DE102021207127A1

DE102021207127A1 - Determination of a mass of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102021207127A1
Application number: DE102021207127.9A
Authority: DE
Inventors: Ahmed El-Gharabawy; Franz Bitzer; Rachid Mansour
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-07-07
Filing date: 2021-07-07
Publication date: 2023-01-12

Abstract

Ein Verfahren (200) zum Bestimmen einer Masse eines Kraftfahrzeugs (100) umfasst Schritte des zyklischen Variierens (215) eines Antriebsmoments des Kraftfahrzeugs (100) mit einer vorbestimmten Frequenz; des Bestimmens (220) einer zyklischen Variation einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs (100) mit derselben Frequenz; und des Bestimmens (235) der Masse auf der Basis der Variation der bestimmten Beschleunigung.A method (200) for determining a mass of a motor vehicle (100) comprises the steps of cyclically varying (215) a drive torque of the motor vehicle (100) at a predetermined frequency; determining (220) a cyclic variation of an acceleration of the motor vehicle (100) with the same frequency; and determining (235) the mass based on the variation of the determined acceleration.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Bestimmung einer Masse eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bestimmung der Masse des Kraftfahrzeugs während der Fahrt.The present invention relates to determining a mass of a motor vehicle. In particular, the invention relates to determining the mass of the motor vehicle while driving.

Ein Kraftfahrzeug ist dazu eingerichtet, wechselnde Lasten zu befördern. Ein Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs kann sich in Abhängigkeit der Masse deutlich verändern. Beispielsweise kann das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs bei hoher Zuladung und Kurvenfahrt instabiler sein als bei geringer Zuladung. Handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen Lastkraftwagen oder einen Bus, so kann eine Spannbreite der Masse bei minimaler und maximaler Zuladung beträchtlich sein, sodass die Fahreigenschaften durch die Zuladung wesentlich beeinflusst sein können.A motor vehicle is set up to transport changing loads. A driving behavior of the motor vehicle can change significantly depending on the mass. For example, the driving behavior of the motor vehicle can be more unstable when the payload is high and when cornering than when the payload is low. If the motor vehicle is a truck or a bus, the range of mass at minimum and maximum payload can be considerable, so that the driving characteristics can be significantly influenced by the payload.

Ein Antriebsstrang, ein Bremssystem und/oder ein Fahrwerk des Kraftfahrzeugs können in Abhängigkeit der Masse des Kraftfahrzeugs verbessert auf ein vorbestimmtes Ziel gesteuert werden. Dazu muss die Masse des Kraftfahrzeugs möglichst genau bestimmt werden.A drive train, a brake system and/or a chassis of the motor vehicle can be better controlled to a predetermined target depending on the mass of the motor vehicle. To do this, the mass of the motor vehicle must be determined as precisely as possible.

Es wurde vorgeschlagen, die Masse auf der Basis von Luftdrücken in Rädern des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Alternativ kann die Masse auch auf der Basis von Federwegen eines Fahrwerks bestimmt werden. Diese Methoden haben sich jedoch als relativ ungenau erwiesen. Die Masse kann auch auf der Basis eines Zusammenhangs zwischen einem Antriebsmoment und einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Insbesondere wenn hierfür kein dedizierter Beschleunigungssensor zur Verfügung steht, sondern die Beschleunigung auf der Basis eines Geschwindigkeitssignals bestimmt wird, setzt eine genaue Bestimmung der Masse die Kenntnis aller statischen und dynamischen Störeinflüsse voraus. Solche Einflüsse können beispielsweise eine Steigung, ein Gefälle, einen Windeinfluss oder einen Reibungseinfluss umfassen.It has been proposed to determine the mass on the basis of air pressures in the wheels of the motor vehicle. Alternatively, the mass can also be determined on the basis of the suspension travel of a chassis. However, these methods have proven to be relatively inaccurate. The mass can also be determined on the basis of a relationship between a drive torque and an acceleration of the motor vehicle. Especially if no dedicated acceleration sensor is available for this purpose, but the acceleration is determined on the basis of a speed signal, an exact determination of the mass requires knowledge of all static and dynamic interference. Such influences can include, for example, an incline, a decline, an influence of wind or an influence of friction.

Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur Bestimmung einer Masse eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.An object underlying the present invention is to provide an improved technique for determining a mass of a motor vehicle. The invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims reflect preferred embodiments.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen einer Masse eines Kraftfahrzeugs Schritte des zyklischen Variierens eines Antriebsmoments des Kraftfahrzeugs mit einer vorbestimmten Frequenz; des Bestimmens einer zyklischen Variation einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs mit derselben Frequenz; und des Bestimmens der Masse auf der Basis der Variation der bestimmten Beschleunigung.According to a first aspect of the present invention, a method for determining a mass of a motor vehicle comprises the steps of cyclically varying a drive torque of the motor vehicle at a predetermined frequency; determining a cyclic variation of an acceleration of the motor vehicle with the same frequency; and determining the mass based on the variation of the determined acceleration.

Das Antriebsmoment kann durch Steuern eines Antriebsmotors und/oder eines Bremssystems des Kraftfahrzeugs erfolgen. Die Variation kann positiv und/oder negativ sein, sodass für die Bestimmung eine Beschleunigung oder eine Verzögerung oder eine Kombination aus beiden gesteuert werden kann. Die Masse kann bestimmt werden, ohne das Kraftfahrzeug anzuhalten, sodass die Masse praktisch beliebig häufig aktualisiert werden kann.The drive torque can take place by controlling a drive motor and/or a braking system of the motor vehicle. The variation can be positive and/or negative so that an acceleration or a deceleration or a combination of both can be controlled for the determination. The mass can be determined without stopping the motor vehicle, so the mass can be updated virtually any number of times.

Die Variation des Antriebsmoments kann derart gesteuert werden, dass die Variation der Beschleunigung für eine Person an Bord des Kraftfahrzeugs kaum oder gar nicht zu bemerken ist. Die gesuchte Variation der Beschleunigung kann dann zwar klein im Vergleich zu Störgrößen in einem bestimmten Beschleunigungssignal sein, durch Betrachtung der Variation nur in einem Bereich um die vorbestimmte Frequenz kann es trotzdem ausreichend gut isoliert werden, um die Masse genau zu bestimmen.The variation in drive torque can be controlled in such a way that the variation in acceleration is hardly or not at all noticeable to a person on board the motor vehicle. The sought-after variation in acceleration may then be small compared to disturbances in a particular acceleration signal, but by considering the variation only in a range around the predetermined frequency, it can still be isolated sufficiently well to accurately determine the mass.

Statische Einflüsse auf die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, etwa eine Steigung, ein Gefälle oder ein Gegen- oder Rückenwind, können die Bestimmung nicht beeinträchtigen. Die Bestimmung kann innerhalb einer kurzen Messdauer durchgeführt werden, die üblicherweise im Bereich zwischen weniger als eine einer Sekunde und wenigen Sekunden liegt.Static influences on the acceleration of the motor vehicle, such as an uphill or downhill gradient or a headwind or tailwind, cannot affect the determination. The determination can be carried out within a short measurement period, which usually ranges from less than a second to a few seconds.

Die Erfindung kann insbesondere an einem Straßenverkehrsmittel angewandt werden, bevorzugt einem Lieferwagen, einem Lastkraftwagen oder einem Bus. Bei solchen Fahrzeugen kann sich die Masse des Kraftfahrzeugs häufig ändern, sodass die aktuelle Masse besonders wichtig ist. Im Fall eines Lastkraftwagens kann die Masse auch im Betrieb veränderlich sein, beispielsweise wenn es sich um ein Streufahrzeug handelt, das Streugut auf einer Straße verteilt. Ein Einsatz an einem Personenkraftwagen oder einem Kraftrad ist ebenfalls möglich. Das Kraftfahrzeug kann auf einer Straße oder off-road fahren.The invention can be applied in particular to a means of road transport, preferably a van, a truck or a bus. In such vehicles, the mass of the motor vehicle can change frequently, so that the current mass is particularly important. In the case of a truck, the mass can also be variable during operation, for example if it is a gritting vehicle that spreads grit on a road. It can also be used on a passenger car or a motorcycle. The motor vehicle can run on-road or off-road.

Das Kraftfahrzeug kann in Abhängigkeit der bestimmten Masse gesteuert werden, insbesondere bezüglich eines Antriebssystems, eines Bremssystems oder eines Fahrwerks.The motor vehicle can be controlled as a function of the determined mass, in particular with regard to a drive system, a braking system or a chassis.

Das Antriebsmoment wird bevorzugt in Sinusform variiert. Dadurch kann eine Systemantwort des Kraftfahrzeugs in Form einer Variation der Beschleunigung beziehungsweise der Geschwindigkeit maximiert sein. Eine Bildung von Oberwellen kann minimiert sein, sodass ein Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitssignal nur in einem kleinen Bereich um die vorbestimmte Frequenz ausgewertet werden muss.The drive torque is preferably varied in a sinusoidal form. As a result, a system response of the motor vehicle can be maximized in the form of a variation in acceleration or speed. A formation of harmonics can be minimized, so that an acceleration or speed signal only has to be evaluated in a small range around the predetermined frequency.

Die vorbestimmte Frequenz ist weiter bevorzugt derart gewählt, dass sie unterhalb einer Eigenfrequenz des Kraftfahrzeugs liegt. Die Eigenfrequenz des Kraftfahrzeugs bezüglich des Zusammenhangs zwischen Antriebsmoment und Beschleunigung kann auf der Basis einer Bauart oder eines Typs des Kraftfahrzeugs bekannt sein oder er kann bestimmt werden, beispielsweise auf der Basis einer anderweitig geschätzten Masse. In noch einer Ausführungsform kann die Eigenfrequenz dynamisch bestimmt werden, etwa indem die zyklische Variation der Beschleunigung in Antwort auf eine zyklische Variation des Antriebsmoments für verschiedene Frequenzen bestimmt wird.The predetermined frequency is more preferably selected in such a way that it is below a natural frequency of the motor vehicle. The natural frequency of the motor vehicle with regard to the relationship between drive torque and acceleration can be known on the basis of a design or type of motor vehicle or it can be determined, for example on the basis of an otherwise estimated mass. In yet another embodiment, the natural frequency may be determined dynamically, such as by determining the cyclic variation in acceleration in response to cyclic variation in drive torque for different frequencies.

In einer Ausführungsform kann ein Verlauf einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs erfasst und die Variation mit der vorbestimmten Frequenz mittels Fouriertransformation bestimmt werden. Bevorzugt wird hierfür eine Schnelle Fourier Transformation (FFT) verwendet, die eine Zerlegung eines Signals in n Frequenzen inO(nlogn)Zeit erlauben kann.In one embodiment, a course of an acceleration of the motor vehicle can be recorded and the variation with the predetermined frequency can be determined by means of Fourier transformation. A Fast Fourier Transformation (FFT) is preferably used for this purpose, which can allow a signal to be broken down into n frequencies in O(nlogn) time.

Die bestimmte Variation der Beschleunigung kann eine vorbestimmte Phasenlage zur Variation des Antriebsmoments aufweisen. Anteile des Signals, die eine andere als die vorbestimmte Frequenz und/oder eine andere als die vorbestimmte Phasenlage aufweisen, können für die Bestimmung nicht betrachtet werden. In einer Ausführungsform können die Variation des Antriebsmoments und die Variation der Beschleunigung gleichphasig sein; in einer anderen Ausführungsform können sie um einen vorbestimmten Phasenwinkel voneinander abweichen, der beispielsweise durch eine Elastizität eines Antriebsstrangs oder eines Bremssystems bedingt sein kann.The determined variation in the acceleration can have a predetermined phase position for varying the drive torque. Portions of the signal that have a frequency other than the predetermined frequency and/or a phase position other than the predetermined cannot be considered for the determination. In one embodiment, the variation in drive torque and the variation in acceleration may be in phase; In another embodiment, they can deviate from one another by a predetermined phase angle, which can be caused, for example, by an elasticity of a drive train or a brake system.

Ist kein Beschleunigungssignal verfügbar, so kann ein Geschwindigkeitssignal nach der Zeit abgeleitet werden. Insbesondere kann die Variation der Beschleunigung auf der Basis einer Variation einer Drehgeschwindigkeit eines Rads des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Das Diskriminierung anderer als der vorbestimmten Frequenz kann in einer weiteren Ausführungsform auch vor dem Ableiten erfolgen.If no acceleration signal is available, a speed signal can be derived over time. In particular, the variation in acceleration can be determined based on a variation in a rotational speed of a wheel of the motor vehicle. In a further embodiment, the discrimination other than the predetermined frequency can also take place before the derivation.

Für die Bestimmung der Masse kann der bekannte Zusammenhang F = m * a ausgenutzt werden. Dabei steht F für eine positive oder negative Kraft, die das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert, a für die Beschleunigung des Fahrzeugs und m für die zu bestimmende Masse des Fahrzeugs. Die Kraft kann aus einem Antriebsmoment eines Antriebsmotors unter Berücksichtigung rotatorischer Trägheitsmassen und einer geltenden Übersetzung bestimmt werden. Die Fahrzeugbeschleuningung kann aus einer Raddrehzahl und/oder unter Beachtung einer Übersetzung aus einer Drehzahl eines Antriebsmotors bestimmt werden.The well-known relationship F = m * a can be used to determine the mass. Here F stands for a positive or negative force that accelerates or decelerates the vehicle, a for the acceleration of the vehicle and m for the mass of the vehicle to be determined. The force can be determined from a drive torque of a drive motor, taking into account rotational masses of inertia and an applicable translation. The vehicle acceleration can be determined from a wheel speed and/or, taking into account a translation, from a speed of a drive motor.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Antriebsmoment erst variiert, wenn ein dynamischer Einfluss auf die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein vorbestimmtes Maß ist. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass ein angefordertes Antriebsmoment auf das Kraftfahrzeug konstant ist und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ebenfalls konstant ist. Liegt diese Bedingung vor und/oder nach der Überlagerung des zyklisch variierten Antriebsmoments vor, so kann darauf geschlossen werden, dass Störgrößen während der Messung mit hoher Wahrscheinlichkeit konstant waren. Die Bestimmung der Masse kann so zuverlässiger und/oder genauer sein.In a further embodiment, the drive torque is only varied when a dynamic influence on the speed of the motor vehicle is less than a predetermined amount. For example, it can be determined that a requested drive torque on the motor vehicle is constant and a speed of the motor vehicle is also constant. If this condition is present before and/or after the superimposition of the cyclically varied drive torque, it can be concluded that there is a high probability that disturbance variables were constant during the measurement. The determination of the mass can thus be more reliable and/or more precise.

Die bestimmte Masse des Kraftfahrzeugs kann verworfen werden, falls sie um mehr als ein vorbestimmtes Maß von einer Masse des Kraftfahrzeugs abweicht, auf andere Weise bestimmt wurde. Insbesondere kann die Masse mittels einer anderen Methode bestimmt werden und die vorliegende Methode kann angewandt werden, um ein Ergebnis zu verbessern oder abzusichern.The determined mass of the motor vehicle can be discarded if it deviates by more than a predetermined amount from a mass of the motor vehicle that was determined in another way. In particular, the mass can be determined using a different method and the present method can be used to improve or secure a result.

Die Bestimmung kann nacheinander mit verschiedenen Frequenzen durchgeführt werden. So können mehrere Bestimmungen der Masse durchgeführt werden die unterschiedlichen Störgrößen ausgesetzt sein können. Die bestimmten Massen können miteinander verglichen werden, um zu bestimmen, dass keine Fehlmessung vorliegt. Die Masse kann beispielsweise als Mittelwert der einzeln bestimmten Massen errechnet werden. Übersteigt eine Varianz der einzeln bestimmten Massen einen vorbestimmten Wert, so kann die Bestimmung verworfen werden.The determination can be carried out successively with different frequencies. In this way, several determinations of the mass can be carried out, which can be exposed to different disturbance variables. The determined masses can be compared to one another in order to determine that there is no incorrect measurement. The mass can be calculated, for example, as the mean value of the individually determined masses. If a variance of the individually determined masses exceeds a predetermined value, the determination can be discarded.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Masse eines Kraftfahrzeugs eine Schnittstelle zur Steuerung eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs; eine Abtasteinrichtung zur Bestimmung einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, ein Antriebsmoment des Kraftfahrzeugs mit einer vorbestimmten Frequenz zu variieren; und eine Masse des Kraftfahrzeugs auf der Basis einer zyklischen Variation einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs mit derselben Frequenz zu bestimmen.According to a further aspect of the present invention, a device for determining a mass of a motor vehicle comprises an interface for controlling a drive motor of the motor vehicle; a scanning device for determining an acceleration of the motor vehicle; and a processing device. The processing device is set up to vary a drive torque of the motor vehicle at a predetermined frequency; and determine a mass of the motor vehicle based on a cyclic variation of an acceleration of the motor vehicle at the same frequency.

Die Abtasteinrichtung kann alternativ eine Geschwindigkeit oder eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs bestimmen. Die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung kann mittels eines dedizierten Sensors direkt oder durch Ableiten eines Geschwindigkeitssignals nach der Zeit bestimmt werden. Das Geschwindigkeitssignal kann beispielsweise mittels eines Sensors zur Bestimmung einer Drehzahl eines Rads des Kraftfahrzeugs bestimmt werden.Alternatively, the scanning device can determine a speed or an acceleration of the motor vehicle. The acceleration of The longitudinal direction of the motor vehicle can be determined directly by means of a dedicated sensor or by deriving a speed signal over time. The speed signal can be determined, for example, by means of a sensor for determining a speed of a wheel of the motor vehicle.

Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.The processing device can be set up to carry out a method described herein in whole or in part. For this purpose, the processing device can comprise a programmable microcomputer or microcontroller and the method can be present in the form of a computer program product with program code means. The computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to the device or vice versa.

Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeug eine hierin beschriebene Vorrichtung.According to yet another aspect of the present invention, a motor vehicle includes a device as described herein.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:

1 ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der Masse des Kraftfahrzeugs; und
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens

darstellt.The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:

1 a motor vehicle with a device for determining the mass of the motor vehicle; and
2 a flowchart of a method

represents.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 mit einer Vorrichtung 105 zur Bestimmung der Masse des Kraftfahrzeugs 100. Das Kraftfahrzeug 100 umfasst bevorzugt einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Bus. An Bord des Kraftfahrzeugs 100 ist ein Antriebsstrang 110 zur Bereitstellung eines Antriebsmoments angebracht. Der Antriebsstrang 110 umfasst einen Antriebsmotor 115, ein optionales Getriebe und ein Antriebsrad 120. Der Antriebsmotor 115 kann als Brennkraftmaschine, als elektrische Maschine oder als Hybridantrieb realisiert sein. 1 shows a motor vehicle 100 with a device 105 for determining the mass of the motor vehicle 100. The motor vehicle 100 preferably comprises a passenger car, a truck or a bus. A drive train 110 for providing a drive torque is mounted on board the motor vehicle 100 . The drive train 110 includes a drive motor 115, an optional transmission and a drive wheel 120. The drive motor 115 can be implemented as an internal combustion engine, as an electric machine or as a hybrid drive.

Die Vorrichtung 105 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung 125, einen Schnittstelle 130 und einen Sensor 135. Die Schnittstelle 130 ist mit dem Antriebsmotor 115 verbunden, um ein Antriebsmoment zu steuern. Alternativ kann die Schnittstelle 130 auch zu einer anderen Einrichtung zur dynamischen Beeinflussung eines Antriebsmoments des Kraftfahrzeugs 100 führen, beispielsweise zu einer Bremsanlage, einem Rekuperator oder einem Retarder. Der Sensor 130 ist dazu eingerichtet, ein Signal bereitzustellen, das auf eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 100 hinweist. Dazu kann der Sensor 130 die Beschleunigung unmittelbar bestimmen, beispielsweise indem er einen mikromechanischen Beschleunigungssensor umfasst.The device 105 comprises a processing device 125, an interface 130 and a sensor 135. The interface 130 is connected to the drive motor 115 in order to control a drive torque. Alternatively, the interface 130 can also lead to another device for dynamically influencing a drive torque of the motor vehicle 100, for example to a brake system, a recuperator or a retarder. Sensor 130 is set up to provide a signal that indicates acceleration of motor vehicle 100 . For this purpose, the sensor 130 can determine the acceleration directly, for example by comprising a micromechanical acceleration sensor.

In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform umfasst der Sensor 130 einen Drehzahlsensor, der dazu eingerichtet ist, eine Drehzahl eines Rads des Kraftfahrzeugs 100, insbesondere eines Antriebsrads 120, zu bestimmen. Die Verarbeitungseinrichtung 125 kann das Geschwindigkeitssignal nach der Zeit ableiten, um ein Beschleunigungssignal zu erhalten. In einer weiteren Ausführungsform ist die Verarbeitungseinrichtung 125 mit einer weiteren Einrichtung an Bord des Kraftfahrzeugs 100 verbunden, die dazu eingerichtet ist, eine Geschwindigkeit oder eine Beschleunigung zu bestimmen. Die Bestimmung kann auf der Basis unterschiedlicher Messwerte erfolgen.In the preferred specific embodiment shown, sensor 130 includes a speed sensor that is set up to determine a speed of a wheel of motor vehicle 100 , in particular a drive wheel 120 . The processing device 125 can derive the speed signal with respect to time in order to obtain an acceleration signal. In a further embodiment, the processing device 125 is connected to a further device on board the motor vehicle 100 which is set up to determine a speed or an acceleration. The determination can be made on the basis of different measured values.

Es wird vorgeschlagen, dass die Verarbeitungseinrichtung 125 dazu eingerichtet ist, ein Antriebsmoment auf das Kraftfahrzeug 100 mit einer vorbestimmten Frequenz zyklisch zu variieren und eine Antwort des Kraftfahrzeugs 100 in dessen Beschleunigung mit derselben Frequenz zu bestimmen. Auf der Basis der Änderung des Antriebsmoments und der Änderung der Beschleunigung kann dann die Masse des Kraftfahrzeugs 100 bestimmt werden. Die bestimmte Masse kann als Bestimmungswert bereitgestellt werden, beispielsweise an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 100. Optional kann das Kraftfahrzeug 100 auch automatisch in Abhängigkeit der bestimmten Masse gesteuert werden.It is proposed that processing device 125 be set up to cyclically vary a drive torque on motor vehicle 100 at a predetermined frequency and to determine a response of motor vehicle 100 in terms of its acceleration at the same frequency. The mass of motor vehicle 100 can then be determined on the basis of the change in the drive torque and the change in acceleration. The determined mass can be provided as a determination value, for example to a driver of motor vehicle 100. Optionally, motor vehicle 100 can also be controlled automatically as a function of the determined mass.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer Masse eines Kraftfahrzeugs 100. In einem Schritt 205 kann ein Fahrzustand des Kraftfahrzeugs 100 bestimmt werden. Insbesondere kann bestimmt werden, dass das Kraftfahrzeug 100 voraussichtlich keinen sich ändernden externen Einflüssen auf seine Geschwindigkeit ausgesetzt ist. Dazu kann beispielsweise bestimmt werden, dass vor dem Kraftfahrzeug 100 liegende eine Steigung oder ein Gefälle konstant ist. Außerdem kann sichergestellt werden, dass sich das Kraftfahrzeug 100 in einem Fahrzustand befindet, in welchem eine leichte Variation eines Antriebsmoments ungefährlich ist. 2 shows a flowchart of a method for determining a mass of a motor vehicle 100. In a step 205, a driving state of motor vehicle 100 can be determined. In particular, it can be determined that motor vehicle 100 is unlikely to be subject to any changing external influences on its speed. For this purpose, it can be determined, for example, that an uphill or downhill gradient in front of motor vehicle 100 is constant. In addition, it can be ensured that motor vehicle 100 is in a driving state in which a slight variation in a drive torque is not dangerous.

Ferner kann eine physische Umsetzbarkeit der Variation sichergestellt werden. Dazu können insbesondere ein angefordertes Antriebsmoment und ein geschätzter Reibwert zwischen dem Antriebsrad 120 und einem Untergrund betrachtet werden. Sollte eine Beschleunigungs- oder Verzögerungskraft, die zur Bestimmung der Masse verwendet werden soll, nicht zwischen einem Rad und einem Untergrund übertragen werden können, ohne das Rad in den Schlupf zu führen, so kann die Kraft verringert werden oder die Bestimmung auf einen Zeitpunkt verschoben werden, zu dem ein höherer Reibwert zwischen Rad und Untergrund gilt.Furthermore, a physical feasibility of the variation can be ensured. For this purpose, in particular a requested drive torque and an estimated coefficient of friction between drive wheel 120 and a surface can be considered. Should an acceleration or deceleration force to be used to determine mass not be transmitted between a wheel and a surface without causing the wheel to slip, the force may be reduced or the determination reduced to a Time can be postponed to which a higher coefficient of friction between the wheel and the ground applies.

Weiter kann bestimmt werden, dass das Kraftfahrzeug 100 mit einer Geschwindigkeit fährt, die eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit übersteigt und/oder unter einer vorbestimmten Maximalgeschwindigkeit liegt. Bevorzugt kann die Bestimmung durchgeführt werden, während das Kraftfahrzeug 100 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit von beispielsweise ca. 30 km/h fährt.It can also be determined that motor vehicle 100 is traveling at a speed that exceeds a predetermined minimum speed and/or is below a predetermined maximum speed. The determination can preferably be carried out while the motor vehicle 100 is traveling at a predetermined speed of, for example, approximately 30 km/h.

In einem Schritt 210 kann eine Masse des Kraftfahrzeugs 100 auf konventionelle Weise bestimmt werden, beispielsweise auf der Basis eines Luftdrucks in Reifen oder einem Federzustand eines Fahrwerks.In a step 210, a mass of the motor vehicle 100 can be determined in a conventional manner, for example on the basis of an air pressure in tires or a spring state of a chassis.

In einem Schritt 215 kann ein auf das Kraftfahrzeug 100 wirkendes Antriebsmoment mit einer vorbestimmten Frequenz zyklisch variiert werden. Dazu kann dem Antriebsmoment eine sinusförmige Komponente mit der vorbestimmten Frequenz überlagert werden. Gleichzeitig kann in einem Schritt 220 eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 100 bestimmt werden.In step 215, a drive torque acting on motor vehicle 100 can be varied cyclically at a predetermined frequency. For this purpose, a sinusoidal component with the predetermined frequency can be superimposed on the drive torque. At the same time, in step 220, an acceleration of motor vehicle 100 can be determined.

In einem Schritt 225 kann eine Variation der Beschleunigung bestimmt werden, die eine Frequenz aufweist, die der vorbestimmten Frequenz entspricht. Komponenten der Beschleunigung, die eine andere als die bestimmte Frequenz aufweisen, können ausgefiltert werden. Zur Isolation der Variation der Beschleunigung mit der vorbestimmten Frequenz kann eine FFT eingesetzt werden.In a step 225, a variation in acceleration may be determined that has a frequency that corresponds to the predetermined frequency. Components of the acceleration that have a different frequency than the determined frequency can be filtered out. An FFT can be used to isolate the variation in acceleration with the predetermined frequency.

Optional kann in einem Schritt 230 bei der Bestimmung der Variation der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 100 in Antwort auf die Variation des Antriebsmoments eine Phasenlage der Signale berücksichtigt werden. Zu diesem Zweck kann bevorzugt anstelle einer FFT eine Diskrete Fourier Transformation (DFT) verwendet werden. Weicht eine dabei bestimmte Phasenlage der Variation des Antriebsmoments um mehr als ein vorbestimmtes Maß von der Variation der Beschleunigung ab, so kann die Messung verworfen und gegebenenfalls wiederholt werden.Optionally, a phase position of the signals can be taken into account in a step 230 when determining the variation in the acceleration of motor vehicle 100 in response to the variation in the drive torque. For this purpose, a Discrete Fourier Transformation (DFT) can preferably be used instead of an FFT. If a determined phase angle of the variation in the drive torque deviates from the variation in the acceleration by more than a predetermined amount, the measurement can be discarded and, if necessary, repeated.

In einem Schritt 235 kann die Masse des Kraftfahrzeugs 100 auf der Basis der bestimmten zyklischen Änderung der Beschleunigung bestimmt werden. In einer Ausführungsform wird die Masse mehrfach mittels des beschriebenen Verfahrens 200 bestimmt, wie durch die unterbrochene Linie angedeutet ist. Dabei kann jeweils eine andere Frequenz zur Variation des Antriebsmoments zugrunde gelegt werden. Optional kann eine bestimmte Masse auch mit der im Schritt 210 bestimmten Masse verglichen werden. Weichen die bestimmten Massen um mehr als ein vorbestimmtes Maß voneinander ab, so kann eine der Bestimmungen verworfen werden. In ähnlicher Weise können auch mehrere mittels des Verfahrens 200 bestimmte Massen miteinander verglichen werden. Eine Bestimmung, die um mehr als vorbestimmt von einem Mittelwert aller Bestimmungen abweicht, kann ebenfalls verworfen werden. Die Masse kann als Mittelwert bezüglich mehrerer Massenbestimmungen errechnet werden.In a step 235, the mass of the motor vehicle 100 may be determined based on the determined cyclic change in acceleration. In one embodiment, the mass is determined multiple times using the method 200 described, as indicated by the broken line. A different frequency can be used as a basis for varying the drive torque. A specific mass can optionally also be compared with the mass determined in step 210 . If the determined masses deviate from one another by more than a predetermined amount, one of the determinations can be discarded. In a similar way, several masses determined using the method 200 can also be compared with one another. A determination that deviates from an average of all determinations by more than predetermined can also be discarded. The mass can be calculated as an average of several mass determinations.

Die bestimmte Masse kann bereitgestellt werden, beispielsweise an eine Ausgabevorrichtung oder an ein System oder eine Vorrichtung Bord des Kraftfahrzeugs 100. Optional kann das Kraftfahrzeug 100 bezüglich der bestimmten Masse gesteuert werden. Insbesondere können der Antriebsmotor 115, eine Bremseinrichtung und/oder ein Fahrwerk in Abhängigkeit der Masse gesteuert werden.The determined mass can be provided, for example to an output device or to a system or a device on board motor vehicle 100. Optionally, motor vehicle 100 can be controlled with respect to the determined mass. In particular, the drive motor 115, a braking device and/or a chassis can be controlled as a function of the mass.

Bezugszeichenlistereference list

100100: Kraftfahrzeugmotor vehicle
105105: Vorrichtungcontraption
110110: Antriebsstrangpowertrain
115115: Antriebsmotordrive motor
120120: Antriebsraddrive wheel
125125: Verarbeitungseinrichtungprocessing facility
130130: Sensor sensor
200200: Verfahrenprocedure
205205: Fahrzustand bestimmenDetermine driving condition
210210: Grobmessungrough measurement
215215: Antriebsmoment variierendrive torque vary
220220: Beschleunigung bestimmendetermine acceleration
225225: Frequenz diskriminierendiscriminate frequency
230230: Phase berücksichtigenphase into account
235235: Masse bestimmendetermine mass

Claims

Method (200) for determining a mass of a motor vehicle (100), the method (200) comprising the following steps: cyclically varying (215) a drive torque of the motor vehicle (100) at a predetermined frequency; determining (220) a cyclic variation of an acceleration of the motor vehicle (100) with the same frequency; and determining (235) the mass based on the variation of the determined acceleration.

Method (200) according to claim 1 , whereby the drive torque is varied in a sinusoidal form.

Method (200) according to claim 1 or 2 , wherein the predetermined frequency is below a natural frequency of the motor vehicle (100).

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein a course of an acceleration of the motor vehicle (100) is detected and the variation with the predetermined frequency is determined (225) by means of Fourier transformation.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the determined variation in the acceleration has a predetermined phase position (230) for varying the drive torque.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the variation in the acceleration is determined (220) on the basis of a variation in a rotational speed of a wheel of the motor vehicle (100).

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the drive torque is only varied when a dynamic influence on the speed of the motor vehicle (100) is less than a predetermined amount (205).

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the determined mass of the motor vehicle (100) is discarded (235) if it differs by more than a predetermined amount from a mass of the motor vehicle (100) determined in another way.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the determination is carried out successively with different frequencies.

Device for determining a mass of a motor vehicle (100), the device comprising the following: an interface for controlling a drive motor of the motor vehicle (100); a scanning device for determining an acceleration of the motor vehicle (100); and a processing device which is set up to vary a drive torque of the motor vehicle (100) at a predetermined frequency; and determine a mass of the motor vehicle (100) based on a cyclic variation of an acceleration of the motor vehicle (100) at the same frequency.

Motor vehicle (100), comprising a device according to claim 10 .