. Vollast durch Lösen der Fahrzeugbremsen solange beschleunigt wird, bis die Motordrehzahl um die Drehzahldifferenz Δn über der gewünschten Meßdrehzahl nM liegt, wobei in dieser Phase die Winkelbeschleu nigung ε1 der Kurbelwelle und die durchschnittliche Kraftstoffmenge Q2 bezogen auf eine Kurbelwellenumdre hung ermittelt wird,
- - in einer vierten Phase das Fahrzeug in Leerlaufstellung
des Fahrfußhebels bei ausgekuppeltem Motor verziert
wird und in dieser Phase die Winkelverzögerung ε2 der
Kurbelwelle gemessen wird
und anschließend das Drehmoment Me aus der Beziehung
Me = (IM + IW) · ε₁ - IW · ε₂ (1)mit
und der spezifische Kraftstoffverbrauch be aus
berechnet wird, mit
IM - auf die Kurbelwelle reduziertes Trägheitsmoment der rotierenden Motorteile ohne Kupplungsteller
IW - auf die Kurbelwelle reduziertes Trägheitsmoment des Fahrzeugs
ρ - Kraftstoffdichte.
Zur Vereinfachung wird das Verfahren nach Anspruch 2 dahin
gehend vereinfacht, daß in der ersten Phase die Motordreh
zahl um die Drehzahldifferenz Δn unterhalb der gewünschten
Meßdrehzahl nM gehalten wird und die zweite Phase entfällt,
wobei das Drehmoment aus Gl. (1) und der spezifische Kraft
stoffverbrauch b′e aus
berechnet wird mit
wobei die Sollwerte der Kraftstoffmengen Q(nM) und Q(nM-Δn)
aus dem Motorkennfeld als Kraftmenge bezogen auf eine
Kurbelwellenumdrehung ermittelt werden.
Befindet sich das Fahrzeug auf einer Steigungsfahrt, kann
ein Prüfprogramm gestartet werden, das die Überwachung des
spezifischen Kraftstoffverbrauchs ermöglicht. Dazu wird das
Verfahren Anspruch 3 dahingehend erweitert, daß die Phasen 1
und 2 entfallen und Phase 3 mit beliebiger aber konstanter
Belastung gefahren wird und bei gleichen Steigungsbedingun
gen der Übergang von Phase 3 auf Phase 4 mit genügend großer
Auskuppelzeit während des Gangwechsels erfolgt und das
Drehmoment aus Gl (1) und der spezifische Kraftstoff
verbrauch aus
berechnet wird.
Das soweit beschriebene Verfahren kann angewendet werden,
wenn die Eingangsparameter G, IM, IR und r bekannt oder
problemlos ermittelbar sind. Das Verfahren wird nach An
spruch 4 folgendermaßen weiter ausgestaltet, um den Aufwand
zum Ermitteln dieser Größen zu umgehen. Das soweit beschrie
bene Verfahren zur Messung des Drehmoments und des spezi
fischen Kraftstoffverbrauchs wird mit einem anderen Übertra
gungsverhältnis ib wiederholt und mit den erhaltenen Daten
ein Diagnosekennwert c aus
berechnet, wobei M*ea (nMa′ Qa2) und M*eb (nMb′ Qb2) die
Sollwerte des Drehmoments in Abhängigkeit der Meßdrehzahl
nMa bzw. nMb sowie des Kraftstoffverbrauchs Qa2 bzw. Qb2
sind.
Der Vorteil liegt darin, daß die Messungen unabhängig von
der Beladung des Fahrzeuges und vom tatsächlichen Reifen
radius 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 ein geeigneter Kraftstoffver
brauchssensor 4 eingefügt, am Motor ein gewöhnlicher Motor
drehzahlsensor 2 und an der Kupplung ein Sensor 1 ange
bracht, der zwischen "eingekuppelt" und "ausgekuppelt"
unterscheidet, sowie eine geeignete Beschleunigungsmeßein
richtung 5 installiert, wobei sämtliche Sensoren mit einem
Mikrorechner 3 gekoppelt sind. Die Drehzahl wird zur Anzeige
6 gebracht. Über die Eingabeeinrichtung 7 oder von einem
Getriebesensor 8 wird der Übertragungsgrad ia des einge
schalteten 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 nM hat. Dann wird in einer
ersten Phase das Fahrzeug mit Hilfe der Fahrzeugbremsen ca.
3 Sekunden bei Vollgas (Ottomotor) bzw. Vollaststellung
(Dieselmotor) des Fahrfußhebels in der gewünschten
Meßdrehzahl nM gehalten und in dieser Zeit die
durchschnittliche Kraftstoffmenge Q1 bezogen auf eine
Umdrehung der Kurbelwelle bestimmt. In einer zweiten Phase
wird die Motordrehzahl bei Beibehaltung von Vollgas bzw.
Vollast mit Hilfe der Fahrzeugbremsen gegenüber der
gewünschten Meßdrehzahl nM um eine bestimmte Drehzahldif
ferenz Δn abgesenkt und in einer dritten Phase wird bei
Beibehalten von Vollgas bzw. Vollast durch Lösen der Fahr
zeugbremsen solange beschleunigt, bis die Motordrehzahl um
die Drehzahldifferenz Δn über der gewünschten Meßdrehzahl nM
liegt, wobei in dieser Phase die Winkelbeschleunigung ε1 der
Kurbelwelle und die durchschnittliche Kraftstoffmenge Q2
bezogen auf eine Kurbelwellenumdrehung ermittelt werden. In
einer vierten Phase wird das Fahrzeug in Leerlaufstellung
des Fahrfußhebels bei ausgekuppeltem Motor verzögert und in
dieser Phase die Winkelverzögerung ε2 der Kurbelwelle gemes
sen und anschließend das Drehmoment Me aus Gl. (1) und der
spezifische Kraftstoffverbrauch aus Gl. (2) bestimmt.
Claims (7)
1. Verfahren zum Messen und zur Diagnose des spezifischen
Kraftstoffverbrauchs und des Drehmoments an einem Kraft
fahrzeugverbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - in einer Vorbereitungsphase das Fahrzeug auf eine Ge schwindigkeit im vorgewählten Übertragungsgrad gebracht wird, daß der Motor eine Drehzahl oberhalb einer ge wünschten Meßdrehzahl nM hat,
- - in einer ersten Phase das Fahrzeug mit Hilfe der Fahr zeugbremsen einige Sekunden bei Vollgas (Ottomotor) bzw. Vollaststellung (Dieselmotor) des Fahrfußhebels in der gewünschten Meßdrehzahl nM gehalten und in dieser Zeit die durchschnittliche Kraftstoffmenge Q1 bezogen auf eine Umdrehung der Kurbelwelle bestimmt wird,
- - in einer zweiten Phase die Motordrehzahl bei Beibehal tung von Vollgas bzw. Vollast mit Hilfe der Fahrzeug bremsen gegenüber der gewünschten Meßdrehzahl nM um eine bestimmte Drehzahldifferenz Δn abgesenkt wird,
- - in einer dritten Phase das Fahrzeug bei Beibehalten von Vollgas bzw. Vollast durch Lösen der Fahrzeugbremsen solange beschleunigt wird, bis die Motordrehzahl um die Drehzahldifferenz Δn über der gewünschten Meßdrehzahl nM liegt, wobei in dieser Phase die Winkelbeschleu nigung ε1 der Kurbelwelle und die durchschnittliche Kraftstoffmenge Q2 bezogen auf eine Kurbelwellenumdre hung ermittelt wird,
- - in einer vierten Phase das Fahrzeug in Leerlaufstellung
des Fahrfußhebels bei ausgekuppeltem Motor verzögert
wird und in dieser Phase die Winkelverzögerung ε2 der
Kurbelwelle gemessen wird und anschließend das Dreh
moment Me aus der Beziehung
Me = (IM + IW) · ε₁ - IW · ε₂ (1)und der spezifische Kraftstoffverbrauch be aus
berechnet wird, mit
IM - auf die Kurbelwelle reduziertes Trägheitsmoment der rotierenden Motorteile ohne Kupplungsteller
IW - auf die Kurbelwelle reduziertes Trägheitsmoment des Fahrzeuges,
ρ - Kraftstoffdichte.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in der ersten Phase die Motordrehzahl um die Drehzahl
differenz Δn unterhalb der gewünschten Meßdrehzahl nM
gehalten wird und die zweite Phase entfällt, wobei das
Drehmoment aus Gl. (1) und der spezifische Kraftstoffver
brauch b′e aus
berechnet wird mit
wobei die Sollwerte der Kraftstoffmengen Q(nM) und
Q(nM-Δn) aus dem Motorkennfeld als Kraftmenge bezogen
auf eine Kurbelwellenumdrehung ermittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Phasen 1 und 2 entfallen und Phase 3 mit beliebi
ger aber konstanter Belastung gefahren wird und bei glei
chen Steigungsbedingungen der Übergang von Phase 3 auf
Phase 4 mit genügend großer Auskuppelzeit während des
Gangwechsels erfolgt und das Drehmoment aus Gl. (1) und
der spezifische Kraftstoffverbrauch aus
berechnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verfahren mit einem anderen Übertragungsgrad ib
wiederholt wird und mit den erhaltenen Daten ein
Diagnosekennwert c aus
berechnet, wobei M*ea (nMa′ Qa2) und M*eb (nMb′ Qb2) die
Sollwerte des Drehmoments in Abhängigkeit von der Meßdrehzahl
nMa bzw. nMb sowie des Kraftstoffverbrauchs Qa2
bzw. Qb2 sind.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Kraftstoff
system des Verbrennungsmotors ein geeigneter Kraftstoff
verbrauchssensor (4) eingefügt und ein Motordrehzahl
sensor (2) sowie eine Beschleunigungsmeßeinrichtung (5)
angebracht werden, die mit einem Mikrorechner (3) gekop
pelt sind, der über eine Anzeige (6) die mittels Motor
drehzahlsensor (2) gemessene Drehzahl ausgibt und mit der
Eingabeeinrichtung (7) die fahrzeugspezifischen Daten über
nimmt, mit Hilfe des Kraftstoffverbrauchssensors (4) die
Kraftstoffmenge Q2 und mit Hilfe der Beschleunigungs
meßeinrichtung (5) die Winkelbeschleunigungen ε1 und ε2
ermittelt und das Drehmoment Me aus Gl. (1) und den spe
zifischen Kraftstoffverbrauch be aus Gl. (2) bzw. (3)
berechnet.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Kraftstoff
system des Verbrennungsmotors ein geeigneter Kraftstoff
verbrauchssensor (4) eingefügt und am Fahrzeug ein Kupp
lungssensor (1), ein Motordrehzahlsensor (2), eine Be
schleunigungsmeßeinrichtung (5) und ein Getriebegang
sensor (8) angebracht werden, die mit einem Bordcomputer
(3) gekoppelt sind, der die angegebenen Bedingungen mit
Hilfe des Kupplungssensors (1) und des Motordrehzahl
sensors (2)
überwacht, und mit der Eingabeeinrichtung (7) die fahr
zeugspezifischen Daten übernimmt, mit Hilfe des Kraft
stoffverbrauchssensors (4) die Kraftstoffmenge Q2 und mit
Hilfe der Beschleunigungsmeßeinrichtung (5) die Winkel
beschleunigungen ε1 und ε2 ermittelt und das Drehmoment
Me aus Gl. (1) und den spezifischen Kraftstoffverbrauch be
aus Gl. (5) berechnet.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Diagnosekennwert c von einem Bordcomputer nach Gl. (6)
berechnet und bei bestimmten Abweichungen eine Fahrer
information gegeben wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914125589 DE4125589A1 (de) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | Verfahren und vorrichtung zum messen und zur diagnose des spezifischen kraftstoffverbrauchs und des drehmoments an einem kraftfahrzeugverbrennungsmotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914125589 DE4125589A1 (de) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | Verfahren und vorrichtung zum messen und zur diagnose des spezifischen kraftstoffverbrauchs und des drehmoments an einem kraftfahrzeugverbrennungsmotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4125589A1 true DE4125589A1 (de) | 1993-02-04 |
Family
ID=6437540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914125589 Withdrawn DE4125589A1 (de) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | Verfahren und vorrichtung zum messen und zur diagnose des spezifischen kraftstoffverbrauchs und des drehmoments an einem kraftfahrzeugverbrennungsmotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4125589A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1991
- 1991-08-02 DE DE19914125589 patent/DE4125589A1/de not_active Withdrawn
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CN114563129B (zh) * | 2022-03-07 | 2024-03-19 | 中国人民解放军63867部队 | 一种转动惯量测量仪器的标定方法 |
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