DE102017200604A1

DE102017200604A1 - Verfahren zur Ermittlung einer Leistungsgröße eines Motors eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug, Mobilgerät und Computerprogramm

Info

Publication number: DE102017200604A1
Application number: DE102017200604.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kopp
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2018-07-19
Anticipated expiration: 2037-01-18
Also published as: DE102017200604B4

Abstract

Verfahren zur Ermittlung einer eine Motorleistung und/oder ein Motormoment eines Motors (20) eines Kraftfahrzeugs (1) abhängig von einer Motordrehzahl in wenigstens einem Drehzahlbereich beschreibenden Leistungsgröße, wobei während des Betriebs des Kraftfahrzeuges im Straßenverkehr- bei Erfüllung eines ersten, eine vorliegende Volllastbeschleunigungsphase (6) des Kraftfahrzeugs (1) anzeigenden Messkriteriums über einen im Kraftfahrzeug (1) verbauten und/oder mit dem Kraftfahrzeug (1) bewegten Sensor einen Geschwindigkeitsverlauf (5) des Kraftfahrzeugs (1) über die Zeit beschreibende erste Sensordaten während der Volllastbeschleunigungsphase (6) gemessen werden,- bei Erfüllung eines zweiten, eine vorliegende Ausrollphase (11), in der eine Antriebswelle des Motors (20) von einem restlichen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs (1) abgekoppelt ist oder bei nicht abkoppelbarem Motor (20) eine Nullmomentenregelung durchgeführt wird, in einem wenigstens teilweise mit dem abgedeckten Geschwindigkeitsintervall während wenigstens einer vermessenen Volllastbeschleunigungsphase (6) überlappenden Geschwindigkeitsintervall anzeigenden Messkriteriums über den Sensor einen Geschwindigkeitsverlauf (10) über die Zeit beschreibende zweite Sensordaten während der Ausrollphase (11) aufgenommen werden,- aus den ersten und den zweiten Sensordaten Leistungswerte über zugeordnete, im Fall der Ausrollphase (11) virtuelle Motordrehzahlen zumindest für den Drehzahlbereich, für den erste und zweite Sensordaten vorliegen, ermittelt werden und- zur Berechnung der Leistungsgröße in überlappenden Drehzahlbereichen die Beträge der Leistungswerte für die Ausrollphase (11) und die Volllastbeschleunigungsphase (6) addiert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer eine Motorleistung und/oder ein Motormoment eines Motors eines Kraftfahrzeugs abhängig von einer Motordrehzahl in wenigstens einem Drehzahlbereich beschreibenden Leistungsgröße. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, ein Mobilgerät und ein Computerprogramm.
Die tatsächliche Leistung, die ein Motor eines Kraftfahrzeugs erbringt, ist für technisch interessierte Fahrer von Kraftfahrzeugen eine hochinteressante Größe. Allerdings handelt es sich bei der Messung einer Motorleistung um eine komplexe Aufgabe, da diese nicht vollständig in Radleistung umgesetzt wird, sondern verschiedenste Verlustmechanismen zu berücksichtigen sind. Daher ist es heutzutage hauptsächlich bekannt, Motorleistungsmessungen an aufwendigen Motor- oder Gesamtfahrzeugprüfständen vorzunehmen. Dabei handelt es sich um äußerst aufwendige, kostspielige Einrichtungen mit einem entsprechenden Rüstaufwand.
Es wurden auch bereits Varianten vorgeschlagen, eine aktuelle Motorleistung innerhalb des Kraftfahrzeugs selbst zu ermitteln. Dabei wird üblicherweise auf den Motorbetrieb beschreibende Motorgrößen zurückgegriffen, um hieraus die aktuelle Motorleistung zu errechnen. Motorsignale, aus denen sich eine Motorleistung ableiten lässt, können beispielsweise aus der Einspritzmenge und der entstehenden Verbrennungsenergie zu einem wirksamen „Mitteldruck“ auf den Kolben umgerechnet werden, um hieraus über mehrere Annahmen das Motormoment auf die Kurbelwelle zu bestimmen. Dabei besteht jedoch das Problem, dass die zugrundeliegenden Motorgrößen meist nicht hinreichend genau bestimmt werden können, so dass eine hohe Ungenauigkeit entsteht. Zudem werden auf diese Art und Weise üblicherweise nur aktuelle Motorleistungen errechnet, ohne dass für einen Fahrer beispielsweise ersichtlich wäre, welche Motorleistung bei welcher Drehzahl ihm tatsächlich zur Verfügung steht.
DE 10 2012 018 721 A1 beschreibt ein Verfahren zur Berechnung und eine Vorrichtung zur Anzeige der aktuell abgegebenen Motorleistung und des anliegenden Drehmoments eines Kraftfahrzeugs mit Benzinmotor während der Fahrt, bestehend aus einer im Innenraum des Fahrzeugs montierten Anzeigeeinheit und einer mit dieser verbundenen Interfaceeinheit, die während der Fahrt auf die OBD2-Schnittstelle des Fahrzeuges aufgesteckt wird, und zeichnet sich dadurch aus, dass die tatsächlich vom Motor abgegebene Leistung (in Kilowatt oder PS) und das tatsächlich anliegende Drehmoment (in Newtonmeter) durch Auswertung der von der OBD2-Schnittstelle des Fahrzeugs während der Fahrt zur Verfügung gestellten Daten mit hoher Genauigkeit berechnet und angezeigt werden. Dabei werden als Daten der Luftmassenstrom (MAF) und die Motordrehzahl (RPM) eingesetzt, um die Motorleistung und das Drehmoment zu berechnen. Diese Daten werden auf eine vorher speziell für dieses Fahrzeug ermittelte zweidimensionale Tabelle mit Leistungswerten abgebildet, um die tatsächlich vom Motor abgegebene Leistung mit hoher Genauigkeit zu ermitteln und daraus das anliegende Drehmoment zu berechnen.
Bei dieser Variante ist zunächst eine deutliche Einschränkung auf Benzinmotoren gegeben, wobei wiederum mit motorinternen Größen, konkret dem Luftmassenstrom, gerechnet wird. Dabei ist die Verwendung des Luftmassenstromes eine äußerst ungünstige Grundlage zur Berechnung einer Motorleistung, da der tatsächlich zusätzlich zugeführte Kraftstoffmassenstrom bekannt sein muss, um ein Motormoment hieraus zu bestimmen. Aufgrund der Tatsache, dass Motoren, insbesondere im Volllastfall, üblicherweise nicht in einen klar bestimmbaren Betriebspunkt arbeiten, existiert eine deutliche Abweichung der dort ermittelten Leistungsgrößen vom tatsächlichen Wert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach realisierbare, für Fahrer beim üblichen Betrieb des Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr nutzbare Möglichkeit zur Ermittlung verlässlicher Leistungsgrößen in Abhängigkeit der Drehzahl für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass während des Betriebs des Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr

- bei Erfüllung eines ersten, eine vorliegende Volllastbeschleunigungsphase des Kraftfahrzeugs anzeigenden Messkriteriums über einen im Kraftfahrzeug verbauten und/oder mit dem Kraftfahrzeug bewegten Sensor einen Geschwindigkeitsverlauf des Kraftfahrzeugs über die Zeit beschreibende erste Sensordaten während der Volllastbeschleunigungsphase gemessen werden,
- bei Erfüllung eines zweiten, eine vorliegende Ausrollphase, in der eine Antriebswelle des Motors von einem restlichen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs abgekoppelt ist oder bei nicht abkoppelbarem Motor eine Nullmomentenregelung durchgeführt wird, in einem wenigstens teilweise mit dem abgedeckten Geschwindigkeitsintervall während wenigstens einer vermessenen Volllastbeschleunigungsphase überlappenden Geschwindigkeitsintervall anzeigenden Messkriteriums über den Sensor einen Geschwindigkeitsverlauf über die Zeit beschreibende zweite Sensordaten während der Ausrollphase aufgenommen werden,
- aus den ersten und den zweiten Sensordaten Leistungswerte über zugeordnete, im Fall der Ausrollphase virtuelle Motordrehzahlen zumindest für den Drehzahlbereich, für den erste und zweite Sensordaten vorliegen, ermittelt werden und
- zur Berechnung der Leistungsgröße in überlappenden Drehzahlbereichen die Beträge der Leistungswerte für die Ausrollphase und die Volllastbeschleunigungsphase addiert werden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es letztlich ausreichend ist, einen Geschwindigkeitsverlauf des Kraftfahrzeugs über die Zeit bei bestimmten Fahrmanövern zu vermessen, um einen verlässlichen Wert für die Motorleistung und/oder das Motordrehmoment eines Motors eines Kraftfahrzeugs zu erhalten. Geschwindigkeitsverläufe über die Zeit lassen sich jedoch äußerst einfach messen, was im Kraftfahrzeug selbst meist ohnehin geschieht, aber auch außerhalb des Kraftfahrzeugs, beispielsweise mittels eines vom Fahrer mitgeführten Mobilgeräts, problemlos möglich ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind mithin auch Systeme geeignet, die aufgrund ihrer Sensorik die Erfassung eines Geschwindigkeitssignales zulassen. Bei dem Motor kann es sich um einen Verbrennungsmotor oder auch einen Elektromotor handeln.
Ein Motor eines Kraftfahrzeugs überwindet bei einem Beschleunigungsvorgang auf einer ebenen Straße, mithin ohne Steigung, folgende Verlustgrößen ausgehend von der vom Motor zur Verfügung gestellte Motorleistung: Die Verlustleistung für Nebenaggregate im Riementrieb des Motors, beispielsweise für einen Klimakompressor und/oder einen Lastgenerator (Lichtmaschine), die lastabhängige Verlustleistung im Getriebe und/oder im Differential sowie die entsprechende lastunabhängige Verlustleistung im Getriebe und/oder Differential, die Verlustleistung im Radlager, die Verlustleistung durch den Rollwiderstand der Reifen und die Verlustleistung durch den Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs. Hierzu kommen noch die Beschleunigungsleistungen der Masse des Kraftfahrzeugs und die Beschleunigungsleistung der rotatorischen Elemente (Räder, Bremsscheiben, Getriebe, Nebenaggregate, rotierende Motorteile).
Wird nun bei einer festen Übersetzung zwischen der Motordrehzahl und der Raddrehzahl, insbesondere also in einer festen eingestellten Schaltstufe eines Getriebes, bevorzugt beginnend mit einer niedrigen Motordrehzahl, beispielsweise von etwa 1500/min, eine Volllastbeschleunigung bis zu einer hohen Drehzahl, beispielsweise von wenigstens 4000/min, durchgeführt, überwindet der Motor die oben stehenden Verlustleistungen/Beschleunigungsleistungen. Um auf die eigentliche an der Antriebswelle des Motors bereitgestellte Motorleistung zurückzurechnen, müssen diese Verlustleistungen/Beschleunigungsleistungen ermittelt oder zumindest abgeschätzt werden, wobei erkannt wurde, dass ein Ausrollvorgang Informationen zu einem großen Anteil dieser Verlustleistungen/Beschleunigungsleistungen liefert. In einer Ausrollphase, also bei nicht vorhandenem Kraftschluss des Motors zum Getriebe in der Fahrstufe „N“ oder einem nicht eingelegten Gang bzw. bei fest verbundenen Antriebssträngen, wie sie in manchen elektrischen Antriebskonzepten existieren, durch eine Nullmomentenregelung des Motors bei entsprechender Vortriebswahlstufe gleichbedeutend der Fahrstufe „N“, wirkt ein Großteil der oben beschriebenen Verlustleistungen und Effekte, wobei die Verlustleistungen die Geschwindigkeit reduzieren. Erfasst werden die lastunabhängige Verlustleistung von Getriebe und/oder Differential, die Verlustleistung im Radlager, die Verlustleistung durch den Rollwiderstand der Reifen und die Verlustleistung durch den Luftwiderstand. Die Massenträgheit des Kraftfahrzeugs sowie die rotatorischen Trägheitsmomente unterstützen den Ausrollvorgang und wirken der Geschwindigkeitsverringerung entgegen, weshalb sie oben als Beschleunigungsleistungen beschrieben wurden. Auch die oben beschriebenen Beschleunigungsleistungen werden mithin erfasst.
Über die Geschwindigkeit und den dann idealerweise bekannten Reifenumfang und/oder aus einer unmittelbaren Messung sind dann der Geschwindigkeitsverlauf und der Motordrehzahlverlauf bekannt, so dass für jede Motordrehzahl bei der Volllastbeschleunigungsphase die Beschleunigungsleistung als die Summe der Masse des Kraftfahrzeugs und die Summe der rotierenden Massen multipliziert mit der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermittelt werden kann, wobei sich die Beschleunigung, falls sie nicht ohnehin in den ersten und/oder zweiten Sensordaten enthalten ist, als zeitliche Ableitung des Geschwindigkeitsverlaufs ergibt. Entsprechend ist es für die Ausrollphase möglich, eine Ausrollleistung als die Summe der Masse des Kraftfahrzeugs und der rotierenden Masse multipliziert mit der Beschleunigung und der Geschwindigkeit zu berechnen, wobei hier aus der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs für jeden Zeitpunkt aufgrund des bekannten Übersetzungsverhältnisses bei der Messung in der Volllastbeschleunigungsphase und des bekannten Reifenumfangs eine virtuelle Motordrehzahl bestimmt werden kann, der die entsprechende Ausrollleistung zugeordnet werden kann. Mithin lassen sich die Motordrehzahlen zugeordneten Beschleunigungsleistungen und die Motordrehzahlen zugeordneten Ausrollleistungen zur Ermittlung eines beim Ausrollen vermessbare Effekte berücksichtigenden Leistungswerts kombinieren, wobei bevorzugt, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, auch die anderen, noch nicht abgedeckten Verlustleistungen berücksichtigt werden können, um die letztendliche Leistungsgröße zu bestimmen.
Der große Vorteil des hier beschriebenen Verfahrens ist eine einfache Realisierbarkeit, die eine Nutzung durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs selbst, insbesondere auch mittels eines Mobilgeräts des Fahrers, erlaubt, so dass dieser Informationen über seine tatsächliche Motorleistung erhält und diese auch beispielsweise abspeichern, versenden, in sozialen Netzwerken teilen und dergleichen tun kann. Es entsteht so ein interessantes Messwerkzeug für alle technisch ambitionierten Fahrer. Zudem ist eine recht genaue Bestimmung möglich, die nicht von weniger verlässlichen Motorgrößen abhängig ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass bei einem ein Getriebe mit mehreren Übersetzungsstufen aufweisenden Kraftfahrzeug das erste Messkriterium zusätzlich überprüft, ob eine einen Schwellwert überschreitende Übersetzungsstufe aktiv ist. Nachdem selbstverständlich die Messung in der Volllastbeschleunigungsphase sich auf eine einzige, feste Übersetzungsstufe zwischen der Motordrehzahl und der Raddrehzahl beziehen sollte, hat es sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, höhere Schaltstufen bzw. Übersetzungsstufen für die Aufnahme der ersten Sensordaten einzusetzen, beispielsweise höhere Gänge, wobei es sich bei einem fünf oder sechs Übersetzungsstufen bzw. Schaltstufen aufweisenden Kraftfahrzeug als zweckmäßig gezeigt hat, einen Gang größer dem dritten Gang für die Messung in der Volllastbeschleunigungsphase zu wählen. Höhere Übersetzungsstufen haben den Vorteil, dass eine verbesserte Motorfüllung durch den quasistatischen Motormomentenaufbau gegeben ist und geringere Quereinflüsse (Lenkeinflüsse) vorliegen.
Wie bereits bezüglich des Anspruchs 1 dargelegt wurde, wird die eingelegte Übersetzungsstufe selbstverständlich auch bei der Berechnung der virtuellen Motordrehzahl in der Ausrollphase zweckmäßig berücksichtigt. Die Raddrehzahl kann sich hier aus der Geschwindigkeit zu einem Zeitpunkt und dem Reifenumfang unmittelbar ergeben; durch die bekannte Übersetzungsstufe zum Zeitpunkt der Aufbau der ersten Sensordaten lässt sich die virtuelle Motordrehzahl errechnen.
Wie bereits erwähnt wurde, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, wenn wenigstens ein weiterer Leistungswert in die Berechnung der Leistungsgröße eingeht, mithin andere Verlustleistungen, die nicht durch die Ausrollphase vermessen werden können, ebenso Berücksichtigung finden.
So kann zunächst vorgesehen sein, dass als weiterer Leistungswert ein bevorzugt aus einer Datenbank abgerufener, die lastabhängige Verlustleistung durch ein Getriebe und/oder ein Differential beschreibender Leistungswert und/oder ein bevorzugt aus einer Datenbank abgerufener Massenträgheitswert des Motors verwendet wird. Lastabhängige Verlustleistungen des Getriebes und/oder Differentials können bevorzugt über entsprechende Datenbanken, die im Kraftfahrzeug gespeichert und/oder über das Internet zugänglich sein können, in Erfahrung gebracht werden. Gleiches gilt für den Einfluss der Massenträgheit des Motors, die bei der Beschleunigungsmessung als Verlustgröße wirkt. Auch hier kann eine Korrektur anhand einer Datenbank verwendet werden, wobei es für eine hinreichende Genauigkeit der Bestimmung der Leistungsgröße ausreichend ist, die Art des Motors (Benzinmotor, Dieselmotor, Elektromotor, ...) und die Zylinderanzahl anzugeben.
Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht ferner vor, dass ein aus Nutzungsdaten von über den Motor betreibbaren Nebenaggregaten abgeleiteter Nebenaggregateleistungswert als weiterer Leistungswert verwendet wird. Es ist mithin denkbar, wenn auf Daten innerhalb des Kraftfahrzeugs zugegriffen werden kann, Nutzungsdaten der Nebenaggregate zu verwenden, um einen Nebenaggregateleistungswert zu bestimmen, der die Verlustleistung durch die Nebenaggregate am Riementrieb des Motors beschreibt.
Demgegenüber bevorzugt ist es jedoch, wenn bei Erfüllung wenigstens des ersten Messkriteriums über den Motor betreibbare Nebenaggregate des Kraftfahrzeugs selber und/oder wenigstens die Leistungszufuhr durch den Motor für die Messdauer ausgeschaltet werden. Mithin kann die Verlustleistung der Nebenverbraucher, beispielsweise eines Klimakompressors und/oder eines Lastgenerators (Lichtmaschine), durch Abschalten minimiert werden. Dann wirkt nur noch die Grund-Verlustleistung (Schleppleistung) der einzelnen im Nebenbetrieb befindlichen Nebenaggregate. Bei der Grund-Verlustleistung bzw. der Schleppleistung liegt eine Größenordnung vor, die kleiner als 1 % der anliegenden Motorleistung ist und gegebenenfalls einfach vernachlässigt werden kann. Um die Genauigkeit der Berechnung zu verbessern, kann jedoch vorgesehen sein, dass als weiterer Leistungswert eine bevorzugt aus einer Datenbank abgerufene Grund-Verlustleistung der angekoppelten, nicht durch den Motor betriebenen Nebenaggregate verwendet wird. Mithin kann ein Pauschalwert, der aus einer Datenbank abgerufen werden kann, eingesetzt werden.
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass selbstverständlich bei mehreren weiteren Leistungswerten, die aus Datenbanken abgerufen werden sollen, ein und dieselbe Datenbank für alle diese weiteren Leistungswerte herangezogen werden kann, insbesondere eine auf einem zentralen Server im Internet zugängliche Datenbank.
Wie allgemein bekannt ist, sind Leistungswerte auch von den Umgebungsbedingungen, konkret den Klimabedingungen abhängig. Mithin sieht eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vor, dass zusätzlich zu den ersten Sensordaten und den zweiten Sensordaten auch die Umgebungsbedingungen, insbesondere Lufttemperatur und Luftdruck, beschreibende Umgebungswerte aufgenommen werden, wobei die Leistungswerte und/oder die Leistungsgröße auf vorbestimmte Standardbedingungen umgerechnet werden. Dabei ist es grundsätzlich bevorzugt, wenn die Volllastbeschleunigungsphase und die Ausrollphase relativ nahe aufeinanderfolgen, beispielsweise unmittelbar, damit die Umgebungsbedingungen möglichst weitgehend übereinstimmen und mithin eine Leistungsgröße für diese Umgebungsbedingungen drehzahlabhängig bestimmt werden kann. Denkbar ist es aber auch, die Umrechnungen für einzelne Leistungswerte vorzunehmen. Als letztendliches Ergebnis wird es bevorzugt, eine normierte Leistungsgröße zu bestimmen, wobei beispielsweise als vorbestimmte Umgebungsbedingungen eine Lufttemperatur von 20°C und ein Luftdruck von 1.000 hPa verwendet werden können, bei dem die Normluftdichte vorliegt, so dass man eine normierte Motorleistung erhält, die unmittelbar vergleichbar ist, insbesondere mit beispielsweise angegebenen Sollwerten und/oder in Prüfständen ermittelten Leistungsgrößen.
Entsprechend ist es gerade in dieser Ausgestaltung, aber auch allgemein, zweckmäßig, wenn die Leistungsgröße in einem Diagramm im Vergleich zu einer Sollleistungsgröße angezeigt wird. Beispielsweise kann ein aus Grunddaten des Kraftfahrzeugs berechnete Sollleistungsgröße und/oder eine in technischen Daten des Kraftfahrzeugs ohnehin angegebene Sollleistungsgröße als Vergleichsgröße angezeigt werden.
Es sei noch allgemein darauf hingewiesen, dass eine zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorsieht, dass die ersten Sensordaten und/oder die zweiten Sensordaten Beschleunigungsdaten wenigstens eines Beschleunigungssensors umfassen können, welche zur Ermittlung der Geschwindigkeit zeitlich aufintegriert werden. Besonders bevorzugt ist es in diesem Kontext, wenn bei der Aufnahme von Geschwindigkeitsdaten und Beschleunigungsdaten als erste und/oder zweite Sensordaten diese gegeneinander plausibilisiert werden. Dies ist gerade dann zweckmäßig, wenn beispielsweise Sensoren von Mobilgeräten herangezogen werden, die einen Ortssensor eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS), beispielsweise einen GPS-Sensor, und Beschleunigungssensoren umfassen können. Nachdem sich aus den Beschleunigungsdaten des Beschleunigungssensors ebenso Geschwindigkeitsänderungen ergeben, können die gegebenenfalls etwas ungenaueren Geschwindigkeitsmessungen über den Ortssensor mithin plausibilisiert werden bzw. die Messungen können sich gegenseitig ergänzen. Dabei sei jedoch darauf hingewiesen, dass bereits Konzepte existieren, mit denen allein aus Sensordaten eines Ortssensors eines globalen Navigationssatellitensystems hochgenaue Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte abgeleitet werden können.
Es sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass es zwar grundsätzlich denkbar ist, geeignete Volllastbeschleunigungsphasen und Ausrollphasen vollständig automatisch aufgrund von innerhalb des Kraftfahrzeugs vorliegenden und gegebenenfalls über einen OBD-Anschluss abrufbaren Kraftfahrzeugdaten zu erkennen und zu nutzen, die vorliegende Erfindung jedoch hauptsächlich darauf abzielt, dass ein Fahrer, der einen Messvorgang vornehmen will, gezielt die Volllastbeschleunigungsphase und die Ausrollphase derart herbeiführt, dass die Volllastbeschleunigungsphase möglichst viele Werte der Motordrehzahl abdeckt und die Ausrollphase möglichst denselben genutzten Geschwindigkeitsbereich überstreicht. Mithin können die Messkriterien, worauf im Folgenden auch noch eingegangen werden wird, insbesondere auch das Überprüfen des Vorliegens von Benutzereingaben umfassen, um die Aufnahme der ersten und der zweiten Sensordaten entsprechend zu steuern.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann innerhalb eines Kraftfahrzeugs selbst durchgeführt werden, das bedeutet, es kann vorgesehen sein, dass die Verfahrensschritte durch eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs unter Verwendung von kraftfahrzeuginternen Sensoren und/oder Signalen und/oder im Kraftfahrzeug vorliegenden Kenngrößen des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Dabei können für die Motordrehzahl insbesondere Messwerte eines dedizierten Motordrehzahlsensors herangezogen werden, für die Geschwindigkeitsverläufe im Kraftfahrzeug ohnehin gemessene Geschwindigkeitswerte, wobei sich auch eine Vielzahl weiterer Größen innerhalb des Kraftfahrzeugs ergeben kann. Weitere Kennwerte, die bei der Berechnung der Leistungsgröße herangezogen werden, sind im Kraftfahrzeug üblicherweise auch bereits bekannt, so dass die Anzahl nötiger Eingabevorgänge durch einen Benutzer gering gehalten werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren jedoch durch eine Steuereinrichtung eines Mobilgeräts realisiert, das bedeutet, es kann vorgesehen sein, dass die Verfahrensschritte durch ein in dem Kraftfahrzeug mitgeführtes Mobilgerät, insbesondere ein Mobiltelefon oder ein Tablet, durchgeführt werden. Wie bereits erwähnt wurde, ist die wesentliche und letztlich einzig tatsächlich zu messende Größe zur Ermittlung der Leistungsgröße der Geschwindigkeitsverlauf während den genannten Fahrmanövern, also Volllastbeschleunigung und Ausrollen, was jedoch auch mittels der Sensoren eines Mobilgeräts problemlos möglich ist, so dass das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere durch eine, beispielsweise durch die Hersteller von Kraftfahrzeugen vertreibbare, sogenannte „App“ (Applikation) bereitgestellt werden kann. Auf diese Weise können nicht nur ermittelte Leistungsgrößen über das Mobilgerät angezeigt werden, sondern auch unmittelbar durch dieses bestimmt werden.
Dabei ist es grundsätzlich denkbar, dass das Mobilgerät über eine Kommunikationsverbindung mit dem Kraftfahrzeug verbunden ist und zur Durchführung der Verfahrensschritte wenigstens teilweise auf im Kraftfahrzeug vorliegende oder ermittelte Kraftfahrzeugdaten zugreift, was jedoch nicht zwangsläufig notwendig ist, nachdem die Eingabe weniger Kennwerte in das Mobilgerät bereits ausreicht, um das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können. Sollte dennoch eine Kommunikationsverbindung gewünscht sein, ist es beispielsweise denkbar, das Mobilgerät an einen OBD-Anschluss des Kraftfahrzeugs (On-Board-Diagnostics) anzuschließen um dort einige Werte, insbesondere auch Messwerte, abrufen zu können.
Bei der bevorzugten, nur das Mobilgerät selbst nutzenden Ausgestaltung ist mit besonderem Vorteil vorgesehen, dass die ersten Sensordaten und die zweiten Sensordaten mittels eines mobilgeräteseitigen Beschleunigungssensors und/oder eines mobilgeräteseitigen Ortssensors, insbesondere eines Sensors eines globalen Navigationssatellitensystems, aufgenommen werden. Beispielsweise kann als Ortssensor ein GPS-Sensor herangezogen werden, wobei zur Ermittlung von Geschwindigkeitsverläufen (und auch Beschleunigungsverläufen) über die Volllastbeschleunigungsphase und die Ausrollphase auf das diesbezüglich bereits Diskutierte verwiesen wird.
Dann ist es, wie erwähnt, möglich, dass die Verfahrensschritte vollständig basierend auf in dem Mobilgerät ermittelten oder dort vorliegenden Mobilgerätedaten durchgeführt werden. Konkret kann dann vorgesehen sein, dass wenigstens ein zur Ermittlung der Leistungsgröße verwendeter Kennwert des Kraftfahrzeugs und/oder des Betriebszustands des Kraftfahrzeugs mittels einer Bedieneinrichtung des Mobilgeräts eingegeben wird und/oder aus einer mit der Mobileinrichtung kommunizierenden, kraftfahrzeugexternen Datenbank abgerufen wird, beispielsweise was weitere Leistungswerte angeht, die in einer im Internet vorgesehenen Datenbank abrufbar gespeichert sein können. Moderne Mobilgeräte sind meist ohnehin mit dem Internet verbunden oder zumindest verbindbar. Neben weiteren Leistungswerten, wie beschrieben, können als Kennwert eine Kraftfahrzeugmasse und/oder eine rotierende Masse und/oder ein Reifenumfang und/oder wenigstens ein Motorkennwert des Motors und/oder ein Übersetzungsverhältnis verwendet werden, insbesondere also aufgrund einer Benutzereingabe und/oder aus der Datenbank ermittelt werden.
Dabei existiert jedoch eine besonders vorteilhafte, einfache Möglichkeit ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Motordrehzahl und einer Raddrehzahl des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Hierzu kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass zur Ermittlung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Motordrehzahl und einer Raddrehzahl des Kraftfahrzeugs eine Kalibrierungsmessung, insbesondere benutzerinitiiert, durchgeführt wird, bei der eine durch eine Benutzereingabe oder eine Vorgabe dem Mobilgerät bekannte Motordrehzahl konstant gehalten und eine zugehörige Geschwindigkeit mittels des wenigstens einen mobilgeräteseitigen Sensors ermittelt wird. Das bedeutet also, in einer insbesondere der Volllastbeschleunigungsphase unmittelbar vorangehenden Kalibrierungsphase, in der das Kraftfahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, kann diese Geschwindigkeit gemessen werden, so dass dann, wenn gleichzeitig die zugehörige Motordrehzahl bekannt ist, über den Reifenumfang und die so ermittelbare Raddrehzahl das Übersetzungsverhältnis zwischen der Motordrehzahl und der Raddrehzahl besonders leicht bestimmt werden kann.
Dieses Übersetzungsverhältnis wird zweckmäßig dann auch für die bevorzugt unmittelbar folgende Aufnahme der ersten Sensordaten beibehalten, so dass dann den verschiedenen im Geschwindigkeitsverlauf folgenden Geschwindigkeiten wiederum problemlos Motordrehzahlen zugeordnet werden müssen, ohne dass das Mobilgerät Zugriff auf eine Messung der Motordrehzahl im Kraftfahrzeug benötigt.
Ferner kann bei einer Durchführung des Verfahrens durch ein Mobilgerät zweckmäßigerweise vorgesehen werden, dass die Messkriterien das Vorliegen einer benutzerseitigen Starteingabe zum Beginn eines Messvorgangs und einer benutzerseitigen Endeingabe zur Beendigung des Messvorgangs überprüfen. Wird beispielsweise eine App mit geeigneten Benutzeroberflächen auch für die Eingabe von Kennwerten und dergleichen verwendet, kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs gezielt die Messung vorausplanen, wenn ihm beispielsweise bekannt ist, dass nun eine ebene, wenig befahrene Strecke folgt, die sich für eine Volllastbeschleunigungsphase und eine Ausrollphase, gegebenenfalls auch eine Kalibrierungsmessung, eignet. Dann können beispielsweise entsprechende Messmodi angewählt werden, bei denen durch eine einfache Bedienaktion, beispielsweise das Berühren eines Touchscreens, der Messvorgang gestartet und auch wieder beendet werden kann, wobei bevorzugt entsprechende Benutzeroberflächen optional für die Kalibrierungsmessung, die Aufnahme der ersten Sensordaten und die Aufnahme der zweiten Sensordaten unmittelbar hintereinander geschaltet werden können. Dabei können dem Fahrer insbesondere auch weitere Hinweise gegeben werden, beispielsweise, dass die Messungen bevorzugt bei einer höheren Übersetzungsstufe, beispielsweise bei einem höheren Gang als den dritten Gang, stattfinden sollen. Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass ein solcher benutzerinitiierter Start und eine solche benutzerinitiierte Beendigung von Messvorgängen selbstverständlich auch denkbar ist, wenn das Kraftfahrzeug die ersten und die zweiten Sensordaten aufnimmt und die Leistungsgröße bestimmt, wenn eine aufwändige Prüfung, ob geeignete Volllastbeschleunigungsphasen und Ausrollphasen bereitstehen, vermieden werden soll.
Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch en Kraftfahrzeug, aufweisend eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung, sowie ein Mobilgerät, aufweisend eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung. Sämtliche bislang entsprechend getätigten Ausführungen lassen sich, wo anwendbar, auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und das erfindungsgemäße Mobilgerät übertragen, so dass auch mit diesen die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Computerprogramm, welches die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt, wenn es auf einem Mobilgerät ausgeführt wird. Ein solches Computerprogramm wird häufig auch als „App“ (kurz für Applikation) bezeichnet. Über eine derartige App wird es einem Fahrer auf besonders einfache Art und Weise ermöglicht, während seiner normalen Nutzung des Kraftfahrzeugs, also beim Betrieb des Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr, Messungen vorzunehmen und selbst Leistungsgrößen seines Kraftfahrzeugs zu ermitteln. Auch auf das Computerprogramm lassen sich die bereits getätigten Ausführungen übertragen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine Darstellung zur Messung und Analyse in einer Volllastbeschleunigungsphase,
3 eine Darstellung zur Messung und Analyse in einer Ausrollphase,
4 ein Diagramm zur Ermittlung einer normierten Leistungsgröße,
5 eine Möglichkeit zur Anzeige der normierten Leistungsgrößen,
6 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, und
7 ein erfindungsgemäßes Mobilgerät.

1 zeigt einen Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung einer Leistungsgröße. Als Leistungsgröße werden dabei vorliegend eine Motorleistung und ein Motormoment eines Motors eines Kraftfahrzeugs, jeweils abhängig von einer Motordrehzahl bestimmt, wobei wenigstens ein bestimmter Drehzahlbereich von Werten für die Motordrehzahl abgedeckt wird. Dabei erfolgt die Messung von zugrundeliegenden Sensordaten während der Nutzung des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer selbst, also unabhängig von einem Prüfstand oder dergleichen.
Der zunächst dargestellte Schritt S1 ist optional und bezieht sich auf die Ermittlung eines aktuell eingestellten Übersetzungsverhältnisses zwischen der Raddrehzahl und der Motordrehzahl im Kraftfahrzeug, falls verlässliche Quellen zum Übersetzungsverhältnis bzw. zur Motordrehzahl fehlen sollten. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Verfahren durch eine Steuereinrichtung eines Mobilgeräts ausgeführt wird, welches keine Kraftfahrzeugdaten von dem Kraftfahrzeug selbst nutzt.
Bei einer solchen Kalibrierungsmessung, die bevorzugt der noch zu diskutierenden Messung im Schritt S2 unmittelbar vorangeht, wird das Kraftfahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit bei einer bekannten Motordrehzahl, die sich beispielsweise durch ein entsprechendes Instrument im Kraftfahrzeug ergeben kann, bewegt. Es wird mithin die Geschwindigkeit gemessen, die beim aktuellen Übersetzungsverhältnis zu dieser Motordrehzahl gehört, wobei eine möglichst ebene Strecke befahren wird. Bei bekanntem Reifenumfang lässt sich mithin eine Raddrehzahl und somit das Übersetzungsverhältnis ermitteln.
Dabei sei bereits an dieser Stelle angemerkt, dass bei Nutzung eines Mobilgeräts (oder auch des Kraftfahrzeugs selbst) nicht bekannte Kennwerte durch Benutzereingabe ermittelt werden können, beispielsweise was den Reifenumfang, die Kraftfahrzeugmasse, die Masse der bewegten Teile, die Motordrehzahl bei der Kalibrierungsmessung und dergleichen angeht. Kennwerte können dabei auch bereits fest in einem Computerprogramm (App), dass dem Fahrer bereitgestellt wird, einprogrammiert sein und/oder aus im Internet zugänglichen Datenbanken abgerufen werden, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird.
Im Schritt S2 werden einen zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf des Kraftfahrzeugs über die Zeit beschreibende erste Sensordaten in einer Volllastbeschleunigungsphase des Kraftfahrzeugs aufgenommen. Die Messdauer ergibt sich dabei durch ein erstes Messkriterium, welches entweder automatisch durch Auswertung von den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs beschreibenden Kraftfahrzeugdaten zu ermitteln suchen kann, ob eine geeignete Volllastbeschleunigungsphase vorliegt, zum anderen aber auch auswerten kann, ob entsprechende Startbedieneingaben und Endbedieneingaben eines Benutzers betätigt wurden, insbesondere am Mobilgerät. Die Messung in der Volllastbeschleunigungsphase findet dabei bevorzugt bei einer höheren Übersetzungsstufe, insbesondere oberhalb des dritten Gangs, statt. Das Übersetzungsverhältnis bleibt während der Messdauer zweckmäßig konstant; bei bekanntem Übersetzungsverhältnis kann der zugehörige zeitliche Motordrehzahlverlauf aus dem zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf leicht ermittelt werden, wobei es durchaus auch denkbar ist, dass die ersten Sensordaten bereits einen Motordrehzahlverlauf, der beispielsweise im Kraftfahrzeug meist ohnehin gemessen wird, enthalten. Idealerweise deckt der zeitliche Motordrehzahlverlauf den interessierenden Drehzahlbereich möglichst vollständig ab. Beispielsweise kann der Motordrehzahlbereich von 1500/min bis 5000/min bzw. bis hin zu einem Wert der Motordrehzahl, bei der ohnehin abgeregelt wird, reichen.
Aus den ersten Sensordaten lässt sich eine Beschleunigungsleistung für die abgedeckten Motordrehzahlen ermitteln. Dies sei durch die Darstellung in Fig. 2 näher erläutert. Dort gezeigt ist symbolisch das Kraftfahrzeug 1, welches eine Kraftfahrzeugmasse, symbolisiert durch den Punkt 2, und eine rotierende Masse, umfassend insbesondere die Räder, angedeutet durch den Pfeil 3, aufweist. Es bewegt sich mit einem festen Übersetzungsverhältnis zwischen der Motordrehzahl und der Raddrehzahl entlang einer ebenen Strecke 4, die der Fahrer zweckmäßigerweise gezielt für die Volllastbeschleunigungsphase ausgewählt haben kann. Der erste unterhalb der Strecke 4 angedeutete Graph zeigt den zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf 5 an. Vor Beginn der Volllastbeschleunigungsphase 6 ist die Geschwindigkeit in einem Bereich 7 dabei konstant; hier kann beispielsweise die optionale Kalibrierungsmessung im Schritt S1 stattfinden. Während der Volllastbeschleunigung steigt die Geschwindigkeit gemäß des Verlaufs 5 ersichtlich an, was auch für die im untersten Graphen als Motordrehzahlverlauf 8 erläuternd gezeigte Motordrehzahl N_M gilt. Zu dem zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf 5 korrespondiert ein zeitlicher Beschleunigungsverlauf 9, der im mittleren Graphen gezeigt ist. Je nach Messung kann der Beschleunigungsverlauf 9 bereits Teil der ersten Sensordaten sein; er kann jedoch auch durch zeitliche Ableitung aus dem Geschwindigkeitsverlauf 5 ermittelt werden, wobei umgekehrt gilt, dass der Geschwindigkeitsverlauf 5 wenigstens teilweise durch Integration aus dem Beschleunigungsverlauf 9 ermittelt werden kann.
Die ersten Sensordaten können dabei unmittelbare Geschwindigkeitsdaten, die im Kraftfahrzeug selbst gemessen werden, sein, bei der Durchführung mit einem Mobilgerät werden zweckmäßigerweise als Sensoren ein Ortssensor eines globalen Navigationssatellitensystems, insbesondere ein GPS-Sensor, und Beschleunigungssensoren des Mobilgeräts genutzt, um dem Beschleunigungsverlauf 9 und den Geschwindigkeitsverlauf 5 aus ihren entsprechenden gemessenen Werten als erste Sensordaten ableiten zu können. Dabei kann eine gegenseitige Plausibilisierung der Messergebnisse der Sensoren erfolgen. Es sei angemerkt, dass auch innerhalb des Kraftfahrzeugs, beispielsweise durch eine Inertialsensorik, die Möglichkeit besteht, einen Beschleunigungsverlauf 9 über die Zeit zu messen.
Die Motordrehzahl muss, wie bereits angedeutet wurde, nicht zwangsläufig gemessen sein, sondern lässt sich bei Kenntnis des Übersetzungsverhältnisses und des Reifenumfangs aus der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs leicht ableiten. Wird das Verfahren im Kraftfahrzeug durchgeführt, kann selbstverständlich auch die dortige Messung der Motordrehzahl herangezogen werden.
Mit Hilfe des Geschwindigkeitsverlaufs 5 und des Beschleunigungsverlaufs 9 sowie zusätzlich der gesamten Masse, also der Kraftfahrzeugmasse und der somit der rotierenden Massen, lässt sich für jeden Zeitpunkt und mithin jede im abgedeckten Bereich vorhandene Motordrehzahl eine Beschleunigungsleistung bestimmen. Hierzu wird zunächst die Summe aller Massen gebildet, woraufhin diese Summenmasse mit der Beschleunigung und der Geschwindigkeit multipliziert wird.
In einem Schritt S3 erfolgt dann ein zweiter Messvorgang in einer Ausrollphase, die wiederum bevorzugt zeitlich möglichst nah an die Volllastbeschleunigungsphase 6 anschließt, wobei ein entsprechendes zweites Messkriterium existiert, welches wiederum Kraftfahrzeugdaten auswerten kann und/oder auf das Vorliegen von Startbedieneingaben bzw. Endbedieneingaben eines Benutzers prüfen kann. In der Ausrollphase ist der Motor entweder faktisch oder regelungstechnisch von dem restlichen Antriebsstrang entkoppelt. Idealerweise deckt die Messung der Ausrollphase, bei der zweiten Sensordaten, die wiederum einen zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf beschreiben, aufgenommen werden, den Geschwindigkeitsbereich ab, der bereits in der Volllastbeschleunigungsphase 6 durch den Geschwindigkeitsverlauf 5 abgedeckt wurde.
Dies ist schematisch in Fig. 3 näher dargestellt. Wie aus dem Geschwindigkeitsverlauf 10 in der Ausrollphase 11 zu erkennen ist, sinkt die Geschwindigkeit ab, idealerweise von der Endgeschwindigkeit der Volllastbeschleunigungsphase 6 auf eine Startgeschwindigkeit der Volllastbeschleunigungsphase 6. Auch hier ergibt sich wiederum ein Beschleunigungsverlauf 12, wobei zur Datenermittlung das bereits zum Schritt S2 Ausgeführte fortgilt. Nachdem der Motor aber von dem restlichen Antriebsstrang entkoppelt ist, gilt hier, dass ersichtlich keine sinnvolle Motordrehzahl bestimmt werden kann, da diese faktisch immer der Leerlaufdrehzahl entspricht. Allerdings ist es aufgrund des bekannten Übersetzungsverhältnisses während der Volllastbeschleunigungsphase 6 problemlos möglich, eine virtuelle Motordrehzahl N_Mv aus dem Geschwindigkeitsverlauf 10 und dem Reifenumfang zu ermitteln, deren Verlauf 13 im untersten Graphen der 3 gezeigt ist. Eine Ausrollleistung ergibt sich wiederum aus der Summe der Massen multipliziert mit der Beschleunigung und der Geschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt, dem wiederum eine (hier virtuelle) Motordrehzahl zugeordnet ist.
Es sei noch angemerkt, dass zusätzlich zu den ersten und den zweiten Sensordaten auch die Umgebungsbedingungen, hier konkret die Lufttemperatur und der Luftdruck, aufgenommen werden, da aus diesen die Luftdichte ermittelt werden kann, die die Umgebungsbedingungen hinsichtlich der Leistungsermittlung hinreichend beschreibt.
In einem Schritt S4, vgl. wiederum 1, wird dann die Leistungsgröße bestimmt. Diese setzt sich für jede Motordrehzahl im abgedeckten Drehzahlbereich nicht nur zusammen aus der Beschleunigungsleistung und dem negativen der Ausrollleistung, sondern berücksichtigt zudem weitere Verlustleistungen, die nicht durch die Ausrollleistung abgedeckt sind und vorliegend aus einer Datenbank im Internet oder im Kraftfahrzeug abgerufen werden. Nachdem bei der Messung in den Schritten S2 und S3 dafür gesorgt wurde, dass Nebenaggregate nicht aktiv sind, umfassen die weiteren Leistungswerte, die in die Motorleistung als Leistungsgröße eingehen, einen aus der Datenbank abgerufenen, die lastabhängige Verlustleistung durch ein Getriebe des Kraftfahrzeugs und/oder ein Differential des Kraftfahrzeugs beschreibenden Leistungswert, einen aus der Datenbank abgerufenen Massenträgheitswert des Motors und eine aus der Datenbank abgerufene Grundverlustleistung der angekoppelten, nicht durch den Motor betriebenen Nebenaggregate (Schleppleistung).
4 erläutert, wie sich die Motorleistung P für verschiedene Motordrehzahlen (N_M) zusammensetzt. Dabei zeigt der Verlauf 14 den Verlauf des negativen der Ausrollleistung, der Verlauf 15 steht für die Beschleunigungsleistung. Hierzu kommen nun zunächst die weiteren Leistungswerte, so dass sich der Verlauf 16 ergibt. Wird zu dem Verlauf 16 noch der Verlauf 14 addiert, ergibt sich der Verlauf 17 für die Motorleistung bei den Umgebungsbedingungen, die in der Volllastbeschleunigungsphase 6 und der Ausrollphase 11 herrschten. Nachdem aber die Lufttemperatur und der Luftdruck bekannt waren, ist es möglich, den Verlauf 17 in einen Verlauf 18 bei Normluftdichte, beispielsweise gegeben bei 20 °C und 1.000 hPa, umzurechnen.
In einem Schritt S5, vgl. 1, kann die Motorleistungsgröße dann auf einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder auf dem Mobilgerät ausgegeben werden, wobei eine mögliche Darstellungsvariante in 5 gezeigt ist. Gezeigt ist dort einmal der normierte Verlauf 18 der Motorleistung gegen die Motordrehzahl, zusätzlich aber auch ein normierter Verlauf 19 des Motordrehmoments gegen die Motordrehzahl, welches leicht aus der Motorleistung und der Motordrehzahl berechnet werden kann. Es kann, was hier nicht näher dargestellt ist, vorgesehen sein, auch Soll-Leistungsgrößen für das Kraftfahrzeug 1 darzustellen.
6 zeigt eine Prinzipskizze des Kraftfahrzeugs 1. Dieses weist den Motor 20 auf, bei dem es sich um einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor handeln kann. Über einen hier nicht näher gezeigten Antriebsstrang ist der Motor 20 an Räder wenigstens einer Achse des Kraftfahrzeugs 1 gekoppelt. Dem Motor 20 zugeordnet ist ein Motordrehzahlsensor 21, wobei das Kraftfahrzeug 1 vorliegend auch einen Geschwindigkeitssensor 22 und eine Inertialplattform mit Beschleunigungssensoren 23 aufweist.
Soll das Kraftfahrzeug 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein, weist es ferner eine durch wenigstens ein Steuergerät realisierte Steuereinrichtung 24 auf, die insbesondere auch an eine Anzeigevorrichtung 25 angeschlossen ist. Die Steuereinrichtung 24 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, soweit es bezüglich des Kraftfahrzeugs beschrieben wurde, ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch durch ein im Kraftfahrzeug 1 mitgeführtes Mobilgerät 26 durchgeführt werden, welches in 7, als Mobiltelefon 27 ausgebildet, näher dargestellt ist. Das Mobilgerät 26 weist eine Anzeigevorrichtung 28 auf, die vorliegend auch als Bedieneinrichtung verwendet werden kann, nachdem sie als ein Touchscreen ausgebildet ist. Ferner sind in dem Mobilgerät 26 ein GPS-Sensor 29 und Beschleunigungssensoren 30 verbaut. Eine Steuereinrichtung 31 des Mobilgeräts 26 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, soweit es für ein Mobilgerät beschrieben wurde, ausgebildet, indem dort ein erfindungsgemäßes Computerprogramm, als „App“ ausgebildet, gespeichert ist. Erste und zweite Sensordaten können dabei mit den Sensoren 29, 30 aufgenommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012018721 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Ermittlung einer eine Motorleistung und/oder ein Motormoment eines Motors (20) eines Kraftfahrzeugs (1) abhängig von einer Motordrehzahl in wenigstens einem Drehzahlbereich beschreibenden Leistungsgröße, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs des Kraftfahrzeuges im Straßenverkehr - bei Erfüllung eines ersten, eine vorliegende Volllastbeschleunigungsphase (6) des Kraftfahrzeugs (1) anzeigenden Messkriteriums über einen im Kraftfahrzeug (1) verbauten und/oder mit dem Kraftfahrzeug (1) bewegten Sensor einen Geschwindigkeitsverlauf (5) des Kraftfahrzeugs (1) über die Zeit beschreibende erste Sensordaten während der Volllastbeschleunigungsphase (6) gemessen werden, - bei Erfüllung eines zweiten, eine vorliegende Ausrollphase (11), in der eine Antriebswelle des Motors (20) von einem restlichen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs (1) abgekoppelt ist oder bei nicht abkoppelbarem Motor (20) eine Nullmomentenregelung durchgeführt wird, in einem wenigstens teilweise mit dem abgedeckten Geschwindigkeitsintervall während wenigstens einer vermessenen Volllastbeschleunigungsphase (6) überlappenden Geschwindigkeitsintervall anzeigenden Messkriteriums über den Sensor einen Geschwindigkeitsverlauf (10) über die Zeit beschreibende zweite Sensordaten während der Ausrollphase (11) aufgenommen werden, - aus den ersten und den zweiten Sensordaten Leistungswerte über zugeordnete, im Fall der Ausrollphase (11) virtuelle Motordrehzahlen zumindest für den Drehzahlbereich, für den erste und zweite Sensordaten vorliegen, ermittelt werden und - zur Berechnung der Leistungsgröße in überlappenden Drehzahlbereichen die Beträge der Leistungswerte für die Ausrollphase (11) und die Volllastbeschleunigungsphase (6) addiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, bei einem ein Getriebe mit mehreren Übersetzungsstufen aufweisenden Kraftfahrzeug (1), das erste Messkriterium zusätzlich überprüft, ob eine einen Schwellwert überschreitende Übersetzungsstufe aktiv ist, und/oder die eingelegte Übersetzungsstufe bei der Berechnung der virtuellen Motordrehzahl in der Ausrollphase (11) berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Leistungswert in die Berechnung der Leistungsgröße eingeht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Leistungswert ein bevorzugt aus einer Datenbank abgerufener, die lastabhängige Verlustleistung durch ein Getriebe und/oder ein Differential des Kraftfahrzeugs (1) beschreibender Leistungswert und/oder ein bevorzugt aus einer Datenbank abgerufener Massenträgsheitswert des Motors (20) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Nutzungsdaten von über den Motor (20) betreibbaren Nebenaggregaten abgeleiteter Nebenaggregateleistungswert als weiterer Leistungswert verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung wenigstens des ersten Messkriteriums über den Motor (20) betreibbare Nebenaggregate des Kraftfahrzeugs (1) selber und/oder wenigstens die Leistungszufuhr durch den Motor (20) für die Messdauer ausgeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 6 unter Rückbezug auf einen der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Leistungswert eine bevorzugt aus einer Datenbank abgerufene Grundverlustleistung der angekoppelten, nicht durch den Motor (20) betriebenen Nebenaggregate verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den ersten Sensordaten und den zweiten Sensordaten auch die Umgebungsbedingungen, insbesondere Lufttemperatur und Luftdruck, beschreibende Umgebungswerte aufgenommen werden, wobei die Leistungswerte und/oder die Leistungsgröße auf vorbestimmte Standardbedingungen umgerechnet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsgröße in einem Diagramm im Vergleich zu einer Sollleistungsgröße angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Sensordaten und/oder die zweiten Sensordaten Beschleunigungsdaten wenigstens eines Beschleunigungssensors (23, 30) umfassen, welche zur Ermittlung der Geschwindigkeit zeitlich aufintegriert werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufnahme von Geschwindigkeitsdaten und Beschleunigungsdaten als erste und/oder zweite Sensordaten diese gegeneinander plausibilisiert werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte durch eine Steuereinrichtung (24) des Kraftfahrzeugs (1) unter Verwendung von kraftfahrzeuginternen Sensoren und/oder Signalen und/oder von im Kraftfahrzeug (1) vorliegenden Kenngrößen des Kraftfahrzeugs (1) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte durch ein in dem Kraftfahrzeug (1) mitgeführtes Mobilgerät (26), insbesondere ein Mobiltelefon (27) oder ein Tablet, durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilgerät (26) über eine Kommunikationsverbindung mit dem Kraftfahrzeug (1) verbunden ist und zur Durchführung der Verfahrensschritte wenigstens teilweise auf im Kraftfahrzeug (1) vorliegende oder ermittelte Kraftfahrzeugdaten zugreift.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Sensordaten und die zweiten Sensordaten mittels eines mobilgeräteseitigen Beschleunigungssensors (30) und/oder eines mobilgeräteseitigen Ortssensors (29), insbesondere eines Sensors eines globalen Navigationssatellitensystems, aufgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte vollständig basierend auf in dem Mobilgerät (26) ermittelten oder dort vorliegenden Mobilgerätedaten durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zur Ermittlung der Leistungsgröße verwendeter Kennwert des Kraftfahrzeugsund/oder Betriebszustands mittels einer Bedieneinrichtung des Mobilgeräts (26) eingegeben wird und/oder aus einer mit der Mobileinrichtung kommunizierenden, kraftfahrzeugexternen Datenbank abgerufen wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Motordrehzahl und einer Raddrehzahl des Kraftfahrzeugs (1) eine Kalibrierungsmessung, insbesondere benutzerinitiiert, durchgeführt wird, bei der eine durch eine Benutzereingabe oder eine Vorgabe dem Mobilgerät (26) bekannte Motordrehzahl konstant gehalten und eine zugehörige Geschwindigkeit mittels des wenigstens einen mobilgeräteseitigen Sensors ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkriterien das Vorliegen einer benutzerseitigen Starteingabe zum Beginn eines Messvorgangs und einer benutzerseitigen Endeingabe zur Beendigung des Messvorgangs überprüfen.
Kraftfahrzeug (1), aufweisend eine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildete Steuereinrichtung (24).
Mobilgerät (26), aufweisend eine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder 13 bis 19 ausgebildete Steuereinrichtung (31).
Computerprogramm, welches die Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder 13 bis 19 durchführt, wenn es auf einem Mobilgerät (26) ausgeführt wird.