DE10144699A1 - Verfahren zur Bestimmung des aktuellen Produktes aus Luftwiderstandsbeiwert und Fläche und der aktuellen Fahrzeugmasse - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung des aktuellen Produktes aus Luftwiderstandsbeiwert und Fläche und der aktuellen Fahrzeugmasse

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des aktuellen Produktes aus Luftwiderstandsbeiwert (c¶w¶) und Fläche (A) und der aktuellen Fahrzeugmasse (m) eines durch Vortriebskräfte in seiner Längsrichtung bewegten Kraftfahrzeuges. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass anhand von gemessenen Fahrzeugdaten, wie Fahrgeschwindigkeit (v), Beschleunigung (a), und den Messwerten des Antriebsstranges unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung und der auftretenden bekannten Verluste der Luftwiderstandsbeiwert (c¶w¶) und die aktuelle Fahrzeugmasse (m) mit Hilfe eines iterativen Verfahrens bestimmt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des aktuellen Produktes aus Luftwiderstandsbeiwert und Fläche und der aktuellen Fahrzeugmasse mit den in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 genannten Merkmalen.
Um eine optimale Regelung und Steuerung der Fahrdynamik eines Fahrzeuges während der Fahrt durchführen zu können, ist die genaue Kenntnis der Fahrzeugdaten, wie die aktuelle Fahrzeugmasse und das aktuelle Produkt aus Luftwiderstandsbeiwert und Fläche, von großer Bedeutung. Bisher war es üblich, für die Regelung und Steuerung der Fahrdynamik eines Fahrzeuges konstante Mittelwerte für das aktuelle Produkt aus Luftwiderstandsbeiwert und Fläche und die Fahrzeugmasse zu verwenden. Die entsprechende Regelung der Fahrdynamik des Fahrzeuges war ungenau und hat demzufolge einen höheren Kraftstoffverbrauch zur Folge.
Aus der DE 42 28 413 A1 ist es bekannt, während der Fahrt die aktuelle Fahrzeugmasse und den Fahrwiderstand zu bestimmen und die erhaltenen Werte für die Regelung der Fahrdynamik des Fahrzeuges zu verwenden. Dabei wird die aktuelle Fahrzeugmasse dadurch bestimmt, dass wenigstens zwei Längsbeschleunigungen zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten und dazu die zu diesen Zeitpunkten vorliegenden Vortriebskräfte erfasst werden. Aus der Differenz der Vortriebskräfte und der Differenz der Längsbeschleunigungen wird dann die aktuelle Fahrzeugmasse bestimmt. Der aktuelle Fahrwiderstand des Fahrzeuges wird ermittelt aus der Differenz zwischen der momentanen Vortriebskraft und dem Produkt aus der momentanen Vortriebsbeschleunigung und der bestimmten Fahrzeugmasse.
Der Nachteil dieser Methode zur Bestimmung der Fahrzeugmasse und des Fahrwiderstandes besteht darin, dass die Genauigkeit der ermittelten Werte abhängig von einer nennenswerten Differenz der Vortriebsbeschleunigung ist. Das bedeutet, dass eine Ermittlung von einigermaßen zuverlässigen Werten nur bei einem größeren Beschleunigungssprung innerhalb eines kurzen Zeitraumes erfolgen kann. Außerdem sollen sich die Fahrwiderstände zwischen den beiden Zeitpunkten nicht wesentlich ändern. Diese Voraussetzung beinhaltet aber schon einen Widerspruch in sich, da bei einer Beschleunigung zwangsweise sich die Fahrwiderstände erhöhen. Somit stellen die ermittelten Werte auch nur annähernde Werte dar; eine optimale Regelung der Fahrdynamik des Fahrzeuges ist mit den ermittelten Werten nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur aktuellen Bestimmung des aktuellen Produktes aus Luftwiderstandsbeiwert und Fläche und der Fahrzeugmasse während der Fahrt aufzuzeigen, dessen ermittelte Werte sich durch eine hohe Genauigkeit auszeichnen und bei dem die Ermittlung der Werte ohne großen zusätzlichen Aufwand mit Hilfe von vorhandenen Sensoren und Messdaten erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung des Luftwiderstandsbeiwertes und der Fahrzeugmasse mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass
  • a) bei einer konstanten Fahrgeschwindigkeit v und einer vernachlässigbar kleinen gemessenen Längsgesamtbeschleunigung a, bei der av + aBerg ≈ 0 mit av ≈ 0 und ABerg = 0 ist, über die CAN-Messwerte des Antriebsstranges die momentanen Motormomente und die vorliegende Getriebeübersetzung erfasst werden und unter Berücksichtigung der für das Fahrzeug bekannten Verluste durch Nebenaggregate und Wirkungsgrade die momentane Gesamtradvortriebskraft FRad bestimmt wird,
  • b) die Rollwiderstandskraft FRoll durch die zuletzt ermittelte Fahrzeugmasse m und durch einen angenommenen Rollwiderstandsbeiwert f bestimmt wird,
  • c) aus der Differenz zwischen der Gesamtradvortriebskraft FRad und der Rollwiderstandskraft FRoll die momentane Luftwiderstandskraft Fcw, bestimmt wird,
  • d) und mittels der bestimmten Luftwiderstandskraft Fcw und der dazugehörigen konstanten Fahrgeschwindigkeit v gemäß der Formel
    das aktuelle Produkt aus dem Luftwiderstandsbeiwert cw und der Fläche A des Fahrzeuges ermittelt wird,
wird mit Hilfe der während der Fahrt des Fahrzeuges ermittelten Kenngrößen das aktuelle Produkt aus der Fläche und dem Luftwiderstandsbeiwert ohne zusätzlichen Mehraufwand bestimmt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die entsprechenden Kenngrößen ohne zusätzlichen Sensoraufwand ermittelt werden können. Die Bestimmung des Produktes aus Fläche und Luftwiderstandsbeiwert zeichnet sich aufgrund einer hohen Vielzahl von Messergebnissen durch eine hohe Genauigkeit aus.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugmasse mit den im Anspruch 2 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass
  • a) bei einer gemessenen Längsgesamtbeschleunigung a # 0 über die CAN-Messwerte des Antriebsstranges die momentanen Motormomente und die vorliegende Getriebeübersetzung erfasst werden und unter Berücksichtigung der für das Fahrzeug bekannten Verluste durch Nebenaggregate und Wirkungsgrade die momentane Gesamtradvortriebskraft FRad bestimmt wird,
  • b) die Rollwiderstandskraft FRoll durch die zuletzt ermittelte Fahrzeugmasse m und durch einen angenommenen Rollwiderstandsbeiwert f bestimmt wird,
  • c) die Luftwiderstandskraft Fcw aus dem Produkt aus Fläche A und dem Luftwiderstandsbeiwert cw und der Fahrgeschwindigkeit v bestimmt wird,
  • d) die Längsgesamtbeschleunigung a = av + aBerg als Messwert aus einem Längsbeschleunigungssensor erfasst wird,
  • e) und mittels der bestimmten Werte der Gesanntradvortriebskraft FRad, der Luftwiderstandskraft Fcw der Rollwiderstandskraft FRoll und der dazugehörigen Gesamtbeschleunigung a gemäß der Formel
    die aktuelle Fahrzeugmasse m ermittelt wird,
wird mit Hilfe der während der Fahrt des Fahrzeuges ermittelten Kenngrößen die aktuelle Fahrzeugmasse ohne zusätzlichen Mehraufwand bestimmt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die entsprechenden Kenngrößen ohne zusätzlichen Sensoraufwand ermittelt werden können. Die Bestimmung der aktuellen Fahrzeugmasse zeichnet sich aufgrund einer hohen Vielzahl von Messergebnissen durch eine hohe Genauigkeit aus. Der besondere Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Fahrzeugmasse in Fahrsituationen bestimmt werden kann, in denen die gemessene Längsgesamtbeschleunigung ungleich Null ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das ermittelte Produkt aus der Fläche und dem Luftwiderstandsbeiwert und die zuletzt ermittelte Fahrzeugmasse zur Steuerung und Regelung der Fahrdynamik des Fahrzeuges verwendet. Das hat zur Folge, dass durch die relativ genau bestimmten Größen des Produktes aus Fläche und Luftwiderstandsbeiwert und der zuletzt ermittelten Fahrzeugmasse eine sehr genaue Steuerung und Regelung der Fahrdynamik des Fahrzeuges vorgenommen werden kann. Entsprechende Fahreinflüsse werden schnell ermittelt und bei der Regelung des Motors und des Antriebsstranges berücksichtigt. Dadurch ist es möglich, den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und den Motor- und Fahrzeugreifenverschleiß zu verringern. Außerdem werden die bestimmten Größen des Produktes aus Fläche und Luftwiderstandsbeiwert und der zuletzt ermittelten Fahrzeugmasse für die Optimierung der Schaltstrategie einer automatischen Getriebesteuerung herangezogen. Des Weiteren werden die ermittelten Fahrwerte zur Steuerung der Brems- und Fahrstabilitätssysteme des Fahrzeuges verwendet.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Bei einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung des aktuellen Produkts aus der Fläche A und dem Luftwiderstandsbeiwert cw und der aktuellen Fahrzeugmasse m wird davon ausgegangen, dass die Fahrgeschwindigkeit v konstant und die Längsgesamtbeschleunigung a vernachlässigbar klein ist. Die Längsgesamtbeschleunigung a ergibt sich dabei aus der Fahrbeschleunigung av und der Beschleunigung am Berg aBerg (a = av + aBerg), wobei der Betrag dieser Beschleunigung a als Messwert aus der Sensorlängsbeschleunigungsmessung vorliegt.
Bei diesem Verfahren zur Bestimmung des Produktes raus der Fläche A und dem Luftwiderstandsbeiwert cw und der zuletzt ermittelten Fahrzeugmasse m eines durch Vortriebskräfte in seiner Längsrichtung bewegten Kraftfahrzeuges errechnet sich die Gesamtradvortriebskraft FRad des Fahrzeuges aus folgender Formel:
FRad = Fcw + FRoll + FBeschl + FBerg (1)
Dabei bedeutet FRad die Gesamtradvortriebskraft, Fcw die Luftwiderstandskraft, FRoll die Rollwiderstandskraft, FBeschl die Beschleunigungswiderstandskraft und FBerg die Steigungswiderstandskraft.
Die Steigungswiderstandskraft FBerg und die Beschleunigungswiderstandskraft FBeschl ergibt sich dabei aus
FBerg = m . g . sinα = m . aBerg (2)
wobei m die Fahrzeugmasse, g die Erdbeschleunigung, α der Steigungs- beziehungsweise der Gefällewinkel, aBerg die Fahrzeugbeschleunigung am Berg, und dv/dt die Ableitung der Geschwindigkeit v nach der Zeit t und somit die Fahrzeugbeschleunigung av bedeutet.
Die Bestimmung des aktuellen Produktes aus der Fläche A und dem Luftwiderstandsbeiwert cw eines in seiner Längsrichtung bewegten Kraftfahrzeuges erfolgt erfindungsgemäß bei einer konstanten Fahrgeschwindigkeit v und einer vernachlässigbar kleinen Gesamtbeschleunigung a. Das heißt, der Wert der Beschleunigung av und aBerg ist nahezu Null. Damit werden die Werte FBeschl und FBerg entsprechend den Formeln (2) und (3) zu Null beziehungsweise sie sind vernachlässigbar klein. Bei Einhaltung dieser Randbedingung werden über die CAN-Messwerte des Antriebsstranges die momentanen Motormomente und die dabei vorliegende Getriebeübersetzung erfasst und unter Berücksichtigung der für das Fahrzeug bekannten Verluste durch Nebenaggregate und Wirkungsgrade erfolgt die Bestimmung der momentanen Gesamtradvortriebskraft FRad. Die Bestimmung der Rollwiderstandskraft FRoll erfolgt mittels der zuletzt ermittelten Fahrzeugmasse m und eines angenommenen Rollwiderstandsbeiwertes f nach der Formel:
FRoll = f. m.g (4)
Der Rollwiderstandsbeiwert f charakterisiert im Wesentlichen den Zustand der Straßendecke und ist aus entsprechenden Fachbüchern für den jeweiligen Straßenbelag zu entnehmen. Aus der Differenz zwischen der Gesamtradvortriebskraft FRad und der Rollwiderstandskraft FR0 wird die momentane Luftwiderstandskraft Fcw bestimmt, die auf das fahrende Fahrzeug einwirkt. Danach erfolgt bei der erfassten konstanten Geschwindigkeit v die Ermittlung des aktuellen Luftwiderstandsbeiwertes cw, der auf den bekannten Querschnitt A des Fahrzeuges einwirkt, gemäß der Formel
wobei in der Formel (5) ζL der Dichte der Luft entspricht.
Erfindungsgemäß wird zur ersten Bestimmung der Rollwiderstandskraft FRoll, eine angenommene annähernde Fahrzeugmasse m1 verwendet. Dabei wird die annähernde Fahrzeuclmasse m1 aus der bekannten Fahrzeugleermasse und einer mittleren Fahrzeuclzuladung gebildet. Bei der weiteren Bestimmung des Produktes aus der Fläche A und dem Luftwiderstandsbeiwert cw und der Fahrzeugmasse m wird zur Bestimmung der Rollwiderstandskraft FRoll die vorher zuletzt ermittelte Fahrzeugmasse m verwendet.
Bei einem weiteren erflndungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugmasse m eines in seiner Längsrichtung bewegten Kraftfahrzeuges wird davon ausgegangen, dass die Beschleunigung a des Kraftfahrzeuges ungleich Null ist. Die Längsgesamtbeschleunigung a ergibt sich dabei aus der Fahrbeschleunigung av und der Beschleunigung am Berg aBerg (a = av + aBerg), wobei der Betrag dieser Beschleunigung a als Messwert aus der Sensorlängsbeschleunigungsmessung vorliegt.
Zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugmasse m wird vorausgesetzt, dass die Gesamtradvortriebskraft FRad, die Rollwiderstandskraft FRoll, die Luftwiderstandskraft Fcw und die Gesamtbeschleunigung a bekannt sind.
Über die CAN-Messwerte des Antriebstranges werden die momentanen Motormomente und dabei die vorliegende Getriebeübersetzung erfasst und unter Berücksichtigung der für das Fahrzeug bekannten Verluste durch Nebenaggregate und Wirkungsgrade erfolgt die Bestimmung der momentanen Gesamtradvortriebskraft FRad.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird weiterhin davon ausgegangen, dass die Rollwiderstandskraft FRoll in funktionaler Beziehung zur Masse des Fahrzeuges steht, so dass
FRoll = f (m) (6)
ist.
Erfindungsgemäß wird zur ersten Bestimmung der Rollwiderstandskraft FRoll ebenfalls eine angenommene annähernde Fahrzeugmasse m1 verwendet. Dabei wird die angenommene annähernde Fahrzeugmasse ml aus der bekannten Fahrzeugleermasse und aus einer mittleren Zuladung gebildet. Bei der weiteren Bestimmung der Fahrzeugmasse m wird dann jeweils zur Bestimmung der Rollwiderstandskraft FRoll die vorher zuletzt ermittelte Fahrzeugmasse m verwendet.
Zur angenäherten Berechnung der Rollwiderstandskraft FRoll wird ein Rollwiderstandsbeiwert f verwendet. Der Rollwiderstandsbeiwert f charakterisiert im Wesentlichen den Zustand der Straßendecke und ist, wie bereits erwähnt, aus entsprechenden Fachbüchern für den jeweiligen Straßenbelag zu entnehmen.
Da sich während der Fahrt keine wesentlichen Unterschiede Δm im Betrag der Fahrzeugmasse m ergeben und die Ermittlung nur erfolgt, wenn
FRoll << (FBerg + FBeschl),
ist die Differenz ΔFRoll, der Rollwiderstandskraft FRoll aufgrund der mathematischen Beziehung
ΔFRoll, = f (Δm) (7)
vernachlässigbar klein.
Die Bestimmung der Luftwiderstandskraft Fcw erfolgt ebenfalls in der Weise, wie sie in den vorstehenden Ausführungen erläutert wurde.
Die Gesamtbeschleunigung a des Fahrzeuges wird als Messwert von einem Längsbeschleunigungssensor erfasst.
Der Erfindung liegt weiterhin die Überlegung zugrunde, dass die Beschleunigungskraft Fa des Fahrzeuges sich aus der Summe der Beschleunigungswiderstandskraft FBeschl und der Steigungswiderstandskraft FBerg ergibt, wobei der Betrag der Beschleunigungskraft Fa über die Messwerte des Längsbeschleunigungssensors ermittelbar ist.
Das bedeutet:
Fa = FBeschl + FBerg = m (av + aBerg), (8)
so dass
Fa = m.a
ist.
Unter Berücksichtigung der Formel (1) folgt daraus:
FRad = Fcw + FRoll + m.a (9)
Durch Umstellen dieser Formel erhält man dann die mathematische Beziehung, aus der sich die Fahrzeugmasse m errechnen lässt:
Das während der Fahrt aktuell ermittelte Produkt aus der Fläche A und dem Luftwiderstandsbeiwert cw und die jeweilig zuletzt ermittelte Fahrzeugmasse m wird zur Steuerung und Regelung der Fahrdynamik des Fahrzeuges, insbesondere zur elektrischen Getriebesteuerung und zur Steuerung der Brems- und Fahrstabilitätssysteme des Fahrzeuges, verwendet.
Durch die erfindungsgemäße Bestimmung des aktuellen Produktes aus der Fläche A und dem Luftwiderstandsbeiwert cw und der zuletzt ermittelten Fahrzeugmasse m mit den vorhandenen Messwerten des Antriebsstranges werden die entsprechenden Kenngrößen zur Steuerung und Regelung der Fahrdynamik des Fahrzeuges mit einer hohen Genauigkeit und ohne zusätzlichen Mehraufwand ermittelt, so dass durch die Steuerung und Regelung der Fahrdynamik der Kraftstoffverbrauch reduziert und die Belastung des Antriebs- und Getriebeaggregates verringert wird. Außerdem tragen die ermittelten Fahrkennwerte zur Erhöhung der Brems- und Fahrstabilität bei.
Insbesondere schafft die erfindungsgemäße Lösung in vorteilhafter Weise die Voraussetzungen dafür, die aktuelle Fahrzeugmasse m in unterschiedlichen Fahrsituationen des Kraftfahrzeuges zu bestimmen. Die Fahrzeugmasse m karin durch die Erfindung sowohl bei einer konstanten Fahrgeschwindigkeit v des Kraftfahrzeuges als auch bei einer nicht konstanten Fahrgeschwindigkeit v, also in Fahrsituationen mit einer Beschleunigung a des Kraftfahrzeuges, bestimmt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
A größter Querschnitt des Fahrzeuges
a Beschleunigung
av
Fahrbeschleunigung
aBerg
Beschleunigung am Berg
cw
Luftwiderstandsbeiwert
Fa
Beschleunigungskraft
FBerg
Steigungswiderstandskraft
FBeschl
Beschleunigungswiderstandskraft
Fcw
Luftwiderstandskraft
FRad
Gesamtradvortriebskraft
FRoll
Rollwiderstandskraft
f Rollwiderstandsbeiwert
g Erdbeschleunigung
m Fahrzeugmasse
m1
angenommene Fahrzeugmasse
t Zeit
v Fahrgeschwindigkeit
α Steigungs- bzw. Gefällewinkel
ζL
Dichte der Luft

Claims (10)

1. Verfahren zur Bestimmung des aktuellen Produktes aus Luftwiderstandsbeiwert (cw) und Fläche (A) und der aktuellen Fahrzeugmasse (m) eines durch Vortriebskräfte in seiner Läncisrichtung bewegten Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass
  • a) bei einer konstanten Fahrgeschwindigkeit (v) und einer vernachlässigbar kleinen gemessenen Längsgesämtbeschleunigung (a), bei der av + aBerg ≈ 0 mit av ≈ aBerg = 0 ist, über die CAN-Messwerte des Antriebsstranges die momentanen Motormomente und die vorliegende Getriebeübersetzung erfasst werden und unter Berücksichtigung der für das Fahrzeug bekannten Verluste durch Nebenaggregate und Wirkungsgrade die momentane Gesamtradvortriebskraft (FRad) bestimmt wird,
  • b) die Rollwiderstandskraft (FRoll) durch die Fahrzeugmasse (m) und durch einen angenommenen Rollwiderstandsbeiwert (f) bestimmt wird,
  • c) aus der Differenz zwischen der Gesamtradvortriebskraft (FRad) und der Rollwiderstandskraft (FRoll) die momentane Luftwiderstandskraft (Fcw) bestimmt wird,
  • d) und mittels der bestimmten Luftwiderstandskraft (Fcw) und der dazugehörigen konstanten Fahrgeschwindigkeit (v) gemäß der Formel
    das aktuelle Produkt aus dem Luftwiderstandsbeiwert (cw) und der Fläche (A) des Fahrzeuges ermittelt wird.
2. Verfahren zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugmasse (m) eines durch Vortriebskräfte in seiner Längsrichtung bewegten Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass
  • a) bei einer gemessenen Längsgesamtbeschleunigung a # 0 über die CAN-Messwerte des Antriebsstranges die momentanen Motormomente und die vorliegende Getriebeübersetzung erfasst werden und unter Berücksichtigung der für das Fahrzeug bekannten Verluste durch Nebenaggregate und Wirkungsgrade die momentane Gesamtradvortriebskraft (FRad) bestimmt wird,
  • b) die Rollwiderstandskraft (FRoll) durch die Fahrzeugmasse (m) und durch einen angenommenen Rollwiderstandsbeiwert (f) bestimmt wird,
  • c) die Luftwiderstandskraft Fcw aus dem Produkt aus Fläche (A) und dem Luftwiderstandsbeiwert cw und der Fahrgeschwindigkeit v bestimmt wird,
  • d) die Längsgesamtbeschleunigung a = av + aBerg als Messwert aus einem Längsbeschleunigungssensor erfasst wird,
  • e) und mittels der bestimmten Werte der Gesamtradvortriebskraft (FRad), der Rollwiderstandskraft (FRoll), der Luftwiderstandskraft (Fcw) und der dazugehörigen Gesamtbeschleunigung (a) gemäß der Formel
    die aktuelle Fahrzeugmasse (m) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugmasse (m) die nach der Bestimmung des Produktes aus der Fläche (A) und dem Luftwiderstandsbeiwert (cw) ermittelte Luftwiderstandskraft (Fcw) verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur ersten Bestimmung der Rollwiderstandskraft (FRoll) eine angenommene annähemde Fahrzeugmasse (m1) verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die angenommene annähernde Fahrzeugmasse (m1) aus der bekannten Fahrzeugleermasse und aus einer mittleren Zuladung gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Produkt aus der Fläche (A) und dem Luftwiderstandsbeiwert (cw) aus den bekannten Standarddaten des Fahrzeuges entnommen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Bestimmung der Rollwiderstandskraft (FRoll) die zuletzt ermittelte Fahrzeugmasse (m) verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zuletzt ermittelte Fahrzeugmasse (m) zur weiteren Bestimmung des Produktes aus Fläche (A) und dem Luftwiderstandsbeiwert (cw) verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zuletzt ermittelte Produkt aus Fläche (A) und Luftwiderstandsbeiwert (cw) und die zuletzt ermittelte Fahrzeugmasse (m) zur Steuerung und Regelung der Fahrdynamik des Fahrzeuges verwendet werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zuletzt ermittelte Produkt aus der Fläche (A) und dem Luftwiderstandsbeiwert (cw) und die zuletzt ermittelten Fahrzeugmasse (m) zur elektrischen Getriebesteuerung und zur Steuerung der Brems- und Fahrstabilitätssysteme des Fahrzeuges verwendet werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1429133A1 (de) * 2002-12-11 2004-06-16 Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Company Verfahren zum Vergleich des Verbrauchs von Kraftfahrzeugen
DE10307511A1 (de) * 2003-02-21 2004-09-23 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verfahren und Vorrichtung zur computergestützten Schätzung der Masse eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs
WO2006089686A2 (de) * 2005-02-25 2006-08-31 Daimlerchrysler Ag Kraftfahrzeugsteuer vorrichtung
WO2006097498A1 (de) * 2005-03-17 2006-09-21 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und regelsystem zum stabilisieren eines fahrzeugs
DE102007045998A1 (de) * 2007-09-26 2009-04-09 Lucas Automotive Gmbh Technik zur Verbesserung der Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs auf Basis einer Massebestimmung
EP1992930A3 (de) * 2007-05-12 2009-10-07 GM Global Technology Operations, Inc. Verfahren zur Ermittlung der Verlustleistung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und Prüfstand zur Durchführung des Verfahrens
DE10347187B4 (de) * 2003-10-10 2014-01-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Computerprogramm zum iterativen Berechnen der Gesamtmasse eines Fahrzeugs
EP2799303A1 (de) * 2011-12-28 2014-11-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vorrichtung zur bestimmung eines verzögerungsfaktors
EP2810840A4 (de) * 2012-02-03 2016-08-24 Toyota Motor Co Ltd Vorrichtung zur schätzung des abbremsfaktors
FR3081808A1 (fr) * 2018-06-05 2019-12-06 Psa Automobiles Sa Procede de bridage de vehicule
DE102020007453A1 (de) 2020-12-07 2022-06-09 Daimler Truck AG Verfahren zur Bestimmung eines Fahrzeugmassenmittelwerts und dessen Ausgabe im Fahrzeug

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3931327C1 (de) * 1989-09-20 1990-08-09 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De
DE4228413A1 (de) * 1992-08-26 1994-03-03 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Fahrzeugmasse und Fahrwiderstand
DE19728769A1 (de) * 1997-07-05 1999-01-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Fahrzeugmasse
DE19728867A1 (de) * 1997-07-05 1999-01-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Fahrzeugmasse
DE19802630A1 (de) * 1998-01-24 1999-09-16 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zur Bestimmung der Masse eines Kraftfahrzeuges
DE19837380A1 (de) * 1998-08-18 2000-02-24 Zahnradfabrik Friedrichshafen Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung der Masse eines Fahrzeuges

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1429133A1 (de) * 2002-12-11 2004-06-16 Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Company Verfahren zum Vergleich des Verbrauchs von Kraftfahrzeugen
DE10307511A1 (de) * 2003-02-21 2004-09-23 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verfahren und Vorrichtung zur computergestützten Schätzung der Masse eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs
DE10307511B4 (de) * 2003-02-21 2004-12-09 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verfahren und Vorrichtung zur computergestützten Schätzung der Masse eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs
US8412447B2 (en) 2003-02-21 2013-04-02 Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh Method and device for effecting a computer-aided estimation of the mass of a vehicle, particularly of a commercial vehicle
DE10347187B4 (de) * 2003-10-10 2014-01-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Computerprogramm zum iterativen Berechnen der Gesamtmasse eines Fahrzeugs
WO2006089686A2 (de) * 2005-02-25 2006-08-31 Daimlerchrysler Ag Kraftfahrzeugsteuer vorrichtung
WO2006089686A3 (de) * 2005-02-25 2006-11-09 Daimler Chrysler Ag Kraftfahrzeugsteuer vorrichtung
US8271159B2 (en) 2005-03-17 2012-09-18 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method and control system for stabilizing a vehicle
WO2006097498A1 (de) * 2005-03-17 2006-09-21 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und regelsystem zum stabilisieren eines fahrzeugs
EP1992930A3 (de) * 2007-05-12 2009-10-07 GM Global Technology Operations, Inc. Verfahren zur Ermittlung der Verlustleistung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und Prüfstand zur Durchführung des Verfahrens
DE102007045998A1 (de) * 2007-09-26 2009-04-09 Lucas Automotive Gmbh Technik zur Verbesserung der Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs auf Basis einer Massebestimmung
EP2799303A1 (de) * 2011-12-28 2014-11-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vorrichtung zur bestimmung eines verzögerungsfaktors
EP2799303A4 (de) * 2011-12-28 2017-05-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vorrichtung zur bestimmung eines verzögerungsfaktors
US9817018B2 (en) 2011-12-28 2017-11-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Deceleration factor estimation apparatus
EP2810840A4 (de) * 2012-02-03 2016-08-24 Toyota Motor Co Ltd Vorrichtung zur schätzung des abbremsfaktors
US10024878B2 (en) 2012-02-03 2018-07-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Decelerating factor estimating device
FR3081808A1 (fr) * 2018-06-05 2019-12-06 Psa Automobiles Sa Procede de bridage de vehicule
DE102020007453A1 (de) 2020-12-07 2022-06-09 Daimler Truck AG Verfahren zur Bestimmung eines Fahrzeugmassenmittelwerts und dessen Ausgabe im Fahrzeug

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