DE102007001674A1 - Method for determining drive torque of motor vehicle, involves determining drive torque from determined longitudinal acceleration of motor vehicle and determined change of height level at axle of motor vehicle - Google Patents

Method for determining drive torque of motor vehicle, involves determining drive torque from determined longitudinal acceleration of motor vehicle and determined change of height level at axle of motor vehicle Download PDF

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Abstract

The method involves determining the drive torque from a determined longitudinal acceleration of the motor vehicle and the determined change of the height level at an axle of the motor vehicle. The longitudinal acceleration and height level are measured by a sensor unit and height sensor respectively. A variable for mass of the vehicle is determined from the determined height change at the axle and the spring stiffness of the associated axle spring. An independent claim is also included for a control unit to execute the method.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung eines Antriebsmoments eines Kraftfahrzeugs, sowie auf eine Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for determining a drive torque a motor vehicle, as well as to a control unit for implementation of the procedure.

Die Ermittlung des Antriebsmoments eines Kraftfahrzeugs wird in der Regel mittels eines Drehmomentenmodells simuliert. Dieses Modell basiert auf einer Umrechung der Ansteuerdauer der Injektoren auf eine Einspritzmenge über ein Injektorkennfeld. Die daraus berechnete Einspritzmenge wird über ein Wirkungsgradkennfeld auf ein inneres Motormoment umgerechnet. Das innere Motormoment wird anschließend um ein ermitteltes Motorreibmoment und um die Momente der Nebenaggregate, z. B. der Klimaanlage, des Generators und der Servopumpe reduziert. Das dadurch entstehende Antriebsmoment wird bspw. über eine Schnittstelle eines Bussystems dem Fahrzeugverbund zur Verfügung gestellt.The Determining the drive torque of a motor vehicle is in the Usually simulated by means of a torque model. This model is based on a conversion of the activation duration of the injectors an injection quantity via an injector map. The result calculated injection quantity is via an efficiency map converted to an internal engine torque. The internal engine torque is then by a determined engine friction torque and order the moments of the ancillaries, z. B. the air conditioning, the generator and the servo pump reduced. The resulting drive torque is eg. Via an interface of a bus system the Vehicle network provided.

Alle Drehmomentenmodelle haben den Nachteil, dass sie an jedem Übergang von einem Wert zum nächsten Wert fast immer fehlerhaft sind. Das führt dazu, dass die Information über das Antriebsmoment, das dem Fahrzeugverbund zur Verfügung gestellt wird, ebenfalls fehlerhaft ist. Dies führt vor allem im ausgekuppelten Leerlauf zu Problemen, z. B. zu einer schlechten Schaltqualität.All Torque models have the disadvantage of being at every transition from one value to the next value almost always incorrect are. This leads to the information about the drive torque available to the vehicle network is also faulty. This leads everything in disengaged idle problems, such. B. to a bad Shift quality.

Aus der DE 103 05 092 A1 ist ein Verfahren zur automatischen Anpassung eines Drehmomentenmodells bekannt, bei dem während einer Konstantfahrt des Kraftfahrzeugs wenigstens ein Parameter des Drehmomentenmodells verstellt wird und anschließend die Auswirkungen auf das Drehmomentenmodell analysiert werden. Im speziellen wird während einer Konstantfahrt das mit Hilfe des Drehmomentenmodells ermittelte Ist-Drehmoment mit einem berechneten Fahrzeug-Drehmoment verglichen. Treten während der Fahrt Verschiebungen zwischen dem berechneten Fahrzeug-Drehmoment und dem ermittelten Ist-Drehmoment auf, dann werden ein oder mehrere Parameter im Drehmomentenmodell angepasst. Mögliche Parameter können bspw. der Zündwinkel oder die Zylinderfüllung sein. Ein derartiges Verfahren ist äußerst aufwendig.From the DE 103 05 092 A1 a method for the automatic adjustment of a torque model is known in which during a constant travel of the motor vehicle at least one parameter of the torque model is adjusted and then analyzed the effects on the torque model. In particular, during a cruise run, the actual torque determined using the torque model is compared with a calculated vehicle torque. If displacements occur between the calculated vehicle torque and the determined actual torque during the drive, then one or more parameters are adapted in the torque model. Possible parameters can be, for example, the ignition angle or the cylinder filling. Such a method is extremely expensive.

Eine messtechnische Erfassung des Antriebsmoments bzw. des tatsächlichen Moments an den Rädern des Kraftfahrzeugs ist derzeit nicht möglich.A metrological detection of the drive torque or the actual Moments on the wheels of the motor vehicle is currently not possible.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein zur Ermittlung des Antriebsmoments eines Kraftfahrzeugs mittels Drehmomentenmodell alternatives Verfahren anzugeben.task The invention is now, a for determining the drive torque of a motor vehicle by means of a torque model to specify an alternative method.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These The object is achieved by a method according to claim 1 and a control unit for carrying out the method according to claim 8. Advantageous developments emerge from the dependent Claims.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Auswirkungen der Kraftübertragung am Rad messtechnisch erfasst werden können und auch in neueren Fahrzeugen bereits erfasst werden. Aus diesen vorliegenden Daten kann wiederum das Antriebsmoment bzw. das Radmoment des Kraftfahrzeugs ermittelt werden.Of the The invention is based on the finding that the effects of Power transmission on the wheel can be detected by measurement and already detected in newer vehicles. From these Present data can turn the drive torque or the wheel torque of the motor vehicle can be determined.

Erfindungsgemäß kann das Antriebsmoment somit aus einer ermittelten Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und einer ermittelten Änderung des Höhenstands an mindestens einer Achse des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Bei Fahrzeugen, die bspw. mit einem dynamischen Stabilitätsregesystem ausgestattet sind, wird die Längsbeschleunigung ohnehin bereits ermittelt, so dass dafür keine zusätzlichen Sensoren oder Berechnungseinheiten notwendig sind. Bei Fahrzeugen, die bspw. mit einem dynamischen Leuchtweiten-Regelsystem oder einem Niveau-Regelsystem ausgestattet sind, wird der Höhenstand an zumindest einer Achse mittels eines Höhenstandsensors ermittelt. Somit sind auch für dieses Signal bzw. diese Daten keine zusätzlichen Sensoren oder Berechnungseinheiten erforderlich, wodurch keine zusätzlichen Kosten entstehen.According to the invention the drive torque thus from a determined longitudinal acceleration of the Motor vehicle and a determined change in the ride height be determined on at least one axis of the motor vehicle. at Vehicles, for example, equipped with a dynamic stability control system are, the longitudinal acceleration is already determined anyway, so no extra sensors for it or for that Calculation units are necessary. For vehicles, for example, with a dynamic headlamp leveling system or a level control system equipped, the ride height is at least one Axis determined by means of a level sensor. Consequently are also for this signal or this data no additional Sensors or calculation units required, eliminating any additional Costs arise.

Weiter muss zur Ermittlung des Antriebsmoments aus der ermittelten Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und der ermittelten Änderung des Höhenstands an mindestens einer Achse des Kraftfahrzeugs noch die Federkonstante bzw. die Federsteifigkeit der Achsfeder, an der der Höhnenstand ermittelt wird, bekannt sein. Die Federsteifigkeit der Achsfeder kann in einem Kennfeld hinterlegt sein und in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kontinuierlich, z. B. während Betankungsvorgängen durch die ermittelte Änderung des Höhnenstands korrigiert werden, um auftretende Alterungseffekte der Achsfeder zu kompensieren.Further must to determine the drive torque from the determined longitudinal acceleration of the motor vehicle and the determined change in the ride height on at least one axis of the motor vehicle nor the spring constant or the spring stiffness of the axle spring to which the Höhnenstand is determined, be known. The spring stiffness of the axle spring can be stored in a map and in an advantageous Embodiment of the invention continuously, z. During Refueling operations by the determined change the Höhnenstand be corrected to aging effects of Compensate axle spring.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann auch die Vertikalbeschleunigung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden. Dadurch können Höhenstandsänderungen, die aufgrund einer Vertikalbeschleunigung oder eines Verzögerungsvorgangs des Fahrzeugs auftreten, kompensiert werden.In An advantageous embodiment of the invention can also be the vertical acceleration of the motor vehicle. Thereby can Height changes due to vertical acceleration or a deceleration process of the vehicle occur be compensated.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung des Antriebsmoments kann durch eine Steuereinheit vorgenommen werden, wobei die Steuereinheit Teil eines Motorsteuergeräts sein kann. Die Steuereinheit kann einen Algorithmus zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten oder eine Schaltanordnung, die als Eingangssignale ein Signal für die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, ein Signal für die Änderung des Höhenstands des Kraftfahrzeugs und in einer vorteilhaften Ausgestaltung ein Signal für die Vertikalbeschleunigung des Kraftfahrzeugs erhält. Die zusätzlich notwendigen Werte, wie die Federsteifigkeit oder die Erdbeschleunigung können in der Steuereinheit hinterlegt sein oder als Eingangssignale von anderen Systemen zur Verfügung gestellt werden.The inventive method for determining the drive torque can be performed by a control unit, wherein the control unit may be part of an engine control unit. The control unit may include an algorithm for carrying out the method according to the invention or a switching arrangement which receives as input signals a signal for the longitudinal acceleration of the motor vehicle, a signal for the change of the ride height of the motor vehicle and in an advantageous embodiment a signal for the vertical acceleration of the motor vehicle. The additionally required values, such as the spring stiffness or the gravitational acceleration, can be stored in the control unit or made available as input signals from other systems.

Im Folgenden wird nun die Ermittlung des Antriebsmoments aus der ermittelten Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und der ermittelten Änderung des Höhenstands an mindestens einer Achse des Kraftfahrzeugs näher erläutert.in the Below is the determination of the drive torque from the determined Longitudinal acceleration of the motor vehicle and the determined change the ride height on at least one axis of the motor vehicle explained in more detail.

Es ist bekannt, dass ein Drehmoment durch folgende Formel ermittelt werden kann: M = F·r, (Gl. 1)wobei F die Kraft und r der Radius des Rades ist. Die Kraft ist zwar nicht direkt messbar, kann aber über die Gleichung F = m·a (Gl. 2)ermittelt werden, wobei m die Masse des Kraftfahrzeugs, und a die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs ist. Die Längsbeschleunigung wird bei Fahrzeugen mit einer Stabilitätskontrolle ohnehin ermittelt, wodurch keine zusätzliche Sensorik im Kraftfahrzeug zum Ermitteln der Längsbeschleunigung notwendig ist. Da die Masse des Kraftfahrzeugs grundsätzlich nicht gemessen werden kann, und bspw. aufgrund des Tankinhalts variabel ist, muss diese auf eine andere Art ermittelt werden.It is known that a torque can be determined by the following formula: M = F · r, (Eq. 1) where F is the force and r is the radius of the wheel. Although the force is not directly measurable, but can on the equation F = m · a (equation 2) where m is the mass of the motor vehicle, and a is the longitudinal acceleration of the motor vehicle. The longitudinal acceleration is determined anyway in vehicles with a stability control, whereby no additional sensors in the motor vehicle to determine the longitudinal acceleration is necessary. Since the mass of the motor vehicle can not be measured in principle, and for example. Is variable due to the tank contents, it must be determined in a different way.

Die Erfindung macht sich zunutze, dass die Federkraft, die an der Achsfeder des Kraftfahrzeugs wirkt, über folgende Formel bekannt ist: FF = D·s (Gl. 3) The invention makes use of the fact that the spring force acting on the axle spring of the motor vehicle is known by the following formula: F F = D · s (equation 3)

Dabei ist D die Federkonstante bzw. die Federsteifigkeit der Achsfeder und s die Länge, um die die Feder gedehnt oder wie hier, gestaucht wird. Diese Länge entspricht der ermittelten Änderung des Höhenstands des Kraftfahrzeugs. Die Federsteifigkeit der Achsfeder kann in einem Kennfeld hinterlegt sein und in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kontinuierlich, z. B. während Betankungsvorgängen durch die Änderung des Höhnenstands korrigiert werden, um auftretende Alterungseffekte der Achsfeder kompensieren zu können. Der Höhenstand des Kraftfahrzeugs kann vorteilhafterweise mittels eines Höhenstandssensors an zumindest einer Achse gemessen werden. Bei Fahrzeugen, die mit einer dynamischen Leuchtweiten-Regelung oder mit einer Niveau-Regelung ausgestattet sind, muss der Höhenstand des Kraftfahrzeugs bereits ermittelt werden, wodurch keine zusätzliche Sensorik im Kraftfahrzeug zum Ermitteln des Höhenstands bzw. der Änderung des Höhenstands notwendig ist.there D is the spring constant or the spring stiffness of the axle spring and s the length by which the spring is stretched or like here, is compressed. This length corresponds to the determined change the ride height of the motor vehicle. The spring stiffness the axle spring can be stored in a map and in a advantageous embodiment of the invention continuously, for. B. during refueling operations due to the change of the Höhnenstand be corrected to occurring aging effects compensate for the axle spring. The ride height of the motor vehicle can advantageously by means of a level sensor be measured on at least one axis. For vehicles with a dynamic headlight range control or with a level control equipped, the ride height of the motor vehicle already be detected, resulting in no additional sensors in the motor vehicle for determining the ride height or the change the ride height is necessary.

Neben der Gl. 3 ist bekannt, dass die Gewichtskraft eines Systems durch folgende Formel ermittelt bzw. dargestellt werden kann: FG = m·g, (Gl. 4)wobei m die Masse des Gesamtsystems, und g die Erdbeschleunigung ist.In addition to the Gl. 3 it is known that the weight of a system can be determined or represented by the following formula: F G = m · g, (equation 4) where m is the mass of the total system, and g is the acceleration due to gravity.

Da im Fahrzeug grundsätzlich das gesamte Fahrzeuggewicht auf die Achsfeder einwirkt, kann die Federkraft aus Gl. 3 mit der Gewichtskraft aus Gl. 4 gleichgesetzt werden. Durch Gleichsetze der Gleichungen Gl. 3 und Gl. 4 und Auflösen nach der Masse m erhält man folgende Gleichung:

Figure 00060001
Since in principle the entire vehicle weight acts on the axle spring in the vehicle, the spring force from Eq. 3 with the weight of Eq. 4 equated. By equating the equations Eq. 3 and Eq. 4 and solving for the mass m, one obtains the following equation:
Figure 00060001

Mit dieser Gleichung Gl. 5 kann nun ein Wert für die Fahrzeugmasse aus der ermittelten Änderung des Höhenstands an einer Achse des Kraftfahrzeugs und der Federsteifigkeit der dazugehörigen Achsfeder ermittelt werden.With this equation Eq. 5 can now be a value for the vehicle mass from the determined change in ride height an axle of the motor vehicle and the spring stiffness of the associated Axle spring can be determined.

Setzt man nun die Gleichung Gl. 5 in die Gleichung Gl. 2 und diese dann wiederum in die Gleichung Gl. 1, erhält man das Antriebsmoment entsprechend der nachstehenden Formel aus der ermittelten Längsbeschleunigung a des Kraftfahrzeugs und der Änderung des Höhenstands unter Berücksichtigung der Federsteifigkeit der Achsfeder, dem Radius des Rades und der Erdbeschleunigung.Puts Now the equation Eq. 5 into the equation Eq. 2 and this then turn into the equation Eq. 1, you get the drive torque according to the following formula from the determined longitudinal acceleration a of the motor vehicle and the change of the ride height taking into account the spring stiffness of the axle spring, the radius of the wheel and the gravitational acceleration.

Figure 00060002
Figure 00060002

Vorteilhafterweise kann zusätzlich zu dieser Ermittlung des Antriebsmoments das Antriebsmoment auch mittels eines bekannten Drehmomentenmodells zur Plausibilisierung ermittelt werden. In Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen kann dann entweder das mittels des Drehmomentenmodells ermittelte Antriebsmoment oder das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelte Antriebsmoment oder ein aus beiden Verfahren ermitteltes bzw. korrigiertes Antriebsmoment an die jeweiligen Steuereinheiten oder an ein zentrales Bussystem im Fahrzeug zur weiteren Verwendung weitergeleitet werden.advantageously, In addition to this determination of the drive torque the drive torque also by means of a known torque model to be checked for plausibility. Dependent on of different conditions can then either the means of the Torque model determined drive torque or the means of the invention Method determined drive torque or one of two methods determined or corrected drive torque to the respective control units or to a central bus system in the vehicle for further use to get redirected.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (8)

Verfahren zur Ermittlung eines Antriebsmoments eines Kraftfahrzeugs, wobei das Antriebsmoment aus einer ermittelten Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und einer ermittelten Änderung des Höhenstands an mindestens einer Achse des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.Method for determining a drive torque a motor vehicle, wherein the drive torque from a determined Longitudinal acceleration of the motor vehicle and a detected change the ride height on at least one axis of the motor vehicle is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbeschleunigung mittels einer Sensoreinheit gemessen wird.Method according to claim 1, characterized in that that the longitudinal acceleration by means of a sensor unit is measured. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenstand mittels eines Höhenstandsensors gemessen wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that the ride height by means of a level sensor is measured. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ermittelten Änderung des Höhenstands an einer Achse und der Federsteifigkeit der dazugehörigen Achsfeder ein Wert für die Fahrzeugmasse ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that from the determined change the ride height on one axle and the spring stiffness the associated axle spring a value for the vehicle mass is determined. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebmoment aus der ermittelten Längsbeschleunigung und dem ermittelten Wert für die Fahrzeugmasse ermittelt wird.Method according to claim 4, characterized in that that the drive torque from the determined longitudinal acceleration and the determined value for the vehicle mass becomes. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Antriebsmoments aus der Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und der ermittelten Änderung des Höhenstands an mindestens einer Achse des Kraftfahrzeugs zusätzlich eine ermittelte Vertikalbeschleunigung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the determination of the drive torque from the longitudinal acceleration of the motor vehicle and the determined change in the ride height at least an axis of the motor vehicle in addition to a determined vertical acceleration of the motor vehicle is taken into account. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich das Antriebsmoment mittels eines Drehmomentenmodells ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in addition the drive torque is determined by means of a torque model. Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–7.Control unit for carrying out the method according to any one of claims 1-7.
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