DE102004042273A1

DE102004042273A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102004042273A1
Application number: DE102004042273A
Authority: DE
Inventors: Peter Meissner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-03-02
Also published as: KR20060050850A; JP2006070897A; FR2874565B1; CN100520021C; FR2874565A1; US7263903B2; CN1743652A; US20060048585A1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs (15) vorgeschlagen, die eine Messung eines Drehmomentes des Fahrzeugs (15) beim Betrieb des Fahrzeugs (15) ermöglichen. Dabei wird ein Torsionswinkel an mindestens einer Antriebswelle (1; 5; 10) des Fahrzeugs (15) gemessen und abhängig vom gemessenen Torsionswinkel das über die mindestens eine Antriebswelle (1; 5; 10) übertragene Drehmoment ermittelt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben eines Fahrzeugs bekannt, bei denen ein Drehmoment des Fahrzeugs ermittelt wird.

Dabei übernimmt heutzutage ein Motorsteuergerät das Management des Antriebstranges des Fahrzeugs. Dabei wird nicht nur ein Fahrerwunsch erfasst und der Motor des Fahrzeugs entsprechend gesteuert, sondern es werden auch Momentenanforderungen oder -begrenzungen von anderen Komponenten des Antriebstranges, wie z. B. einer Fahrdynamikregelung oder des Getriebes des Fahrzeugs mitberücksichtigt. Das Motorsteuergerät berechnet dabei das Drehmoment an verschiedenen Stellen des Antriebstranges des Fahrzeugs, wie beispielsweise am Ausgang des Motors, am Ausgang des Getriebes und/oder an einem Rad des Fahrzeugs. Diese Drehmomente werden dabei während einer Applikationsphase gemessen und in Kennfeldern abgelegt. Während des Betriebes des Fahrzeugs wird das tatsächlich vorliegende Drehmoment nicht mehr gemessen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass ein Torsionswinkel an mindestens einer Antriebswelle des Fahrzeugs gemessen wird und dass, abhängig vom gemessenen Torsionswinkel, das über die mindestens eine Antriebswelle übertragene Drehmoment ermittelt wird. Auf diese Weise ist es möglich, ein Drehmoment des Fahrzeugs während des Betriebes des Fahrzeugs zu messen. Auf diese Weise wird auch ein Vergleich zwischen einem vorgegebenen Solldrehmoment und dem tatsächlich vorliegenden Istmoment einfacher, erfordert weniger Aufwand und ist zuverlässiger. Somit lässt sich das tatsächlich vorliegende Istdrehmoment auch im Rahmen einer Regelung dem vorgegebenen Solldrehmoment präziser nachführen. Weiterhin kann mittels einer geeigneten Überwachung sichergestellt werden, dass es nicht zu einer ungewollten Erhöhung des tatsächlich vorliegenden Istdrehmomentes des Fahrzeugs über einen vorgegebenen Schwellwert kommt. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine erste Phase an einer Getriebeausgangswelle des Fahrzeugs ermittelt wird, wenn eine zweite Phase an mindestens einer Radantriebswelle des Fahrzeugs ermittelt wird und wenn aus der Phasenverschiebung zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase der Torsionswinkel bestimmt wird. Auf diese Weise lässt sich besonders einfach ein getriebeausgangsseitig vorliegendes Drehmoment des Fahrzeugs messen.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn eine dritte Phase an einer ersten Radantriebswelle des Fahrzeugs ermittelt wird, wenn eine vierte Phase an einer zweiten Radantriebswelle des Fahrzeugs ermittelt wird und wenn aus der dritten Phase und der vierten Phase durch Mittelwertbildung die zweite Phase gebildet wird. Auf diese Weise können auch Phasenverschiebungen zwischen den an den beiden Radantriebswellen ermittelten Phasen berücksichtigt werden, die sich beispielsweise aufgrund einer Kurvenfahrt ergeben. Diese Phasenverschiebungen können dann die Ermittlung des getriebeausgangsseitigen Drehmomentes nicht verfälschen.

Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn ein von der ersten Radantriebswelle angetriebenes erstes Rad des Fahrzeugs einem von der zweiten Radantriebswelle angetriebenen zweiten Rad des Fahrzeugs gegenüberliegt.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn mindestens eine der Phasen mittels eines Phasengebers an einem Zahnrad der entsprechenden Antriebswelle gemessen wird. Auf diese Weise lässt sich die entsprechende Phase besonders einfach und durch ggf. bereits vorhandene Phasengeber ermitteln, so dass kein zusätzlicher Aufwand für die Messung des Drehmoments erforderlich ist.

Weiterhin von Vorteil ist es, wenn die Getriebeausgangswelle und mindestens zwei Radantriebswellen starr, insbesondere über ein Differenzial, miteinander verbunden sind. Auf diese Weise lässt sich ein getriebeausgangsseitiges Drehmoment des Fahrzeugs besonders einfach und zuverlässig mit bereits vorhandenen Phasengebern an der Getriebeausgangswelle und an der mindestens einen Radantriebswelle ermitteln. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn in einem ersten Bereich des Torsionswinkels das Drehmoment proportional zum Torsionswinkel ermittelt wird. Auf diese Weise kann das Drehmoment besonders einfach in dem ersten Bereich des Torsionswinkels aus dem gemessenen Torsionswinkel bestimmt werden. Wenn das Verhältnis zwischen Torsionswinkel nicht linear ist, kann man dieses Verhältnis mittels einer Kennlinie linearisieren.

Weiterhin von Vorteil ist es, wenn in einem zweiten Bereich des Torsionswinkels dem Torsionswinkel ein fester Wert, insbesondere der Wert Null, für das Drehmoment zugeordnet wird. Auf diese Weise kann berücksichtigt werden, dass es im Antriebstrang ein gewisses Spiel beim Nulldurchgang des Torsionswinkels gibt. In dem entsprechenden zweiten Bereich des Torsionswinkels, in dem dies der Fall ist, kann das Drehmoment daher auf besonders einfache Weise bestimmt werden.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn das Drehmoment aus dem Torsionswinkel auf einer einheitlichen Zeitbasis ermittelt wird. Dadurch wird es ermöglicht, dass die Erfassung des Torsionswinkels auch bei sehr geringen Zeitdifferenzen zwischen den gemessenen Phasensignalen fehlerfrei und präzise erfolgen kann.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Anordnung mit einer Welle zur Beschreibung des Prinzips der Momentenmessung, 2 eine schematische Ansicht eines Antriebstranges eines Fahrzeugs zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Momentenmessung, 3 ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung des erfin dungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Momentmessung und 4 eine Kennlinie eines Drehmomentes über einem Torsionswinkel.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Gemäß 1 wird zunächst das Prinzip der Drehmomentenmessung erläutert. Dabei kennzeichnet in 1 130 eine Welle die in einem Abstand L ein erstes Zahnrad 135 und ein zweites Zahnrad 140 aufweist. Die Welle 130 wird beispielsweise an einem Ende von einem in 1 nicht dargestellten Motor angetrieben. Ein erster Phasengeber 145 im Bereich des ersten Zahnrades 135 misst den zeitlichen Verlauf der Phasenlage des ersten Zahnrades 135 in dem Fachmann bekannter Weise. Ein zweiter Phasengeber 150 im Bereich des zweiten Zahnrades 140 misst den zeitlichen Verlauf der Phase des zweiten Zahnrades 140 ebenfalls in dem Fachmann bekannter Weise. Dabei können die beiden Phasengeber 145, 150 in dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise induktiv oder unter Ausnutzung des Hall-Effektes realisiert sein. Durch den beschriebenen Antrieb der Welle 130 wird über die Welle 130 ein Drehmoment übertragen, was dazu führt, dass die Welle 130 tordiert. Die Differenz zwischen den von den beiden Phasengebern 145, 150 ermittelten beiden Phasensignalen entspricht dabei dem über den Abstand L auftretenden Torsionswinkel. Dieser ist gemäß der folgenden Gleichung proportional zum über die Welle 130 übertragenen Drehmoment und zum Abstand L zwischen den beiden Zahnrädern 135, 140 der Welle 130:
dabei sind G die Torsionssteifigkeit und I das Flächenträgheitsmoment des Wellenquerschnittes der Welle 130. phi ist der Torsionswinkel, der der beschriebenen Phasenverschiebung zwischen den beiden Phasensignalen entspricht und L der Abstand zwischen den beiden Zahnrädern 135, 140. Die Torsionssteifigkeit G, die auch als Schubmodul bezeichnet wird, und das Flächenträgheitsmoment I des Wellenquerschnittes sind dabei charakteristische Größen der Welle 130 und sollen hier als vorbekannt angenommen werden. Sie stellen in Gleichung (1) die Proportionalitätskonstante dar. M ist das gesuchte, über die Welle 130 übertragene Drehmoment. Nach Umformung der Gleichung (1) kann man nach dem Drehmoment M wie folgt auflösen:
Bei langen Wellen nutzt man diese Proportionalität gemäß Gleichung (2), um das über die Welle übertragene Drehmoment zu messen. Der Abstand L zwischen den beiden Zahnrädern ist dabei ebenfalls beispielsweise durch Messung bekannt.
Bei einem Kraftfahrzeug ist nicht in jedem Fall ein ausreichend langes gerades Stück der Antriebswelle verfügbar. Außerdem sollten nach Möglichkeit nicht zusätzliche Sensoren verwendet werden, die lediglich zur Bestimmung des Drehmoments benötigt werden. Auf der anderen Seite sind beispielsweise bereits für den Fall, dass das Fahrzeug ein Antiblockiersystem aufweist, Drehzahlsensoren in Form von Phasengebern an den Antriebsrädern des Fahrzeugs verbaut. Die Antriebswellen des Fahrzeugs wiederum sind starr mit einer Getriebeausgangswelle verbunden. In 2 ist der Antriebstrang des Fahrzeugs schematisch dargestellt, wobei das Fahrzeug mit dem Bezugszeichen 15 gekennzeichnet ist. Der in 2 dargestellte Antriebstrang umfasst dabei einen Motor 85, der ausgangsseitig eine Motorausgangswelle 95 antreibt. Die Motorausgangswelle 95 ist über eine Kupplung 105 mit einer Getriebeeingangswelle 100 verbunden, an die ein Getriebe 90 angeschlossen ist. Ausgangsseitig treibt das Getriebe 90 eine Getriebeausgangswelle 10 an, die über ein Differenzial 60 starr mit einer ersten Radantriebswelle 1 und mit einer zweiten Radantriebswelle 5 verbunden ist. Die erste Radantriebswelle 1 treibt ein erstes Rad 20 des Fahrzeugs und die zweite Radantriebswelle 5 ein zweites Rad 25 des Fahrzeugs an. Dabei ist es gemäß 2 vorgesehen, dass das von der ersten Radantriebswelle 1 angetriebene erste Rad 20 des Fahrzeugs dem von der zweiten Radantriebswelle 5 angetriebenen zweiten Rad 25 des Fahrzeugs 15 gegenüberliegt. Im Bereich des erstes Rades 20 ist ein erstes Zahnrad 45 an der ersten Radantriebswelle 1 zum Zwecke der Drehzahlerfassung angeordnet. Ein erster Phasengeber 30, der ebenfalls im Bereich des ersten Rades 20 angeordnet ist, erfasst aus der Drehung des ersten Zalnrades 45 die Drehzahl des ersten Rades 20 in Form eines ersten Phasensignals und leitet dieses erste Phasensignal an eine Motorsteuerung 65 weiter. Im Bereich des zweiten Rades 25 ist ein zweites Zahnrad 50 an der zweiten Radantriebswelle 5 angeordnet, das zur Drehzahlerfassung des zweiten Rades 25 dient. Dazu ist entsprechend im Bereich des zweiten Rades 25 ein zweiter Phasengeber 35 angeordnet, der die Drehung des zweiten Zahnrades 50 erfasst und ein, die Drehzahl des zweiten Zahnrades 50 charakterisierendes, zweites Phasensignal an die Motorsteuerung 65 abgibt. Da die beiden Radantriebswellen 1, 5 über das Differenzial 60 starr mit der Getriebeausgangswelle 10 verbinden sind, lässt sich mit einem zusätzlichen dritten Phasengeber 40 im Bereich der Getriebeausgangswelle 10 und den Phasensignalen der beiden Phasengeber 30, 35 der beiden von den Radantriebswellen 1, 5 angetriebenen Rädern 20, 25 das getriebeausgangsseitige Antriebsdrehmoment des Fahrzeugs 15 berechnen. Man benötigt lediglich den zusätzlichen dritten Phasengeber 40 im Bereich der Getriebeausgangswelle 10. Dies erfordert in der Regel keinen Zusatzaufwand, weil im Getriebe 90 in der Regel schon Zahnräder angeordnet sind und lediglich noch der dritte Phasengeber 40 im Bereich eines dritten Zahnrades 55 des Getriebes 90 an der Getriebeausgangswelle 10 verbaut werden muss. In manchen Getrieben ist dieser dritter Phasengeber 40 sowieso schon vorhanden, weil ein in 2 nicht dargestelltes Getriebesteuergerät zur Steuerung der Getriebeübersetzung eine Drehzahlinformation am Ausgang des Getriebes 90 benötigt oder weil mit einem solchen Phasengeber die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in dem Fachmann bekannter Weise gemessen werden kann. So ist also gemäß 2 der dritte Phasengeber 40 am Ausgang des Getriebes 90 im Bereich des dritten Zahnrades 55 der Getriebeausgangswelle angeordnet und erfasst aus der Drehung des dritten Zahnrades 55 ein drittes Phasensignal, dass ebenfalls der Motorsteuerung 65 zugeführt wird. Sowohl die Getriebeausgangswelle 10 als auch die beiden Radantriebswellen 1, 5 stellen in dem hier beschriebenen Beispiel jeweils allgemein eine Antriebswelle des Fahrzeugs 15 dar.
In 3 ist ein Funktionsdiagramm dargestellt, das das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung konkret erläutert. Das Funktionsdiagramm kann dabei software- und/oder hardwaremäßig in der Motorsteuerung 65 oder in einem anderen Steuergerät implementiert sein. Dabei stellt das Funktionsdiagramm eine Vorrichtung 70 zur Ermittlung eines getriebeausgangsseitigen Drehmomentes M_A des Fahrzeugs 15 dar. Die Vorrichtung 70 umfasst dabei eine Messeinheit 75, die einen Torsionswinkel phi_A an mindestens einer getriebeausgangsseitigen Antriebswelle 1, 5, 10 des Fahrzeugs 15 misst. Dabei soll im vorliegenden Beispiel angenommen werden, dass die Messeinheit 75 den getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi_A zwischen dem ersten Zahnrad 45 und dem dritten Zahnrad 55 bzw. zwischen dem zweiten Zahnrad 50 und dem dritten Zahnrad 55 misst. Dies erfolgt mit Hilfe des ersten Phasensignals, des zweiten Phasensignals und des dritten Phasensignals. Das erste Phasensignal ist in 3 mit dem Bezugszeichen 200 gekennzeichnet und wird der Messeinheit 75 vom ersten Phasengeber 30 zugeführt. Das zweite Phasensignal ist in 3 mit dem Bezugszeichen 205 gekennzeichnet und wird der Messeinheit 75 vom zweiten Phasengeber 35 zugeführt. Das dritte Phasensignal ist in 3 mit dem Bezugszeichen 210 gekennzeichnet und wird der Messeinheit 75 vom dritten Phasengeber 40 zugeführt. Insbesondere bei Kurvenfahrten des Fahrzeugs 15 gibt es Phasenverschiebungen in den beiden Phasensignalen des ersten Phasengebers 30 und des zweiten Phasengebers 35 der beiden einander gegenüberliegenden Räder 20, 25, also zwischen dem kurveninneren und dem kurvenäußeren Rad. Deshalb müssen diese beiden Phasensignale in geeigneter Weise gemittelt werden. Zu diesem Zweck wird das erste Phasensignal 200 und das zweite Phasensignal 205 einem Mittelwertbildner 110 zugeführt, der einen zeitlichen Mittelwert der beiden Phasensignale 200, 205 bildet und diesen Mittelwert als ein resultierendes Phasensignal einem Differenzbildner 115 zuführt. Dem Differenzbildner 115 ist außerdem das dritte Phasensignal 2l0 zugeführt. Um eine einheitliche Nummerierung zu erreichen wird im Folgenden das dritte Phasensignal 210 als eine erste Phase bezeichnet, das resultierende Phasensignal des Mittelwertbildners 110 als eine zweite Phase, das erste Phasensignal 200 als eine dritte Phase und das zweite Phasensignal 205 als eine vierte Phase. Der Differenzbildner 115 bildet die betragsmäßige Differenz zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase. Diese Differenz stellt den getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi_A dar, der am Ausgang der Messeinheit 75 zur Verfügung gestellt wird. Dieser getriebeausgangsseitige Torsionswinkel phi_A wird einer Ermittlungseinheit 80 der Vorrichtung 70 zugeführt. Die Ermittlungseinheit 80 umfasst dabei einen Momentenbildner 120, der aus dem zugeführten getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi_A gemäß Gleichung (2) das getriebeausgangsseitige Drehmoment M_A berechnet. Dabei wird beispielsweise die Getriebeausgangswelle 10 und die erste Radantriebswelle 1 als eine resultierende getriebeausgangsseitige Antriebswelle betrachtet, wobei angenommen wird, dass die erste Radantriebswelle 1 und die zweite Radantriebswelle 5 in etwa die gleichen Eigenschaften aufweisen. Sollten die beiden Radantriebswellen 1, 5 unterschiedlich sein, muss das bei der Mittelwertbildung durch den Mittelwertbildner 110 durch entsprechend geeignete Gewichtung berücksichtigt werden. Somit ist in der Motorsteuerung 65 für die resultierende getriebeausgangsseitige Antriebswelle sowohl ein Wert für die Torsionssteifigkeit G_A als auch für das Flächenträgheitsmoment I_A des Wellenquerschnittes vorbekannt abgelegt. Entsprechend ist in der Motorsteuerung 35 der Abstand zwischen dem dritten Zahnrad 55 über die Getriebeausgangswelle 10 und die erste Radantriebswelle 1 zum ersten Zahnrad 45 bekannt, die außerdem den Abstand zwischen dem dritten Zahnrad 55 über die Getriebeausgangswelle 10 und die zweite Radantriebswelle 5 zum zweiten Zahnrad 50 entspricht. Dieser Abstand ist in 2 mit L_A gekennzeichnet. Alternativ könnte die resultierende getriebeausgangsseitige Antriebswelle entsprechend unter Berücksichtigung der Eigenschaften der zweiten Radantriebswelle 5 oder unter Berücksichtigung eines Mittelwertes der Eigenschaften der ersten Radantriebswelle 1 und der zweiten Radantriebswelle 5 im Hinblick auf die Torsionssteifigkeit, das Flächenträgheitsmoment des Wellenquerschnitts und den Abstand vom dritten Zahnrad 55 zum ersten Zahnrad 45 bzw. zum zweiten Zahnrad 50 modelliert werden. Somit wird im Momentenbildner 120 das getriebeausgangsseitige Drehmoment M_A gemäß folgender Gleichung gebildet:
In der Realität wird es im Antriebstrang ein gewisses Spiel geben. Das bedeutet, dass beim Nulldurchgang des getriebeausgangsseitigen Drehmoments M_A, also beim Übergang zwischen der Schubphase und der Antriebsphase es einen Winkelsprung des Torsionswinkels phi_A gemäß dem Diagramm nach 4 gibt. In 4 ist das getriebeausgangsseitige Drehmoment M_A über dem getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi_A in Form einer Kennlinie aufgetragen. In einer Schubphase des Fahrzeugs 15 ist das getriebeausgangsseitige Drehmoment M_A negativ und gemäß der Proportionalitätskonstanten G_A·I_A/L_A direkt proportional zum getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi_A. In einer Zug- bzw. Antriebsphase des Fahrzeugs 15 ist das getriebeausgangsseitige Drehmoment M_A positiv und gemäß der gleichen Proportionalitätskonstanten wie in der Schubphase proportional zum getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi_A. beim Nulldurchgang des getriebeausgangsseitigen Drehmomentes M_A springt jedoch der getriebeausgangsseitige Torsionswinkel phi_A von einem negativen ersten Wert phi0 zu einem positiven zweiten Wert phi1. Dieser Sprung phi1 – phi0 des getriebeausgangsseitigen Torsionswinkels phi_A beim Nulldurchgang des getriebeausgangsseitigen Drehmomentes M_A ist durch das beschriebene Spiel im Antriebstrang bedingt. Dabei kann der aus der 4 bekannte Zusammenhang, zumindest der erste getriebeausgangsseitige Torsionswinkel phi0 und der zweite getriebeausgangsseitige Torsionswinkel phil in einem Speicher 125 der Ermittlungseinheit 80 abgelegt sein, so dass im Falle eines von dem Differenzbildner 115 ermittelten getriebeausgangsseitigen Torsionswinkels phi_A, der im Bereich zwischen dem ersten getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi0 und dem zweiten getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phil liegt, vom Momentenbildner 120 automatisch das getriebeausgangsseitige Drehmoment M_A gleich Null ausgegeben wird. Zu diesem Zweck ist natürlich der Momentenbildner 120 mit dem Speicher 125 verbunden. Der Bereich des getriebeausgangsseitigen Torsionswinkels phi_A zwischen dem ersten getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi0 und dem zweiten getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi1 wird hier als zweiter Bereich für den getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi_A bezeichnet. Für alle anderen Torsionswinkel phi_A außerhalb des zweiten Bereichs bildet der Momentenbildner 120 das getriebeausgangsseitige Drehmoment M_A gemäß Gleichung (3), wobei dieser Bereich des getriebeausgangsseitigen Torsionswinkels phi_A außerhalb des zweiten Bereiches für den getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi_A als erster Bereich für den getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi_A bezeichnet werden soll.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn wie beim Beispiel nach 2 und 3 der getriebeausgangsseitigen Torsionswinkel phi_A im Motorsteuergerät 65 und damit in einem einzigen Steuergerät erfasst wird. Auf diese Weise lässt sich nämlich für die Ermittlung des getriebeausgangsseitigen Torsionswinkels phi_A eine einheitliche Zeitbasis verwenden. Dies ist deshalb wichtig, weil für die Erfassung des getriebeausgangsseitigen Torsionswinkels phi_A aufgrund der Phasenverschiebung zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase in der Regel nur kleine Zeitdifferenzen zwischen den entsprechenden Phasensignalen gemessen werden. Dies ist zuverlässig nur möglich, wenn die entsprechenden Phasensignale, vorzugsweise in einem einzigen Gerät, auf der Grundlage einer einzigen einheitlichen Zeitbasis ausgewertet werden.
Berücksichtigt man die Phasenverschiebungen zwischen dem ersten Phasensignal und dem zweiten Phasensignal bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs 15 nicht, so genügt zur Ermittlung des getriebeausgangsseitigen Torsionswinkels phi_A durch den Differenzbildner 115 auch einfach die Subtraktion der dritten Phase von der ersten Phase oder der vierten Phase von der ersten Phase. Eine Mittelwertbildung kann dann entfallen. In diesem Fall würde die dem Differenzbildner 115 zugeführte zweite Phase der dritten Phase bzw. der vierten Phase entsprechen. Weiterhin kann es alternativ vorgesehen sein, dass das getriebeausgangsseitige Drehmoment M_A ermittelt wird, in dem ein weiteres Zahnrad an der Getriebeausgangswelle 10 angeordnet oder ein bereits vorhandenes Zahnrad der Getriebeausgangswelle 10 im Bereich des Differenzials 60 verwendet wird, und der getriebeausgangsseitige Torsionswinkel lediglich über die Getriebeausgangswelle 10 zwischen den dort angeordneten zwei Zahnrädern ermittelt wird. Für die Ermittlung des getriebeausgangsseitigen Drehmomentes M_A wird dann nur die Getriebeausgangswelle 10 in der gemäß 1 beschriebenen Weise betrachtet, die Radantriebswellen spielen dann keine Rolle. Entsprechend kann das getriebeausgangsseitige Drehmoment M_A auch nur mit Hilfe einer oder zur Kompensation von Phasenverschiebungen aufgrund von Kurvenfahrten des Fahrzeugs 15 mit Hilfe beider Radantriebswellen 1, 5 ermittelt werden, wozu dann die erste Radantriebswelle 1 und/oder die zweite Radantriebswelle 5 mit jeweils einem zusätzlichen Zahnrad zu versehen sind. So kann das getriebeausgangsseitige Drehmoment M_A entweder über den Torsionswinkel zwischen zwei Zahnrädern der ersten Radantriebswelle 1 oder über den Torsionswinkel zwischen zwei Zahnrädern der zweiten Radantriebswelle 5 in der zu 1 und anhand Gleichung (2) beschriebenen Weise ermittelt werden. Zur Berücksichtigung von Kurvenfahrten des Fahrzeugs 15 kann auch der Torsionswinkel sowohl zwischen zwei Zahnrädern der ersten Radantriebswelle 1 als auch zwischen zwei Zahnrädern der zweiten Radantriebswelle 5 ermittelt und aus den beiden so gewonnenen Torsionswinkeln ein Mittelwert gebildet werden, aus dem dann wiederum gemäß Gleichung (2) das getriebeausgangsseitige Drehmoment M_A gebildet wird.
Die erfindungsgemäße Drehmomenterfassung kann in entsprechender Weise auch für die Motorausgangswelle 95 und/oder die Getriebeeingangswelle 100 in der zu 1 und gemäß Gleichung (2) beschriebenen Weise durchgeführt werden. Dabei gilt jedoch für jede nach dem Prinzip gemäß 1 und Gleichung (2) vorgenommene Drehmomenterfassung, dass diese umso präziser durchgeführt werden kann, je größer der Abstand zwischen den beiden zur Torsionswinkelbestimmung verwendeten Zahnrädern gewählt wird.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (15), bei dem ein Drehmoment ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Torsionswinkel an mindestens einer Antriebswelle (1; 5; 10) des Fahrzeugs (15) gemessen wird und dass abhängig vom gemessenen Torsionswinkel das über die mindestens eine Antriebswelle (1; 5; 10) übertragene Drehmoment ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Phase an einer Getriebeausgangswelle (10) des Fahrzeugs (15) ermittelt wird, dass eine zweite Phase an mindestens einer Radantriebswelle (1; 5) des Fahrzeugs (15) ermittelt wird und dass aus der Phasenverschiebung zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase der Torsionswinkel bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Phase an einer ersten Radantriebswelle (1) des Fahrzeugs (15) ermittelt wird, dass eine vierte Phase an einer zweiten Radantriebswelle (5) des Fahrzeugs (15) ermittelt wird und dass aus der dritten Phase und der vierten Phase durch Mittelwertbildung die zweite Phase gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der ersten Radantriebswelle (1) angetriebenes erstes Rad (20) des Fahrzeugs (15) einem von der zweiten Radantriebswelle (5) angetriebenen zweiten Rad (25) des Fahrzeugs (15) gegenüberliegt.
Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Phasen mittels eines Phasengebers (30; 35; 40) an einem Zahnrad (45; 50; 55) der entsprechenden Antriebswelle (1; 5; 10) gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeausgangswelle (10) und mindestens zwei Radantriebswellen (1; 5) starr, insbesondere über ein Differential (60), miteinander verbunden sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Bereich des Torsionswinkels das Drehmoment proportional zum Torsionswinkel ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Bereich des Torsionswinkels dem Torsionswinkel ein fester Wert, insbesondere der Wert Null, für das Drehmoment zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment aus dem Torsionswinkel auf einer einheitlichen Zeitbasis ermittelt wird.
Vorrichtung (65) zum Betreiben eines Fahrzeugs (15), mit einer Drehmomentenerfassungseinheit (70) zum Ermitteln eines Drehmomentes des Fahrzeugs (15), dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinheit (75) vorgesehen ist, die einen Torsionswinkel an mindestens einer Antriebswelle (1; 5; 10) des Fahrzeugs (15) misst, und dass eine Ermittlungseinheit (80) vorgesehen ist, die abhängig vorn gemessenen Torsionswinkel das über die mindestens eine Antriebswelle (1; 5; 10) übertragene Drehmoment ermittelt.