CN104773176B - 测定电动车辆的车辆质量或车重的方法、装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种用于测定电动车辆(14，14b)或电力混合车辆的车辆质量(m)或车辆重量的方法，a)其中，测定电动机(EM，EMb)的发动机转矩(M)，b)其中，测定车辆(14，14b)的加速度(a)和/或车辆(14，14b)的或者车辆(14，14b)在其上行驶的行车道(12，12b)的倾角(16，alpha)或斜度，和c)其中，在使用发动机转矩(M)、加速度(a)和倾角(16，alpha)或斜度的情况下，或者在使用发动机转矩(M)和加速度(a)的情况下，或者在使用发动机转矩(M)和倾角(16，alpha)或斜度的情况下，测定车辆质量(m)或车辆重量。

Description

测定电动车辆的车辆质量或车重的方法、装置和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于测定车辆中的、特别是电动车辆中的或电力混合车辆中的车辆质量或车辆重量的方法。这种车辆例如能够通过蓄电池或燃料电池来驱动并且由于在以替代能源运行时与内燃机相比更少的有害物质排放和更好的气候相容性或者更好的环境相容性而广泛应用。
本发明涉及一种用于测定电动车辆的或者电力混合车辆的车辆质量或车辆重量的方法，
a)其中，测定电动机的发动机转矩，
b)其中，测定加速度和/或车辆的或者车辆在其上行驶的行车道的倾角或斜度，和
c)其中，在使用发动机转矩、加速度和倾角或斜度的情况下，或者通过在使用发动机转矩和加速度的情况下，或者在使用发动机转矩和倾角或斜度的情况下，测定车辆质量或车辆重量。
此外，本发明还涉及一种装置，特别地用于执行上述方法，其中，该装置包含：
用于测定电动机的转矩的单元，
用于测定通过电动机驱动的车辆的加速度和/或倾角的单元，
和测定单元，其在输入端侧与用于测定转矩的单元的输出端相连并且
a)与用于测定加速度和倾角的单元相连，或者
b)与用于测定加速度的单元相连，或
c)与用于测定倾角或成百分比的斜度的单元相连，并且测定单元测定车辆的车辆质量或车辆重量。
此外，本发明涉及一种具有电动机的车辆，其中，车辆包含上述装置。
发明内容
改进方案的目的是，给出一种用于测定电动车辆或电力混合车辆的车辆质量或车辆重量的简单的方法。此外，应给出相对应的装置和相对应的方法。
改进方案从以下构思出发：在至今为止应用的内燃机中，相对困难的是，特别是在转速很小或速度很小时精确地确定有效的发动机转矩。这一方面由于内燃机不允许有很小的转速，因此总是需要离合器。相反，电动机在转速很小时或者甚至在电动机静止时也具有高转矩，因此不需要离合器。此外，在电动机中，发动机的转矩通常已经在电动机的逆变器中或控制电路中或调节电路中已知，例如参见西门子股份公司、博世股份有限公司、Brusa电子股份公司或其他公司的市售的逆变器。
因此，电动机的转矩能够以简单的方式提供或者能够以简单的方式由用于驱动电动机的电流来测定。这例如开启了下述可行性，以简单的方式由发动机转矩测定或计算出车辆重量。
在用于测定电动车辆或者电力混合车辆的车辆质量或车辆重量的方法中能够：
a)测定电动机的发动机转矩，
b)测定加速度和/或车辆的或者车辆在其上行驶的行车道的倾角或斜度，
c)并且在使用发动机转矩、加速度和倾角/斜度的情况下，或者在使用发动机转矩和加速度的情况下，或者在使用发动机转矩和倾角/斜度的情况下，能够测定车辆质量或车辆重量。
除了上述方法步骤，还能够执行其他的步骤或者仅执行用于测定车辆质量或者车辆重量的所提出的方法步骤。
电动车辆例如能够是汽车、公共汽车、营运汽车、轨道车辆、摩托车、轻便摩托车、自行车或其他的车辆。特别地，电动车辆也能够是混合动力车辆，即通过电动机或其他的驱动器来驱动。
发动机转矩能够以不同的方式来测定，例如预设、检测、测量、特别是以SI单位(System International国际单位制)测定。
所提及的加速度能够是正的或负的，即减速。加速度例如能够通过检测、通过测量或者以其他的方式和方法来测定。很多电动机包含能够测定转子位置、转子速度或转子加速度的一个或多个传感器。转子加速度能够与车辆加速度成比例。也能够应用与发动机分开的加速度传感器。
质量在日常用语中通常称为重量。质量具有物理单位千克。重量具有物理单位牛米(早期为千克力)并且通过与相应适用的重力加速度g、例如是9.81m/s^2(米每秒平方)，的乘积由质量来计算出。重力加速度g例如取决于高于标准零点的高度、即例如基于海平面的高度。替代地，对于重力加速度能够使用恒定的数值。
车辆质量或车辆重量例如根据车辆加载了行李、货物、人员等来改变。在挂有挂车时，也改变了车辆重量。混合动力车辆在行驶期间根据还留有的燃料也改变其重量或质量。因此，在混合动力汽车中，燃料填充具有下述质量，其例如位于从汽车时的50千克直至载货车或公共汽车时的大于200千克的范围内。
车辆质量或车辆重量能够涉及车辆总质量或车辆总重量，即车辆加上载重、例如特别是人员和行李或其他负载，和可能的挂车。
电动机能够是任意的电动机，例如无电刷发动机或具有刷、例如碳刷的直流电压发动机。
车辆重量能够用于多种用途，例如用于测定电动车辆的行车距离、用于调节ABS(防抱死制动***)或ESP(电子稳定***)或者用于其他的用途。下面例如还提出其他用途。
车辆的加速度例如能够利用加速度传感器来检测，其例如基于霍尔传感器(Hallsensor)作用并且特别地不处于用于驱动车辆的电动机中。替代地，能够如上所述，也由电动机的转子的转子加速度或者以其他方式和方法测定加速度。
同样能够检测或测量倾角或斜度。倾角例如以角度或弧度来描述。行车道的或车辆的斜度例如能够以百分比来描述。因此，作为参考量能够考虑行车道的100米的斜度或者车辆在其长度上的成百分比的斜度。100米均匀地上升10米例如等于上升百分之十。
电动机的发动机力矩能够由用于驱控电动机的逆变器来输出。替代地或附加地，电动机的发动机转矩能够由至少一个发动机电流测定，优选地由一种发动机电流测定，该发动机电流或其数值能在用于驱控电动机的逆变器中使用。
逆变器例如能够包含分别由两个开关元件、特别是功率半导体(晶体管(Transistor))构成的至少三个半桥，以及相对应的控制***。逆变器也能够称为变流器。
但是发动机转矩例如也能够在调节***中计算出，特别是以电动机的应用于调节***的机器模型来计算。
发动机电流例如能够检测、测量或者以其他的方式来测定。
因此，能够以简单的方式和方法在没有电动机械的转矩检测时测定电动机的转矩。然而替代地，也能够实现电动机械的转矩检测。
电动机能够是同步电机、特别是永磁激励的同步电机。这种发动机不具有转差率，从而已知的定片磁场或者定子磁场在转子处产生同步转动。替代地，发动机是异步电机或者直流电机。
同步电机构造得特别紧凑。异步电机能够不使用用于永磁体的稀土来构造。直流电机例如能够没有大量耗费的调节***的情况下串联运行。
但是，还能够使用其他类型的电动机，例如磁阻电机。电动机能够是内转子，然而特别地在轮毂电机中也使用外转子电机。
车辆质量或车辆重量能够根据以下参量来计算：
-发动机转矩，
-优选变速器的传动比，其中在轮毂电机中优选地应用等于1的传动比，
-车辆的轮的半径；
-优选重力加速度；
-车辆的加速度，和
-倾角。
所提出的参量能够完全地描述用于测定车辆质量或车辆重量的参量。替代地也能够应用其他的物理参量。
在电动机和驱动轮之间应用变速器时，传动比能够不等于一，例如位于二至十五或二至十的范围中。如果不应用变速器，那么ü等于一。
所提出的参量用于表示在转矩由电动机传递到街道上时的物理关联，其中，反作用力，如坡面驱动力或者惯性力能够以简单的方式考虑到。在许多行驶状态中或在静止状态中，在确定车辆重量或车辆质量时考虑这两个力就足够了。
根据下式能够计算车辆质量：
m＝M*ü/(r*a(g/a*sin alpha+1))， 公式(1)
其中M是发动机转矩、ü是传动比、r是半径、g是重力加速度、a是加速度并且alpha是倾角。在此，符号*代表乘法并且符号/代表除法。正弦函数通过sin表示。
也能够应用与公式(1)相对应的公式，其能够变形成上述公式(1)，例如通过使用乘法的结合律：
m＝M*ü/(r*(a+g*sin alpha))。
在式(1)中例如考虑到，轮转矩等于所需要的力乘以轮的半径。此外考虑到，发动机转矩等于所需要的轮转矩除以变速器的传动比。
发动机转矩例如在中央发动机时与唯一的电动机相关。在轮毂驱动器中，发动机转矩能够是两个轮毂电机的或者四个或大于四个的轮毂发动机的转矩的和。因此，根据驱动器设计，在转矩中能够考虑发动机的数量。
重力加速度优选地能够预设为固定的又或者可变的，例如通过地形高度信息，例如通过使用GPS(全球定位***(Global Position System))或者通过使用例如在俄罗斯或其他国家或地区中应用的相应***来预设。
在公式(1)中也能够使用标准化，其中固定的参量能够包含在标准化因数中。此时，车辆质量或车辆重量例如根据参考质量或者车辆的参考重量来给出。
车辆质量或车辆重量能够根据以下参量计算：
-发动机转矩，
-优选变速器的传动比，其中在轮毂电机中优选地应用等于1的传动比，
-车辆的轮的半径，和
-车辆的加速度。
不使用倾角及斜度。所提出的参量能够完全地描述所应用的参量。替代地也能够应用其他的物理参量。
在传动器中，传动比也能够不等于一并且例如位于二至十五或者二至十的范围中。如果不使用传动器，ü等于一。
因此在不考虑倾角/斜度时，能够足够精确地计算车辆质量或车辆重量，特别是在平坦的行车道上、即没有下坡/上坡、或在轻微的下坡/上坡时，即例如小于百分之三或者甚至小于百分之一时。
根据下式能够计算车辆质量
m＝M*ü/(r*a)， 公式(2)
其中，M是发动机转矩、ü是传动比、r是半径并且a是加速度。能够检验，车辆是否在平坦的行车道(没有上坡/下坡)上或者在具有小于百分之三或者小于百分之一的上升或下降的行车道上移动。
例如，利用车辆中的传感器检测，不存在上坡/下坡或仅存在微小的斜度。在回归到国际单位时也涉及测量。替代地，能够经由通过GPS或类似的***和例如电子地图来检验，当前是否存在斜度。但是该检验也能够以其他的方式和方法执行。
轮转矩又等于所需要的力乘以轮的半径。发动机转矩又等于所需的轮转矩除以传动比。但是，在公式(2)中也能够考虑其他的或进一步的关联。
例如在中央发动机时，发动机转矩能够涉及唯一的电动机。在轮毂驱动器中，发动机转矩例如是两个轮毂发动机或者四个或多于四个轮毂发动机的和。相关发动机的数量能够在转矩描述时进行考虑。
也能够使用标准化，其中固定的参量能够包含在标准化因数中。此时，车辆质量或车辆重量与车辆的参考质量或参考重量相关。
在车辆速度处于直至每小时1，5，10，20或30千米的公里每小时的范围中或处于每小时5千米直至每小时30千米的范围中时，能够测定车辆质量或车辆重量。速度能够通过电动机来检测或测量。替代地，能够应用转速计以用于检测车辆的速度，其中，转速计的传感器元件例如安装在轮处。
在上述的很小速度时，滚动摩擦和/或空气阻力或其他因素对于发动机转矩还未出现或者仅出现微小的影响，从而公式(1)的或(2)的上述关联或者其他简单的关联适用于计算车辆质量或车辆重量。
然而，在车辆速度大于每小时30千米或者大于每小时50千米时，也能够通过使用上述参量或者公式(1)和(2)测定车辆质量或车辆重量。但是速度例如能够小于70km/h(千米每小时)或者小于100km/h。尽管使用上述的简单关联或应简单测定的参量，对于许多应用而言，用于计算质量或重量的精度是足够的。但是必要时，也能够引入其他的物理参量，特别是滚动摩擦和/或空气阻力。
速度又能够通过发动机或者通过在轮处或者驱动轴处进行检测的转速计来检测或者测量。还能够分析GPS数据或者类似的附加数据。
根据以下参量能够测定车辆质量或车辆重量：
-发动机转矩，
-优选变速器的传动比，其中在轮毂电机时优选地应用等于1的传动比，
-车辆的轮的半径；
-优选重力加速度，和
-倾角。
因此，在此不需要加速度，从而能够在静止时执行对车辆质量或车辆重量的测定，即在速度为0km/h时。
根据下式能够测定车辆质量：
m＝M*ü/(r*g*sin alpha)， 公式(3)
其中M是发动机转矩、ü是传动比、r是半径、g是重力加速度并且alpha是倾角。
上述参量能够完全描述所应用的关联。替代地，也能够应用其他的物理参量。这又涉及到简单的物理关联。
在应用变速器的情况下，传动比不等于一，例如位于二至十五或者二至十的范围内。如果不应用变速器，那么ü等于一。
轮转矩例如等于所需要的力乘以轮的半径，这在公式(3)中已经考虑到。发动机转矩等于所需要的轮转矩除以传动比，这同样在公式(3)中已经考虑到。
发动机转矩再次能够仅涉及一个电动机、例如在使用中央发动机时。在轮毂驱动器中，发动机转矩例如与两个轮毂电机相关或者与四个或多于四个轮毂电机相关，即发动机转矩能够由转矩的总和构成。相关发动机的数量能够在发动机转矩中进行考虑。
重力加速度优选地能够预设为固定的又或者可变的，例如通过地形信息，例如通过使用GPS(全球定位***)或者例如在俄罗斯或其他国家或地区中应用的相应***来预设。
也能够应用标准化，其中固定的参量能够包含在标准化因数中。
倾角能够利用传感器或者通过确定当前位置并且在可能的情况下确定为此存在的附加数据来测定。
在车辆在上坡或在下坡处静止时测量车辆质量或车辆重量，其中，斜度具有优选大于百分之一、大于百分之三或大于百分之五的值。替代地，能够参考所对应的倾角。
但是斜度例如小于百分之三十或小于百分之二十。替代地，能够参考所对应的倾角。
因此，例如能够应用存在于车辆中的坡道辅助功能(Hill-Hold-Function)(坡道驻车)或者“手动制动功能”，以测定重量或质量。但是也能够与这种功能无关地确定车辆质量或车辆重量。
电动机能够在静止状态下能够执行或辅助车辆在坡道上停住或者起步。电动机在静止状态下也能够完全地或部分地承担车辆在坡道上的制动功能。
用于确定车辆重量的额外耗费在使用以下功能时下降，其中电动机的发动机转矩在静止状态下用于产生指定的其他功能。
能够应用车辆质量或车辆重量，以便执行以下措施中的一个、多个或全部：
测定车辆的行车距离，
调节防抱死制动***，
调节电子稳定调节***，
调节探照灯光锥高度，
调节转向***，
在超过车辆质量或车辆重量的最高值的情况下向驾驶员输出警告指示，
限定最高速度，
停止运行车辆，
改变由加速踏板产生的反作用力，
改变由刹车产生的反作用力，
预设电动机的额定转矩，
预设电动机的额定转速。
上述功能能够根据所测定的质量或所测定的重量如下地调节，使得显著地提高了行驶舒适度或行驶安全性。
特别地，能够使用一种装置以执行上述方法。该装置能够包含下述：
用于测定电动机的转矩的单元，
用于测定通过电动机驱动的车辆的加速度和/或倾角或者斜度的单元，
和测定单元，其在输入端侧与用于测定转矩的单元的输出端相连并且
a)与用于测定加速度和倾角/斜度的单元相连，或者
b)与用于测定加速度的单元相连，或
c)与用于测定倾角或斜度的单元相连，并且该测定单元测定车辆的车辆质量或车辆重量。
针对该方法说明的技术效果也适用于装置。装置也能够由上述单元构成，即其此时不包含其他的测定单元。但是例如，装置此时还能够包含附加单元，例如供电***。替代地，装置包含用于计算车辆的质量或重量的其他单元。
该装置能够实施为不处理程序指令的处理器的电路、实施为可编程的逻辑电路或者还实施为与实施程序指令的处理器相关联的程序。但是其他的实现方式也是可行的。
此外，具有电动机的车辆能够包含上述装置。适用上面针对本方法说明的技术效果。
车辆能够是轨道车辆、陆地车辆、尤其是汽车、载货车、公共汽车、但是还能够摩托车、轻便摩托车、自行车等。所有的车辆能够仅利用电驱动器或者利用混合驱动器来驱动，其中，电驱动器是对其他的驱动类型的补充或者通过其他的驱动类型中的一个或多个来补充，例如内燃机、柴油机、汽油、人力。
对车辆质量或车辆重量的上述测定不仅能够在上坡时而且也在下坡时执行。
此外，本方法不仅能够在车辆在平坦的或倾斜的路段上加速时执行，而且也在制动时、特别是在通过使用电动机制动、其中同样产生发动机转矩或者此时的发电机转矩时执行。如果在制动时再次对电动汽车的蓄电池充电，即所谓的恢复，那么在连接在电动机和蓄电池之间的变流器或逆变器中能够以简单的方式和方法由充电到蓄电池中的发电机电流测定发动机电流或者发动机转矩。
因此，在车辆移动时能够如下***化运行类型：
加速度 制动/恢复
上坡 情况1 情况2
下坡 情况3 情况4
坡道辅助功能能够特别地应用在上坡处。
换而言之，在运行期间通过充分利用电驱动器来给出对车辆重量或车辆质量的确定。
对于许多车辆功能而言，车辆重量/质量是决定性的输入参量。可以举例：用于ABS和ESP的车辆重量。期望的是，在运行期间也能够确定车辆的由于不同装载而导致的质量/重量，以便借此能够更加精确地使功能参数化。
通过充分利用电驱动器在运行期间测定车辆重量/质量的功能是未知的。
在起步期间能够应用电驱动器的极其精确的当前力矩或转矩，以便确定车辆质量或车辆重量。这通常作为驱动器的反馈而能够精确地提供。在内燃机中，这由于一直必需的离合器而在起步(速度v例如小于10km/h)时不能够精确地确定。例如，结合斜度传感器和坡道辅助功能，现在能够轻易地测定车辆重量。在此，空气和滚动阻力是不重要的，因此例如仅必须注意坡道驱动力、街道/车辆的斜度和对于坡道辅助功能所必需的力矩。利用电驱动器的坡道辅助功能能够易于实现，并且作为利用摩擦制动器的坡道辅助功能的替代方案/补充方案已经能够频繁采用。当然，为了节约能源，坡道辅助功能能够根据测量需求、即如果恰好需要，来测定质量，并且然后能够实现具有摩擦制动器或电驱动器的配备。例如，可以仅当想要测定车辆质量时才利用电动机实现坡道辅助功能。在其他的时间点，应用其他的制动器，以便节约电能。
但是，在没有坡道辅助功能时车辆重量/质量的替代确定方案也能够通过在低速时的加速度来测定。加速度能够良好地通过同样来自电驱动器的以高分辨率(如时间上的数值)存在的速度值导出。再次结合斜度传感器，此时如果其他的摩擦损失很小，例如在速度极小时，那么能够由施加的力矩轻易地计算出车辆重量。这种情况是因为摩擦损失是与速度或者与速度的平方成比例的滚动阻力或空气摩擦，并且因此对于很小的速度而言近似于零。但是相反地，山坡上的加速度值或保持力与速度无关并且因此在比较中是无限大的，即保持力与滚动摩擦力或空气阻力相比是无限大的，由此能够更准确地确定车辆重量或车辆质量。这能够实现精确的计算，否则滚动阻力或空气阻力必须是已知的，但是这例如由于不同的底板覆盖物或者顶盖结构而从未符合这种情况或者引起显著的耗费。
因此，在静止状态时或者在速度极其小时能够应用电驱动器的本来就存在的精确的转速或转矩信息，并且这些信息例如能够与斜度传感器组合并且可选地与坡道辅助功能组合。特别地，在极其小的速度范围中或在静止状态中能够方便地由上坡处的加速度值或保持力计算出车辆重量/质量(见上述)。因此，由于在车辆静止状态/速度极其小的范围内特别地不存在转矩信息、并且类似地由于离合器的原因，上述不能利用内燃机来实现。
本发明的上述属性、特征和优点以及如何实现这些的方式和方法结合下面对实施例的描述而更清楚易懂。只要在本申请中应用术语“能够”，其既涉及技术可行性也涉及技术转换方案。只要在本申请中应用术语“大约”，意味着也公开了精确的数值。
附图说明
附图不是按比例绘制的，特别地，能够另外选择元件的外观比例。
下面，根据附图阐述本发明的实施例。其中示出：
图1是电动车辆，其中在上坡处或平面上加速期间测定汽车质量，
图2是在测定电动车辆的车辆质量时的方法步骤，
图3是用于计算车辆质量的电动车辆的单元，
图4是其他电动车辆，其中在上坡处停车/驻车期间测定车辆质量，
图5是在测定其他电动车辆的车辆质量时的方法步骤，和
图6是用于计算车辆质量的其他电动车辆的单元。
具体实施方式
图1示出电动车辆14，其中在上坡10处或在平面上以加速度a加速期间测定车辆质量m。上坡10出现在行车道12上并且相对于水平线具有倾角16或alpha(α)。倾角16通过具有直角20的直角三角形18的关系给出。在直角20处施加有相对于倾角16的邻边22或水平边以及相对于倾角16的对边24或者直角边。直角三角形18的斜边由行车道12形成。因此，倾角16是由对边24的长度除以邻边22的长度的反正切。替代倾角16，也能够参考上坡10的斜度，其能够通过对边24的长度除以邻边22的长度而以百分比来说明。
汽车14在图1中示意性示出并且包含在图1中可见的前轮30和后轮32。后轮驱动器34作用于后轮32。汽车14在未示出的底盘车架之上具有车身36。在本实施例中，汽车14沿着向前移动方向40以变大的速度v、即以加速度a驶上上坡10。
代替汽车14，也能够在其他的电动车辆或在电力混合车辆中执行对车辆质量m的测定。
汽车14通过唯一的电动机EM驱动。电动机EM也称为牵引发动机并且通过未示出的蓄电池驱动，蓄电池在日常用语中也称作电池，例如锂离子电池。但是也能够仅驱动前轮。替代地，也能够驱动前轮和后轮或者使用两个或四个轮毂电机。
汽车14能够包含变速器或者其能够实施为没有变速器的。变速器能够是全自动变速器、半自动变速器或手动操作的变速器。变速器能够具有传动比ü，其例如位于2至10的范围内。如果不应用变速器，那么ü等于一。
电动机EM例如是同步电机、例如在转子处具有永磁体的无刷同步电机。电动机EM由逆变器Inv(变流器)来驱控，见箭头42，其中在外部的定片绕组或定子绕组中产生具有可变频率的电磁旋转场，其中旋转场带动转子。
控制***或调节***S/R自身驱控逆变器Inv，见箭头44。调节***S/R例如是附加于电流传感器的具有或没有发送器的面向现场的调节***，电流传感器优选地检测进入到电动机EM的各个绕组中的电流。面向现场的调节***能够包含使定子电流到转子电流的变压***，以便使调节简化。替代地，使用其他的调节***和/或其他的电动机。
为了计算车辆质量m或车辆重量，汽车14包含处理器P，处理器例如是中央控制***或分散控制***的一部分。替代地，处理器P仅仅或主要用于测定车辆14的车辆质量m或车辆重量。替代处理器P也能够使用没有处理器的电路，以测定质量/重量。
为了测定车辆质量m，处理器P应用输入参量转矩M和输入参量46、即加速度a和倾角16或alpha。
发动机转矩M由逆变器Inv输出。替代地或附加地，发动机转矩M也能够由调节***S/R输出，见箭头56，例如由电动机EM的在调节***S/R中模拟的机器模型。
加速度a同样能够由调节***S/R测定，见箭头50，由逆变器Inv测定，见箭头52，或以其他方式测定，见箭头54，例如借助商业通用的加速度传感器测定。
倾角16能够通过斜度传感器、例如类似于水银开关或者以其他的方式测定，例如通过使用GPS数据、主动减震器等等。
处理器P生成车辆质量m作为输出参量48，车辆质量例如在显示单元上显示给驾驶员。车辆质量能够用于在导言部分中阐述的目的，即例如ABS、ESP或者测定行车距离。
借助图2针对情况I和情况II更详细地阐述通过处理器P测定车辆质量m。
对于情况I有：
倾角alpha不等于零，
速度v不等于零，
加速度a不等于零，并且
速度v优选地小于例如30km/h(千米每小时)的速度VG。
对于情况II有：
倾角alpha等于或接近零，
速度v不等于零，
加速度a不等于零，并且
速度v优选地小于例如30km/h(千米每小时)的速度VG。
图2示出了在测定电动车辆14或其他电动车辆的车辆质量m时的方法步骤。首先，阐述上述情况I，即存在具有大于百分之一的斜度的或具有不等于零或者大于1度的倾角alpha的上坡10。
该方法以方法步骤100开始。方法步骤在下文中也简称为步骤。在紧随步骤100的步骤102中预设恒定的参量并且在数字数据存储器中例如作为数字数据存储有：
后轮32的半径r，
电动车辆14的变速器的传动比ü，代替r和ü也能够存储比值ü/r，
重力加速度g，和
在可能的情况下，应考虑的电动机EM的数量MA，其中在车辆14中有仅一个电动发动机EM时，MA等于1。
在下一步骤104中，检测电动机EM的发动机转矩M，如上面根据图1所阐述的。之后、之前或者同时，在步骤106中检测倾角alpha或者斜坡10的成百分比的斜度，如上面根据图1所阐述的。
在后续步骤108中，平行地或者在步骤104或106之后，检测加速度a，如上面同样根据图1所阐述的。
在步骤110中，处理器P计算车辆质量m或车辆重量，例如通过使用在导言部分中提出的公式(1)。
此后，本方法能够以步骤112结束，其中计算出的车辆质量m例如转递到车辆14的其他单元处。
替代地，多次重复该方法，见箭头114，例如以便执行例如一般两个、三个或多于三个检测值的车辆质量m的平均值形成。也能够执行对所计算的数值的过滤，特别是平滑。
该方法能够周期地执行。替代地或附加地，该方法也能够通过外部事件触发，例如改变坡度、启动发动机等。
在情况II、即上坡/斜度或者倾角alpha不等于零时，存在以下偏差或特殊性：
方法步骤102中不预设或测定重力加速度g，
不实施步骤106，
在步骤110中，处理器P例如应用在导言部分中说明的公式(2)。
此外，针对情况II也如上面针对情况I所阐述的执行该方法。
方法步骤100至112的顺序也能够与图2中示出的顺序不同。
在针对情况I执行计算方法时，处理器P能够引发下面根据图3阐述的单元的功能。情况II也在下面根据图3来继续阐述。
图3示出电动车辆14的或其他电动车辆的用于计算车辆质量m或用于计算车辆重量G的计算单元150。
针对情况I，在计算单元150中例如应用全部在图3中示出的单元和可能还有的其他单元，即：
乘法单元152，
在输入端侧与乘法单元152的输出端相连的乘法单元154，
倒数测定单元162，
在输入端侧与倒数测定单元162的输出端相连的乘法单元156，
在输入端侧与乘法单元156的输出端相连的乘法单元158，
正弦测定单元164，其输出端与乘法单元158的输入端相连，
加法单元160，其在输入端侧与乘法单元158的输出端相连，
倒数测定单元168，其输入端与加法单元160的输出端相连，和
在输入端侧与倒数测定单元168的输出端相连的乘法单元160。
乘法单元152获得电动机EM的发动机转矩M以及传动比ü除以半径r的值作为输入参量。
此外，乘法单元154还在输入端侧与倒数测定单元162的输出端相连。在倒数测定单元162的输入端处输入加速度a。
在乘法单元156的上文还未提及的输入端处输入重力加速度g，即例如9.81米每平方秒的数值。
在正弦测定单元164的输入端处输入倾角alpha或者成百分比的斜度。
在上面还未提及的加法单元166的输入端处输入数值1。
此外，乘法单元154的输出端与乘法单元160的在上面还未提及的输入端相连。
因此，计算单元150实现了根据公式(1)计算车辆质量m。
在情况II中，当仅使用乘法单元152和154以及倒数测定单元162时，能够解出公式(2)。然后，在乘法单元154的输出端处直接地输出车辆质量m的数值。
在这两个情况I和II中，能够通过处理器P或通过其他处理器引起所有单元的功能。也能够应用表格(查询表look up)，特别是对于正弦测定单元164或者对于倒数测定单元162或168。替代地，应用没有处理器的电路，即模拟乘法器和加法器或非线性构件，以引起提供倒数测定单元162或168的功能。此外，也能够应用可编程的逻辑电路，如FPGA(现场可编程门阵列Field Programmable Gate Array)等。
在图3中示出的单元也能够布置成不同的或者能够应用其他的单元以用于根据公式(1)或(2)或根据其他的公式计算车辆质量m。
图4示出其他电动车辆14b，其中在上坡处停车/驻车期间测定车辆质量m。在图4中示出：
相当于上坡10的上坡10b，
相当于行车道12的行车道12b，
汽车14b，其除了在下文中结合车辆重量m的计算所阐述的偏差之外相当于汽车14，
倾角16b、alpha、其相当于倾角16，
相当于直角三角形18的直角三角形18b，
相当于直角20的直角20b，
相当于邻边22的邻边22b，
相当于对边24的对边24b，
相当于前轮30的前轮30b，
相当于后轮32的后轮32b，
相当于后轮驱动器34的后轮驱动器34b，
相当于车身36的车身36b，
相当于电动机EM的电动机EMb，
相当于逆变器Inv的逆变器Invb，
相当于控制/调节***S/R的控制/调节***S/Rb，和
相当于处理器P的处理器Pb。
发动机转矩M是用于处理器Pb的输入参量并且来自逆变器Invb或者控制/调节***S/Rb。
输入参量46b是倾角16b。对应于输出参量48的输出参量48b涉及车辆质量m。
在图4中示出的实施例中，车辆14b停在上坡10b上，例如在行驶期间由于可选的障碍物200仅短暂地停车或者在泊车时。因此，能够计算车辆质量m或车辆重量，这在下面根据图5和6更详细地阐述。因此，加速度a不引入到计算中。但是此外，图1的实施方案也适用于图4中示出的实施例，特别是关于上述的变型方案也适用。
下面根据图5针对情况III更详细地阐述通过处理器Pb测定车辆质量m。
针对情况III适用有：
倾角alpha不等于零，
速度v等于零，和
加速度a等于零。
图5示出在测定其他电动车辆14b的车辆质量m时的方法步骤。例如，上坡10b具有大于百分之一的斜度或者倾角alpha不等于零或者大于1度。
该方法以方法步骤100b开始。方法步骤在下面也简称为步骤。在紧随步骤100b的步骤102中预设了恒定参量并且在数字数据存储器中例如作为数字数据存储有：
后轮32b的半径r，
电动车辆14b的变速器的传动比ü，
重力加速度g，和
在可能的情况下，应考虑的电动机EMb的数量MA，其中MA在一个电动机Emb时等于1。
在可能的情况下，这些数值中的多个也能够组合成一个值，如下面详细阐述的。
在下一步骤104b中，检测电动机EMb的发动机转矩M，如上面根据图1阐述的。之后、之前或者同时地在步骤106b中检测倾角alpha或者斜度10b，如上面根据图1阐述的。
在紧随步骤106b的步骤110b中，处理器Pb计算车辆质量m或车辆重量，例如通过使用导言部分中提出的公式(3)。因此，缺少对应于步骤108的步骤108b。
此后，能够以步骤112b结束本方法，其中计算的车辆质量m例如转递到车辆14b的其他单元处。
替代地，多次重复该方法，见箭头114b，例如以便执行例如一般两个、三个或多于三个检测值的车辆质量m的平均值形成。也能够执行对所计算的数值的过滤，特别是平滑。
该方法能够周期地执行。替代地或附加地，根据图5，该方法也能够通过外部事件触发，例如改变坡度、启动发动机等。
方法步骤100b至112b的顺序也能够与图5中示出的顺序不同。
在执行计算方法时，处理器Pb能够引起下面根据图6阐述的单元的功能。
图6示出其他电动车辆14b的用于计算车辆质量m的计算单元150b。计算单元150b包含或者由下述构成：
乘法单元250，
在输入端侧与乘法单元250的输出端相连的乘法单元252，和
子计算单元254，其输出端与乘法单元252的其他输入端相连。
乘法单元250获得电动机EMb的发动机转矩M以及传动比ü除以与重力加速度g相乘的半径r的值作为输入参量。
在子计算单元254的输入端处输入倾角16b或alpha。子计算单元254计算倾角alpha的正弦的倒数。
在乘法单元252的输出端处输出车辆质量m的值。
因此，计算单元150b实现根据公式(3)计算车辆质量m。
所有在图6中示出的单元的功能能够通过处理器Pb或通过其他处理器来引起。也能够应用表格(查询表look up)，特别是对于子计算单元254。替代地，应用没有处理器的电路，即模拟乘法器或非线性构件，以用于引起子计算单元254的功能。此外，也能够应用可编程的逻辑电路，如FPGA(现场可编程门阵列)等。
在图6中示出的单元也能够布置为不同的，或者能够应用其他单元，以用于根据公式(3)或根据其他公式计算车辆质量m。
所有三种情况I，II和III或者这些情况中的两种I和II或者I和III或者II和III，也能够在车辆14，14b或其他车辆中组合。替代地，在车辆中仅实现情况I，II或III中的一个。
实施例不是符合比例的并且不是限制性的。在本领域技术人员的处理框架内的变型方案是可行的。尽管在细节上通过优选的实施例详细地阐述和描述了本发明，但本发明不局限于所公开的实例并且本领域技术人员能够从中推导出其他的变体，而不离开本发明的保护范围。在导言部分中提出的改进方案和设计方案能够彼此组合。在附图说明中提出的实施例同样能够彼此组合。此外，在导言部分中提出的改进方案和设计方案能够与在附图说明中提出的实施例组合。

Claims (16)

1.一种用于测定电动车辆(14，14b)或电力混合车辆的车辆质量m或车辆重量的方法，
a)其中，当电动机在静止状态下完全地承担车辆在坡道上的制动功能时，测定电动机(EM，EMb)的电动机转矩M，
b)其中，测定行车道(12，12b)的倾角alpha或斜度，所述电动车辆(14，14b)或所述电力混合车辆在所述行车道上按照或者背向所述电动车辆(14，14b)的或所述电力混合车辆的向前移动方向(40)行驶，和
c)其中，在使用所述电动机转矩M和所述倾角alpha或所述斜度的情况下，测定所述车辆质量m或所述车辆重量，其中，根据以下参量测定所述车辆质量m或所述车辆重量：所述电动机转矩M，所述电动车辆(14，14b)的或所述电力混合车辆的轮(32，32b)的半径r，以及所述倾角alpha或所述斜度，其中，在所述电动车辆(14，14b)或所述电力混合车辆在上坡(10，10b)或下坡上处于静止状态时测量所述车辆质量m或所述车辆重量，
其中，还根据以下参量测定所述车辆质量m或所述车辆重量：变速器的传动比ü和重力加速度g，
其中，根据下式测定所述车辆质量m：
m＝M*ü/(r*g*sin alpha)，
其中，M是所述电动机转矩、ü是所述传动比、r是所述半径、g是所述重力加速度并且alpha是所述倾角。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电动机(EM，EMb)的所述电动机转矩M由用于驱控所述电动机(EM，EMb)的逆变器(Inv，Invb)输出，或者其中，所述电动机(EM，EMb)的所述电动机转矩M由至少一个电动机电流来测定。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述电动机(EM，EMb)的所述电动机转矩M由一个电动机电流来测定，该电动机电流或该电动机电流的值能在用于驱控所述电动机(EM，EMb)的逆变器(Inv，Invb)中使用。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述电动机(EM，EMb)是同步电机、异步电机或者直流电机。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述同步电机是永磁激励的同步电机。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在轮毂电机中使用等于1的所述传动比ü。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述斜度具有大于百分之一的值。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述斜度具有大于百分之一的值。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述斜度具有大于百分之三的值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述斜度具有大于百分之五的值。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述电动机(EM，EMb)在所述电动车辆(14，14b)的或所述电力混合车辆的所述静止状态下执行或辅助所述电动车辆(14，14b)或所述电力混合车辆在坡道上停车或者起步。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述电动机(EM，EMb)在所述电动车辆(14，14b)的或所述电力混合车辆的所述静止状态下执行或辅助所述电动车辆(14，14b)或所述电力混合车辆在坡道上停车或者起步。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，应用所述车辆质量m或所述车辆重量，以便执行以下措施中的一个或多个措施：
测定所述电动车辆的或所述电力混合车辆的行车距离，
调节防抱死制动***，
调节电子稳定调节***，
调节探照灯光锥高度，
调节转向***，
在超过所述车辆质量m或所述车辆重量的最高值时向驾驶员输出警告指示，
限定最高速度，
停止运行所述电动车辆(14，14b)或所述电力混合车辆，
改变由加速踏板产生的反作用力，
改变由刹车产生的反作用力，
预设所述电动机(EM，EMb)的额定转矩，
预设所述电动机(EM，EMb)的额定转速。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，应用所述车辆质量m或所述车辆重量，以便执行以下措施中的一个或多个措施：
测定所述电动车辆的或所述电力混合车辆的行车距离，
调节防抱死制动***，
调节电子稳定调节***，
调节探照灯光锥高度，
调节转向***，
在超过所述车辆质量m或所述车辆重量的最高值时向驾驶员输出警告指示，
限定最高速度，
停止运行所述电动车辆(14，14b)或所述电力混合车辆，
改变由加速踏板产生的反作用力，
改变由刹车产生的反作用力，
预设所述电动机(EM，EMb)的额定转矩，
预设所述电动机(EM，EMb)的额定转速。
15.一种用于执行根据权利要求1至14中任一项所述的方法的装置，其中，所述装置包含：
用于测定电动机(EM，EMb)的转矩的单元，
用于测定行车道(12，12b)的倾角alpha或者斜度的单元，通过所述电动机(EM，EMb)驱动的电动车辆(14，14b)或电力混合车辆在行车道上按照或者背向所述电动车辆(14，14b)的或所述电力混合车辆的向前移动方向(40)行驶，
和测定单元，所述测定单元在输入端侧与用于测定所述转矩的单元的输出端相连，并且与用于测定所述倾角alpha或所述斜度的单元相连，并且所述测定单元测定所述电动车辆(14，14b)的或所述电力混合车辆的车辆质量m或车辆重量，
其中，根据以下参量测定所述车辆质量m或所述车辆重量：电动机转矩M，所述电动车辆(14，14b)的或所述电力混合车辆的轮(32，32b)的半径r，以及所述倾角alpha或所述斜度，其中，在所述电动车辆(14，14b)或所述电力混合车辆在上坡(10，10b)或下坡上处于静止状态时测量所述车辆质量m或所述车辆重量。
16.一种具有电动机(EM，EMb)的、包含根据权利要求15所述的装置的车辆。
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