DE102012222854A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gesamtmassebestimmung eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Gesamtmassebestimmung eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Gesamtmassenbestimmung eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs. Dabei wird bei rein elektrisch angetriebenem Fahrzeug unter Berücksichtigung einer Steigung und einer Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs eine Gesamtmasse des Fahrzeugs auf Basis des zweiten Newton'schen Gesetzes ermittelt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Stauchungstrecke innerhalb einer Baugruppe des besetzten Fahrzeugs vermessen werden und aus einer vordefinierten bzw. zuvor ermittelten Steifigkeit der Stauchstrecke unter Berücksichtigung einer aktuellen Gewichtskraftverteilung auf die Gesamtmasse des Fahrzeugs geschlossen werden.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Gesamtmassebestimmung eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren und Vorrichtungen zur Gesamtmassebestimmung eines elektrisch antreibbaren Fahrrades, dessen Antrieb unter Berücksichtigung der Gesamtmasse ein Unterstützungsmoment für den Fahrer bereitstellen soll.
  • Aus der JP 11-334677 und aus der DE 10 2010 017 742 A1 sind Verfahren zur Modellbildung bekannt, bei welchen mittels einer Steigung, einer Geschwindigkeit, einem Motordrehmoment und einer Fahrerdrehzahl ein Drehmoment indirekt beobachtet werden kann. Zur Verwendung des gezeigten Modells ist jedoch eine Gesamtmasse des anzutreibenden Fahrzeugs festzustellen oder anzunehmen, wofür keine effiziente Methode bekannt ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der vorstehend genannte Bedarf wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 4. Des Weiteren wird der Bedarf durch ein elektrisch antreibbares Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 gestillt. Entsprechend wird ein erstes Verfahren zur Gesamtmassebestimmung eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs vorgeschlagen, welches die Schritte umfasst: Bestimmen der Geschwindigkeit und einer durch das Fahrzeug befahrenen Steigung. Mit anderen Worten werden eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs und eine mit dieser Geschwindigkeit befahrene Steigung ermittelt.
  • Zusätzlich wird ein Antriebsmoment bei rein elektrisch angetriebenem Fahrzeug ermittelt. Beispielsweise kann dies durch Messung mittels eines Drehmomentsensors im Bereich des elektrischen Antriebsstranges eines elektrisch antreibbaren Fahrrades als Fahrzeug geschehen. Zusätzlich wird erfindungsgemäß die Gesamtmasse des Fahrzeugs auf Basis des zweiten Newton'schen Gesetzes aus der Geschwindigkeit, der befahrenen Steigung und dem Antriebsmoment des Elektromotors bestimmt.
  • Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Weiter bevorzugt wird die Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs ermittelt und bei der Bestimmung der Gesamtmasse verwendet. Mit anderen Worten wird die Masse des fahrenden Fahrzeugs (Fahrzeug nebst Fahrer und eventueller Zuladungsmasse) bestimmt, während die aktuelle Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs berücksichtigt wird. Sofern eine Geschwindigkeitsänderung ermittelt worden ist, kann ein entsprechender Term "Masse mal Beschleunigung" in der Formel für das zweite Newton'sche Gesetz berücksichtigt werden. Eine Bestimmung der Gesamtfahrzeugmasse kann daher auch bei sich ändernder Geschwindigkeit schnell und exakt vorgenommen werden.
  • Weiter bevorzugt kann das durch den Fahrer aufgebrachte Antriebsmoment mittels Drehmomentsensoren und/oder eine Pedaldrehzahl mittels Drehzahlsensoren bestimmt und bei der Gesamtmassebestimmung berücksichtigt werden. Beispielsweise können Drehmomentsensoren im Bereich der Pedale verwendet werden, um per Muskelkraft generierte Drehmomente im Antriebsstrang des Fahrzeugs in der Formel für das zweite Newton'sche Gesetz zu berücksichtigen. Sofern Drehzahlsensoren an der Pedalerie des Fahrzeugs angebracht sind, kann überwacht werden, ob ein Anwender des Fahrzeugs die Pedale mit einer der Reisegeschwindigkeit entsprechenden Drehzahl betätigt. Sofern die Trittfrequenz so hoch ist, dass eine Auswirkung auf den Vortrieb des Fahrzeugs möglich ist (die Drehzahl also unter Berücksichtigung einer aktuellen Übersetzung mit der Raddrehzahl des Fahrzeugs übereinstimmt), so kann eine Gesamtmassebestimmung ausgesetzt werden, bis die Drehzahl der Pedale unterhalb der vorgenannten kritischen Drehzahl sind bzw. die Pedale stillstehen. Auf diese Weise können durch den Fahrer des Fahrzeugs eingebrachte Störgrößen bei der erfindungsgemäßen Gesamtmassebestimmung berücksichtigt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Gesamtmassebestimmung eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs vorgeschlagen, welches die Schritte umfasst: Bestimmen einer Stauchung einer ersten Baugruppe des Fahrzeugs und Bestimmen der Gesamtmasse des Fahrzeugs auf Basis der bestimmten Stauchung unter Berücksichtigung einer aktuellen Verteilung durch einen Fahrer auf das Fahrzeug einwirkender Gewichtskräfte. Unter einer "Stauchung" sei im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine durch Zuladung oder Besetzung des Fahrzeugs erfolgte Verkürzung eines Abstandes innerhalb einer ersten Baugruppe verstanden. Dabei kann die erste Baugruppe aufgrund einer Bauteil-inhärenten Elastizität oder durch eine zwischen zwei gegeneinander verschieblich gelagerten Bauteilen der Baugruppe hergestellte Verschieblichkeit erzielt werden. Dabei kann das Hook'sche Gesetz verwendet werden, indem über eine angenommene oder bekannte Steifigkeit bzw. Nachgiebigkeit innerhalb der ersten Baugruppe sowie über die Stauchung auf einen Anteil einer auf das Fahrzeug wirkenden Gewichtskraft innerhalb der Baugruppe geschlossen werden kann. Erfindungsgemäß wird dabei eine aktuelle Gewichtsverteilung durch die Zuladung und/oder die Besetzung des Fahrzeugs berücksichtigt. Diese kann beispielsweise aufgrund der Bauart des Fahrzeugs in Verbindung mit einem Neigungssensor ermittelt werden oder auf Basis in einem Speicherbauteil abgelegter Werte angenommen werden. Alternativ oder zusätzlich können auch Stauchungen einer zweiten Baugruppe des besetzten Fahrzeugs berücksichtigt werden, um auf eine aktuelle Gewichtsverteilung zu schließen. Dies bietet den Vorteil, dass eine exakte und dem Betriebszustand angemessene Gewichtskraft für die Gesamtmassebestimmung mit geringem oder gänzlich ohne zusätzlichen Materialaufwand ermittelt werden kann.
  • Weiter bevorzugt kann die Stauchung innerhalb der ersten Baugruppe und/oder innerhalb der zweiten Baugruppe in Verbindung mit einem ersten und einem zweiten gegeneinander verschieblich angeordneten Bauteil innerhalb des Fahrzeugs bestimmt werden. Diese Anordnung kann beispielsweise im Fahrwerk des Fahrzeugs angeordnet sein. Dabei ist eine Verschiebung des ersten und des zweiten Bauteils betriebsbedingt und/oder zuladungsbedingt (wobei eine Besetzung in diesem Sinne als "Zuladung" zu verstehen ist) vorgesehen. Beispielsweise kann eine Federung im Fahrwerk als Elastizität herangezogen werden, über welche die Stauchung zur Berechnung einer einwirkenden Gewichtskraft und anschließend zur Berechnung einer Gesamtmasse verwendet werden kann. Dies bietet den Vorteil, dass in Abhängigkeit der Zuladung erhebliche Verschiebungen zwischen den verschieblichen Bauteilen der Anordnung erfolgen, welche mittels Wegsensoren exakt aufnehmbar sind.
  • Beispielsweise kann die Stauchung bevorzugt mittels eines ersten Magnetfeldsensors an dem ersten Bauteil bestimmt werden, dessen Messsignal durch ein an dem zweiten Bauteil erzeugtes Magnetfeld beeinflusst wird. Hierzu kann beispielsweise das zweite Bauteil einen Permanentmagneten umfassen, dessen Magnetfeld durch den Magnetfeldsensor in Abhängigkeit der Stauchung in veränderlichem Maße erfasst wird. Auf diese Weise ist eine berührungslose und verschmutzungsunempfindliche Ermittlung der Stauchung gewährleistet.
  • Weiter bevorzugt kann das erste Bauteil an einer Sitzgelegenheit für den Fahrer und/oder an einer Lenkvorrichtung und/oder an einer Radaufhängung angeordnet sein. Dies bietet den Vorteil, dass eine gefederte Sitzgelegenheit bzw. ein gefedertes Fahrwerksteil einen von der Besetzung und/oder Beladung abhängigen Federweg aufweisen, der durch viele geeignete Wegsensoren gut auflösbar ist.
  • Weiter bevorzugt ist das zweite Bauteil von einem Rad des Fahrzeugs umfasst und das erste Bauteil ein gegenüber dem Rad feststehend am Fahrzeug angeordnetes Bauteil. Im Falle einer gefederten Aufhängung des Rades ist daher von einer erheblichen Stauchung des Federweges in Abhängigkeit der Zuladung bzw. Besetzung des Fahrzeugs auszugehen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisch antreibbares Fahrzeug vorgeschlagen, welches einen elektrischen Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor, eine Einrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wie beispielsweise einem Drehzahlsensor oder ein Satelliten-gestütztes Ortungssystem, und eine Einrichtung zur Ermittlung des durch den Fahrer aufgebrachten Antriebsmomentes umfasst. Letztere Einrichtung kann beispielsweise einen Kraftsensor in der Pedalerie des Fahrzeugs umfassen. Weiter umfasst das elektrisch antreibbare Fahrzeug eine Einrichtung zur Ermittlung einer durch das Fahrzeug befahrenen Steigung, welche beispielsweise einen als Neigungssensor betriebenen Beschleunigungssensor umfassen kann. Des Weiteren ist eine Einrichtung zur Ermittlung eines durch den elektrischen Antrieb erzeugten Antriebsmomentes vorgesehen. Dabei kann das Drehmoment direkt (beispielsweise unter Vermittlung eines Kraftsensors) oder indirekt (z.B. unter Vermittlung einer Leistungsaufnahme des elektrischen Antriebs) ermittelt werden. Zusätzlich weist das erfindungsgemäße elektrisch antreibbare Fahrzeug eine Auswerteeinheit auf und eine Einrichtung zur Ermittlung der Beschleunigung des Fahrzeugs. Die Beschleunigung des Fahrzeugs kann beispielsweise über Radsensoren oder Satelliten-gestützt erfolgen. Erfindungsgemäß ist die Auswerteeinheit eingerichtet, Signale der vorgenannten Einrichtungen auszuwerten und ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche auszuführen. Auf diese Weise kann eine Gesamtmasse des Fahrzeugs ermittelt und bei der Betriebspunktbestimmung des Fahrzeugs verwendet werden. Beispielsweise kann eine Steigung gemessen und aus dieser eine Hangabtriebskraft des Fahrzeugs unter Verwendung der bestimmten Gesamtmasse des Fahrzeugs ermittelt werden. So kann der elektrische Antrieb im Einklang mit entsprechenden Vorgaben angesteuert werden.
  • Bevorzugt kann das erfindungsgemäß vorgeschlagene elektrisch antreibbare Fahrzeug weiter eine Eingabevorrichtung umfassen, welche eingerichtet ist, im Ansprechen auf eine Eingabe eines Anwenders die Auswerteeinheit zur Ausführung eines Verfahrens, wie es vorstehend im Detail beschrieben worden ist, zu veranlassen. Die Eingabevorrichtung kann dabei beispielsweise eine Tastatur und/oder eine berührungssensitive Oberfläche und/oder eine Spracherkennung und/oder eine Einrichtung zum Empfang elektronisch generierter Signale umfassen. Auf diese Weise kann entweder eine direkte Eingabe durch den Anwender des Fahrzeugs erfolgen oder eine Anbindung elektronischer mobiler Geräte, welche der Anwender bei sich führt, erfolgen. Diese können mit entsprechenden Befehlssätzen versehen sein, welche die elektronischen mobilen Geräte zum Aussenden von Steuersignalen zum Generieren einer Eingabe in die Auswerteeinheit veranlasst. Auf diese Weise ist es möglich, das vorstehend beschriebene Verfahren erst im Ansprechen auf einen Anwenderwunsch bzw. die Anwendereingabe auszuführen und somit eine unnötige Neubestimmung der Gesamtfahrzeugmasse von Algorithmen zur Betriebszustandserkennung zu vermeiden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
  • 1 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes elektrisch antreibbares Fahrzeug;
  • 2 eine schematische Übersicht über Komponenten eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System; und
  • 3 ein Flussdiagramm, veranschaulichend Schritte eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Offenbarung der Erfindung
  • 1 zeigt ein Fahrrad 1 als elektrisch antreibbares Fahrzeug. Für den Antrieb weist das Fahrrad 1 einen Akku 6 und einen Motor 10 auf. Im Bereich des Tretlagers ist weiter ein Drehmomentsensor 3 zur Ermittlung eines durch den Fahrer des Fahrrades 1 aufgebrachten Drehmomentes angeordnet. Zusätzlich ist ein Drehmomentsensor 9 zur Ermittlung eines durch den Motor 10 eingeleiteten Momentes vorgesehen. Ein Beschleunigungssensor 4 ist am Rahmen des Fahrrades 1 angeordnet, um einen Neigungswinkel des Fahrrades 1 gegenüber der Erdbeschleunigung zu erfassen. Im Bereich des Lenkers des Fahrrades 1 ist ein Bordcomputer 5 als Auswerteeinheit vorgesehen, welcher einen Prozessor 11 umfasst. Der Prozessor weist dabei (nicht dargestellten) Programmcode auf, welcher Anweisungen umfasst, wie sie zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens (in Verbindung mit 3) erforderlich sind. Weiter weist das Fahrrad 1 eine Federgabel 13 auf, deren rahmenseitige Komponente einen Hall-Sensor 12 als Magnetfeldsensor aufweist. Der radseitig vorgesehene Teil der Federgabel 13 weist ein Magnetelement 14 auf, welches über die Federgabel 13 gegenüber dem Hall-Sensor 12 verschoben werden kann. Auf diese Weise wird eine Erkennung durch eine Zuladung bzw. Besetzung des Fahrrades 1 erfolgte Stauchung der Federgabel 13 mittels des Magnetelementes 14 und des Hall-Sensors 12 möglich.
  • 2 zeigt eine schematische Übersicht über Komponenten eines Systems 20 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine Motorsteuerung 7 als Auswerteeinheit ist mit einem Beschleunigungssensor 4 als Neigungssensor, einem Speicher 8, einem Drehmomentsensor 3 zur Ermittlung des über die Pedale eingeleiteten Drehmomentes, einem Elektromotor 2, einem Akku 6 zur Versorgung des Motors 2 mit elektrischer Energie und einem Bordcomputer 5, umfassend einen Prozessor 11, verbunden. Dabei kann entweder die Motorsteuerung 7 oder der Bordcomputer 5 (Mensch-Maschine-Interface (MMI)) bzw. deren Prozessor 11 als Auswerteeinheit im Sinne der vorliegenden Erfindung betrieben werden. Die Funktionsweise der dargestellten Komponenten ergibt sich wie in Verbindung mit der Vorstellung der erfindungsgemäßen Aspekte oben beschrieben.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm, visualisierend Verfahrensschritte eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren beginnt ("Start") durch Eingabe eines Anwenders über den Bordcomputer 5. In Schritt 100 werden eine Geschwindigkeit und eine durch das Fahrzeug 1 befahrene Steigung ermittelt. Insbesondere wird die Geschwindigkeit während eines Befahrens der ermittelten Steigung ermittelt. In Schritt 200 wird das durch den Elektromotor 10 eingeleitete Drehmoment bestimmt, während über die Pedale des Fahrzeugs 1 kein Drehmoment durch den Fahrer eingeleitet wird. Sofern im Schritt 300 ermittelt wird, dass das Fahrermoment ungleich 0 Nm ist (N), fährt das Verfahren mit der Ermittlung von Geschwindigkeit und Steigung in Schritt 100 fort. Sobald das Fahrermoment 0 Nm ist (Y), wird in Schritt 400 auf Basis der ermittelten Größen nach dem zweiten Newton'schen Gesetz die Gesamtmasse des Fahrzeugs 1 bestimmt. In Schritt 500 wird ermittelt, ob eine vorbestimmte Abbruchbedingung erfüllt ist. Dabei kann die vordefinierte Abbruchbedingung beispielsweise eine Anwenderinteraktion sein oder ein Ausführen des Verfahrens beispielsweise auf Grundlage einer festgestellten Reisegeschwindigkeit von 0 km/h, abgebrochen werden. Ist die vorbestimmte Abbruchbedingung nicht erfüllt (N), fährt das Verfahren in Schritt 100 mit der Ermittlung von Geschwindigkeit und Steigung fort. Ist die vordefinierte Abbruchbedingung erfüllt (Y), endet das Verfahren ("Ende").
  • Erfindungsgemäß wird eine Ermittlung durch einen Fahrer und/oder eine Zuladung auf das Fahrzeug einwirkender Gewichtskräfte über eine Stauchung eines Teils oder einer Baugruppe des Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei eine Vielzahl von Stauchstrecken am Fahrzeug identifiziert werden, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung hierdurch einzuschränken. Beispielsweise kann ein Magnetfeldsensor am Lenker, bevorzugt in einem Gehäuse, des Bordcomputers 5, vorgesehen sein. Als Magnetelement kann beispielsweise ein für die Ermittlung der Raddrehzahl im Rad angeordneter Permanentmagnet verwendet werden. Eine Messung der Geschwindigkeit bzw. der Geschwindigkeitsänderung kann erfindungsgemäß nach bekannten Verfahren (z.B. über einen Reedkontakt) und die Steigung, welche vom Fahrzeug befahren wird, ebenfalls über bekannte Verfahren (z.B. über Beschleunigungs- oder Drucksensoren) ermittelt werden. Selbiges gilt für das Motormoment, welches in der Regel entweder vom Fahrer oder durch ein zugeordnetes Kennfeld vorgegeben wird. Das Fahrerdrehmoment kann entweder über bekannte Drehmomentsensorik, z.B. in der Pedalerie des Fahrzeugs, ermittelt werden oder eine Einwirkung eines Fahrers dadurch ausgeschlossen werden, dass ein Drehzahlsensor in der Pedalerie eine Betätigung der Pedale durch den Anwender des Fahrzeugs unwahrscheinlich erscheinen lässt. Bevorzugt werden bei der erfindungsgemäßen Ermittlung der Gesamtmasse aus dem zweiten Newton‘schen Gesetz (Bewegungsgleichung) ein Rollwiderstand und/oder ein Luftwiderstand in Abhängigkeit der ermittelten Reisegeschwindigkeit als feste Werte angenommen, aus Kennfeldern abgeleitet oder gänzlich vernachlässigt. Sofern eine Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs ebenso wie eine Einleitung eines Drehmomentes seitens des Fahrers nicht erfolgt, ergibt sich die Hangabtriebskraft direkt aus dem Motordrehmoment und den für die Rollreibung und den Luftwiderstand angenommenen Größen. Selbstverständlich kann ein Geschwindigkeitssignal und/oder ein Geschwindigkeitsänderungssignal in Verbindung mit einer angenommenen oder ermittelten Gesamtmasse über einen Term für die Masse berücksichtigt werden.
  • Eine ermittelte Stauchung kann in Abhängigkeit des Fahrradtypus' und einer zugeordneten bekannten Gewichtskraftverteilung in eine Gesamtzuladungsmasse umgewandelt werden. Beispielsweise kann durch Versuche ermittelt werden, dass die Masse des Fahrers zu ca. 30% auf dem Lenker und zu ca. 70% auf dem Sattel eines Fahrrades lastet. Wird erfindungsgemäß nun beispielsweise eine Stauchung einer Federgabel (unterhalb des Lenkers) in Verbindung mit der Steifigkeit der Federgabel zu einer Gewichtskraft von beispielsweise 300 N ermittelt, so kann in einem Rechnungsmodell berücksichtigt werden, dass 70% der Zuladungsmasse über den Sattel in das Fahrzeug eingeleitet werden. Mit anderen Worten kann aufgrund der bekannten prozentualen Gewichtskraftverteilung errechnet werden, dass die Zuladungsmasse (Zuladung inklusive Fahrer) 1000 N beträgt.
  • Die Stauchung kann beispielsweise aus einer über eine vorbestimmte Zeitdauer gemessene Peakwertveränderung des Magnetfeldes in Abhängigkeit der Zuladung geschlossen werden und in Abhängigkeit eines in einem Speicherelement hinterlegten Kennfeldes eine einwirkende Gewichtskraft zugeordnet werden. Dabei ist es unerheblich, ob das Magnetfeld-erzeugende Element und das das Magnetfeld ermittelnde Elemente im Betrieb im Wesentlichen äquidistant zueinander angeordnet sind oder nur wiederkehrend einen vordefinierten Abstand zueinander einnehmen. Mit anderen Worten kann ein Vorderradnabenmotor einen Magnetfeldsensor in der Antriebseinheit aufweisen und ein zur Ermittlung der Stauchung der Federgabel verwendeter Magnet oberhalb der Feder (der „Stauchstrecke“) an einem lenkerseitigen Bauteil des Fahrzeugs angeordnet sein. Entsprechendes gilt für ein Hinterradnabengetriebenes Fahrzeug und einen rahmenseitig angeordneten Permanentmagneten.
  • Selbstverständlich können die Kennfelder bzw. zuzuordnenden Zuladungsmassen entweder rechnerisch ermittelt und in Form von Formeln im System hinterlegt werden, alternativ oder zusätzlich kann auch eine Kalibrierung mit vordefinierten Test-Massen in einer Vielzahl vordefinierter Betriebszustände durchgeführt werden. Während der Fahrt kann dann auf diese Kalibrierung zurückgegriffen und je nach Stauchung zwischen den Kalibrierpunkten interpoliert werden. Selbstverständlich sind die beschriebenen Methoden und Vorrichtung miteinander kombinierbar. Eine geeignete Gewichtung der Ergebnisse ist dabei bevorzugt vorgesehen, um in Abhängigkeit beispielsweise eines Betriebszustandes den Einfluss besonders geeigneter Verfahren bzw. Stauchstrecken zu erhöhen und somit ein besonders exaktes und zuverlässiges Ergebnis zu erzielen.
  • Es ist ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, Betriebszustandsüberwachungen eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs durch Verfahren zur Gesamtmassenbestimmung des Fahrzeugs zu verbessern. Gemäß einem Aspekt wird bei rein elektrisch angetriebenem Fahrzeug unter Berücksichtigung einer Steigung und einer Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs eine Gesamtmasse des Fahrzeugs auf Basis des zweiten Newton'schen Gesetzes ermittelt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann eine Stauchungstrecke innerhalb einer Baugruppe des besetzten Fahrzeugs beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Magnetelementes und eines Magnetfeldsensors vermessen werden und aus einer vordefinierten bzw. zuvor ermittelten Steifigkeit der Stauchstrecke über das Hook'sche Gesetz unter Berücksichtigung einer aktuellen Gewichtskraftverteilung auf die Gesamtmasse des Fahrzeugs geschlossen werden.
  • Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren in Form von Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben worden sind, bleiben Modifikationen, Kombinationen und Auslassungen der offenbarten Merkmale im Bereich der fachlichen Fähigkeiten Fachmanns, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • DE 102010017742 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Gesamtmassebestimmung eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (1) umfassend die Schritte: – Bestimmen (100) der Geschwindigkeit und einer durch das Fahrzeug (1) befahrenen Steigung, – Bestimmen (200) des Antriebsmomentes bei rein elektrisch angetriebenem Fahrzeug (1), und – Bestimmen (400) der Gesamtmasse des Fahrzeugs (1) auf Basis des zweiten Newton’schen Gesetzes.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs (1) ermittelt und bei der Bestimmung der Gesamtmasse Verwendung findet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das durch den Fahrer aufgebrachte Antriebsmoment mittels Drehmomentsensoren (9) und/oder Drehzahlsensoren bestimmt wird.
  4. Verfahren zur Gesamtmassebestimmung eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (1) umfassend die Schritte: – Bestimmen einer Stauchung einer ersten Baugruppe des besetzten Fahrzeugs (1) und – Bestimmen der Gesamtmasse des Fahrzeugs (1) auf Basis der bestimmten Stauchung unter Berücksichtigung einer aktuellen Verteilung auf das Fahrzeug (1) einwirkender Gewichtskräfte.
  5. Verfahren nach Anspruch 4 wobei die Stauchung einer aus einem ersten Bauteil und einem zweiten gegeneinander verschieblichen Bauteil bestehenden Anordnung in einer Fahrwerkskomponente (13) des Fahrzeugs (1) bestimmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Stauchung mittels eines Magnetfeldsensors (12) an dem ersten Bauteil bestimmt wird, dessen Messsignal durch ein an dem zweiten Bauteil erzeugtes Magnetfeld beeinflusst wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das erste Bauteil ein Bauteil einer Sitzgelegenheit für den Fahrer und/oder einer Lenkvorrichtung und/oder einer Radaufhängung ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das zweite Bauteil ein Rad des Fahrzeugs (1) ist und das erste Bauteil ein gegenüber dem Rad feststehendes Bauteil des Fahrzeugs (1) ist.
  9. Elektrisch antreibbares Fahrzeug (1) umfassend – einen elektrischen Antrieb (10) – eine Einrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (5), – eine Einrichtung (3) zur Ermittlung des durch den Fahrer aufgebrachten Antriebsmomentes, – eine Einrichtung zur Ermittlung der durch das Fahrzeug befahrenen Steigung (4), – eine Einrichtung zur Ermittlung des durch den elektrischen Antrieb aufgebrachten Antriebsmomentes (9), eine Auswerteeinheit (5, 7), und – bevorzugt eine Einrichtung zur Ermittlung der Beschleunigung des Fahrzeugs (1), wobei die Auswerteeinheit (5, 7) eingerichtet ist, Signale der vorgenannten Einrichtungen auszuwerten und ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche auszuführen.
  10. Elektrisch antreibbares Fahrzeug (1) nach Anspruch 9, weiter umfassend eine Eingabevorrichtung (5), welche eingerichtet ist, im Ansprechen auf eine Eingabe des Fahrers die Auswerteeinheit (5, 7) zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zu veranlassen.
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