DE19514093A1

DE19514093A1 - Torsionsmoment-Meßeinrichtung, Schlupferkennungseinrichtung, Straßenreibungskoeffizient-Meßeinrichtung und Torsionsmomentmeßverfahren

Info

Publication number: DE19514093A1
Application number: DE19514093A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Naito; Hideki Doi; Chiaki Fujimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2015-04-14
Also published as: KR0170543B1; US5501109A; JPH08152368A; KR960018547A; DE19514093B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung zum Messen von Torsionsmomenten von Radantriebswellen eines Kraft fahrzeugs, eine Schlupferkennungseinrichtung, eine Straßenrei bungskoeffizient-Meßeinrichtung unter Verwendung der Torsions moment-Meßeinrichtung und ein Torsionsmoment-Meßverfahren.

Herkömmliche Einrichtungen dieser Art wurden beispielsweise in der geprüften japanischen Patentschrift No. 50972/1992 und in der geprüften japanischen Patentschrift No. 62327/1992 be schrieben. Dort ist beispielsweise eine Vorrichtung vom Phasen differenztyp vorgeschlagen, die eine Torsion mißt, welche an einer Radantriebswelle bei der Übertragung eines Drehmoments einer Brennkraftmaschine, welche eine Antriebseinheit zum An trieb des Kraftfahrzeugs darstellt, hervorgerufen wird. Die Torsion wird als Abweichung einer Torsionsphase zwischen zwei Punkten der Radantriebswelle festgestellt. Weiterhin ist eine nach dem magnetorestriktiven Prinzip arbeitende Einrichtung vorgeschlagen zum Messen einer Änderung in den magnetischen Ei genschaften der Radantriebswelle.

Ferner sind bereits eine Einrichtung nach dem Prinzip eines Dehnungsmessers, welche elektronisch die Torsion feststellt, wobei ein elektrischer Widerstandswert einer Dehnungsmeßein richtung durch Verformung verändert oder dergleichen Einrich tung bekannt.

Die nach dem magnetorestriktiven Prinzip arbeitende Einrichtung stellt eine Veränderung im Drehmoment als Veränderung der Ma gnetostriktion der Radantriebswelle durch Kombination einer An regungsspule mit einer Meßspule, welche in der Nähe der Radan triebswelle angeordnet sind, fest.

Die Einrichtung vom Phasendifferenztyp verwendet Magnetostrik tionselemente oder optisch reflektierende Elemente, welche auf wenigstens zwei Abschnitten der Radantriebswelle angeordnet sind. Sie stellt eine Differenz in der Rotationsphase zwischen verschiedenen Wellenpositionen fest.

In der nach dem Prinzip eines Dehnungsmessers arbeitenden Ein richtung sind eine Vielzahl von Dehnungsmessern aus oder in der Radantriebswelle befestigt und das Drehmoment wird unter Aus bildung einer elektrischen Brückenschaltung zwischen den Deh nungsmessern gemessen. Das Anbringen der jeweiligen Dehnungs messer ist mit Schwierigkeiten behaftet und zum Empfang der elektrischen Signale sind eine Übertragungseinrichtung oder ein Schleifring sind notwendig.

Da die herkömmlichen Torsionsmoment-Meßeinrichtungen wie vor stehend beschrieben aufgebaut sind, ist es notwendig, spezielle Vorrichtungen vorzusehen, um direkt die Torsion zu messen, bei spielsweise über Befestigung von Dehnungsmessern, Magnetostrik tionselementen oder dergleichen an der Radantriebswelle oder über das Anbringen von Spulen zum Messen der Magnetostriktion in der Nähe der Radantriebswelle, wodurch das Anordnen der Vor richtung vielfältigen Beschränkungen unterworfen ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor ge nannten Probleme zu lösen und eine Torsionsmoment-Meßeinrich tung bereitzustellen, welche keine spezielle Vorrichtung zum direkten Erfassen eines Torsionsmoments benötigt und welche ein hohes Maß an Installationsfreiheit aufweist. Weiter ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schlupferkennungsein richtung bereitzustellen, welche indirekt einen Schlupf der Rä der festzustellen vermag und eine Straßenreibungskoeffizient- Meßeinrichtung, welche indirekt einen Straßenreibungskoeffi zienten zwischen einem Rad und einer Straße errechnen kann.

Darüber hinaus ist es ein weiteres Anliegen der vorliegenden Erfindung, ein Torsionsmoment-Meßverfahren bereitzustellen, welches keine direkte Messung des Torsionsmomentes erfordert und welches ein hohes Maß an Anwendungsfreiheit mit sich bringt.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung-ist eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung vorgesehen, welche umfaßt:
eine Antriebseinheit-Umdrehungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung zum Bestimmen einer Umdrehungsgeschwindigkeit einer An triebseinheit zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges;
eine Antriebseinheit-Umdrehungsbeschleunigung-Berechnungsein richtung der Antriebseinheit, zum Berechnen einer Umdrehungsbe schleunigung der Antriebseinheit auf Grundlage der Umdrehungs geschwindigkeit der Antriebseinheit;
eine Antriebseinheit-Ausgangsdrehmoment-Berechnungseinrichtung der Antriebseinheit zum Berechnen eines Ausgangsdrehmoments der Antriebseinheit auf Grundlage von Parametern der Antriebsein heit; und
einer Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung, um Torsionsmomente von zum Antrieb von Rädern vorgesehenen Radantriebswellen von angetriebenen Rädern auf Grundlage der Drehbeschleunigung der Antriebseinheit und dem Ausgangsdrehmoment der Antriebseinheit zu berechnen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung vorgesehen, welche umfaßt:
eine Brennkraftmaschinen-Umdrehungsgeschwindigskeits-Meßeinrich tung zum Bestimmen einer Umdrehungsgeschwindigkeit einer Brenn kraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs;
eine Brennkraftmaschinen-Umdrehungsbeschleunigungs-Berech nungseinrichtung zum Berechnen einer Umdrehungsbeschleunigung der Brennkraftmaschine auf Grundlage der Umdrehungsgeschwindig keit der Brennkraftmaschine;
eine Brennkraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment-Berechnungseinrich tung zum Berechnen eines Ausgangsdrehmoments der Brennkraftma schine auf Grundlage von Parametern der Brennkraftmaschine; und
eine Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung zum Berechnen von Torsionsmomenten von zum Antrieb von Rädern vorgesehenen Radan triebswellen auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung der Brennkraftmaschine und des Ausgangsdrehmoments der Brennkraft maschine.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung vorgesehen, welche umfaßt:
eine Brennkraftmaschine-Umdrehungsgeschwindigkeits-Meßeinrich tung zum Bestimmen einer Umdrehungsgewindigkeit einer Brenn kraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs;
eine Getriebe-Umdrehungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung zum Feststellen einer Drehgeschwindigkeit eines Getriebes;
eine Getriebe-Umdrehungsbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung, um eine Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes auf Grundlage der Umdrehungsgeschwindigkeit des Getriebes zu berechnen;
eine Getriebedrehmoment-Berechnungseinrichtung, um ein Getrie bedrehmoment des Getriebes auf Grundlage eines Ausgangsdrehmo ments der Brennkraftmaschine, welches aus Parametern der Brenn kraftmaschine errechnet wurde, und eines Drehmomentverhält nisses, welches aus der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brenn kraftmaschine und der Umdrehungsgeschwindigkeit des Getriebes berechnet wurde, zu berechnen; und
eine Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung, um Torsionsmomente von Radantriebswellen auf Grundlage der Umdrehungsbeschleuni gung des Getriebes und dem Getriebedrehmoment zu berechnen.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung vorgesehen, welche umfaßt:
eine Bremsvorgang-Antriebseinheit-Umdrehungsgeschwindigkeits- Meßeinrichtung, um eine Umdrehungsgeschwindigkeit einer An triebseinheit, welche zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgese hen ist, bei gebremsten Rädern festzustellen;
eine Bremsvorgangs-Antriebseinheit-Umdrehungsbeschleunigungs- Berechnungseinrichtung, um eine Umdrehungsbeschleunigung der Antriebseinheit im Bremsvorgang aus der Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebseinheit im Bremsvorgang zu berechnen; und
eine Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung, um Torsionsmomente von zum Antrieb von Rädern vorgesehenen Radantriebswellen auf der Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung der Antriebseinheit im Bremsvorgang zu berechnen.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung vorgesehen, welche umfaßt:
eine Bremsvorgang-Getriebe-Umdrehungsgeschwindigkeits-Meßein richtung, um eine Umdrehungsgeschwindigkeit eines Getriebes bei gebremsten Rädern festzustellen;
eine Umdrehungsbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung eines im Bremsvorgang befindlichen Getriebes, um eine Umdrehungsbe schleunigung des Getriebes beim Bremsen aus der Umdrehungsge schwindigkeit des Getriebes beim Bremsen festzustellen; und
eine Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung, um Torsionsmomente von Radantriebswellen zum Antrieb der Räder auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes beim Bremsen zu berech nen.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung, gemäß dem zweiten oder dritten Aspekt vorgesehen, wobei die Parameter die Umdrehungsgeschwin digkeit der Brennkraftmaschine und eine Drosselklappenöffnung der Brennkraftmaschine sind.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung gemäß dem zweiten oder dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen, in der die Para meter die Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine und der Ansaugdruck der Brennkraftmaschine sind.

Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung gemäß dem zweiten oder dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen, in der die Para meter die Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine und der Füllungsgrad der Brennkraftmaschine sind.

Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung gemäß dem ersten Aspekt vorgese hen, in der die Antriebseinheit aus einem Induktionsmotor be steht, welcher von einer Stromquelle variabler Spannung und va riabler Frequenz angetrieben wird.

Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Schlupferkennungseinrichtung vorgesehen, in der Schlupf eines Rades auf der Grundlage eines Wertes des Torsionsmomentes fest gestellt wird, welcher durch die Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach einem der ersten bis neunten Aspekte berechnet wird.

Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Straßenreibungskoeffizient-Meßeinrichtung vorgesehen, in der ein Reibungskoeffizient zwischen einem Rad und einer Straße auf Grundlage des Torsionsmomentes, welches durch die Torsionsmo ment-Meßeinrichtung nach einem der Aspekte eins bis neun errechnet wurde, errechnet wird.

Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Torsionsmoment-Meßverfahren vorgesehen, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Berechnen einer Umdrehungsbeschleunigung einer Antriebseinheit zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs durch Feststellen einer Umdre hungsgeschwindigkeit der Antriebseinheit;
Berechnen eines Ausgangsdrehmoments der Antriebseinheit auf Grundlage von Parametern der Antriebseinheit; und
Berechnen von Torsionsmomenten von zum Antrieb der Rädern vor gesehenen Radantriebswellen auf der Grundlage der Umdrehungsbe schleunigung der Antriebseinheit und des Ausgangsdrehmoments der Antriebseinheit.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Torsionsmoment-Meßverfahren vorgesehen, welches die folgen den Schritte umfaßt:
Berechnen einer Umdrehungsbeschleunigung einer Brennkraftma schine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs durch Bestimmen einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine;
Berechnen eines Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine auf Grundlage von Parametern der Brennkraftmaschine; und
Berechnen von Torsionsmomenten von Radantriebswellen, welche zum Antreiben von Rädern vorgesehen sind, auf der Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung der Brennkraftmaschine und des Aus gangsdrehmoments der Brennkraftmaschine.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Torsionsmoment-Meßverfahren vorgesehen, welches die folgen den Schritte umfaßt:
Berechnen einer Umdrehungsbeschleunigung eines Getriebes durch Bestimmen der Umdrehungsgeschwindigkeit einer Brennkraftma schine, welche zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, und durch Bestimmen einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Getrie bes;
Berechnen eines Drehmomentverhältnisses aus der Umdrehungsge schwindigkeit der Brennkraftmaschine und der Umdrehungsge schwindigkeit des Getriebes;
Berechnen eines Getriebedrehmoments des Getriebes auf der Grundlage eines Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine, welches aus den Parametern der Brennkraftmaschine berechnet wurde, und auf Grundlage des Drehmomentverhältnisses berechnet wurde; und
Berechnen von Torsionsmomenten von Radantriebswellen, welche zum Antrieb von Rädern vorgesehen sind, auf Grundlage der Um drehungsbeschleunigung des Getriebes und des Getriebedrehmo ments.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Ausgangsdrehmoment der Antriebseinheit durch die Ausgangsdreh moment-Berechnungseinrichtungen der Antriebseinheit auf Grund lage der Parameter der Antriebseinheit berechnet werden. Als Parameter der Antriebseinheit beispielsweise im Falle einer Brennkraftmaschine sind zu nennen: Umdrehungszahl der Maschine, Drosselklappenöffnung, Ansaugdruck, Füllungsgrad und derglei chen. Das Ausgangsdrehmoment kann auf indirekte Weise aus die sen Parametern errechnet werden. Weiterhin kann die Umdrehungs beschleunigung der Antriebseinheit durch Differenzierung der festgestellten Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebseinheit durch die Umdrehungsbeschleunigungs-Berechnungseinrichtungen der Antriebseinheit errechnet werden. Die Torsionsmomente, wel che auf die Radantriebswellen ausgeübt werden, könne näherungs weise als Funktion des Ausgangsdrehmoments der Antriebseinheit und der Umdrehungsbeschleunigung der Antriebseinheit ausge drückt werden. Dementsprechend können die Torsionsmomente nähe rungsweise auf Grundlage des Ausgangsdrehmoments der An triebseinheit und der Umdrehungsbeschleunigung der Antriebsein heit durch die Umdrehungsmoment-Berechnungseinrichtung berech net werden.

Auf diese Weise werden die Torsionsmomente der Radantriebs wellen indirekt aus dem Ausgangsdrehmoment und der Umdrehungs beschleunigung der Antriebseinheit errechnet. Daher können die Torsionsmomente ohne Hinzufügung einer speziellen Vorrichtung zum direkten Messen der Momente der Radantriebswellen, wie Deh nungsmeßgeräte, Magnetostriktionselemente oder dergleichen, festgestellt werden. Dementsprechend gibt es keine Beschränkun gen bei der Installation oder dergleichen.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine aus der Ausgangsdreh moment-Berechnungseinrichtung der Brennkraftmaschine auf Grund lage der Parameter der Brennkraftmaschine errechnet werden. Weiterhin kann die Umdrehungsbeschleunigung der Brennkraftma schine durch Differenzierung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine durch die Umdrehungsbeschleunigungs-Berech nungseinrichtung der Brennkraftmaschine errechnet werden. Die Torsionsmomente, welche auf die Radantriebswellen aufgebracht werden, können näherungsweise als Funktion des Ausgangsdrehmo ments der Brennkraftmaschine und der Umdrehungsbeschleunigung der Brennkraftmaschine ausgedrückt werden. Dementsprechend können die Torsionsmomente näherungsweise durch die Torsionsmo ment-Berechnungseinrichtungen auf Grundlage des Ausgangsdrehmo ments der Brennkraftmaschine und der Umdrehungsbeschleunigung der Brennkraftmaschine errechnet werden.

Auf diese Weise können die Torsionsmomente der Radantriebs wellen auf indirekte Weise aus dem Ausgangsdrehmoment und der Umdrehungsbeschleunigung der Brennkraftmaschine errechnet wer den. Dementsprechend können die Torsionsmomente gemessen wer den, ohne daß eine spezielle Vorrichtung an den Radantriebs wellen zum direkten Messen der Momente hinzugefügt werden muß.

Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine durch die Ausgangs drehmoment-Berechnungseinrichtung der Brennkraftmaschine auf Grundlage der Parameter der Brennkraftmaschine errechnet werden. Das Getriebedrehmoment des Getriebes kann aus dem Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine und dem Drehmomentverhältnis, welches aus der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine und der Umdrehungsgeschwindigkeit des Getriebes errechnet wurde, errechnet werden. Weiterhin kann die Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes durch die Getriebe- Umdrehungsbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung durch Differenzierung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Getriebes berechnet werden. Die Torsionsmomente, welche auf die Radantriebswellen ausgeübt werden, können näherungsweise als Funktion des Getriebedrehmoments und der Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes ausgedrückt werden. Dementsprechend können die Torsionsmomente näherungsweise durch die Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung auf Grundlage des Ge triebedrehmoments und der Umdrehungsbeschleunigung des Getrie bes berechnet werden.

Auf diese Weise werden die Torsionsmomente der Radantriebs wellen auf indirekte Weise aus dem Ausgangsdrehmoment und der Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes berechnet. Dementsprechend können die Torsionsmomente festgestellt werden, ohne daß eine spezielle Vorrichtung an den Radantriebswellen zum direkten Messen der Momente hinzugefügt werden muß.

Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, da das Ausgangsdrehmoment der Antriebseinheit beim Bremsen außer Be tracht bleiben kann, können die Torsionsmomente, welche auf Radantriebswellen beim Bremsen ausgeübt werden, näherungsweise als Funktion der Umdrehungsbeschleunigung der Antriebseinheit beim Bremsen ausgedrückt werden. Dementsprechend können die Torsionsmomente näherungsweise berechnet werden und die Tor sionsmomente beim Bremsen können auf indirekte Weise festge stellt werden.

Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, da das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine beim Bremsen vernach lässigt werden kann, kann das Torsionsmoment, welches auf die Antriebswelle beim Bremsen ausgeübt wird, näherungsweise als Funktion der Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes beim Brem sen ausgedrückt werden. Dementsprechend können die Torsionsmo mente näherungsweise berechnet werden. Die Torsionsmomente können beim Bremsen auf indirekte Weise festgestellt werden.

Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine im Einklang mit der Umdrehungsgeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung der Brennkraftmaschine bestimmt. Daher kann das Ausgangsdrehmoment auf Grundlage der Drosselklappenöffnung und der Umdrehungsge schwindigkeit berechnet werden.

Gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit dem Ansaugdruck und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine bestimmt. Daher können die Ausgangsdrehmo mente auf Grundlage des Ansaugdruckes und der Umdrehungsge schwindigkeit errechnet werden.

Gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Füllungsgrad der Brennkraftmaschine bestimmt. Daher können die Ausgangsdrehmo mente auf Grundlage der Umdrehungsgeschwindigkeit und des Füllungsgrades errechnet werden.

Gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Ausgangsdrehmomente auf Grundlage von Parametern, wie einer Versorgungsspannung, einer Frequenz, der Umdrehungsgeschwin digkeit, auftretenden Schlupf oder dergleichen errechnet wer den. Dies gilt auch für den Fall, daß dem die Antriebseinheit ein Induktionsmotor ist.

Gemäß dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Auftreten von Schlupf an den Rädern auf Grundlage der Werte der Torsionsmomente, welche durch die Torsionsmoment-Berechnungs einrichtung errechnet wurden, festgestellt werden. Daher kann das Auftreten des Schlupfes der Räder indirekt und zuverlässig festgestellt werden.

Gemäß dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Straßenreibungskoeffizient zwischen dem Rad und der Straße auf Grundlage des Wertes des Torsionsmoments, welches durch die Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung errechnet wurde, errech net werden. Daher kann der Straßenreibungskoeffizient auf indi rekte Weise und gleichzeitig genau berechnet werden.

Gemäß dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Ausgangsdrehmoment der Antriebseinheit auf Grundlage der Para meter der Antriebseinheit berechnet werden. Als Parameter der Antriebseinheit kommen in Frage, beispielsweise im Fall einer Brennkraftmaschine, die Umdrehungszahl der Maschine, die Drosselklappenöffnung, der Ansaugdruck, der Füllungsgrad und dergleichen. Das Ausgangsdrehmoment kann auf indirekte Weise aus diesen Parametern errechnet werden. Die Torsionsmomente, welche auf die Radantriebswellen aufgebracht werden, könne nä herungsweise als Funktion des Ausgangsdrehmoments der An triebseinheit und der Umdrehungsbeschleunigung der Antriebsein heit ausgedrückt werden. Dementsprechend kann das Torsionsmo ment näherungsweise durch Berechnung der Umdrehungsbeschleuni gung der Antriebseinheit berechnet werden.

Auf diese Weise können die Torsionsmomente der Radantriebswelle indirekt aus dem Ausgangsdrehmoment der Antriebseinheit und der Rotationsbeschleunigung der Antriebseinheit berechnet werden. Daher können die Torsionsmomente näherungsweise berechnet wer den, ohne daß eine spezielle Vorrichtung an den Radantriebs wellen zum direkten Messen der Momente hinzugefügt werden muß.

Gemäß dem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine auf Grundlage der Parameter der Brennkraftmaschine errechnet werden. Die Tor sionsmomente, welche auf die Radantriebswellen ausgeübt werden, können näherungsweise als Funktion des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brenn kraftmaschine ausgedrückt werden. Daher können die Torsionsmo mente näherungsweise durch Berechnung der Umdrehungsgeschwin digkeit der Brennkraftmaschine berechnet werden.

Auf diese Weise können die Torsionsmomente der Radantriebs wellen auf indirekte Weise aus dem Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brenn kraftmaschine berechnet werden. Daher können die Torsionsmo mente bestimmt werden, ohne daß eine spezielle Vorrichtung an den Radantriebswellen zum direkten Messen der Momente hinzuge fügt werden muß.

Gemäß dem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Torsionsmomente, welche auf die Radantriebswellen ausgeübt werden, näherungsweise als Funktion des Getriebedrehmoments und der Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes ausgedrückt werden. Dementsprechend können die Torsionsmomente näherungsweise durch Berechnen der Getriebedrehmomente und der Rotationsbeschleuni gung des Getriebes berechnet werden.

Auf diese Weise werden die Torsionsmomente der Radantriebs wellen auf indirekte Weise aus dem Getriebedrehmoment und der Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes errechnet. Daher können die Torsionsmomente bestimmt werden, ohne daß eine spezielle Vorrichtung an den Radantriebswellen zum direkten Messen der Momente hinzugefügt werden muß.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merk male und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbei spielen und unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen nä her erläutert.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Konstruktionsdarstellung eines Ausführungs beispiels der Erfindung, in der das gezeigte Ge triebe ein Schaltgetriebe ist;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer elektronischen Schaltung gemäß dem in Fig. 1 ge zeigten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 3 eine Darstellung, welche den inneren Aufbau der elektronischen Schaltung gemäß dem Ausführungs beispiel nach Fig. 1 zeigt;

Fig. 4(a) und 4(b) sind Darstellung, welche Veranschauli chungen eines Antriebssystems gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 1 zeigen, wobei Fig. 4a eine Veranschaulichung eines Kraftübertragungs systems und Fig. 4b eine Veranschaulichung einer Radeinheit ist;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, welches den Betrieb der elek tronischen Schaltung gemäß dem Ausführungsbei spiel nach Fig. 1 zeigt;

Fig. 6 eine Charakteristik des Ausgangsdrehmoments ei ner Maschine, welche eine Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit der Maschine und dem Aus gangsdrehmoment der Maschine mit der Drossel klappenöffnung als Parameter gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt;

Fig. 7 eine Konstruktionsdarstellung eines anderen Aus führungsbeispiels dieser Erfindung, bei der das Getriebe ein Automatikgetriebe ist;

Fig. 8 ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer elektronischen Schaltung gemäß dem Ausführungs beispiel nach Fig. 7 zeigt;

Fig. 9(a) und 9(b) sind Darstellungen, welche Veranschau lichungen eines Antriebssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 zeigen, wobei

Fig. 9(a) eine Veranschaulichung eines Kraftübertragungssystems und Fig. 9(b) eine Veranschaulichung einer Radeinheit zeigt;

Fig. 10 ein Flußdiagramm, welches den Betrieb der elek tronischen Schaltung gemäß dem Ausführungsbei spiel nach Fig. 7 zeigt;

Fig. 11 eine Charakteristik eines Drehmomentwandlers nach dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7;

Fig. 12 ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer elektronischen Schaltung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 13 ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer elektronischen Schaltung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt;

Fig. 14 eine Charakteristik des Ausgangsdrehmoments ei ner Maschine, welche eine Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine und dem Ausgangsdrehmoment der Maschine mit dem Ansaug druck als Parameter zeigt;

Fig. 15 eine Charakteristik des Ausgangsdrehmoments ei ner Maschine, welche eine Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine und dem Ausgangsdrehmoment der Maschine mit dem Füllungsgrad als Parameter zeigt;

Fig. 16 ein Blockdiagramm, welches die Anordnung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt;

Fig. 17 ein Flußdiagramm, welches den Betrieb der Aus führungsform nach Fig. 16 im Bremsvorgang erläu tert;

Fig. 18 ein Flußdiagramm, welches den Betrieb der Aus führungsform nach Fig. 16 bei schnellem Be schleunigen zeigt; und

Fig. 19 ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Ausführungsbeispiel 1

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im fol genden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 näher erläutert. Fig. 1 ist eine Konstruktionsdarstellung, welche die gesamte Anordnung in einem Fall zeigt, in dem ein Schaltgetriebe als Getriebe Verwendung findet. Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer elektronischen Schaltung zeigt und Fig. 3 ist eine Darstellung, welche den innere Aufbau der elek tronischen Schaltung zeigt. Fig. 4(a) und 4(b) sind Darstellun gen, welche ein Antriebssystem von einer Maschine auf Räder ei nes Automobils veranschaulichen, wobei Fig. 4(a) eine Veran schaulichung des Kraftübertragungssystems und Fig. 4(b) eine Veranschaulichung einer Radeinheit ist. Fig. 5 ist ein Flußdia gramm, welches den Betrieb einer elektronischen Schaltung er läutert und Fig. 6 ist eine Charakteristik des Ausgangsdrehmo ments der Maschine, welche eine Beziehung zwischen der Maschi nen-Umdrehungs-Geschwindigkeit und dem Ausgangsdrehmoment der Maschine mit der Drosselklappenöffnung als Parameter zeigt. Weiterhin findet dieses Ausführungsbeispiel auf ein Kraftfahr zeug vom FR-Typ Anwendung, bei dem die Maschine vorne und der Antrieb hinten angeordnet ist, und das eine Maschine vom Otto- Typ aufweist.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Vierzylinder-Ma schine vom Einspritztyp als Antriebseinheit und Brennkraftma schine, in der Benzin als Kraftstoff verwendet wird. Das Be zugszeichen 2 bezeichnet ein Ansaugrohr und Bezugszeichen 3 einen Luftdurchflußmesser, der nach dem Prinzip der Karmanschen Wirbelstraße arbeitet. Dabei wird eine Flußrate von in die Maschine angesaugter Luft durch die Frequenz eines Karman- Wirbels gemessen.

Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Zündkerze (in Fig. 1 ist lediglich eine Zündkerze für einen Zylinder gezeigt) und das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Verteileinrichtung, welche Hochspannung auf die Zündkerzen 4 der jeweiligen Zylinder ver teilt. Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Drehzahlmesser der Ma schine, welcher an der Verteileinrichtung 5 vorgesehen ist und der eine Maschinenumdrehungszahl bestimmt, wobei er eine vorbe stimmte Anzahl von Pulsen pro Umdrehung übermittelt.

Das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Drosselklappe, welches in Abhängigkeit des Grades, mit dem ein Gaspedal 8 gedrückt wird, über einen Verbindungsmechanismus betätigt wird, um die Ansaug menge der Maschine zu steuern. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Drosselklappenöffnungssensor, welcher die Drosselklappen öffnung in Form eines Spannungssignals in Abhängigkeit vom Öff nungsgrad über ein Potentiometer (nicht gezeigt), welches mit der Drosselklappe 7 in Verbindung steht, erfaßt.

Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Ansaugrohrdruck-Sensor, der den Druck im Ansaugrohr 2 auf der Rückseite der Drosselklappe 7 unter Verwendung des piezoelastischen Effekts auf einem Sili ziumchip bestimmt.

Die Bezugszeichen 20 und 21 bezeichnen jeweils rechte und linke Radantriebswellen, auf welche die Leistung der Maschine 1 über ein Getriebe 22, eine Gelenkwelle 23 und ein Differential 24 übertragen wird. Die Bezugszeichen 25 und 26 bezeichnen jeweils Geschwindigkeitssensoren des rechten und linken Antriebsrades, wobei jeder aus einem zahnradförmigen Rotor und einer elektro magnetischen Aufnahmespule besteht, und wobei jeder eine Wech selstromspannung erzeugt mit einer Frequenz in Übereinstimmung mit der Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit. Dies geschieht über eine Veränderung im Abstand zwischen dem Rotor, welcher synchron mit dem Rad rotiert und der elektromagnetischen Auf nahmespule und dementsprechend über eine Veränderung des magne tischen Flusses, der hervorgerufen bzw. verstärkt wird durch Permanentmagneten der elektromagnetischen Sondenspule.

Die Bezugszeichen 27 und 28 bezeichnen jeweils rechte und linke Bremsvorrichtungen, welche an den Antriebswellen 20 und 21 vor gesehen sind. Die Bezugszeichen 29 und 30 bezeichnen rechte und linke Antriebsräder, welche durch die Antriebswellen 20 und 21 angetrieben werden. Die Bezugszeichen 31 und 32 bezeichnen je weils Wellen, welche zwischen den Bremsen 27 und 28 und den Rä dern 29 und 30 angeordnet sind.

Weiterhin bezeichnen die Bezugszeichen 33 und 34 ein rechtes und linkes vorderes Rad.

Das Bezugszeichen 40 bezeichnet eine elektronische Schaltung, welche unter Verwendung eines Mikrocomputers aufgebaut ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die elektronische Schaltung 40 mit einem Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeits-Detektor 40a und ei ner Maschinenumdrehungs-Winkelbeschleunigungs-Berechnungsein richtung 40b, einem Maschinenausgangs-Drehmomentdetektor 40c und einer Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung 40d versehen.

Weiterhin ist die elektronische Schaltung an den Maschinen- Drehzahlsensor 6 angeschlossen, den Drosselklappenöffnungssen sor 9, dem rechten Antriebsradsensor 25 und dem linken An triebsradsensor 26.

Ferner sind die jeweiligen Komponenten der elektronischen Schaltung 40 intern, wie in Fig. 3 gezeigt, verbunden.

In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 41 eine zentrale Rechen einheit (CPU) zum Einlesen von Werten, welche von den jeweili gen Sensoren 6, 9, 25 und 26 bestimmt wurden, und zum Durch führen von Berechnungen in Übereinstimmung mit Steuerpro grammen. Das Bezugszeichen 42 bezeichnet einen Festwertspeicher (ROM), in dem die oben genannten Steuerprogramme, ein Kennwert feld von Maschinenausgangscharakteristiken und Daten das Träg heitsmoment der Maschine und dergleichen gespeichert sind.

Das Bezugszeichen 43 bezeichnet einen RAM-Speicher, in dem Da ten von den obengenannten jeweiligen Sensoren und Daten, welche zur Berechnung notwendig sind, zeitweise eingeschrieben und ausgelesen werden.

Das Bezugszeichen 44 bezeichnet eine Einleseeinheit zur Ausgabe von Ausgangssignalen von Signalform-Gestaltungsschaltungen und den jeweiligen Sensoren an die CPU 41. Das Bezugszeichen 45 be zeichnet eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe von festgestellten Torsionsmomenten nach außen. Das Bezugszeichen 46 bezeichnet eine Busanordnung, welche die CPU 41, den ROM-Speicher 42 und dergleichen mit der Einleseeinheit 44 und der Ausgabeeinheit 45 verbindet, und die einen Durchgang für verschiedenartige Daten bildet. Das Bezugszeichen 47 bezeichnet eine Stromversorgungs schaltung, um eine Stromversorgung für die jeweils oben genann ten Einheiten bereitzustellen.

Bevor der Betrieb der wie oben erläutert aufgebauten Torsions moment-Meßvorrichtung beschrieben wird, wird das Prinzip eines Verfahrens zur Berechnung von Torsionsmomenten der Radantriebs wellen 20 und 21 unter Verwendung der veranschaulichenden Dar stellungen der Fig. 4(a) und 4(b) dargelegt. Weiterhin be treffen die Torsionsmomente, welche unter Verwendung dieses Ausführungsbeispiels festgestellt werden, die Momente, welche auf die Radantriebswellen 20 und 21 ausgeübt werden.

Die Fig. 4(a) und 4(b) sind beispielhafte Darstellungen, welche eine Veranschaulichung des Antriebssystems von der Maschine 1 eines Kraftfahrzeugs zu den Rädern 29 und 30 zeigt. Das maschi nenseitige Getriebe 22, das Differential 24, die Bremsen 27 und 28 und die Räder 29 und 30 sind miteinander über die Gelenk welle 23, die Radantriebswellen 20 und 21 verbunden, wobei jede der genannten Wellen torsionsfest ist. Weiterhin ist die ge samte Geschwindigkeitsreduzierung, welche sich als Geschwindig keitsreduzierungsverhältnis ausdrücken läßt, einschließlich der Geschwindigkeitsänderung von der Maschine 1 zu den Rädern 29 und 30 im Getriebe 22 vorgesehen.

Ein Drehmoment wird zwischen der Maschine, dem Differential, den Bremsen und den Rädern über die Wellen, welche jeweils tor sionsfest sind und die jeweiligen Abschnitte verbinden, über tragen. Das Drehmoment, welches von der Maschine 1 erzeugt wird, wird mittels des Getriebes 22 vergrößert und über die Ge lenkwelle 23 übertragen.

Wenn man das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 als T_E, das Trägheitsmoment der Maschine 1 und des Getriebes 22 als I_E, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine als Ω_E, das gesamte Ge schwindigkeitsreduzierungsverhältnis einschließlich der Ge schwindigkeitsänderungsrate von der Maschine bis zu den Rädern als k_T, den Torsionsfestigkeitskoeffizienten der Gelenkwelle 23 als k_P und den Torsionswinkel der Gelenkwelle als θ_P bezeich net, kann die Bewegungsgleichung bezüglich der Maschine folgen dermaßen dargestellt werden:

k_T _* I_E(dω_E/dt) = k_Pθ_P + k_T _* T_E (1).

Weiterhin wird die Richtung (mit A markierter Pfeil in Fig. 4(a)), in welcher die Räder die Maschine treiben, als positiv bezeichnet.

In diesem Fall, wenn man die Umdrehungsgeschwindigkeiten der jeweiligen linken und rechten Antriebsräder als ω_L und ω_R defi niert, stellt sich das gesamte Geschwindigkeitsreduzierungsver hältnis k_T einschließlich einer Geschwindigkeitsänderungsrate von der Maschine bis zum Differential folgendermaßen dar, da im Differential die Beziehung gilt, nach der die Eingangs-Umdre hungsgeschwindigkeit gleich einem Mittelwert der beiden Aus gangs-Umdrehungsgeschwindigkeiten ist. Dabei wird k_T als Ver hältnis der Maschinen-Umdrehungsgeschwindigkeit ω_E der Maschine und 1/2 (ω₁ + ω_R) dargestellt:

k_T = (ω₁ + ω_R)/2ω_E (2).

Das Differential wird über ein Drehmoment k_Pθ_P der Gelenkwelle 23 mit einem Drehmoment der Maschine 1 beaufschlagt.

Das Trägheitsmoment des Differentials wird als I_P bezeichnet, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Differentials als ω_D, der Torsionsfestigkeitskoeffizient der Radantriebswellen zwischen dem Differential und der Bremse ist als k_D definiert, und der Torsionswinkel der Radantriebswelle zwischen dem Differential und der Bremse ist als θ_D definiert. Das Torsionsmoment k_Pθ_P, welches auf die Gelenkwelle im Differential ausgeübt wird, wird auf die rechte und linke Radantriebswelle 20 und 21 im Diffe rential verteilt. Wenn der Verteilungskoeffizient als k_T _D defi niert wird, kann die Bewegungsgleichung bezüglich des Differen tials folgendermaßen aufgestellt werden:

I_D _* (dω_D/dt) = k_Dθ_D - k_T _D _* k_Pθ_P (3).

Bei einem normalem Differential ist k_T _D = 1/2. Das Drehmoment wird zwischen Differential und Bremsen 27 und 28 als Moment k_Dθ_D der Radantriebswellen 20 und 21 übertragen.

Wenn man das Trägheitsmoment der Bremsen 27 und 28 als I_B defi niert, die Umdrehungswinkelgeschwindigkeiten der Bremsen als ω_B, das Bremsmoment als T_B, den Torsionsfestigkeitskoeffizien ten der Wellen 31 und 32 zwischen den Bremsen und dem Rad als k_B und den Torsionswinkel der Welle 31 oder 30 als θ_B, kann die Bewegungsgleichung bezüglich der Bremsen folgendermaßen aufge stellt werden:

I_B _* (dω_B/dt) = k_Bθ_B-k_Dθ_D (4).

Die Drehmomente werden als Momente k_Bθ_B der Wellen 31 und 32 zwischen den Bremsen und den Rädern von den Bremsen 27 und 28 auf die Räder 29 und 30 übertragen.

Wenn man den effektiven Radius der Räder als r, die Kraft, wel che von der Straße ausgeübt wird, als F, das Trägheitsmoment des Rades als I_W und die Umdrehungswinkelgeschwindigkeit des Rades als ω_W definiert, kann die Bewegungsgleichung bezüglich des Rades folgendermaßen aufgestellt werden:

I_W _* (dω_W/dt) = F _* r - k_Bθ_B (5).

Nebenbei bemerkt, wird die Drehrichtung des Rades, wenn das Kraftfahrzeug sich vorwärts bewegt (in die durch Pfeil B in Fig. 4(a) markierte Richtung) als positiv definiert. Weiterhin wird bezüglich des von der Straße ausgeübten Moments das Moment in Rückwärtsrichtung auf die Maschine über die Gelenkwelle 23 übertragen, welche die drehmomentübertragende Welle darstellt, welche torsionsfest ist und die Maschine 1 und das Differential 24, die Bremsen 27 und 28 und die Räder 29 und 30 zusammen mit den Radantriebswellen 20 und 21 und den Wellen 31 und 32 ver bindet.

Das Torsionsmoment k_Pθ_P, welches nach diesem Ausführungsbei spiel festgestellt wird, wird aus der Gleichung (1) folgender maßen abgeleitet:

k_Pθ_P = k_T _* {I_E _* (dω_E/dt) - T_E} (6).

Weiterhin läßt sich aus den Gleichungen (1) und (3) die fol gende Gleichung aufstellen:

k_Dθ_D = I_D _* (dω_D/dt) + k_T _D _* k_T _* {I_E * (dω_E/dt) - T_E} (7).

In der obigen Gleichung (7) kann der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung vernachlässigt werden, wenn das Trägheits moment I_D des Differentials 24 ausreichend klein ist. Wenn k_TD _* k_T durch den Koeffizienten k1 (= k_T _D _* k_T) ersetzt wird, der dem gesamten Geschwindigkeitsreduzierungsverhältnis k_T _D ein schließlich der Geschwindigkeitsänderungsrate von der Maschine 1 bis zu den Rädern 29 und 30 und dem oben genannten Verteilungskoeffizienten k_T _D im Differential entspricht, läßt sich die folgende Gleichung aufstellen:

k_Dθ_D = k1 _* {I_E _* (dω_E/dt) - T_E} (8).

Weiter läßt sich aus den Gleichungen (1), (3) und (4) die fol gende Gleichung aufstellen:

k_Bθ_B = I_B _* (dω_E/dt) + k_Dθ_D (9).

Unter Vernachlässigung des Trägheitsmoments der Bremse I_B läßt sich die folgende Gleichung aufstellen:

k_Bθ_B = k_Dθ_D (10).

Wie bereits oben ausgeführt, kann das Torsionsmoment berechnet werden, ohne daß eine spezielle Vorrichtung zum direkten Messen des Moments hinzugefügt werden muß.

Auch in dem Fall, in dem die Räder scharf abgebremst werden, kann das Torsionsmoment der Gelenkwelle 24 oder die Torsionsmo mente der Radantriebswellen 20 und 21 aus der Gleichung (6) oder der Gleichung (7) berechnet werden.

Die Torsionsmomente der Wellen 31 und 32 zwischen den Bremsen und den Rädern kann folgendermaßen ausgedrückt werden, wobei das Bremsmoment T_B in Gleichung (4) eingeführt wird, welche die Bewegungsgleichung bezüglich der Bremse darstellt:

I_B _* (dω_B/dt) = k_Bu_B k_Du_D - T_B (11).

Daher läßt sich unter Vernachlässigung des Trägheitsmoments der Bremse I_B die folgende Gleichung aufstellen:

k_Bθ_B - k_Dθ_D = T_B (12).

Beispielsweise, wenn das Bremsmoment T_B durch ein Verfahren wie durch Berechnung des Bremsmoments durch Feststellung des Brems druckes, ermittelt wird, kann das Torsionsmoment der Wellen 31 und 32 zwischen den Bremsen und den Rädern gemäß Gleichung (11) festgestellt werden.

Nachfolgend wird eine Erläuterung des Vorgangs der Torsionsmo ment-Berechnung der Radantriebswellen 20 und 21 gegeben werden, welche durch die elektronische Schaltung auf Grundlage des oben erläuterten Prinzips im Einklang mit dem in Fig. 5 gezeigten Flußdiagramm durchgeführt.

Zunächst bestimmt die Routine in Schritt 100, ob eine vorbe stimmte Zeit, beispielsweise 5 (msec) oder mehr vergangen sind, nachdem eine Torsions- und/oder Drehmomentberechnung im voran gehenden Prozeß durchgeführt wurde und beendet den Ablauf der Routine, wenn die vorbestimmte Zeit noch nicht vergangen ist. Wenn die vorbestimmte Zeit vergangen ist, schreitet die Routine zum Schritt 110. Das heißt, dieser Schritt 100 stellt den Pro zeßschritt dar, daß die Torsionsmoment-Berechnung zu jedem vor bestimmten Zeitintervall durchgeführt wird.

In Schritt 110 errechnet der Maschinenumdrehungs-Winkelge schwindigkeits-Detektor 40a die Maschinenumdrehungs-Winkelge schwindigkeit ω_E durch Zählen einer Anzahl von Pulsen N pro Zeiteinheit auf Grundlage des Meßsignals vom Maschinenum-Dreh zahlsensor 6.

Daraufhin errechnet in Schritt 120 die Maschinenumdrehungs-Win kelbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung 40b die Maschinenum drehungs-Winkelbeschleunigung (dω_E/dt) aus einer Differenz von der Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeit ω_E (n-1), welche im vorausgehenden Schritt 110 errechnet wurde und der gegenwär tigen Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeit ω_E und einem vergangenen Zeitintervall. Danach rückt die Routine zum Schritt 130 weiter.

Im Schritt 130 bestimmt der Maschinenausgangs-Drehmomentdetek tor 40c das Maschinenausgangsdrehmoment T_E über die Parameter der Drosselklappenöffnung ω, welche vom Drosselklappenöffnungs sensor 9 gemessen wurde und der Maschinenumdrehungs-Winkelge schwindigkeit ω_E, welche im Schritt 110 berechnet wurde, über für die Maschine charakteristische Daten, welche im ROM 40 ge speichert sind und welche, wie in Fig. 6 gezeigt, vorbestimmt sind.

Im Schritt 140 errechnet die Torsionsmoment-Berechnungseinrich tung 40d die Umdrehungs-Winkelgeschwindigkeiten ω_L und ω_R je weils des linken und rechten Antriebsrads durch Zählen der An zahl von Pulsen pro Zeiteinheit der Sensorsignale des rechten und linken Antriebsradsensors 25 und 26. Weiterhin errechnet die Routine, da das Differential eine Beziehung aufweist, in der die Eingangs-Umdrehungsgeschwindigkeit gleich einem mittle ren Wert der beiden Ausgangs-Umdrehungsgeschwindigkeiten ist, das totale Geschwindigkeitsreduzierungsverhältnis k_T ein schließlich der Geschwindigkeitsänderungsrate von der Maschine bis zum Differential dadurch, daß sie es als Verhältnis der Ma schinen-Umdrehungswinkelgeschwindigkeit ω_E, welche im Schritt 110 errechnet wurde und 1/2 (ω_L + ω_R) wie in der nachfolgenden Gleichung gezeigt, ausdrückt:

k_T = (ω_L + ω_R)/2ω_E.

Die Routine errechnet den Koeffizienten k1, der dem gesamten Geschwindigkeitsreduzierungsverhältnis k_T und dem Verteilungs koeffizienten k_T _D im Differential entspricht, wie in der nach folgenden Gleichung gezeigt und schreitet zum nächsten Schritt vor:

k1 = k_T _D _* k_T.

Im Schritt 150 errechnet die Torsionsmoment-Berechnungseinrich tung 40d das Torsionsmoment k_Dθ_D über die Maschinenumdrehungs- Winkelbeschleunigung (dω_E/dt), das Maschinenausgangsdrehmoment T_E und den Koeffizienten k1, die in den Schritten 120 bis 140 errechnet wurden, wie in der nachfolgenden Gleichung gezeigt:

k_Dθ_D = k1{I_E _* (dω_E/dt) - T_E}.

In diesem Fall wird ein vorbestimmter Wert, welcher im ROM 42 gespeichert ist, als Trägheitsmoment I_E für das Maschinensystem verwendet. Weiterhin wird in diesem Ausführungsbeispiel das ge samte Geschwindigkeitsreduzierungsverhältnis k_T von der Maschine 1 bis an die Räder 29 und 30 über die Gleichung (2) berechnet. Allerdings kann das gesamte Geschwindigkeitsreduzierungsver hältnis auf andere Methoden erhalten werden, beispielsweise aus einem Verhältnis einer Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und der Um drehungszahl der Maschine oder dergleichen.

Wie zuvor unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel 1 ausge führt, wird das Abarbeiten von Schritt 110 bis Schritt 150 zu jedem vorbestimmten Zeitintervall durchgeführt und das Tor sionsmoment berechnet. Daher kann das Torsionsmoment festge stellt werden, ohne daß eine spezielle Vorrichtung an den Rad antriebswellen zum direkten Messen der Momente hinzugefügt wer den muß, wie dies herkömmlich der Fall ist, festgestellt wer den. Weiterhin können, was die in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Sensoren anbelangt, Sensoren, welche in anderen Steuersystem eines Kraftfahrzeuges verwendet werden, beispiels weise in einem Anti-Schlupf-Steuersystem oder einem Kraft stoffeinspritzsystem einer Maschine ebenfalls als Sensoren für dieses Ausführungsbeispiels eingesetzt werden. Daher ist es nicht notwendig, eine spezielle Vorrichtung zum direkten Er fassen das Drehmoments hinzuzufügen. Die Erfindung ist deshalb im Vergleich zu herkömmlichen Moment-Bestimmungsvorrichtungen kostengünstig und die Freiheiten bezüglich Einbau oder derglei chen wurden erweitert.

Ausführungsbeispiel 2

Eine Erläuterung eines anderen Ausführungsbeispiel dieser Er findung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 11 angegeben. Fig. 7 ist eine Konstruktionsdarstellung, welche die gesamte Anordnung in einem Fall zeigt, in dem das Getriebe ein Automatikgetriebe ist, und Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, wel ches die Anordnung einer elektronischen Schaltung zeigt. Fig. 9(a) und 9(b) sind Darstellungen, welche ein Antriebssystem von einer Maschine zu den Rädern eines Kraftfahrzeugs veran schaulichen, wobei Fig. 9(a) eine Veranschaulichung eines Kraftübertragungssystems zeigt und Fig. 9(b) eine Veranschauli chung einer Radeinheit ist. Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, wel ches den Betrieb der elektronischen Schaltung erläutert. Fig. 11 ist eine Charakteristik eines Drehmomentkonverters, welche eine Beziehung zwischen dem Verhältnis (ω₁/ω_E) der Eingangs-Um drehungswinkelgeschwindigkeit des Automatikgetriebes in Bezug zur Maschinenumdrehungsgeschwindigkeit zeigt, welche im ROM 42 als Kennfeld gespeichert ist.

In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 50 ein Automatikge triebe, das Bezugszeichen 51 einen Drehmomentkonverter im Auto matikgetriebe 50, das Bezugszeichen 52 bezeichnet einen Schalt getriebezug, das Bezugszeichen 53 bezeichnet eine Overdrive- Kupplung, und das Bezugszeichen 54 bezeichnet eine Ausgangs welle des Schaltgetriebezugs 52. Das Bezugszeichen 55 bezeich net einen Eingangsumdrehungssensor des Automatikgetriebes, wel cher mit einem Rotor, welcher an einem äußeren Randbereich der Overdrive-Kupplung 53 befestigt ist und einem magnetischen Sen sor, welcher am Gehäuse befestigt ist und welcher die Eingangs umdrehungszahl des Schaltgetriebezuges des Automatikgetriebes feststellt. Das Bezugszeichen 56 bezeichnet einen Ausgangsum drehungssensor, welcher an der Ausgangswelle 54 angeordnet ist und welcher die Umdrehungszahl der Ausgangswelle 54 des Schalt getriebezuges mittels eines Rotors, der ein Signal bestehend aus vier Pulsen pro Umdrehung der Ausgangswelle 54 ausgibt und mittels eines Aufnehmers bestimmt. Das Bezugszeichen 60 be zeichnet eine elektronische Schaltung.

Der weitere Aufbau ist darüber hinaus der gleiche wie beim Aus führungsbeispiel 1, welches in Fig. 1 gezeigt ist und daher sind die entsprechenden Teile mit den selben Bezugszeichen ver sehen und eine Erläuterung kann unterbleiben.

Nachfolgend wird eine Erläuterung einer Anordnung der elektro nischen Schaltung 60 im Detail gegeben. Fig. 8 ist die elektro nische Schaltung 60 mit einem Eingangsumdrehungs-Winkelge schwindigkeits-Detektor 60a, einer Eingangsumdrehungs-Winkelbe schleunigungs-Berechnungseinrichtung 60b, einem Ausgangsumdre hungs-Winkelgeschwindigkeitssensor 60c und einer Torsionsmo ment-Berechnungseinrichtung 60d versehen. Weiterhin ist die elektronische Schaltung am Maschinen-Drehzahlsensor 6, am Drosselklappenöffnungssensor 9, am rechten Antriebsradsensor 25, am linken Antriebsrad 26, am Automatikgetriebe-Eingangsum drehungssensor 55 und am Automatikgetriebe-Ausgangssensor 56 angeschlossen.

Darüber hinaus sind in der elektronischen Schaltung 60 die je weiligen Komponenten wie im anhand der Fig. 3 erläuterten Aus führungsbeispiel 1 intern verbunden.

Bevor der Ablauf erklärt wird, soll eine Erläuterung des Prin zips des Torsionsmoment-Berechnungsverfahrens für die Radan triebswellen 20, 21 gegeben werden, unter Verwendung der Veran schaulichungen der Fig. 9(a) und 9(b). Das Torsionsmoment-Be rechnungsverfahren wird in der elektronischen Schaltung 60 durchgeführt. Weiterhin sind die Torsionsmomente, welche vom Ausführungsbeispiel 2 ermittelt werden, Momente, welche auf die Radantriebswellen 20 und 21 ausgeübt werden.

In Fig. 9(a) und 9(b) wird das Drehmoment von der Maschine 1 über den Schaltgetriebezug 52 im Einklang mit der Charakte ristik des Drehmomentkonverters nach Fig. 11 übertragen.

Wenn man das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentkonverters 51 als T₀ definiert und das Drehmomentverhältnis des Drehmomentkonver ters als t, läßt sich die folgende Gleichung aufstellen:

T₀ = t _* T_E (21).

In dieser Gleichung ist das Drehmomentverhältnis t des Drehmo mentkonverters 51 als Funktion eines Geschwindigkeitsverhält nisses der Automatikgetriebe-Eingangsumdrehungs-Winkelgeschwin digkeit (Ausgangsumdrehung-Winkelgeschwindigkeit des Drehmo mentkonverters) ω₁ und der Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwin digkeit ω_E ausgedrückt und dementsprechend ist das Geschwindig keitsverhältnis γ durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

γ = ω₁/ω_E (22).

Das Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis k_T _A von der Detek tionsstelle der Eingangsumdrehungs-Winkelgeschwindigkeit ω₁ des Automatikgetriebes, d. h. dem Installationsort des Automatikge triebe-Eingangsumdrehungssensors 55 und den Rädern 29 und 30, ist durch die nachfolgende Gleichung gegeben:

k_T _A = (ω_R + ω_L)/2ω₁ (23).

Die Bewegungsgleichung am Getriebeabschnitt kann folgendermaßen unter Verwendung der Automatikgetriebe-Eingangsumdrehungs-Win kelgeschwindigkeit ω₁ und dem Ausgangsdrehmoment T₀ des Drehmo mentkonverters ausgedrückt werden:

k_T _A _* I_E(dω₁/dt) = k_Pθ_P + k_T _A _* T₀ (24).

Das Torsionsmoment wird aus den Gleichungen (3) und (24) wie folgt berechnet, wobei I_D vernachlässigt wird, da es als aus reichend klein angesehen werden kann:

k_Dθ_D = k2 _* I_E _* (dω₁/dt) - k2 _* T₀, (25)

wobei k2 ein Koeffizient ist, der dem gesamten Geschwindig keitsreduzierungsverhältnis einschließlich der Geschwindig keitsänderungsrate zwischen dem Installationsort des Automatik getriebe-Eingangsumdrehungssensor 55 und den Rädern 29 und 30 und dem Verteilungskoeffizienten k_T _D im Differential 24 ent spricht, welcher sich folgendermaßen ausdrücken läßt:

k2 = k_T _D _* k_T _A (26).

Weiterhin läßt sich das Geschwindigkeitsreduzierungsverhältnis k_T2 zwischen dem Detektionsort der Automatikgetriebe-Ausgangs umdrehungs-Winkelgeschwindigkeit ω_P, d. h. dem Installationsort des Automatikgetriebe-Ausgangsumdrehungssensors 56 und den Rä dern 29 und 30 folgendermaßen ausdrücken:

k_T2 = (ω_R + ω_L)/2ω_P (27).

Die Bewegungsgleichung am Getriebeabschnitt kann unter Verwen dung der Automatikgetriebe-Ausgangsumdrehungs-Winkelgeschwin digkeit ω_P und dem Ausgangsdrehmoment T₀ des Konverters folgen dermaßen ausgedrückt werden:

k_T2 _* I_E(dω_P/dt) = k_Pθ_P + k_T _A _* T₀ (28).

Das Torsionsmoment wird aus den Gleichungen (3) und (28) be rechnet, wobei I_D vernachlässigt wird, da es als ausreichend klein angesehen werden kann:

k_Dθ_D = k3 _* I_E(dω_P/dt) - k2 _* T₀ (29).

In dieser Gleichung ist k3 ein Koeffizient, welcher dem ge samten Geschwindigkeitsreduzierungsverhältnis einschließlich der Geschwindigkeitsänderungsrate zwischen dem Installationsort des Automatikgetriebe-Ausgangs-Umdrehungssensors 56 und den Rä dern 29 und 30 und dem Verteilungskoeffizienten k_T _D im Diffe rential 24 entspricht, wobei sich k3 folgendermaßen ausdrücken läßt:

k3 = k_T _D _* k_T₂ (30).

Eine Erläuterung des Betriebs der elektronischen Schaltung, welche nach dem oben erläuterten Prinzip arbeitet, wird nach folgend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 10 gege ben.

Die Abläufe zwischen Schritt 100 und 130 sind dieselben wie in dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel 1. Das heißt in Schritt 100 bestimmt die Routine, ob eine vorbestimmte Zeit oder mehr vergangen oder nicht vergangen ist, nachdem die Tor sionsmoment-Berechnung in einem vorausgegangenen Prozeß durch geführt wurde und schreitet zu Schritt 110, wenn die vorbe stimmte Zeit vergangen ist. In Schritt 110 errechnet die Rou tine die Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeit ω_E durch Zählen einer Anzahl von Pulsen N pro Zeiteinheit auf Grundlage des Meßsignals des Maschinen-Drehzahlsensors 6. Daraufhin be stimmt die Routine in Schritt 120 die Maschinenumdrehungs-Win kelbeschleunigung (dω_E/dt) und schreitet zu Schritt 130. Im Schritt 130 errechnet die Routine das Maschinenausgangs-Drehmo ment T_E in Übereinstimmung mit der in Fig. 6 gezeigten Maschi nencharakteristik und schreitet zu Schritt 210.

In Schritt 210 berechnet die Routine die Eingangsumdrehungs- Winkelgeschwindigkeit ω₁ des Automatikgetriebes durch den Ein gangsumdrehungs-Winkelgeschwindigkeitssensor 60a auf Grundlage des Meßsignals des Automatikgetriebe-Eingangsumdrehungssensors 55.

Im Schritt 220 errechnet die Routine die Eingangsumdrehungs- Winkelbeschleunigung (dω₁/dt) durch Differentiation der ge messenen Eingangsumdrehungs-Winkelgeschwindigkeit ω₁ des Auto matikgetriebes durch die Eingangsumdrehungs-Winkelbeschleuni gungs-Berechnungseinrichtung 60b.

Im Schritt 230 errechnet die Routine die Ausgangsumdrehungs- Winkelgeschwindigkeit ω_P des Automatikgetriebes durch den Aus gangsumdrehungs-Winkelgeschwindigkeitssensor 60c auf Grundlage des Meßsignals des Automatikgetriebe-Ausgangsumdrehungssensors 56.

Im Schritt 240 errechnet die Routine das Geschwindigkeitsver hältnis γ (= ω₁/ω_E) der Eingangsumdrehungs-Winkelgeschwindig keit ω₁ des Automatikgetriebes, welche im Schritt 210 errechnet wurde und der Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeit ω_E, welche im Schritt 110 errechnet wurde, und errechnet das Dreh momentverhältnis t des Drehmomentkonverters im Einklang mit der in Fig. 11 gezeigten Charakteristik des Drehmomentkonverters, welche im ROM 42 gespeichert ist, durch die Torsionsmoment-Be rechnungseinrichtung 60d, welche gleichzeitig die Getriebemo ment-Berechnungseinrichtung darstellt.

Weiterhin berechnet die Routine das Ausgangsdrehmoment T₀ (= t _* T_E), welches das Getriebedrehmoment darstellt, unter Verwen dung der Gleichung (21).

Im Schritt 250 errechnet die Routine den Koeffizienten k2 (= k_T _D _* k_T _A), welcher dem gesamten Geschwindigkeitsreduzierungs verhältnis einschließlich der Geschwindigkeitsänderungsrate zwischen dem Drehmomentkonverter 51 (dem Installationsort des Automatikgetriebe-Eingangsumdrehungssensors 55) und dem Diffe rential 24 sowie und dem Verteilungskoeffizienten im Differen tial entspricht. Weiterhin berechnet die Routine den Koeffizi enten k3 (= k_T _D _* k_T2), welcher dem gesamten Geschwindigkeits reduzierungsverhältnis einschließlich der Geschwindigkeitsän derungsrate zwischen dem Installationsort des Automatikge triebe-Ausgangsumdrehungssensors 56 und den Rädern 29 und 30 sowie dem Verteilungskoeffizienten k_T _D im Differential ent spricht gemäß den Gleichungen (26) und (27) über die Torsions moment-Berechnungseinrichtung 60d.

Im Schritt 260 errechnet die Routine das Torsionsmoment durch die Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung 60d gemäß der Glei chung (29), welche nachfolgend gezeigt ist:

k_Dθ_D = k3 _* I_E(dω_P/dt) - k2 _* T₀.

Weiterhin, wenn das Torsionsmoment unter Verwendung der Glei chung (25) errechnet wird, führt die Routine die Schritte 250 und 260 wie folgt aus:

Im Schritt 250 errechnet die Routine den Koeffizienten k2 (= k_T _D _* k_T _A), welcher dem gesamten Geschwindigkeitsreduzierungs verhältnis einschließlich der Geschwindigkeitsänderungsrate zwi schen dem Drehmomentkonverter 51 (dem Installationsort des Au tomatikgetriebe-Eingangsumdrehungssensors 55) und dem Differen tial 24 sowie dem Verteilungskoeffizienten im Differential ent spricht unter Verwendung der Drehmomentberechnungseinrichtung 60d. In diesem Fall ist es nicht notwendig, die Ausgangsumdre hungs-Winkelgeschwindigkeit ω_P des Automatikgetriebes in Schritt 230 zu berechnen.

In Schritt 260 errechnet die Routine das Torsionsmoment gemäß der Gleichung (25) durch die Torsionsmoment-Berechnungseinrich tung 60d, welche nachfolgend dargestellt ist:

k_Dθ_D = k2 _* I_E(dω₁/dt) - k2 _* T₀.

Wie oben ausgeführt, wird auch im Ausführungsbeispiel 2 das Torsionsmoment zu jedem vorbestimmten Zeitintervall errechnet und daher kann das Torsionsmoment bestimmt werden, ohne daß eine spezielle Vorrichtung an den Radantriebswellen zum direk ten Messen der Momente hinzugefügt werden muß, wie dies nach herkömmlicher Art der Fall ist. Weiterhin sind die Sensoren, welche im zweiten Ausführungsbeispiel Verwendung finden, Senso ren, welche in anderen Steuersystemen des Kraftfahrzeugs bei spielsweise in einem Anti-Schlupf-Steuersystem und einem Ein spritzsystem der Maschine verwendet werden. Daher ist die Er findung im Vergleich zu den herkömmlichen Drehmoment-Meßvor richtungen kostengünstig.

Im Ausführungsbeispiel 1 oder 2 wird die Umdrehungs-Winkelge schwindigkeit und das Ausgangsdrehmoment an einem willkürlichen Bauteil, welches in der Nähe der Maschine angeordnet ist und in dem Torsion nicht hervorgerufen wird, unter Verwendung bereits existierender Sensoren, welche in anderen Systemen eines Auto mobils verwendet werden, gemessen, wobei die Koeffizienten k1 der Gleichung (8) oder die Koeffizienten k2 und k3 aus den Gleichungen (26) und (30) jeweils passend im Einklang mit den Installationsorten der Sensoren gewählt werden, durch die das Torsionsmoment bestimmt werden kann, ohne daß eine spezielle Vorrichtung an den Radantriebswellen zum direkten Messen der Momente hinzugefügt werden muß.

In diesem Fall ist es wichtig, die Umdrehungswinkelgeschwindig keit eines Bauteils zu messen, in dem keine Torsion auftritt. Wenn keine Torsion auftritt, kann (dω_E/dt), (dω₁/dt) oder (dω_P/dt) durch Berechnung ermittelt werden. Wenn allerdings Torsion auftritt, ist die Torsion Schwankungen unterworfen und daher ist es nicht möglich (dω_E/dt), (dω₁/dt) oder (dω_P/dt) über Berechnung zu erhalten. Daher kann das Torsionsmoment nicht dadurch ermittelt werden, daß die Umdrehungswinkelge schwindigkeit an einem Bauteil gemessen wird, bei dem Torsion auftritt, beispielsweise am Rad oder an der Bremse.

Ausführungsbeispiel 3

In den Veranschaulichungen nach den Fig. 4(a) und 4(b) hebt ein Fahrer beim Bremsen seinen Fuß vom Gaspedal und tritt auf die Bremse. In diesem Augenblick ist die Drosselklappe 7 (Fig. 1) vollständig geschlossen und daher kann das Maschinenausgangs- Drehmoment T_E vernachlässigt werden. Daher läßt sich die Glei chung (8) zur Berechnung des Torsionsmoments der Antriebswellen 20 und 21 durch die folgende Gleichung (31) ausdrücken:

k_Dθ_D = k₁ _* I_E(dω_E/dt) (31).

Dementsprechend kann statt durch die elektronische Schaltung 40 in Fig. 1 das Torsionsmoment folgendermaßen unter Verwendung einer elektronischen Schaltung 70, welche in einem Blockdia gramm in Fig. 12 dargestellt ist, berechnet werden. Die elek tronische Schaltung 70 umfaßt einen Bremsvorgang-Maschinenum drehung-Winkelgeschwindigkeits-Detektor 70a, eine Bremsvorgang- Maschinenumdrehung-Winkelbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung 70b und eine Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung 70d. Die notwendigen Sensoren in diesem Fall sind der Maschinen-Dreh zahlsensor 6, der rechte Antriebsradsensor 25 und der linke An triebsradsensor 26, wie in Fig. 12 gezeigt. Die Maschinenumdre hungs-Winkelgeschwindigkeit ω_E beim Bremsen wird durch den Bremsvorgang-Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeits-Detek tor 70a bestimmt, die Maschinenumdrehung-Winkelbeschleunigung (dω_E/dt) beim Bremsen wird durch die Bremsvorgang-Maschinenum drehungs-Winkelbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung 70b er rechnet und das Torsionsmoment k_Dθ_D kann gemäß der obigen Glei chung (31) unter Verwendung des Trägheitsmomentes I_E der Ma schine, welches zuvor in einer (nicht gezeigten) Speicherein richtung der elektronischen Schaltung 70 gespeichert wurde, be rechnet werden.

Weiterhin ist es möglich, anstelle der in Fig. 12 gezeigten elektronischen Schaltung das Torsionsmoment unter Verwendung der Gleichung (31) auf Grundlage des Rechenergebnisses des Ma schinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeits-Detektors 40a und der Maschinenumdrehungs-Winkelbeschleunigungs-Berechnungseinrich tung 40b beim Bremsen und durch die Torsionsmoment-Berechnungs einrichtung 40d zu berechnen.

Ausführungsbeispiel 4

Gleichermaßen kann auch in dem Fall, in dem das Getriebe ein Automatikgetriebe ist, beim Bremsen das Maschinenausgangs-Dreh moment wie oben vernachlässigt werden. Daher kann die Gleichung (25) zur Berechnung der Torsionsmomente der Radantriebswellen 20 und 21 durch die folgende Gleichung (41) ausgedrückt werden:

k_Dθ_D = k2 _* I_E(dω1/dt) (41).

Ebenfalls kann die Gleichung (29) durch die nachfolgende Glei chung (42) gleichermaßen ausgedrückt werden:

k_Dθ_D = k3 _* I_E(dω_P/dt) (42).

Dementsprechend kann das Torsionsmoment anstelle der in Fig. 12 gezeigten elektronischen Schaltung 70 unter Verwendung einer elektronischen Schaltung 80, welche als Blockdiagramm in Fig. 13 dargestellt ist, berechnet werden.

Die elektronische Schaltung 80 umfaßt einen Bremsvorgang-Ein gangsumdrehungs-Winkelgeschwindigkeits-Detektor 80a, eine Bremsvorgang-Eingangsumdrehungs-Winkelbeschleunigungs-Berech nungseinrichtung 80b und eine Torsionsmoment-Berechnungsein richtung 80d. Die notwendigen Sensoren in diesem Fall sind der Eingangsumdrehungssensor 55 des Automatikgetriebes, der rechte Antriebsradsensor 25 und der linke Antriebsradsensor 26.

Die elektronische Schaltung 80 ermittelt die Eingangsumdre hungs-Winkelgeschwindigkeit ω₁ des Automatikgetriebes 50 (Fig. 7) beim Bremsvorgang durch den Bremsvorgang-Eingangsumdrehungs- Winkelgeschwindigkeits-Detektor 80a auf Grundlage der Eingangs signale der verschiedenen oben genannten Sensoren. Daraufhin wird die Eingangsumdrehungs-Winkelbeschleunigung (dω₁/dt) des Automatikgetriebes im Bremsvorgang durch die Bremsvorgang-Ein gangsumdrehungs-Winkelbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung 80b berechnet. Das Torsionsmoment k_Dθ_D kann über die obige Gleichung (41) durch die Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung 80d berechnet werden.

Weiterhin ist es möglich, anstatt der in Fig. 13 gezeigten elektronischen Schaltung das Torsionsmoment gemäß der obigen Gleichung (41) auf Grundlage eines Meßergebnisses des Eingangs umdrehungs-Winkelgeschwindigkeits-Detektors 60a und der Ein gangsumdrehungs-Winkelbeschleunigungs-Berechungseinrichtung 60b beim Bremsvorgang und durch die Torsionsmoment-Berechnungsein richtung 60d zu errechnen. Weiterhin kann in einem Fall, wo das Meßergebnis des Ausgangsumdrehungssensors 46 des automatischen Getriebes verwendet wird, das Torsionsmoment gleichermaßen mit tels der Gleichung (42) berechnet werden.

Ausführungsbeispiel 5

In den zuvor jeweils beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Maschinenausgangs-Drehmoment T_E aus der Drosselklappenöff nung θ und der Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeit ω_E be rechnet. Allerdings kann das Maschinenausgangsdrehmoment T_E auch aus Daten, welche als Maschinenausgangs-Drehmoment-Charak teristik nach Fig. 14 im ROM 42 gespeichert sind sowie aus der Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeit ω_E mit dem Ansaug druck als Parameter, der vom Ansaugrohr-Sensor 10 (Fig. 1) ge messen wird, berechnet werden.

Ausführungsbeispiel 6

Weiterhin kann das Maschinenausgangs-Drehmoment T_E in Abhängig keit der Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeit ω_E mit dem Füllungsgrad einer Maschine als Parameter auch aus Daten, welche als der Maschinenausgangs-Drehmoment-Charakteristik nach Fig. 15 im Speicher 42 gespeichert sind sowie durch Berechnung des Füllungsgrades der Maschine aus einem Ausgangssignal des Luftdurchflußsensors 3 (Fig. 1) und der Maschinenumdrehungszahl n berechnet werden. Weiterhin kann die Charakteristik des Maschinenausgangs-Drehmoments in Form von Näherungsgleichungen gespeichert werden, anstatt es in Form eines Kennfeldes zu speichern.

Ausführungsbeispiel 7

In den jeweils zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde eine Anordnung für ein FR-Kraftfahrzeug (Frontmotor, heckge trieben) erläutert. Jedoch können die Torsionsmomente der Rad antriebswellen auch im Fall eines FF-Kraftfahrzeuges (Frontmotor, frontgetrieben) auf gleiche Weise ermittelt wer den, wobei lediglich die Gelenkwelleneinheit (Bezugszeichen 23 in Fig. 1) nicht vorhanden ist.

Ausführungsbeispiel 8

Ferner wurde in den obigen Ausführungsbeispielen die Erläute rung auf ein heckgetriebenes, zweiradgetriebenes Fahrzeug bezo gen. Jedoch können auch im Falle eines vierradgetriebenen Fahr zeuges, wenn Differentiale zwischen der Maschine und den vier Rädern angeordnet sind, die Torsionsmomente der Radantriebs wellen auf gleiche Weise wie bei den zweiradgetriebenen Fahr zeugen ermittelt werden. In diesem Fall sind bezüglich des Aus gangsdrehmoments der Maschine ein Front- und Heckradvertei lungsverhältnis und Verteilungskoeffizienten in den jeweiligen Differentialen von Front- und Heckrädern in Analogie zum Aus führungsbeispiel 1 oder 2 vorgesehen.

Das heißt das Ausgangsdrehmoment der Maschine (oder der Gelenk welle) wird über ein zentrales Differential auf die Front- und Heckräder verteilt. Wenn man dieses Verteilungsverhältnis als k_CD definiert, ist die Gleichung (3) folgendermaßen zu modifi zieren:

I_D(dω_D/dt) = k_Dθ_D - k_CD _* k_T _D _* k_Pθ_P (81).

Entsprechend:

k_Dθ_D = I_D(dω_D/dt) + k_CD _* k_T _D _* k_Pθ_P (82).

Aus Gleichung (7):

k_Dθ_D = I_D(dω_D/dt) + k_CD _* k_T _D _* k_T {I_E(dω_E/dt) - T_E} (83).

Wenn man k4 folgendermaßen definiert,

k4 = k_CD _* k_T _D _* k_T (84).

ergibt sich die folgende Gleichung:

k_Dθ_D = I_D(dω_D/dt) + k4{I_E(dω_E/dt) - T_E} (85).

Daher kann das Torsionsmoment auf gleiche Weise berechnet wer den, wobei nur die Koeffizienten von denen des Falles eines zweiradgetriebenen Fahrzeuges verschieden sind.

Ausführungsbeispiel 9

Weiterhin wurden in den obigen Ausführungsbeispielen Fälle er läutert, in denen die Brennkraftmaschine eine Maschine vom Otto-Typ ist. Jedoch kann auch im Fall einer Maschine vom Die sel-Typ das Torsionsmoment auf analoge Weise durch Messung der Maschinenumdrehungszahl über einen Umdrehungssensor einer Kraftstoffpumpe oder dergleichen ermittelt werden.

Ausführungsbeispiel 10

Wenn Radschlupf auftritt, kehrt sich die Richtung des Torsions moments T_Dθ_D, welches nach den jeweiligen Ausführungsbeispie len 3 und 4 bestimmt wird, (das Vorzeichen von Gleichung (31), (41) und (42)) um. Daher kann eine Schlupferkennungseinrichtung vorgesehen werden, welche das Auftreten von Schlupf über k_Dθ_D feststellt. Fig. 16 zeigt ein Blockdiagramm, welches die Anord nung einer Schlupferkennungseinrichtung 90 erläutert, welche mit einer Torsionsmoment-Meßeinrichtung 91 gemäß der vorliegen den Erfindung bereitgestellt wird, welche in den obigen Ausfüh rungsbeispielen 1 bis 9 erläutert wurde. Weiterhin ist eine Schlupfbestimmungseinrichtung 92 in der Anordnung vorgesehen. Die Bremskraft wird über eine Schlupfkontrolleinrichtung 93 auf Grundlage des Meßergebnisses der Schlupferkennungseinrichtung 90 gesteuert.

Die Fig. 17 und 18 sind Flußdiagramme, welche den Betrieb der Schlupferkennungseinrichtung 90 und der Schlupfkontrolleinrich tung 93 beim Bremsen und beim starken Beschleunigen zeigen.

Zunächst soll eine Erläuterung des Betriebs im Bremsvorgang un ter Bezugnahme auf Fig. 17 gegeben werden. Die Radgeschwindig keit wird beim Auftreten von Schlupf im Bremsvorgang kleiner als die Rumpfgeschwindigkeit. Beim Bremsen wird eine Antriebs kraft von den Antriebsrädern 29 und 30 auf die Antriebswellen 20 und 21 übertragen, welche die Maschine 1 zur Umdrehung ver anlassen. Daher wird in den Antriebswellen 20 und 21 ein posi tives Drehmoment (k_Dθ_D < 0) erzeugt. Wenn die Antriebsräder 29 und 30 jedoch gebremst werden, wird die Antriebskraft ge schwächt und k_Dθ_D wird reduziert.

Dementsprechend schreitet die Routine in Schritt 300 in Fig. 17 zu Schritt 301, wenn die Schlupfbestimmungseinrichtung 92 fest stellt, daß das Torsionsmoment k_Dθ_D, welches von der Torsions moment-Meßeinrichtung 91 gemessen wird, größer ist als ein vor bestimmter positiver Wert α1, wobei die Schlupfkontrolleinrich tung 93 die Bremskraft erhöht. Wenn k_Dθ_D als gleich oder klei ner als der vorbestimmte Wert α im Schritt 300 bestimmt wird, schreitet die Routine zum Schritt 302, wobei k_Dθ_D mit einem ne gativen vorbestimmten Wert β verglichen wird. Wenn k_Dθ_D kleiner als β ist, entscheidet die Routine, daß die Bremskraft überhöht ist und schreitet zu Schritt 303, wobei die Routine die Brems kraft verringert. Wenn k_Dθ_D größer als β ist, behält die Rou tine im Schritt 304 den gegenwärtigen Zustand bei.

Nachfolgend wird eine Erläuterung des Betriebs beim starken Be schleunigen unter Bezugnahme auf Fig. 18 gegeben. Beim Auftre ten von Schlupf beim starken Beschleunigen wird die Radge schwindigkeit größer als die Rumpfgeschwindigkeit. Bei einem starken Beschleunigen wird eine Antriebskraft von der Maschine 1 auf die Antriebsräder 29 und 30 über die Antriebswellen 20 und 21 übertragen, wodurch die Antriebsräder dazu gebracht wer den, daß sie sich drehen. Daher wird ein negatives Drehmoment (k_Dθ_D < 0) in den Radantriebswellen 20 und 21 erzeugt. Wenn die Schlupfbestimmungseinrichtung 92 in Schritt 400 feststellt, daß das gemessene Torsionsmoment k_Dθ_D kleiner ist als ein negativer vorbestimmter Wert α1, schreitet die Routine zu Schritt 401, wobei die Schlupfkontrolleinrichtung 93 die Antriebskraft reduziert.

Das heißt, wenn in Schritt 400 festgestellt wird, daß das Tor sionsmoment k_Dθ_D kleiner als der negative vorbestimmte Wert α1 ist, entscheidet die Routine, daß die Antriebskraft groß ist und schreitet zu Schritt 401. In Schritt 401 reduziert die Rou tine die Antriebskraft. Wenn in Schritt 401 das Torsionsmoment k_Dθ_D als gleich oder größer als der vorbestimmte Wert α1 er kannt wird, schreitet die Routine zu Schritt 402. In Schritt 402 vergleicht die Routine k_Dθ_D mit einem positiven vorbestimm ten Wert β1. Wenn k_Dθ_D größer als β1 ist, entscheidet die Rou tine, daß die Antriebskraft klein ist und schreitet zu Schritt 403. In Schritt 403 erhöht die Routine die Antriebskraft. Wenn k_Dθ_D kleiner als β1 ist, erhält die Routine in Schritt 404 den gegenwärtigen Zustand aufrecht.

Ferner wird die Steuerung der Antriebskraft beispielsweise durch ein zweites Drosselklappenventil durchgeführt, welches durch einen Schrittmotor einer Drosselklappenbetätigungs-Vor richtung angetrieben wird. Die Schlupfkontrolleinrichtung steu ert den Schrittmotor, die Öffnung des zweiten Ventils und einer Luftmenge.

In einem Antiblockier-Bremssystem ist im Hinblick auf die Steuerung wichtig, das Auftreten von Schlupf zu erkennen. Daher sind die Meß- und Erkennungseinrichtungen des Torsionsmoments, welche in den voranstehenden jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, anwendbar zur Erkennung und Steuerung von Rad schlupf in einem Antiblockierbremssystem, welches beispiels weise in der ungeprüften japanischen Patentschrift No. 293655/1992 offenbart ist.

Ausführungsbeispiel 11

Eine von der Straße übertragene Kraft F kann mittels der Glei chungen (4) und (5) auf Grundlage des Moments k_Dθ_D, welches durch die Torsionsmoment-Meßeinrichtung wie oben dargelegt festgestellt wird, der Radumdrehungs-Winkelbeschleunigung (dω_W/dt) und dem Radträgheitsmoment I_W berechnet werden. Das heißt aus den Gleichungen (4) und (5) ergibt sich die folgende Gleichung:

I_B _* (dω_B/dt) + I_W(dω_W/dt) = F _* r - k_Dθ_D (111).

Wenn die Gleichung (111) unter Vernachlässigung von I_B, da dies klein ist, modifiziert wird, ergibt sich die folgende Glei chung:

F _* r = I_W(dω_W/dt) _* k_Dθ_D (112).

Die Kraft F kann aus der obigen Gleichung berechnet werden.

Die Kraft F, welche von der Straße ausgeübt wird, kann, wenn man die auf das Rad ausgeübte Gewichtsbelastung als w und den Straßenreibungskoeffizienten zwischen der Straße und einem Rei fen als µ bezeichnet, folgendermaßen ausgedrückt werden:

F = µw (113).

Daher kann der Straßenreibungskoeffizient µ zwischen der Straße und dem Reifen aus F und w berechnet werden.

In einem Anti-Blockierbremssystem oder in einem Traktions system, welches beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentschrift No. 273948/1991 beschrieben ist, ist es wichtig, im Hinblick -auf die Steuerung, den Straßenreibungskoeffizienten µ zu bestimmen. Es ist möglich, eine Straßenreibungskoeffi zient-Meßeinrichtung zur Bestimmung des Straßenreibungskoeffi zienten µ unter Verwendung der Torsionsmoment-Meßeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bereitzustellen.

Fig. 19 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Straßenreibungskoeffizient-Meßeinrichtung zeigt, wobei das Be zugszeichen 91 eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und das Bezugszeichen 94 eine Straßen reibungskoeffizient-Meßeinrichtung bezeichnet. Die Straßenrei bungskoeffizienten-Meßeinrichtung 94 führt eine Berechnung, wie sie in den Gleichungen (112) und (113) bezeichnet ist, auf Grundlage des Torsionsmoments k_Dr_D, welches von der Torsionsmo ment-Meßeinrichtung festgestellt wird unter deren Hilfe der Straßenreibungskoeffizient berechnet wird, durch.

Ausführungsbeispiel 12

Obwohl die Erläuterung für Fälle gegeben wurden, in denen die Antriebseinheit zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges eine Brenn kraftmaschine ist, ist die Erfindung auch auf einen Gleich strommotor oder einem Induktionsmotor oder dergleichen Antrieb anwendbar. In diesem Fall, beispielsweise in dem Fall eines Gleichstrommotors mit in Serie angeordneten Wicklungen, sind Parameter zum Berechnen des Ausgangs-Drehmoments eine zuge führte Spannung, ein zugeführter Strom, eine Umdrehungsge schwindigkeit und dergleichen, wohingegen im Fall eines Induk tionsmotors, welcher von einer Stromversorgung mit variabler Spannung und variabler Frequenz angetrieben wird, diese Parame ter eine zugeführte Spannung, eine Stromquellenfrequenz, eine Umdrehungsgeschwindigkeit (Schlupf) und dergleichen sind.

Beispielsweise werden in Gleichung (31) das Trägheitsmoment I_E der Maschine und die Umdrehungs-Winkelbeschleunigung (dω_E/dt) durch das Trägheitsmoment I_M eines Dreiphasen-Induktionsmotors und der Umdrehungs-Winkelbeschleunigung (dω_M/dt) ersetzt.

In diesem Fall werden die verschiedene Daten des Dreiphasen-In duktionsmotors unter Verwendung eines Motor-Drehzahlsensors ei nem Bremsvorgang-Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeits-De tektor, einer Bremsvorgangs-Maschinenumdrehungs-Winkelbeschleu nigungs-Berechnungseinrichtung, welche die gleichen Funktionen aufweisen, anstatt durch den Maschine-Drehzahlsensors 6, den Bremsvorgang-Maschinenumdrehungs-Winkelgeschwindigkeits-Detek tors 70a und die Bremsvorgangs-Maschinenumdrehungs-Winkelbe schleunigungs-Berechnungseinrichtung 70b in Fig. 12 gemessen. Auf diese Weise kann das Ausgangs-Drehmoment des Motors leicht durch die Parameter ohne direktes Messen des Ausgangs-Drehmo ments ermittelt werden. Das Torsionsmoment kann nach einem Ver fahren, welches zu denjenigen der anhand der oben beschrieben Ausführungsbeispiele analog ist, berechnet werden.

Wie oben dargelegt, kann gemäß der Torsionsmoment-Meßeinrich tung nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung das Tor sionsmoment der Radantriebswellen auf Grundlage der Umdrehungs beschleunigung und dem Ausgangs-Drehmoment der Antriebseinheit berechnet werden. Daher kann das Torsionsmoment der Radan triebswellen auf indirekte Weise bestimmt werden und der Grad an Einbaufreiheit wird erhöht.

Gemäß der Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Torsionsmomente der Rad antriebswellen auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung und dem Ausgangs-Drehmoment einer Brennkraftmaschine berechnet wer den. Daher können die Torsionsmomente der Radantriebswellen auf indirekte Weise bestimmt werden und der Grad an Einbaufreiheit wird erhöht.

Gemäß der Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Momente der Radantriebs wellen auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung und des Ge triebemoments des Getriebes berechnet werden. Daher kann das Torsionsmoment der Radantriebswelle auf indirekte Weise be stimmt werden. Der Grad an Einbaufreiheit wird erhöht.

Gemäß der Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Torsionsmomente der Rad antriebswellen auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung der Antriebseinheit im Bremsvorgang berechnet werden. Daher können die Torsionsmomente der Radantriebswellen im Bremsvorgang auf indirekte Weise bestimmt werden. Der Grad an Einbaufreiheit wird erhöht.

Gemäß der Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Torsionsmomente der Rad antriebswellen auf Grundlage der Ausgangs-Umdrehungsbeschleuni gung des Getriebes im Bremsvorgang berechnet werden. Daher kann das Torsionsmoment der Radantriebswelle im Bremsvorgang auf in direkte Weise bestimmt werden. Der Grad an Einbaufreiheit wird erhöht.

Gemäß der Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach 04638 00070 552 001000280000000200012000285910452700040 0002019514093 00004 04519 dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangs-Drehmoment der Brennkraftmaschine auf Grundlage der Umdrehungsgeschwindig keit der Brennkraftmaschine und dem Drosselklappenöffnungsgrad der Brennkraftmaschine berechnet. Das Ausgangs-Drehmoment der Brennkraftmaschine kann auf einfache Weise berechnet werden und das Torsionsmoment der Radantriebswellen kann auf indirekte Weise bestimmt werden.

Gemäß der Torsionsmoment-Meßeinrichtung mit dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangs-Drehmoment der Brennkraftmaschine auf Grundlage der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine und dem Ansaugdruck der Brennkraftma schine berechnet. Daher kann das Ausgangs-Drehmoment der Brenn kraftmaschine auf einfache Weise errechnet werden. Die Tor sionsmomente der Radantriebswellen können auf indirekte Weise bestimmt werden.

Gemäß der Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangs-Drehmoment der Brennkraftmaschine auf Grundlage der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine und des Füllungsgrades der Brennkraftma schine berechnet. Daher kann das Ausgangs-Drehmoment der Brenn kraftmaschine auf einfache Weise berechnet werden. Die Torsi onsmomente der Radantriebswellen können auf indirekte Weise be stimmt werden.

Gemäß der Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangs-Drehmoment des In duktionsmotors auf Grundlage der Parameter des Induktionsmotors berechnet. Daher kann das Ausgangs-Drehmoment des Induktionsmo tors auf einfache Weise berechnet werden. Die Torsionsmomente der Radantriebswellen können auf indirekte Weise bestimmt wer den.

Gemäß der Schlupferkennungseinrichtung nach dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Auftreten von Radschlupf auf Grundlage der Werte der Torsionsmomente, welche von der Torsionsmoment-Meßeinrichtung erhalten werden, erkannt werden. Daher kann das Auftreten von Schlupf auf indirekte Weise zuver lässig bestimmt werden.

Gemäß der Straßenreibungskoeffizient-Meßeinrichtung nach dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird der Reibungsko effizient zwischen der im Rad und der Straße auf Grundlage des Wertes des Torsionsmoments, welches von der Torsionsmoment-Meß einrichtung errechnet wurde, berechnet. Daher kann der Straßen reibungskoeffizient auf indirekte Weise und zugleich präzise bestimmt werden.

Gemäß der Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangs-Drehmoment der Antriebseinheit auf Grundlage der Parameter der An triebseinheit berechnet und die Torsionsmomente der Radan triebswellen werden auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung der Antriebseinheit und dem Ausgangsdrehmoment der Antriebsein heit berechnet. Daher können die Torsionsmomente der Radan triebswellen auf indirekter Weise bestimmt werden. Es wird ein Torsionsmoment-Meßverfahren mit einem hohen Maß an Anwendungs freiheit bereitgestellt.

Gemäß dem Torsionsmoment-Meßverfahren nach dem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangs-Drehmoment der Brennkraftmaschine auf Grundlage der Parameter der Brenn kraftmaschine berechnet. Die Torsionsmomente der Radantriebs wellen werden auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung der Brennkraftmaschine und dem Ausgangs-Drehmoment der Brennkraft maschine berechnet. Daher können die Torsionsmomente der Radantriebswellen auf indirekte Weise bestimmt werden. Es wird ein Torsionsmoment-Meßverfahren mit einem hohen Maß an Anwen dungsfreiheit bereitgestellt.

Gemäß dem Torsionsmoment-Meßverfahren nach dem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird das Momentenverhältnis aus der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine und der Umdrehungsgeschwindigkeit des Getriebes berechnet. Das Ge triebe-Drehmoment des Getriebes wird auf Grundlage des Aus gangs-Drehmoments der Brennkraftmaschine, welches auf Grundlage der Parameter der Brennkraftmaschine errechnet wurde, und dem Momentenverhältnis errechnet. Die Torsionsmomente der Radan triebswellen werden auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes und des Getriebe-Drehmoments berechnet. Daher könne die Torsionsmomente der Radantriebswellen auf indirekte Weise ermittelt werden. Es wird ein Torsionsmoment-Meßverfahren bereitgestellt, welches ein hohes Maß an Anwendungsfreiheit aufweist.

Claims

1. Torsionsmoment-Meßeinrichtung, gekennzeichnet durch
eine Antriebseinheit-Umdrehungsgeschwindigkeit-Meßeinrich tung (40a) zum Bestimmen der Umdrehungsgeschwindigkeit ei ner Antriebseinheit zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs;
eine Antriebseinheit-Umdrehungsbeschleunigungs-Berech nungseinrichtung (40b) zum Berechnen der Umdrehungsbe schleunigung der Antriebseinheit auf Grundlage der Um drehungsgeschwindigkeit der Antriebseinheit;
eine Antriebseinheit-Ausgangsdrehmoment-Berechnungsein richtung (40c) zum Berechnen des Ausgangsdrehmoments der Antriebseinheit auf Grundlage von Parametern der An triebseinheit; und
eine Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung (40d) zum Be rechnen der Torsionsmomente, die auf Radantriebswellen zum Antrieb von Rädern wirken, auf Grundlage der Umdrehungsbe schleunigung der Antriebseinheit und des Ausgangsdrehmo ments der Antriebseinheit.

2. Torsionsmoment-Meßeinrichtung, gekennzeichnet durch:
eine Brennkraftmaschinen-Umdrehungsgeschwindigkeits-Meß einrichtung (40a) zum Bestimmen der Umdrehungsgeschwindig keit einer Brennkraftmaschine (1) zum Antrieb eines Kraft fahrzeugs;
eine Brennkraftmaschinen-Umdrehungsbeschleunigungs-Berech nungseinrichtung (40b) zum Berechnen der Umdrehungsbeschleunigung einer Brennkraftmaschine (1) auf Grundlage der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftma schine (1);
eine Brennkraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment-Berechnungs einrichtung (40c) zum Berechnen des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine (1) auf Grundlage von Parametern der Brennkraftmaschine (1); und
eine Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung (40d) zum Be rechnen der Torsionsmomente, die auf Radantriebswellen zum Antrieb von Rädern (29,30) wirken, auf Grundlage der Um drehungsbeschleunigung und des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine (1).

3. Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung, gekennzeichnet durch:
eine Brennkraftmaschinen-Umdrehungsgeschwindigkeitsmeßein richtung (40a) zum Feststellen der Umdrehungsgeschwindigkeit einer Brennkraftmaschine (1) zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs;
eine Getriebe-Umdrehungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung (55, 56) zum Feststellen der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Getriebes (50);
eine Getriebe-Umdrehungsbeschleunigungs-Berechnungsein richtung zum Berechnen der Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes (50) auf Grundlage der Umdrehungsgeschwindigkeit des Getriebes (50);
eine Getriebe-Drehmoment-Berechnungseinrichtung zum Be rechnen des Getriebedrehmoments des Getriebes auf Grund lage des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine (1), welches aus Parametern der Brennkraftmaschine (1) errechnet wird und auf einem Drehmomentverhältnis, welches aus der Umdrehungsgeschwindigkeit des Getriebes (50) errechnet wird; und
eine Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung zum Berechnen von Torsionsmomenten in Radantriebswellen (20, 21) auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes (50) und des Getriebedrehmoments.

4. Torsionsmoment-Meßeinrichtung, gekennzeichnet durch:
eine Bremsvorgang-Antriebseinheit-Umdrehungsgeschwindig keitsmeßeinrichtung (70a) zum Feststellen der Umdrehungsgeschwindigkeit einer Antriebseinheit, welche zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, bei gebremsten Rädern (29, 30);
eine Bremsvorgang-Antriebseinheit- Umdrehungsbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung (70b) zum Berechnen der Umdrehungsbeschleunigung der Antriebseinheit während des Bremsvorganges aus der Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebseinheit während des Bremsvorgangs; und
eine Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung (70d) zum Berechnen von Torsionsmomenten auf Radantriebswellen auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung der Radantriebseinheit während des Bremsvorgangs.

5. Eine Torsionsmoment-Meßeinrichtung, gekennzeichnet durch:
eine Bremsvorgang-Getriebe-Umdrehungsgeschwindigkeits- Meßeinrichtung (80a) zum Bestimmen der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Getriebes bei gebremsten Rädern;
eine Bremsvorgang-Getriebe-Umdrehungsbeschleunigungs- Berechnungseinrichtung (80b) zum Berechnen einer Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes (50) während des Bremsvorgangs aus der Umdrehungsgeschwindigkeit des Getriebes (50) während des Bremsvorgangs; und
einen Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung (80d) zum Berechnen von Torsionsmomenten in Radantriebswellen (20, 21) zum Antrieb von Rädern (29, 30), auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung des Getriebes (50) während des Bremsvorgangs.

6. Torsionsmoment-Berechnungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung der Brennkraftmaschine (1) sind.

7. Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter die Umdrehungsgeschwindigkeit und der Ansaugdruck der Brennkraftmaschine (1) sind.

8. Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter die Umdrehungsgeschwindigkeit und der Füllungsgrad der Brennkraftmaschine (1) sind.

9. Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit ein Induktionsmotor ist, welcher von einer Stromquelle mit variabler Spannung und variabler Frequenz gespeist wird.

10. Schlupferkennungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf eines Rades (29,30) auf Grundlage des Torsionsmoment-Wertes erkannt wird, welcher durch die Torsionsmoment-Meßeinrichtung (40d, 60d, 70d, 80d) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 errechnet wurde.

11. Straßenreibungskoeffizient-Meßeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibungskoeffizient zwischen einem Rad und einer Straße auf Grundlage des Torsionsmomentes berechnet wird, welches durch die Torsionsmoment-Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 errechnet wurde.

12. Torsionsmoment-Meßverfahren, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen der Umdrehungsbeschleunigung einer Antriebseinheit zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs durch Bestimmen der Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebseinheit;
Berechnen des Ausgangsdrehmoments der Antriebseinheit auf Grundlage von Parametern der Antriebseinheit; und
Berechnen von Torsionsmomenten in Radantriebswellen (20, 21) zum Antrieb der Räder (29, 30), auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung der Antriebseinheit und des Ausgangsdrehmoments der Antriebseinheit.

13. Torsionsmoment-Meßverfahren, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen der Umdrehungsbeschleunigung einer Brennkraftmaschine (1) zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs durch Bestimmen der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine (1);
Berechnen des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine (1) auf Grundlage von Parametern der Brennkraftmaschine (1); und Berechnen von Torsionsmomenten in Radantriebswellen (20, 21) zum Antrieb von Rädern (29, 30), auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung der Brennkraftmaschine (1) und des Ausgangsdrehmomentes der Brennkraftmaschine (1).

14. Torsionsmoment-Meßverfahren, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen der Umdrehungsbeschleunigung eines Getriebes (22, 50) durch Bestimmen der Umdrehungsgeschwindigkeit einer Brennkraftmaschine (1), welche zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, und durch Bestimmen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Getriebes (22, 50);
Berechnen eines Drehmomentverhältnisses aus der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine (1) und der Umdrehungsgeschwindigkeit des Getriebes (22, 50);
Berechnen eines Getriebedrehmoments des Getriebes auf Grundlage des Ausgangsdrehmomentes der Brennkraftmaschine (1), welches aus Parametern der Brennkraftmaschine (1) er rechnet wurde, und auf Grundlage des Drehmoment verhältnisses; und
Berechnen von Torsionsmomenten von Radantriebswellen (20, 21), welche zum Antrieb von Rädern (29, 30) vorgesehen sind, auf Grundlage der Umdrehungsbeschleunigung des Ge triebes (22, 50) und des Getriebedrehmoments.