DE4228413A1 - Motor vehicle weight calculation - dividing difference between drive forces, measured at spaced times, by difference between accelerations measured at corresponding times, to form quotient - Google Patents

Motor vehicle weight calculation - dividing difference between drive forces, measured at spaced times, by difference between accelerations measured at corresponding times, to form quotient

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Abstract

A mass calculation system uses the measured longitudinal acceleration of the vehicle, measured at two spaced time points, together with the corresponding vehicle drive force at each of these points. The mass (M) is calculated from the difference between the two drive forces, F(t2) - F(t1) divided by the difference between the two accelerations, a(t2) - a(t1). Pref. the interval between the two spaced time points is fixed for the vehicle, or is altered in dependence on parameter values affecting and/or representing the vehicle travel condition. ADVANTAGE - Accurate calculation of vehicle mass with max. simplicity.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Masse und des Fahrwiderstandes eines durch Vortriebs­ kräfte in seine Längsrichtung bewegten Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 9.The invention relates to a method and an apparatus for determination the mass and driving resistance of one by propulsion forces in its longitudinal direction moving motor vehicle according to the Preamble of claim 1 and 9 respectively.

Zur Optimierung von Regelungs- und/oder Steuerungsprozessen ver­ schiedener Fahrzeugteilsysteme ist die genaue Kenntnis der aktuellen Fahrzeugmasse von Bedeutung.To optimize regulation and / or control processes ver different vehicle subsystems is the exact knowledge of the current Vehicle mass of importance.

Die Fahrzeugmasse kann dabei als fester Regelungs- und/oder Steuerungsparameter eingegeben werden, indem man bei der Fahrzeug­ masse von einer mittleren Beladung des Fahrzeugs ausgeht.The vehicle mass can be a fixed control and / or Control parameters can be entered by looking at the vehicle assumes an average load on the vehicle.

Eine genauere Bestimmung des momentanen Wertes der Fahrzeugmasse erhält man beispielsweise dadurch, daß bei Stillstand des Fahrzeugs die Einfederwege, das heißt die Abstände zwischen den Radeinheiten und dem Fahrzeugaufbau, bestimmt werden. Hierzu sind allerdings entsprechende Sensoren nötig. Darüber hinaus können die Einfederwege auch während der Fahrt gemessen werden, wodurch eine Abschätzung der Fahrzeugmasse möglich wird. Diese Verfahren werden jedoch durch folgende Einflüsse gestört:A more precise determination of the current value of the vehicle mass is obtained, for example, by the fact that the vehicle is stationary the spring deflection, i.e. the distances between the wheel units and the vehicle body. However, this is appropriate sensors required. In addition, the spring deflection can also be measured while driving, thereby estimating the  Vehicle mass is possible. However, these procedures are followed by following influences disturbed:

Die Einfederwege werden durch die Normalkraft und nicht durch die Gewichtskraft bestimmt. Auf geneigten Fahrbahnen entsteht dadurch ein systematischer Fehler.The spring deflections are determined by the normal force and not by the Weight force determined. This creates on inclined roads a systematic mistake.

Während der Fahrt unterliegen die Einfederwege starken dynami­ schen Schwankungen. Zur Bestimmung der Fahrzeugmasse ist daher eine Filterung mit entsprechend langen Zeitkonstanten erforder­ lich.The compression travel is subject to strong dynamics while driving fluctuations. To determine the vehicle mass is therefore filtering with correspondingly long time constants is required Lich.

Der Fahrwiderstand eines Fahrzeugs kann beispielsweise als fest vorgegebene Charakteristik abhängig von der Fahrzeuggeschwindig­ keit ermittelt werden.The driving resistance of a vehicle can, for example, be fixed predefined characteristics depending on the vehicle speed be determined.

In der DE-OS 41 38 822 wird ein Fahrwiderstandserfassungsgerät vor­ gestellt, bei dem der Fahrwiderstand eines Kraftfahrzeugs auf der Basis des Motordrehmoments und der Fahrzeugbeschleunigung geschieht.In DE-OS 41 38 822 a driving resistance detection device is used made in which the driving resistance of a motor vehicle on the The basis of engine torque and vehicle acceleration happens.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einfacher Weise einen möglichst genauen Wert für die Fahrzeugmasse und den Fahrwiderstand des Fahrzeugs während der Fahrt zu bestimmen.The object of the present invention is a simple The most accurate possible value for the vehicle mass and driving resistance of the vehicle while driving.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Erfindungsgemäß wird die Masse des durch Vortriebskräfte in seine Längsrichtung bewegten Kraftfahrzeugs dadurch bestimmt, daß wenigstens zwei Längsbeschleunigungen [a(t1), a(t2)] zu wenigstens zwei unterschiedlichen Zeitpunkten [t1, t2] erfaßt werden und die zu diesen Zeitpunkten [t1, t2] vorliegenden Vortriebskräfte [F(t1), F(t2)] erfaßt werden. Aus der Differenz [F(t2) - F(t1)] der Vor­ triebskräfte und der Differenz [a(t2) - a(t1)] der Längsbeschleuni­ gungen wird dann die Fahrzeugmasse bestimmt. According to the invention, the mass of the propulsion forces into its Determined longitudinally moving motor vehicle in that at least two longitudinal accelerations [a (t1), a (t2)] at least two different points in time [t1, t2] are recorded and the propulsive forces present at these times [t1, t2] [F (t1), F (t2)] can be detected. From the difference [F (t2) - F (t1)] the previous driving forces and the difference [a (t2) - a (t1)] of the longitudinal acceleration The vehicle mass is then determined.  

Erfindungsgemäß kann darüber hinaus aus der so bestimmten Fahrzeug­ masse der momentane Fahrwiderstand [Fw(ti)] des Fahrzeugs ermittelt werden. Hierzu wird die Differenz zwischen der momentanen Vor­ triebskraft [Fi] und dem Produkt aus der momentanen Vortriebsbe­ schleunigung [ai] und der bestimmten Fahrzeugsmasse [m] gebildet.According to the invention can also be determined from the vehicle so determined mass the current driving resistance [Fw (ti)] of the vehicle is determined become. To do this, the difference between the current forward driving force [Fi] and the product of the current jacking mode acceleration [ai] and the determined vehicle mass [m].

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei Kraftfahrzeugen mit bekannter Drehmoment- und Übersetzungscharakteristik die fahrdyna­ mischen Größen effektive Masse und Fahrwiderstand ohne zusätzlichen Sensoraufwand bestimmt werden können. Die Kenntnisse dieser beiden Größen bringt beispielsweise folgende Vorteile:An advantage of the invention is that in motor vehicles with well-known torque and translation characteristics the fahrdyna mix sizes effective mass and driving resistance without additional Sensor effort can be determined. Knowing both of them Sizing has the following advantages, for example:

  • - Wechselnde Fahrwiderstände (beispielsweise Änderungen der Fahr­ bahnsteigung) sind Störgrößen für eine Geschwindigkeitsregel­ anlage (Tempomat). Da zu einer stabilen Regelung der Fahrzeugge­ schwindigkeit die Zeitkonstanten dieser Anlage nicht beliebig kurz gewählt werden können, führen diese Störgrößen zu einer Ab­ weichung von der Sollgeschwindigkeit. Ist der Fahrwiderstand dagegen bekannt, so kann dies bereits in der Vorsteuerung berück­ sichtigt werden.- Changing driving resistance (e.g. changes in driving web incline) are disturbances for a speed control system (cruise control). Because of a stable regulation of the vehicle speed, the time constants of this system are not arbitrary can be selected briefly, these disturbance variables lead to an Ab deviation from the target speed. Is the driving resistance known, however, this can already be taken into account in the feedforward control be viewed.
  • - Fahrdynamik-Regelstrategien [Brems- und/oder Antriebsschlupf­ regelsysteme (ABS, ASR), Hinterradlenkung, Vorderradlenkung usw.] können bei Kenntnis von Fahrzeugmasse und/oder Fahrwiderstand optimiert werden.- Driving dynamics control strategies [brake and / or traction slip control systems (ABS, ASR), rear wheel steering, front wheel steering etc.] can with knowledge of vehicle mass and / or driving resistance be optimized.
  • - Die Fahrzeugmasse ist wichtig für die Ermittlung des optimalen Reifendrucks.- The vehicle mass is important for determining the optimum Tire pressure.
  • - Die Schaltstrategie einer automatischen Getriebesteuerung kann bei Kenntnis der Fahrzeugmasse und/oder des Fahrwiderstands optimiert werden.- The shift strategy of an automatic transmission control can with knowledge of the vehicle mass and / or driving resistance be optimized.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, zur Bestimmung der Fahrzeugmasse [m] die Differenz [F(t2) - F(t1)] der Vortriebskräfte durch die Differenz [a(t2) - a(t1)] der Längsbe­ schleunigungen zu dividieren.An advantageous embodiment of the invention consists in Determination of the vehicle mass [m] the difference [F (t2) - F (t1)] of the Driving forces through the difference [a (t2) - a (t1)] of the longitudinal to divide accelerations.

Weiterhin kann die Zeit [deltaT = t2 - t1] zwischen den Zeitpunkten [t1, t2] einen für das Fahrzeug fest eingestellten Wert aufweisen oder diese Zeit kann in einer anderen Variante der Erfindung ab­ hängig von Größen wählbar sein, die den Fahrzustand des Fahrzeugs beeinflussen und/oder repräsentieren.Furthermore, the time [deltaT = t2 - t1] between the times [t1, t2] have a fixed value for the vehicle or this time can vary in another variant of the invention be selectable depending on sizes that reflect the driving condition of the vehicle influence and / or represent.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß nur die Werte [a(t1), a(t2)] der Längsbeschleunigung und der zugehörigen Vortriebskräfte [F(t1), F(t2)] zur Bestimmung der Fahr­ zeugmasse herangezogen werden, deren Beschleunigungsdifferenzen [|a(t2) - a(t1)|] einen bestimmten Schwellwert [deltaA] überschrei­ ten. Der Schwellwert [deltaA] kann dabei einen für das jeweilige Fahrzeug fest eingestellten Wert haben oder abhängig von Größen wählbar sein, die den Fahrzustand des Fahrzeugs beeinflussen und/oder repräsentieren.Another advantageous embodiment of the invention consists in that only the values [a (t1), a (t2)] of the longitudinal acceleration and the associated propulsive forces [F (t1), F (t2)] for determining the driving witness mass are used, their acceleration differences [| a (t2) - a (t1) |] exceeds a certain threshold [deltaA] The threshold value [deltaA] can be one for the respective Vehicle have a set value or depending on sizes be selectable that influence the driving state of the vehicle and / or represent.

Zum besseren Verständnis des nachfolgend beschriebenen Ausführungs­ beispiels sollte zunächst auf die Grundlagen der Erfindung eingegan­ gen werden.For a better understanding of the embodiment described below for example, should first go into the basics of the invention be.

Die für eine gegebene Fahrzeugbeschleunigung a erforderliche Vor­ triebskraft F an den Rädern (die Summe über alle Räder) ist gegeben durchThe pre required for a given vehicle acceleration a driving force F on the wheels (the sum of all wheels) is given by

F=m*a+Fw (1)F = m * a + Fw (1)

wobei m die effektive Fahrzeugmasse inklusive der Beladung und Fw die Summe aller Fahrwiderstände (Luftwiderstand, Rollwiderstand, Hangabtrieb) ist. Dabei ist zu bemerken, daß die effektive Fahrzeug­ masse inklusive der Beladung größer als die reale Fahrzeugmasse ist, da Anteile der Fahrzeugmasse mit einer geschwindigkeitsabhängigen Rotation eine scheinbar größere Trägheit in Längsrichtung des Fahr­ zeugs haben. Weiterhin ist die Fahrzeugbeschleunigung a definiert als zweifache zeitliche Ableitung der gefahrenen Wegstrecke x, also d2x/dt2. Nicht zu verwechseln ist die Fahrzeugbeschleunigung mit der, beispielsweise durch einen Trägheitssensor, ermittelten Be­ schleunigung, die auch den neigungsabhängigen Hangabtrieb beinhaltet. In der Formel (1) können also F und a als bekannt vorausgesetzt werden, unbekannt sind die Größen m und Fw.where m is the effective vehicle mass including the load and Fw is the sum of all driving resistances (air resistance, rolling resistance, downhill slope). It should be noted that the effective vehicle mass including the load is greater than the real vehicle mass, since portions of the vehicle mass with a speed-dependent rotation have an apparently greater inertia in the longitudinal direction of the vehicle. Furthermore, the vehicle acceleration a is defined as twice the time derivative of the distance traveled x, i.e. d 2 x / dt 2 . The vehicle acceleration should not be confused with the acceleration determined, for example, by an inertia sensor, which also includes the slope-dependent downhill slope. In formula (1), F and a can be assumed to be known, the quantities m and Fw are unknown.

Die Beschleunigung a kann durch Differenzieren der meßbaren Fahr­ zeuggeschwindigkeit nach der Zeit berechnet werden. Die Vortriebs­ kraft F kann ebenfalls bestimmt werden. Sie ergibt sich beispiels­ weise aus dem Motordrehmoment, der Getriebeübersetzung, der Achs­ übersetzung und aus dem Radradius, wobei bei den Übersetzungen Reibungsverluste sowie Verstärkungen durch einen evtl. vorhandenen Drehmomentwandler berücksichtigt werden können und sollten. Das Motordrehmoment kann beispielsweise in Form von gemessenen Kenn­ feldern als Funktion von Motorparametern wie angesaugter Luftmenge, Drehzahl, Motortemperatur usw. abgelegt werden und ist bei konven­ tionellen Motorsteuerungen mit einer Drehmomentschnittstelle ohnehin verfügbar.The acceleration a can by differentiating the measurable driving tool speed can be calculated according to time. The jacking force F can also be determined. It results, for example from the engine torque, the gear ratio, the axle translation and from the radius of the wheel, taking the translations Loss of friction as well as reinforcements due to an existing one Torque converters can and should be taken into account. The Engine torque can, for example, in the form of measured characteristic fields as a function of engine parameters such as the amount of air sucked in, Speed, engine temperature, etc. are stored and is at konven tional engine controls with a torque interface anyway available.

Die Längsbewegung des Fahrzeugs kann durch die zeitabhängigen Funktionen F(t) und a(t) charakterisiert werden. Man wartet nun solange, bis sich innerhalb von kurzer Zeit die Beschleunigung wesentlich ändert (beispielsweise wenn der Fahrer plötzlich Gas gibt). Der Zeitpunkt zu Beginn der Änderung sei t1, die zu diesem Zeitpunkt gehörende Kraft- und Beschleunigungswerte werden als F1=F(t1) und a1=a(t1) gespeichert. Zu einem möglichst kurz nach dem Zeitpunkt t1 liegenden Zeitpunkt t2 werden die Kraft- und Be­ schleunigungswerte F2=F(t2) und a2=a(t2) gespeichert. Nach der Gleichung (1) gilt für diese beiden ZeitpunkteThe longitudinal movement of the vehicle can be dependent on the time Functions F (t) and a (t) can be characterized. You wait now until the acceleration accelerates within a short time changes significantly (for example, if the driver suddenly accelerates gives). The time at the beginning of the change is t1, that at this  Force and acceleration values belonging to the time are as F1 = F (t1) and a1 = a (t1) stored. To a shortly after the Time t1 lying in time t2 becomes the force and loading acceleration values F2 = F (t2) and a2 = a (t2) are saved. After Equation (1) applies to these two times

F1=m*a1+Fw1 (2a)
F2=m*a2+Fw2 (2b).F1 = m * a1 + Fw1 (2a)
F2 = m * a2 + Fw2 (2b).

Liegen nun die Zeitpunkte t1 und t2 nahe genug beieinander, so daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit noch nicht wesentlich geändert hat, kann man davon ausgehen, daß sich auch die Fahrwiderstände innerhalb dieser kurzen Zeitspanne nicht wesentlich geändert haben. Es ist deshalb möglich, Fw1 und Fw2 gleichzusetzen und man erhält durch Subtraktion der Gleichungen (2a) und (2b)Now the times t1 and t2 are close enough so that the vehicle speed has not changed significantly yet one can assume that the driving resistance within have not changed significantly in this short period of time. It is therefore possible to equate Fw1 and Fw2 and you get through Subtraction of equations (2a) and (2b)

m=(F2-F1)/(a2-a1) (3).m = (F2-F1) / (a2-a1) (3).

Wie aus der Gleichung (3) hervorgeht, ist es für die Genauigkeit des Verfahrens erforderlich, daß eine nennenswerte Differenz a2 - a1 vorhanden ist. Außerdem dürfen sich die Fahrwiderstände zwischen den beiden Zeitpunkten t1 und t2 nicht wesentlich geändert haben. Die Genauigkeit des Verfahrens läßt sich erheblich steigern, wenn die Bestimmung bei jedem größeren Beschleunigungssprung wiederholt wird und die einzelnen Ergebnisse geeignet gefiltert werden. Ist die Fahrzeugmasse gemäß der Gleichung (3) bestimmt, so kann nun unter der plausiblen Annahme, daß sich diese während der Fahrt nicht sprungartig ändert, nach der Gleichung (1) der Fahrwiderstand zu jedem Zeitpunkt t berechnet werden:As can be seen from equation (3), it is for the accuracy of the Procedure required that a significant difference a2 - a1 is available. In addition, the driving resistance between the did not change significantly at times t1 and t2. The Accuracy of the process can be increased significantly if the Determination is repeated with every major acceleration jump and the individual results are appropriately filtered. If the vehicle mass is determined in accordance with equation (3), it can now under the plausible assumption that these are not during the journey abruptly changes the driving resistance according to equation (1) can be calculated at any time t:

Fw(t)=F(t)-m*a(t) (4).Fw (t) = F (t) -m * a (t) (4).

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmen.Advantageous embodiments of the invention are the subclaims remove.

Zeichnungendrawings

Die Fig. 1 und 3 zeigen Blockschaltbilder der Erfindung zur Bestimmung der Fahrzeugmasse und des Fahrwiderstands. Den Fig. 2 und 4 sind numerische Algorithmen zur Bestimmung der Fahrzeugmasse und des Fahrwiderstands zu entnehmen. Figs. 1 and 3 show block diagrams of the invention for determining the vehicle mass and the driving resistance. Figs. 2 and 4 are shown in numerical algorithms for determining the vehicle weight and driving resistance.

AusführungsbeispielEmbodiment

Anhand des nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiels soll das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung näher beschrieben werden.Using the exemplary embodiment described below, this is intended Method according to the invention or the device according to the invention are described in more detail.

Anhand der Fig. 1 und 2 soll zunächst die Bestimmung der Fahrzeug­ masse erläutert werden.Initially determining the vehicle mass is to be explained with reference to FIGS. 1 and 2.

In der Fig. 1 wird durch die ersten Mittel 11 die momentane Längs­ beschleunigung des Fahrzeugs erfaßt. Beispielsweise kann dabei vor­ gesehen sein, daß die Wegstrecke des Fahrzeugs sensiert wird. Hierzu können insbesondere die Raddrehzahlen herangezogen werden, die bei einem Fahrzeug mit einem Brems- bzw. Antriebsschlupfregelsystem vor­ liegen. Zweimaliges Differenzieren dieser gemessenen Wegstrecke liefert das gewünschte Ausgangssignal der ersten Mittel 11a(ti), das den momentanen Wert der Fahrzeuglängsbeschleunigung a zum Zeit­ punkt ti repräsentiert. Durch die zweiten Mittel 12 wird die momentane Vortriebskraft F(ti) erfaßt. Wie schon oben erwähnt, kann die Vortriebskraft F aus dem Motordrehmoment, der Getriebeüber­ setzung, der Achsübersetzung und dem Radradius bestimmt werden, wobei bei den Übersetzungen Reibungsverluste sowie Verstärkungen durch einen eventuell vorhandenen Drehmomentwandler mitberücksich­ tigt werden können und sollten. Das Motordrehmoment kann beispiels­ weise in Form von gemessenen Kennfeldern als Funktion von Motor­ parametern wie angesaugter Luft, Drehzahl, Motortemperatur usw. ab­ gelegt werden. Vorteilhaft ist es dabei, auf die ohnehin vorhandenen Signale einer elektronischen Motorsteuerung mit einer Drehmoment­ schnittstelle zurückzugreifen.In Fig. 1, the instantaneous longitudinal acceleration of the vehicle is detected by the first means 11 . For example, it can be seen that the distance traveled by the vehicle is sensed. For this purpose, the wheel speeds can be used in particular, which are present in a vehicle with a brake or traction control system. Differentiating this measured distance twice provides the desired output signal of the first means 11 a (ti), which represents the instantaneous value of the longitudinal vehicle acceleration a at the point in time ti. The instantaneous driving force F (ti) is detected by the second means 12 . As already mentioned above, the propulsive force F can be determined from the engine torque, the transmission ratio, the axle ratio and the wheel radius, with frictional losses and reinforcements, which may or may not be taken into account, in the ratios of any torque converter that may be present. The engine torque can be stored, for example, in the form of measured characteristic maps as a function of engine parameters such as intake air, speed, engine temperature, etc. It is advantageous to use the signals of an electronic motor control with a torque interface that are present anyway.

Die Signale der momentanen Längsbeschleunigung a(ti) und der zuge­ hörigen momentanen Vortriebskraft F(ti) werden der ersten Berech­ nungseinheit 13 zugeführt. In der Berechnungseinheit 13 werden die so erfaßten Werte der Vortriebskraft und der Längsbeschleunigung zu unterschiedlichen Zeitpunkten t1 und t2 verknüpft. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, die Differenz [F(t2) - F(t1)] der Vor­ triebskräfte durch die Differenz [a(t2) - a(t1)] der Längsbe­ schleunigungen zu dividieren. Ausgangsseitig der Berechnungseinheit 13 liegt dann nach der oben erwähnten Gleichung (3) das Signal m an, das die aktuelle Fahrzeugmasse repräsentiert. Dieser Wert der aktuellen Fahrzeugmasse wird nun Regelungs- und/oder Steuerungs­ systemen 14 des Fahrzeugs zugeführt, die zur Optimierung ihrer Regelungs- und/oder Steuerungsfunktionen die aktuelle Fahrzeugmasse benötigen.The signals of the instantaneous longitudinal acceleration a (ti) and the associated instantaneous propulsive force F (ti) are fed to the first calculation unit 13 . In the calculation unit 13 , the values of the propulsive force and the longitudinal acceleration recorded in this way are linked at different times t1 and t2. It is particularly provided here that the difference [F (t2) - F (t1)] of the driving forces is divided by the difference [a (t2) - a (t1)] of the longitudinal accelerations. The signal m, which represents the current vehicle mass, is then present on the output side of the calculation unit 13 according to the above-mentioned equation (3). This value of the current vehicle mass is now fed to regulation and / or control systems 14 of the vehicle which require the current vehicle mass to optimize their regulation and / or control functions.

Die Fig. 2 zeigt nun einen numerischen Algorithmus zur Bestimmung der Fahrzeugmasse m, der beispielsweise im Block 13 der Fig. 1 abge­ legt sein kann. In einem ersten Schritt 21 wird die Längsbeschleuni­ gung a1 und die Vortriebskraft F1 erfaßt. Nach dem Abwarten einer bestimmten Zykluszeit deltaT (Schritt 22) wird in dem Schritt 23 wiederum die Längsbeschleunigung a2 und die Vortriebskraft F2 zu dem Zeitpunkt t2 erfaßt. In einem nächsten Schritt 24 wird untersucht, ob die betragliche Differenz der erfaßten Längsbeschleunigungen |a2 - a1| größer als die Schwelle deltaA ist. Überschreitet die betragliche Differenz der Längsbeschleunigungen die Schwelle deltaA, so wird nach Gleichung (3) bzw. Berechnungsvorschrift der Berech­ nungseinheit 13 die Berechnung der Fahrzeugmasse m und gegebenen­ falls eine Filterung im Schritt 25 vorgenommen. Ist die betragliche Differenz der Längsbeschleunigungen kleiner als die Schwelle deltaA, so wird direkt zum Schritt 26 übergegangen, indem die zuletzt er­ faßten Werte für die Längsbeschleunigung und die Vortriebskraft als Startwerte für den nächsten Zyklus nach Verstreichen der Zeit deltaT gesetzt werden. Die Zykluszeit deltaT und/oder der Schwellwert deltaA können dabei einen fest eingestellten Wert haben oder ab­ hängig von Größen wählbar sein, die den Fahrzustand des Fahrzeugs beeinflussen und/oder repräsentieren. Solche Größen können bei­ spielsweise die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, die Fahrzeuglängsbe­ schleunigung sein. FIG. 2 now shows a numerical algorithm for determining the vehicle mass m, which may be stored in block 13 of FIG. 1, for example. In a first step 21 , the longitudinal acceleration a1 and the driving force F1 are detected. After waiting for a certain cycle time deltaT (step 22 ), the longitudinal acceleration a2 and the propulsive force F2 at the time t2 are again recorded in step 23 . In a next step 24 , it is examined whether the difference in magnitude of the detected longitudinal accelerations | a2 - a1 | is greater than the deltaA threshold. If the difference between the longitudinal accelerations exceeds the threshold deltaA, the calculation of the vehicle mass m and, if appropriate, a filtering in step 25 is carried out according to equation (3) or calculation rule of the calculation unit 13 . If the difference in length of the longitudinal accelerations is smaller than the threshold deltaA, the process proceeds directly to step 26 , in that the values recorded last for the longitudinal acceleration and the propulsive force are set as starting values for the next cycle after the time deltaT has elapsed. The cycle time deltaT and / or the threshold value deltaA can have a fixed value or can be selected depending on variables that influence and / or represent the driving state of the vehicle. Such quantities can be the longitudinal vehicle speed, the longitudinal vehicle acceleration, for example.

In der Fig. 3 sind mit der Position 11 und 12 die schon beschrie­ benen ersten und zwei Mittel zur Erfassung der Längsbeschleunigung a(ti) und der Vortriebskraft F(ti) zu sehen. Neben diesen Signalen werden der zweiten Berechnungseinheit 31 das Ausgangssignal m der ersten Berechnungseinheit 13 zugeführt, das wie schon beschrieben, einen aktuellen Wert der Fahrzeugmasse repräsentiert. In der zweiten Berechnungseinheit 31 werden nun die drei Eingangssignale gemäß der Gleichung (1) multipliziert. Ausgangsseitig der Berechnungseinheit 31 liegt dann das Signal Fw(ti) an, das den momentanen Fahrwider­ stand des Fahrzeugs repräsentiert. Dieser Wert des Fahrwiderstands kann den Regelungs- und/oder Steuerungssystemen 32 zugeführt werden, die den aktuellen Fahrwiderstand zur Optimierung ihrer Regelungs- und Steuerungsfunktionen benötigen.In Fig. 3 with the positions 11 and 12, the already described first and two means for detecting the longitudinal acceleration a (ti) and the propulsive force F (ti) can be seen. In addition to these signals, the second calculation unit 31 is supplied with the output signal m of the first calculation unit 13 , which, as already described, represents a current value of the vehicle mass. The three input signals are then multiplied in the second calculation unit 31 in accordance with equation (1). The signal Fw (ti), which represents the current driving resistance of the vehicle, is then present on the output side of the calculation unit 31 . This value of the driving resistance can be supplied to the regulation and / or control systems 32 , which require the current driving resistance to optimize their regulation and control functions.

In der Fig. 4 ist ein numerischer Algorithmus zu Ermittlung des Fahrwiderstands angegeben. In einem ersten Schritt 41 wird nach Ver­ streichen einer Zykluszeit deltaT der Schritt 42 aktiviert, indem ermittelt wird, ob die Masse m des Fahrzeugs bekannt ist. Ist die momentane Masse m des Fahrzeugs bekannt (Ausgangssignal der erwähn­ ten Mittel 13) so wird in dem Schritt 44 die Längsbeschleunigung a2 und die Vortriebskraft F2 erfaßt. Ist die momentane Masse m nicht bekannt, so wird in dem Schritt 43 ein Ersatzwert für die Masse ein­ gesetzt. Dieser Ersatzwert kann beispielsweise ein Wert aus früheren Messungen sein. Nach Messung der aktuellen Längsbeschleunigung und der aktuellen Vortriebskraft im Schritt 44 wird nach der Gleichung (1) im Schritt 45 der Fahrwiderstand berechnet, indem das Produkt aus der aktuellen Vortriebskraft, der aktuellen Längsbeschleunigung und der aktuellen Fahrzeugmasse bzw. des Ersatzwertes der Fahrzeug­ masse gebildet wird. Die nächste Berechnung des Fahrwiderstands wird dann nach Ablauf der Zykluszeit deltaT (Schritt 41) getätigt. Auch hierbei wird die Zykluszeit deltaT entweder fest eingestellt oder abhängig von Größen gewählt, die den Fahrzustand des Fahrzeugs be­ einflussen und/oder repräsentieren.In FIG. 4, a numerical algorithm is given for determining the driving resistance. In a first step 41 , after a cycle time deltaT has elapsed, step 42 is activated by determining whether the mass m of the vehicle is known. If the instantaneous mass m of the vehicle is known (output signal of the means 13 mentioned ), the longitudinal acceleration a2 and the driving force F2 are detected in step 44 . If the current mass m is not known, a substitute value for the mass is set in step 43 . This substitute value can be a value from previous measurements, for example. After measuring the current longitudinal acceleration and the current propulsive force in step 44 , the driving resistance is calculated in accordance with equation (1) in step 45 by forming the product of the current propulsive force, the current longitudinal acceleration and the current vehicle mass or the replacement value of the vehicle mass . The next calculation of the driving resistance is then carried out after the cycle time deltaT (step 41 ). Here too, the cycle time deltaT is either fixed or selected depending on variables that influence and / or represent the driving state of the vehicle.

Als Regelungs- und/oder Steuerungssysteme 14 und 32, die zur Optimierung ihrer Regelungs- und/oder Steuerungsfunktionen die momentane Fahrzeugmasse bzw. den momentanen Fahrwiderstand benötigen, sind insbesondere Systeme zur Regelung/Steuerung der Fahrdynamik des Fahrzeugs, des Fahrwerks, der Lenkung, der Brems­ manöver und/oder des Vortriebs zu erwähnen. Darüber hinaus können die Werte der Fahrzeugmasse und des Fahrwiderstands zur Ermittlung von Sollgrößen für den Reifendruck und/oder zur Beeinflussung einer elektronischen Getriebesteuerung herangezogen werden.As control and / or control systems 14 and 32 , which require the current vehicle mass or the current driving resistance to optimize their control and / or control functions, are in particular systems for regulating / controlling the driving dynamics of the vehicle, the chassis, the steering, the To mention braking maneuvers and / or propulsion. In addition, the values of the vehicle mass and the driving resistance can be used to determine target values for the tire pressure and / or to influence an electronic transmission control.

Claims (10)

1. Verfahren zur Bestimmung der Masse eines durch Vortriebskräfte in seine Längsrichtung bewegten Kraftfahrzeugs, wobei
  • - wenigstens zwei Längsbeschleunigungen [a(t1), a(t2)] zu wenigstens zwei unterschiedlichen Zeitpunkten (t1, t2) erfaßt werden, und
  • - die zu diesen Zeitpunkten [t1, t2] vorliegenden Vortriebskräfte [F(t1), F(t2)] erfaßt werden, und
  • - aus der Differenz [F(t2)-F(t1)] der Vortriebskräfte und der Differenz [a(t2)-a(t1)] der Längsbeschleunigungen die Fahrzeug­ masse [m] bestimmt wird.
1. A method for determining the mass of a motor vehicle moved in its longitudinal direction by propulsive forces, wherein
  • - at least two longitudinal accelerations [a (t1), a (t2)] are recorded at at least two different times (t1, t2), and
  • - the propulsive forces [F (t1), F (t2)] present at these times [t1, t2] are recorded, and
  • - The vehicle mass [m] is determined from the difference [F (t2) -F (t1)] of the driving forces and the difference [a (t2) -a (t1)] of the longitudinal accelerations.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Be­ stimmung der Fahrzeugmasse [m] die Differenz [F(t2)-F(t1)] der Vor­ triebskräfte durch die Differenz [a(t2)-a(t1)] der Längsbeschleuni­ gungen dividiert wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that for loading the vehicle mass [m] the difference [F (t2) -F (t1)] of the previous driving forces by the difference [a (t2) -a (t1)] of the longitudinal acceleration is divided.   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit [deltaT=t2-t1] zwischen den Zeitpunkten [t1, t2) einen für das Fahrzeug fest eingestellten Wert hat oder die Zeit [deltaT=t2-t1] zwischen den Zeitpunkten [t1, t2] abhängig von Größen wählbar ist, die den Fahrzustand des Fahrzeugs beeinflussen und/oder repräsen­ tieren.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Time [deltaT = t2-t1] between the times [t1, t2) one for the Vehicle has a set value or the time [deltaT = t2-t1] can be selected between the times [t1, t2] depending on quantities, that influence and / or represent the driving condition of the vehicle animals. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nur die Werte [a(t1), a(t2)] der Längsbeschleuni­ gung und der zugehörigen Vortriebskräfte [F(t1), F(t2)] zur Be­ stimmung der Fahrzeugmasse herangezogen werden, deren Beschleuni­ gungsdifferenzen [|a(t2)-a(t1)|] einen bestimmten Schwellwert [deltaA] überschreiten.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized ge indicates that only the values [a (t1), a (t2)] of the longitudinal acceleration supply and the associated propulsive forces [F (t1), F (t2)] for loading mood of the vehicle mass are used, their acceleration difference [| a (t2) -a (t1) |] a certain threshold exceed [deltaA]. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert [deltaA] einen für das Fahrzeug fest eingestellten Wert hat oder der Schwellwert [deltaA] abhängig von Größen wählbar ist, die den Fahrzustand des Fahrzeugs beeinflussen und/oder repräsen­ tieren.5. The method according to claim 4, characterized in that the Threshold value [deltaA] is a value that is fixed for the vehicle or the threshold value [deltaA] can be selected depending on sizes, that influence and / or represent the driving condition of the vehicle animals. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die bestimmte Fahrzeugmasse [m] zur Bestimmung des momentanen Fahrwiderstandes [Fw(ti)] des Fahrzeugs herangezogen wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized ge indicates that the determined vehicle mass [m] for determining the current driving resistance [Fw (ti)] of the vehicle becomes. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Be­ stimmung des momentanen Fahrwiderstandes [Fw(ti)] die Differenz zwischen der momentanen Vortriebskraft [Fi] und dem Produkt aus der momentanen Vortriebsbeschleunigung [ai] und der bestimmten Fahr­ zeugmasse [m] gebildet wird. 7. The method according to claim 6, characterized in that for loading the current driving resistance [Fw (ti)] the difference between the current propulsive force [Fi] and the product of the instantaneous acceleration of acceleration [ai] and the determined driving witness mass [m] is formed.   8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die bestimmte Fahrzeugmasse [m] oder der bestimmte Fahrwiderstand [Fw(ti)] zur Regelung/Steuerung der Fahrdynamik des Fahrzeugs, insbesondere zur Regelung/Steuerung des Fahrwerks, der Lenkung, der Bremsmanöver und/oder des Vortriebs, und/oder zur Er­ mittelung einer Sollgröße für den Reifendruck und/oder zu einer elektronischen Getriebesteuerung herangezogen wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized ge indicates that the specific vehicle mass [m] or the specific Driving resistance [Fw (ti)] for regulating / controlling the driving dynamics of the Vehicle, in particular for regulating / controlling the chassis, the Steering, the braking maneuvers and / or the propulsion, and / or to Er averaging a target value for the tire pressure and / or for a electronic transmission control is used. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - erste Mittel [11] zur Erfassung der Längsbeschleunigungen [a(t1), a(t2)] und
  • - zweite Mittel [12] zur Erfassung der zu den Längsbeschleunigungen gehörenden Vortriebskräfte [F(t1), F(t2)] und dritte Mittel [13] zur Bestimmung der Fahrzeugmasse [m] aus der Differenz [F(t2)-F(t1)] der Vortriebskräfte und der Differenz [a(t2)-a(t1)] der Längsbeschleunigungen vorgesehen sind.
9. A device for performing the method according to claim l, characterized in that
  • - First means [ 11 ] for detecting the longitudinal accelerations [a (t1), a (t2)] and
  • - second means [ 12 ] for detecting the propulsive forces [F (t1), F (t2)] belonging to the longitudinal accelerations and third means [ 13 ] for determining the vehicle mass [m] from the difference [F (t2) -F (t1 )] of the propulsive forces and the difference [a (t2) -a (t1)] of the longitudinal accelerations are provided.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - erste Mittel [11] zur Erfassung der Längsbeschleunigung [a(ti)] und
  • - zweite Mittel [12] zur Erfassung der zu der Längsbeschleunigung gehörenden Vortriebskraft [F(ti)] und
  • - dritte Mittel [13] zur Bestimmung der Fahrzeugmasse [m] aus den erfaßten Vortriebskräften und den erfaßten Längsbeschleunigungen und
  • - vierte Mittel [14] zur Bestimmung des momentanen Fahrwiderstandes [Fw(ti)] aus der bestimmten Fahrzeugmasse [m], der erfaßten Längsbeschleunigung [a(ti) und der erfaßten Vortriebskraft [F(ti) vorgesehen sind.
10. A device for performing the method according to claim 6, characterized in that
  • - First means [ 11 ] for detecting the longitudinal acceleration [a (ti)] and
  • - second means [ 12 ] for detecting the propulsive force [F (ti)] associated with the longitudinal acceleration and
  • - third means [ 13 ] for determining the vehicle mass [m] from the detected propulsive forces and the detected longitudinal accelerations and
  • - Fourth means [ 14 ] for determining the instantaneous driving resistance [Fw (ti)] from the determined vehicle mass [m], the detected longitudinal acceleration [a (ti) and the detected propulsive force [F (ti) are provided.
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