DE102022125522A1 - Method for determining a wheel-individual tire longitudinal force and control unit for a motor vehicle - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Ermittlung einer radindividuellen Reifen-Längskraft wenigstens eines Rads eines Kraftfahrzeugs ist beschrieben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:- Erfassen wenigstens einer Sollgröße (u) für einen Regelkreis (10) des Kraftfahrzeugs;- Erfassen von wenigstens zwei Regelgrößen (y) des Regelkreises; und- Verarbeiten der wenigstens einen Sollgröße (u) und der wenigstens zwei Regelgrößen mittels eines PI-Beobachters (14), um die Reifen-Längskraft des wenigstens einen Rads zu ermitteln.Für den Entwurf des PI-Beobachters (14) wird eine Motordrehzahl des Motors berücksichtigt. Alternativ oder zusätzlich wird mittels des PI-Beobachters (14) eine tatsächliche Masse des Kraftfahrzeugs ermittelt. Für den Entwurf des PI-Beobachters (14) wird die Reifen-Längskraft als Störgröße modelliert, die mittels des PI-Beobachters (14) unter Berücksichtigung der Motordrehzahl und/oder der tatsächlichen Masse rekonstruiert wird. Ferner ist ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug beschrieben.A method for determining a wheel-specific tire longitudinal force of at least one wheel of a motor vehicle is described. The method comprises the following steps:- detecting at least one target value (u) for a control loop (10) of the motor vehicle;- detecting at least two controlled variables (y) of the control loop; and- processing the at least one target value (u) and the at least two controlled variables using a PI observer (14) to determine the tire longitudinal force of the at least one wheel.For the design of the PI observer (14), an engine speed of the engine is taken into account. Alternatively or additionally, an actual mass of the motor vehicle is determined using the PI observer (14). For the design of the PI observer (14), the tire longitudinal force is modeled as a disturbance variable, which is reconstructed using the PI observer (14) taking into account the engine speed and/or the actual mass. A control device for a motor vehicle is also described.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer radindividuellen Reifen-Längskraft wenigstens eines Rads eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for determining a wheel-specific tire longitudinal force of at least one wheel of a motor vehicle. The invention further relates to a control device for a motor vehicle.

Zum Schätzen der Reifen-Längskraft existieren verschiedene Ansätze im Stand der Technik. Eine weit verbreitete Methode nimmt beispielsweise an, dass die Radbeschleunigung einer Differentialgleichung genügt, welche dann nach der Reifen-Längskraft aufgelöst wird.There are various approaches in the prior art for estimating the tire longitudinal force. A widely used method, for example, assumes that the wheel acceleration satisfies a differential equation, which is then solved for the tire longitudinal force.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dieser Ansatz eine erhöhte Phase aufweist und in manchen Situationen wenig robust gegenüber Parameterunsicherheiten ist.However, it turns out that this approach has an increased phase and is not very robust to parameter uncertainties in some situations.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Ermittlung einer radindividuellen Reifen-Längskraft bereitzustellen, welches eine erhöhte Genauigkeit aufweist und robust gegenüber Parameterunsicherheiten ist.The object of the invention is therefore to provide a method for determining a wheel-individual tire longitudinal force, which has an increased accuracy and is robust against parameter uncertainties.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung einer radindividuellen Reifen-Längskraft wenigstens eines Rads eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

• - Erfassen wenigstens einer Sollgröße für einen Regelkreis des Kraftfahrzeugs, wobei die wenigstens eine Sollgröße ein Soll-Antriebsmoment des wenigstens einen Rads, ein Soll-Bremsmoment des wenigstens einen Rads und/oder ein Soll-Motormoment für einen Motor des Kraftfahrzeugs umfasst;
• - Erfassen von wenigstens zwei Regelgrößen des Regelkreises, wobei die wenigstens zwei Regelgrößen eine Raddrehzahl des wenigstens einen Rads sowie ein Ist-Antriebsmoment des wenigstens einen Rads, ein Ist-Bremsmoment des wenigstens einen Rads und/oder ein Ist-Motormoment des Motors umfassen; und
• - Verarbeiten der wenigstens einen Sollgröße und der wenigstens zwei Regelgrößen mittels eines PI-Beobachters, um die Reifen-Längskraft des wenigstens einen Rads zu ermitteln.

The object is achieved according to the invention by a method for determining a wheel-specific tire longitudinal force of at least one wheel of a motor vehicle. The method comprises the following steps:

• - detecting at least one target variable for a control circuit of the motor vehicle, wherein the at least one target variable comprises a target drive torque of the at least one wheel, a target braking torque of the at least one wheel and/or a target engine torque for an engine of the motor vehicle;
• - detecting at least two control variables of the control loop, wherein the at least two control variables comprise a wheel speed of the at least one wheel and an actual drive torque of the at least one wheel, an actual braking torque of the at least one wheel and/or an actual engine torque of the engine; and
• - Processing the at least one target variable and the at least two controlled variables by means of a PI observer in order to determine the tire longitudinal force of the at least one wheel.

Für den Entwurf des PI-Beobachters wird eine Motordrehzahl des Motors berücksichtigt. Alternativ oder zusätzlich wird mittels des PI-Beobachters eine tatsächliche Masse des Kraftfahrzeugs ermittelt. Für den Entwurf des PI-Beobachters wird die Reifen-Längskraft als Störgröße modelliert, die mittels des PI-Beobachters unter Berücksichtigung der Motordrehzahl und/oder der tatsächlichen Masse rekonstruiert wird.For the design of the PI observer, an engine speed is taken into account. Alternatively or additionally, an actual mass of the vehicle is determined using the PI observer. For the design of the PI observer, the tire longitudinal force is modeled as a disturbance variable, which is reconstructed using the PI observer taking into account the engine speed and/or the actual mass.

Dabei und im Folgenden ist unter dem Begriff „ermitteln“ zu verstehen, dass die entsprechende Größe berechnet, insbesondere abgeschätzt wird.Here and in the following, the term “determine” means that the corresponding quantity is calculated, in particular estimated.

Ferner ist unter dem Begriff „erfassen“ zu verstehen, dass die entsprechende Größe gemessen oder direkt aus einem Signal bestimmt wird, insbesondere aus einem Messsignal eines entsprechenden Sensors. Im Falle von Ist-Bremsmomenten oder Ist-Antriebsmomenten kann darunter auch zu verstehen sein dass die jeweiligen Größen von eigens dafür entworfenen Beobachtern ermittelt werden. Dafür können beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannte Beobachter verwendet werden.Furthermore, the term "detect" means that the corresponding quantity is measured or determined directly from a signal, in particular from a measurement signal from a corresponding sensor. In the case of actual braking torques or actual drive torques, this can also mean that the respective quantities are determined by observers specially designed for this purpose. For example, observers known from the state of the art can be used for this purpose.

Es hat sich herausgestellt, dass die Genauigkeit der Ermittlung der radindividuellen Reifen-Längskraft mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber bekannten Verfahren wesentlich erhöht ist.It has been found that the accuracy of determining the wheel-specific tire longitudinal force is significantly increased using the method according to the invention compared to known methods.

Durch die Berücksichtigung der Motordrehzahl wird die Torsionsdynmaik im Antriebsstrang berücksichtigt, wodurch die Güte der radindividuellen Reifen-Längskraftschätzung insbesondere bei hochdynamischer Antriebsstrangtorsion erhöht wird. Bei der Motordrehzahl handelt es sich um eine Regelgröße des Regelkreises, die erfasst und vom PI-Beobachter verarbeitet wird, um die Reifen-Längskraft des wenigstens einen Rads zu ermitteln.By taking the engine speed into account, the torsional dynamics in the drive train are taken into account, which increases the quality of the wheel-specific tire longitudinal force estimation, especially in the case of highly dynamic drive train torsion. The engine speed is a control variable of the control loop that is recorded and processed by the PI observer in order to determine the tire longitudinal force of at least one wheel.

Durch die Ermittlung der tatsächlichen Masse des Kraftfahrzeugs wird die Genauigkeit der Reifen-Längskraftschätzung weiter verbessert. Die tatsächliche Masse des Kraftfahrzeugs kann von der nominalen Masse beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Zuladung und/oder aufgrund unterschiedlicher Massen der Insassen abweichen.By determining the actual mass of the motor vehicle, the accuracy of the tire longitudinal force estimation is further improved. The actual mass of the motor vehicle may differ from the nominal mass, for example due to different payload and/or different masses of the occupants.

Ferner hat sich herausgestellt, dass das erfindungsgemäße Verfahren keine erhöhte Phase aufweist und robust gegenüber Parameterunsicherheiten ist, da es sich bei dem PI-Beobachter um einen Beobachter mit einer Rückkoppelschleife handelt, wodurch Parameterunsicherheiten korrigiert werden können.Furthermore, it has been found that the method according to the invention does not have an increased phase and is robust to parameter uncertainties, since the PI observer is an observer with a feedback loop, whereby parameter uncertainties can be corrected.

Natürlich kann die Reifen-Längskraft radindividuell für mehrere Räder des Kraftfahrzeugs ermittelt werden, insbesondere für alle Räder des Kraftfahrzeugs.Of course, the tire longitudinal force can be determined individually for several wheels of the motor vehicle, in particular for all wheels of the motor vehicle.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedenen Antriebs- und Bremssystemen angewendet werden.The method according to the invention can be used in various drive and braking systems.

Beispielsweise kann das Verfahren auf eine Achse ohne Antriebseinheit angewendet werden, wobei die Achse eine radindividuelle Bremse aufweist. In diesem Fall ist für den Beobachter lediglich das Soll-Bremsmoment, das Ist-Bremsmoment sowie die Rad-Drehzahl erforderlich.For example, the method can be applied to an axle without a drive unit, where the axle has a wheel-individual brake on In this case, the observer only needs the target braking torque, the actual braking torque and the wheel speed.

Darüber hinaus werden je nach Antriebskonzept des Kraftfahrzeugs die Antriebsmomente berücksichtigt, die beispielsweise von einem zentralen Motor für die Hinterachse oder Vorderachse oder von bis zu vier radindividuellen Motoren bereitgestellt werden. In diesem Fall sind für den Beobachter die entsprechenden Soll-Motormomente und Ist-Antriebsmomente erforderlich, wobei auch die Motordrehzahl berücksichtigt werden kann.In addition, depending on the drive concept of the motor vehicle, the drive torques are taken into account, which are provided, for example, by a central motor for the rear axle or front axle or by up to four wheel-specific motors. In this case, the observer requires the corresponding target engine torques and actual drive torques, whereby the engine speed can also be taken into account.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Abweichung der tatsächlichen Masse des Kraftfahrzeugs von einer nominalen Masse des Kraftfahrzeugs beim Entwurf des PI-Beobachters als virtuelle Kraft berücksichtigt. Insbesondere werden die Reifen-Längskraft und die zusätzliche virtuelle Kraft, welche die Abweichung der tatsächlichen Fahrzeugmasse von der nominalen Fahrzeugmasse beschreibt, als Störgrößen modelliert und mittels des PI-Beobachters rekonstruiert.According to one aspect of the invention, a deviation of the actual mass of the motor vehicle from a nominal mass of the motor vehicle is taken into account as a virtual force when designing the PI observer. In particular, the tire longitudinal force and the additional virtual force, which describes the deviation of the actual vehicle mass from the nominal vehicle mass, are modeled as disturbance variables and reconstructed using the PI observer.

Dementsprechend kann die Abweichung der tatsächlichen Masse von der nominalen Masse als Störgröße modelliert werden, die mittels des PI-Beobachters rekonstruiert wird.Accordingly, the deviation of the actual mass from the nominal mass can be modeled as a disturbance, which is reconstructed using the PI observer.

Insbesondere wird eine Fahrzeug-Längsbeschleunigung erfasst, wobei die Reifen-Längskraft basierend auf der Fahrzeug-Längsbeschleunigung korrigiert wird. Dabei kann die ermittelte tatsächliche Masse des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden. Die Reifen-Längskraft kann also basierend auf der erfassten Fahrzeug-Längsbeschleunigung und der ermittelten tatsächlichen Masse des Kraftfahrzeugs korrigiert werden. Dadurch wird die Genauigkeit der Reifen-Längskraftschätzung weiter erhöht.In particular, a vehicle longitudinal acceleration is recorded, whereby the tire longitudinal force is corrected based on the vehicle longitudinal acceleration. The determined actual mass of the motor vehicle can be taken into account. The tire longitudinal force can therefore be corrected based on the recorded vehicle longitudinal acceleration and the determined actual mass of the motor vehicle. This further increases the accuracy of the tire longitudinal force estimation.

Insbesondere wird die tatsächliche Masse in einer Rückkoppelschleife (im Englischen als „closed loop“ bezeichnet) ermittelt, wodurch die Genauigkeit der Schätzung der tatsächlichen Fahrzeugmasse durch den PI Beobachter erhöht wird.In particular, the actual mass is determined in a closed loop, which increases the accuracy of the PI observer's estimate of the actual vehicle mass.

Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass ein zusätzlicher Ausgang des PI-Beobachters mit der erfassten Fahrzeug-Längsbeschleunigung gestützt wird, wobei der zusätzliche Ausgang des PI-Beobachters von der Reifen-Längskraft und der tatsächlichen Masse des Kraftfahrzeugs abhängt, insbesondere von einem Quotienten der Reifen-Längskraft und der tatsächlichen Masse des Kraftfahrzeugs, insbesondere wobei der zusätzliche Ausgang des PI-Beobachters über erfasste oder ermittelte Ist-Lenkwinkel der Räder für den Abgleich der Fahrzeug-Längsbeschleunigung in das Fahrzeugkoordinatensystem transformiert wird.A further aspect provides that an additional output of the PI observer is supported with the detected vehicle longitudinal acceleration, wherein the additional output of the PI observer depends on the tire longitudinal force and the actual mass of the motor vehicle, in particular on a quotient of the tire longitudinal force and the actual mass of the motor vehicle, in particular wherein the additional output of the PI observer is transformed into the vehicle coordinate system via detected or determined actual steering angles of the wheels for the adjustment of the vehicle longitudinal acceleration.

Weitere auftretende Kräfte, beispielsweise der Luftwiderstand oder der Rollwiderstand, können vernachlässigt werden, um die notwendige Rechenzeit zu verkürzen.Other forces that occur, such as air resistance or rolling resistance, can be neglected in order to shorten the necessary calculation time.

Alternativ können die weiteren auftretenden Kräfte durch eigens dafür entworfene Schätzalgorithmen mit berücksichtigt werden.Alternatively, the other forces that occur can be taken into account using estimation algorithms designed specifically for this purpose.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der PI-Beobachter wenigstens zwei voneinander verschiedene Betriebsmodi auf. In einem ersten Betriebsmodus des PI-Beobachters wird die Reifen-Längskraft des wenigstens einen Rads bei unbekannter tatsächlicher Masse des Kraftfahrzeugs ermittelt. In einem zweiten Betriebsmodus des PI-Beobachters wird eine Fahrzeug-Längsbeschleunigung erfasst und die Reifen-Längskraft und die tatsächliche Masse des Kraftfahrzeugs werden gemeinschaftlich ermittelt. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, kann der Pl Beobachter situationsabhängig zwischen den wenigstens zwei Betriebsmodi umgeschaltet werden, sodass für jede Fahrsituation eine optimale Schätzung der Reifen-Längskräfte erreicht wird.In a further embodiment of the invention, the PI observer has at least two different operating modes. In a first operating mode of the PI observer, the tire longitudinal force of at least one wheel is determined when the actual mass of the motor vehicle is unknown. In a second operating mode of the PI observer, a vehicle longitudinal acceleration is recorded and the tire longitudinal force and the actual mass of the motor vehicle are determined together. As will be explained in more detail below, the PI observer can be switched between the at least two operating modes depending on the situation, so that an optimal estimate of the tire longitudinal forces is achieved for every driving situation.

Durch die gemeinschaftliche Ermittlung, also die gemeinschaftliche Schätzung der Reifen-Längskraft und der tatsächlichen Masse des Kraftfahrzeugs wird die Genauigkeit der Schätzung der Reifen-Längskraft und der tatsächlichen Masse des Kraftfahrzeugs erhöht.The joint determination, i.e. the joint estimation of the tire longitudinal force and the actual mass of the motor vehicle, increases the accuracy of the estimate of the tire longitudinal force and the actual mass of the motor vehicle.

Insbesondere weist der PI-Beobachter einen dritten Betriebsmodus auf, wobei in dem dritten Betriebsmodus eine Fahrzeug-Längsbeschleunigung erfasst wird, und wobei die Reifen-Längskraft bei bekannter tatsächlicher Masse des Kraftfahrzeugs basierend auf der Fahrzeug-Längsbeschleunigung korrigiert wird. Im dritten Betriebsmodus wird also basierend auf der bereits (wie oben beschrieben) ermittelten tatsächlichen Fahrzeugmasse die Reifen-Längskraft ermittelt, wodurch die Reifen-Längskraft besonders genau ermittelt werden kann.In particular, the PI observer has a third operating mode, wherein a vehicle longitudinal acceleration is detected in the third operating mode, and the tire longitudinal force is corrected based on the vehicle longitudinal acceleration when the actual mass of the motor vehicle is known. In the third operating mode, the tire longitudinal force is determined based on the actual vehicle mass that has already been determined (as described above), whereby the tire longitudinal force can be determined particularly precisely.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Zustandsautomat vorgesehen, welcher den PI-Beobachter basierend auf einer aktuellen Fahrsituation zwischen den wenigstens zwei Betriebsmodi umschaltet. Der Zustandsautomat wählt also für jede Fahrsituation den passenden Betriebsmodus aus, sodass die Reifen-Längskraft in jeder Fahrsituation optimal geschätzt werden kann.According to a further embodiment of the invention, a state machine is provided which switches the PI observer between the at least two operating modes based on a current driving situation. The state machine selects the appropriate operating mode for each driving situation, so that the tire longitudinal force can be optimally estimated in each driving situation.

Insbesondere schaltet der Zustandsautomat den Pl Beobachter basierend auf zur Verfügung stehenden Sollgrößen, Regelgrößen, ermittelten Größen und/oder weiteren Größen zwischen den wenigstens zwei Betriebsmodi um.In particular, the state machine switches the Pl observer between the at least two operating modes based on available target variables, controlled variables, determined variables and/or other variables.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung beginnt der PI-Beobachter bei einem Start des Kraftfahrzeugs im ersten Betriebsmodus. Der erste Betriebsmodus kann daher auch als „Initialmodus“ bezeichnet werden.According to one aspect of the invention, the PI observer starts in the first operating mode when the motor vehicle is started. The first operating mode can therefore also be referred to as the “initial mode”.

Insbesondere wird die tatsächliche Masse des Kraftfahrzeugs also nach jedem Start des Kraftfahrzeugs erneut ermittelt.In particular, the actual mass of the motor vehicle is determined again after each start of the motor vehicle.

Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug. Das Steuergerät dazu eingerichtet ist, ein oben beschriebenes Verfahren durchzuführen.The object is further achieved according to the invention by a control unit for a motor vehicle. The control unit is set up to carry out a method described above.

Hinsichtlich der Vorteile und weiteren Eigenschaften des Steuergeräts wird auf die obigen Erläuterungen bezüglich des Verfahrens verwiesen, welche ebenso für das Steuergerät gelten und umgekehrt.With regard to the advantages and other properties of the control device, reference is made to the above explanations regarding the method, which also apply to the control device and vice versa.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In diesen zeigen:

• - 1 schematisch einen Regelkreis eines Kraftfahrzeugs mit einem integrierten PI-Beobachter;
• - 2 eine Tabelle mit Sollgrößen und Zustandsgrößen des Regelkreises von 1; und
• - 3 schematisch einen Zustandsautomaten zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Further advantages and properties of the invention result from the following description and the accompanying drawings, to which reference is made. Show in these:

• - 1 schematically a control circuit of a motor vehicle with an integrated PI observer;
• - 2 a table with target variables and state variables of the control loop 1 ; and
• - 3 schematically a state machine for carrying out a method according to the invention.

1 zeigt schematisch einen Teil eines Regelkreis 10 eines Kraftfahrzeugs. Im Allgemeinen ist der Regelkreis 10 dazu eingerichtet, wenigstens eine Fahrzeugkomponente des Kraftfahrzeugs, nämlich die Regelstrecke 12 zu steuern. 1 shows schematically a part of a control circuit 10 of a motor vehicle. In general, the control circuit 10 is set up to control at least one vehicle component of the motor vehicle, namely the controlled system 12.

Der Regelkreis 10 kann Teil eines Fahrassistenzsystems, eines Fahrdynamikregelsystems und/oder eines Schlupfregelsystems sein, beispielsweise eines Antiblockiersystems oder einer Traktionskontrolle, das zumindest teilweise in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs integriert ist.The control circuit 10 can be part of a driver assistance system, a vehicle dynamics control system and/or a slip control system, for example an anti-lock braking system or a traction control system, which is at least partially integrated in a control unit of the motor vehicle.

Dementsprechend handelt es sich bei der Regelstrecke 12 beispielsweise um einen Antriebsstrang und/oder ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs.Accordingly, the control system 12 is, for example, a drive train and/or a braking system of the motor vehicle.

Der Regelkreis 10 weist einen PI-Beobachter 14 auf, der in dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs integriert sein kann.The control circuit 10 has a PI observer 14, which can be integrated in the control unit of the motor vehicle.

Der PI-Beobachter dazu eingerichtet ist, bestimmte Größen der Regelstrecke 12 abzuschätzen, für die eine entsprechende Messsensorik nicht vorhanden ist bzw. für die eine Messsensorik mit erheblichem Mehraufwand und/oder Mehrkosten verbunden wäre.The PI observer is set up to estimate certain variables of the controlled system 12 for which a corresponding measuring sensor system is not available or for which a measuring sensor system would involve considerable additional effort and/or additional costs.

Zu diesem Zweck verarbeitet der PI-Beobachter 14 Sollgrößen u und Regelgrößen y des Regelkreises 10.For this purpose, the PI observer 14 processes setpoint variables u and controlled variables y of the control loop 10.

Dabei umfassen die Sollgrößen u beispielsweise ein Soll-Antriebsmoment für wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs, ein Soll-Bremsmoment des wenigstens einen Rads und/oder ein Soll-Motormoment für einen Motor des Kraftfahrzeugs.The target variables u include, for example, a target drive torque for at least one wheel of the motor vehicle, a target braking torque of the at least one wheel and/or a target engine torque for an engine of the motor vehicle.

Die Regelgrößen y umfassen beispielsweise ein Ist-Antriebsmoment des wenigstens einen Rads, ein Ist-Bremsmoment des wenigstens einen Rads, ein Ist-Motormoment des Motors, eine Raddrehzahl des wenigstens einen Rads und/oder eine Motordrehzahl des Motors.The controlled variables y include, for example, an actual drive torque of the at least one wheel, an actual braking torque of the at least one wheel, an actual engine torque of the engine, a wheel speed of the at least one wheel and/or an engine speed of the engine.

Weist das Kraftfahrzeug mehrere Motoren auf, können weitere Soll-Motormomente, Ist-Motormomente und/oder Motordrehzahlen vom PI-Beobachter 14 verarbeitet werden.If the motor vehicle has several engines, additional target engine torques, actual engine torques and/or engine speeds can be processed by the PI observer 14.

Dabei umfasst der PI-Beobachter 14 eine Rückkoppelschleife 16, über die die Regelgrößen y mit den entsprechenden geschätzten Größen (also den beobachteten Regelgrößen) abgeglichen werden können, um die Genauigkeit der Schätzung zu erhöhen.The PI observer 14 includes a feedback loop 16, via which the controlled variables y can be compared with the corresponding estimated variables (i.e. the observed controlled variables) in order to increase the accuracy of the estimate.

Dabei weist die die Rückkoppelschleife 16 einen Proportionalanteil (P-Anteil) auf, der durch eine Matrix L₁ charakterisiert wird.The feedback loop 16 has a proportional component (P component), which is characterized by a matrix L ₁ .

Ferner weist die die Rückkoppelschleife 16 einen Integralanteil (I-Anteil) auf, der durch Matrizen L₂ und L₃ charakterisiert wird.Furthermore, the feedback loop 16 has an integral component (I component), which is characterized by matrices L ₂ and L ₃ .

Für den Entwurf des Beobachters wird ein Modell 18 der Regelstrecke verwendet. Das Modell 18 umfasst, hier beispielhaft für den Fall einer angetriebenen Achse mit einem zentralen Motor an dieser Achse, den folgenden Satz von Differentialgleichungen, welche die Entwicklung von Systemzuständen x_i beschreiben: $${\dot{x}}_1=\left(u_1-x_1\right)/{\mathrm{\tau }}_m$$

$${\dot{x}}_2=\left(u_2-x_2\right)/{\tau }_b$$

$${\dot{x}}_3=\left(u_3-x_3\right)/{\tau }_b$$

$${\dot{x}}_4=x_5/i_g-\left(x_6+x_7\right)/2$$

$${\dot{x}}_5=\left(x_1-2M_r{\text{/i}}_g\right)/J_C$$

$${\dot{x}}_6=\left(M_r+x_2-r_r{x}_8\right)/J_r$$

$${\dot{x}}_7=\left(M_r+x_3-r_r{x}_9\right)/J_r$$

$${\dot{x}}_8=\left(F_{x,l}-x_8\right)/{\tau }_x$$

$${\dot{x}}_9=\left(F_{x,r}-x_9\right)/{\tau }_x$$

$$M_r=k_c{x}_4+d_c\left(x_5/i_g-\left(x_6+x_7\right)/2\right)$$

A model 18 of the controlled system is used to design the observer. Model 18 includes, here as an example for the case of a driven axle with a central motor on this axle, the following set of differential equations, which describe the development of system states x _i : $${\dot{x}}_1=\left(u_1-x_1\right)/{\mathrm{\tau }}_m$$

$${\dot{x}}_2=\left({\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="u"\; filenames="DE102022125522A1\_0017.png"\; state="\{\{state\}\}">u</figure-callout>}}_2-x_2\right)/{\tau }_b$$

$${\dot{x}}_3=\left({\mathrm{<figure-callout\; id="3"\; label="u"\; filenames="DE102022125522A1\_0017.png"\; state="\{\{state\}\}">u</figure-callout>}}_3-x_3\right)/{\tau }_b$$

$${\dot{x}}_4=x_5/i_G-\left({\mathrm{<figure-callout\; id="6"\; label="x"\; filenames="DE102022125522A1\_0017.png"\; state="\{\{state\}\}">x</figure-callout>}}_6+x_7\right)/2$$

$${\dot{x}}_5=\left(x_1-2M_r{\text{/i}}_G\right)/J_C$$

$${\dot{x}}_6=\left(M_r+x_2-r_r{x}_{\mathrm{8th}}\right)/J_r$$

$${\dot{x}}_7=\left(M_r+x_3-r_r{x}_9\right)/J_r$$

$${\dot{x}}_{\mathrm{8th}}=\left(F_{x,l}-x_{\mathrm{8th}}\right)/{\tau }_x$$

$${\dot{x}}_9=\left(F_{x,r}-x_9\right)/{\tau }_x$$

$$M_r=k_c{x}_4+d_c\left(x_5/i_G-\left({\mathrm{<figure-callout\; id="6"\; label="x"\; filenames="DE102022125522A1\_0017.png"\; state="\{\{state\}\}">x</figure-callout>}}_6+x_7\right)/2\right)$$

Dabei ist τ_m die Ersatzzeitkonstante des Motors, τ_b die Ersatzzeitkonstante der Bremsanlage, i_g die Gesamtübersetzung zwischen Motor und Rad, J_c das Ersatzträgheitsmoment des Antriebsstrangs, r_r der effektive Radradius, J_r das Trägheitsmoment eines Rads, τ_x die Zeitkonstante der Reifeneinlaufdynamik, k_c die Ersatztorsionssteifigkeit der Drehfeder des Antriebsstrangmodells und d_c die Ersatzdämpfungskonstante dieser Drehfeder.Where τ _m is the equivalent time constant of the engine, τ _b is the equivalent time constant of the braking system, i _{g is} the total gear ratio between engine and wheel, J _c is the equivalent moment of inertia of the drive train, r _{r is} the effective wheel radius, J _{r is} the moment of inertia of a wheel, τ _x is the time constant of the tire running-in dynamics, k _{c is} the equivalent torsional stiffness of the torsion spring of the drive train model and d _{c is} the equivalent damping constant of this torsion spring.

Optional kann in dem Modell noch eine Anpassung der Wirkrichtung der Bremse bei Rückwärtsfahrt abgebildet werden.Optionally, an adjustment of the effective direction of the brake when reversing can be depicted in the model.

Eine Tabelle der einzelnen Eingangsgrößen u_i und Zustände x_j ist in der 2 dargestellt.A table of the individual input variables u _i and states x _j is in the 2 shown.

Dabei und im Folgenden wird speziell der Fall für eine angetriebene Achse mit einem zentralen Motor an dieser Achse beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass das Modell 18 und damit der PI-Beobachter 14 ebenso auf mehrere angetriebene Achsen, mehrere Motoren, mehrere rad-individuelle Motoren, Achsen ohne Motor (also nur mit Brems-Aktuatorik), Sperren und/oder Allradsysteme über eine Mittenkupplung erweitert werden kann.The case for a driven axle with a central motor on this axle is specifically described here and below. However, it should be noted that the model 18 and thus the PI observer 14 also has several driven axles, several motors, several wheel-specific motors, axles without motors (i.e. only with brake actuators), locks and / or all-wheel drive systems a center coupling can be expanded.

Die Differentialgleichungen des Modells 18 hängen ferner von den Reifen-Längskräften am linken Reifen (F_x,l) und am rechten Reifen (F_x,r), sowie vom nach Torsion des Antriebsstrangs am jeweiligen Rad anliegenden Rad-Moment M_r ab.The differential equations of model 18 also depend on the longitudinal tire forces on the left tire (F _x,l ) and on the right tire (F _x,r ), as well as on the wheel torque M _r applied to the respective wheel after torsion of the drive train.

Die Reifen-Längskräfte werden in dem Modell 18 als Störgrößen modelliert, sodass gilt: $$\left[\begin{array}{c}{F}_{x,l}\\ F_{x,r}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{d}_1\\ d_2\end{array}\right]=d$$

The tire longitudinal forces are modeled as disturbance variables in Model 18, so that the following applies: $$\left[\begin{array}{c}{F}_{x,l}\\ F_{x,r}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{d}_1\\ d_2\end{array}\right]=d$$

Der Rest der Gleichungen ist linear und zeitinvariant, sodass das so hergeleitete Modell 18 die in dargestellte Form hat.The rest of the equations are linear and time-invariant, so that the model derived in this way 18 the in has the form shown.

Als Mess- bzw. Schätzgrößen stehen in diesem Fall zu Verfügung: y₁ = x₁, y₂ = x₂, y₃ = x₃, y₄ = x₅, y₅ = x₆ und y₆ = x₇, also die Antriebs- und Brems-Ist-Momente, sowie die Motor- und Rad-Drehzahlen.In this case, the following are available as measurement or estimate values: y ₁ = x ₁ , y ₂ = x ₂ , y ₃ = x ₃ , y ₄ = x ₅ , y ₅ = x ₆ and y ₆ = x ₇ , i.e. the actual drive and brake torques, as well as the engine and wheel speeds.

Da diese Sensor-Gleichungen linear sind können sie in die Form y=Cx gebracht werden und damit das durch Integratoren überwachte System aufgestellt werden: $$\left[\begin{array}{c}\dot{x}\\ \dot{d}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}A& L_3\\ 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x\\ d\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}B\\ 0\end{array}\right]u+\left[\begin{array}{c}{L}_1\\ L_2\end{array}\right]\left(y-y_o\right)$$

Since these sensor equations are linear, they can be put into the form y=Cx and thus the system monitored by integrators can be set up: $$\left[\begin{array}{c}\dot{x}\\ \dot{d}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}A& {\mathrm{<figure-callout\; id="3"\; label="L"\; filenames="DE102022125522A1\_0017.png"\; state="\{\{state\}\}">L</figure-callout>}}_3\\ 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x\\ d\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}B\\ 0\end{array}\right]u+\left[\begin{array}{c}{L}_1\\ L_2\end{array}\right]\left(y-y_O\right)$$

Die Matrizen L₁ und L₂ können mit klassischen Entwurfsverfahren, wie etwa Pol-Platzierung oder LQR bestimmt werden, wobei die Integratoren dann die als Störgrößen modellierten Reifen-Längskräfte rekonstruieren.The matrices L ₁ and L ₂ can be determined using classic design methods such as pole placement or LQR, with the integrators then reconstructing the tire longitudinal forces modeled as disturbance variables.

Für die Matrix L₃ gilt: $$L_3^T=\left[\begin{array}{lllllllll}0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 1\hfill & 0\hfill \\ 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 1\hfill \end{array}\right]$$

The following applies to the matrix L ₃ : $$L_3^T=\left[\begin{array}{lllllllll}0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 1\hfill & 0\hfill \\ 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 0\hfill & 1\hfill \end{array}\right]$$

Mit dem oben beschriebenen Entwurf des PI-Beobachters 14 ist es bereits möglich, die radindividuellen Reifen-Längskräfte F_x,l, F_x,r mit hoher Genauigkeit zu rekonstruieren, da die Torsionsdynamik des Antriebsstrangs sowie die Motordrehzahl berücksichtigt wird.With the design of the PI observer 14 described above, it is already possible to reconstruct the wheel-specific tire longitudinal forces F _x,l , F _x,r with high accuracy, since the torsional dynamics of the drive train and the engine speed are taken into account.

In diesem Betriebsmodus des PI-Beobachters 14 (im Folgenden als „erster Betriebsmodus“ oder „Initialmodus“ bezeichnet), werden jedoch Informationen noch nicht genutzt, die eine Längsbeschleunigungssensor des Kraftfahrzeugs bereitstellt.However, in this operating mode of the PI observer 14 (hereinafter referred to as “first operating mode” or “initial mode”), information that a longitudinal acceleration sensor of the motor vehicle provides is not yet used.

Der PI-Beobachter 14 wird daher um zwei weitere Betriebsmodi erweitert. Ferner wird ein in 3 illustrierter Zustandsautomat 20 vorgesehen, welche den PI-Beobachter 14 fahrsituationsabhängig zwischen den verschiedenen Betriebsmodi umschaltet.The PI observer 14 is therefore extended by two further operating modes. Furthermore, a 3 illustrated state machine 20 is provided, which switches the PI observer 14 between the different operating modes depending on the driving situation.

Dafür wird das Modell 18 um einen Ausgang y₈ = (F̂_x,l + F̂_x,r)/m erweitert bzw. für den Fall von vier betrachteten Rädern um einen Ausgang y₈ = (F̂_x,vl + F̂_x,vr + F̂_x,hl + F̂_x,hr)/m, wobei der Index „v“ für vorne und der Index „h“ für hinten steht.For this purpose, the model 18 is expanded by an output y ₈ = (F̂ _x,l + F̂ _x,r )/m or, in the case of four wheels under consideration, by an output y ₈ = (F̂ _x,vl + F̂ _x,vr + F̂ _x,hl + F̂ _x,hr )/m, where the index “v” stands for front and the index “h” stands for rear.

Für den Abgleich dieses Ausgangs y₈ mit der erfassten Fahrzeug-Längsbeschleunigung kann zur Erhöhung der Genauigkeit zusätzlich noch eine Transformation der radindividuellen Längs-Kräfte aus dem Rad-Koordinatensystem in das Fahrzeugkoordinatensystem erfolgen. Damit können die (erfassten oder ermittelten) Ist-Lenkwinkel der jeweiligen Räder berücksichtigt werden. Diese Ist-Lenkwinkel können radindividuell berücksichtigt werden. Für die Transformation benötigte Querkräfte können entweder vernachlässigt werden oder optional durch einen separaten Schätzalgorithmus bereitgestellt werden.To compare this output y ₈ with the recorded vehicle longitudinal acceleration, the wheel-specific longitudinal forces can also be transformed from the wheel coordinate system to the vehicle coordinate system to increase accuracy. This allows the (recorded or determined) actual steering angles of the respective wheels to be taken into account. These actual steering angles can be taken into account for each wheel. The transverse forces required for the transformation can either be neglected or optionally provided by a separate estimation algorithm.

Die verschiedenen Betriebsmodi werden im Folgenden anhand der 3 näher erläutert.The different operating modes are explained below using the 3 explained in more detail.

Der erste Betriebsmodus („Modus 1“ in 3) ist der Initialmodus, d.h. nach dem Start des Kraftfahrzeugs befindet sich der PI-Beobachter 14 im oben beschriebenen ersten Betriebsmodus.The first operating mode (“Mode 1” in 3 ) is the initial mode, that is, after starting the motor vehicle, the PI observer 14 is in the first operating mode described above.

Wird das Kraftfahrzeug beschleunigt und liegt aktuell kein Bremseingriff vor, schaltet der Zustandsautomat 20 den PI-Beobachter 14 in einen zweiten Betriebsmodus („Modus 2“ in 3).If the motor vehicle accelerates and there is currently no braking intervention, the state machine 20 switches the PI observer 14 to a second operating mode (“Mode 2”) 3 ).

Im zweiten Betriebsmodus wird mittels des PI-Beobachters 14 die tatsächliche Masse des Kraftfahrzeugs gemeinschaftlich mit den radindividuellen Reifen-Längskräften geschätzt.In the second operating mode, the actual mass of the motor vehicle is estimated together with the wheel-specific tire longitudinal forces using the PI observer 14.

Die Schätzung der tatsächlichen Masse des Kraftfahrzeugs erfolgt über einen virtuellen Zustand a_x,m, der durch die folgenden Gleichungen definiert ist: $${\dot{a}}_{x,m}=\left(a_{x,nom}-a_{x,m}\right)/{\tau }_a$$

$$a_{x,nom}=\left({\widehat{F}}_x+F_m\right)/m_{nom}$$

The estimation of the actual mass of the motor vehicle is done via a virtual state a _x,m , which is defined by the following equations: $${\dot{a}}_{x,m}=\left(a_{x,nOm}-a_{x,m}\right)/{\tau }_a$$

$$a_{x,nOm}=\left({\widehat{F}}_x+F_m\right)/m_{nOm}$$

Dabei ist F̂_x die Summe der geschätzten Reifen-Längskräfte, m_nom die nominale Masse des Kraftfahrzeugs, die im PI-Beobachter 14 appliziert ist, τ_a eine Filterzeitkonstante und F_m eine Störgröße, die Abweichungen der tatsächlichen Masse von der nominalen Masse modelliert. _{Here , F̂ ​}

Diese Störgröße wird über einen zusätzlichen Integrator in der Beobachterrückführung geschätzt (analog zu den Reifen-Längskräften), was durch eine entsprechende Anpassung der Rückführmatrizen L₁, L₂, L₃ erreicht werden kann.This disturbance is estimated via an additional integrator in the observer feedback (analogous to the tire longitudinal forces), which can be achieved by a corresponding adjustment of the feedback matrices L ₁ , L ₂ , L ₃ .

Die tatsächliche Fahrzeugmasse m kann dann über die gemessene Fahrzeuglängsbeschleunigung a_x,mess entsprechend der Gleichung m ≈ F̂_x/ a_x,mess geschätzt werden.The actual vehicle mass m can then be estimated via the measured vehicle longitudinal acceleration a _x,mess according to the equation m ≈ F̂ _x / a _x,mess .

Vorzugsweise wird die Schätzung der tatsächlichen Fahrzeugmasse nur dann aktualisiert wenn eine bestimmte Mindest-Fahrzeuglängsbeschleunigung vorliegt, um eine Division durch Null zu vermeiden.Preferably, the estimate of the actual vehicle mass is only updated when a certain minimum vehicle longitudinal acceleration is present in order to avoid division by zero.

Außerdem kann die so ermittelte tatsächliche Masse noch gefiltert, gradientenbegrenzt und/oder im Absolutwert auf physikalisch sinnvolle Werte begrenzt werden (beispielsweise auf das maximal zulässige Gesamtgewicht plus Toleranz), um einen plausiblen Verlauf zu gewährleisten.In addition, the actual mass determined in this way can be filtered, gradient-limited and/or limited in absolute value to physically reasonable values (for example to the maximum permissible total weight plus tolerance) in order to ensure a plausible course.

Die geschätzte Fahrzeugmasse (also die geschätzte tatsächliche Fahrzeugmasse) wird als „bestätigt“ markiert, wenn der PI-Beobachter 14 die tatsächliche Masse für eine bestimmte Zeit im zweiten Betriebsmodus schätzen konnte.The estimated vehicle mass (i.e., the estimated actual vehicle mass) is marked as “confirmed” if the PI observer 14 was able to estimate the actual mass for a certain time in the second operating mode.

Die geschätzte Fahrzeugmasse kann als „nicht bestätigt“ markiert werden, wenn Kriterien erfüllt sind, nach denen eine potentielle Masseänderung nicht ausgeschlossen werden kann. Dazu gehört etwa dass das Kraftfahrzeug in den Stillstand geht, ein Klemmenwechsel, eine Änderung des Tür- oder Gurt-Status oder ein bestimmtes Maximal-Alter der Schätzung, nach dem eine erneute Schätzung durchgeführt wird.The estimated vehicle mass can be marked as "unconfirmed" if criteria are met that indicate a potential change in mass. These include the vehicle coming to a standstill, a terminal change, a change in door or belt status, or a certain maximum age of the estimate after which a new estimate is made.

Solange die geschätzte tatsächliche Fahrzeugmasse als „nicht bestätigt“ markiert ist, verbleibt der PI-Beobachter 14 also im zweiten Betriebsmodus, falls er nicht aufgrund einer Änderung der Fahrsituation in den ersten Betriebsmodus umgeschaltet wird.As long as the estimated actual vehicle mass is marked as “not confirmed”, the PI observer 14 remains in the second operating mode unless it is switched to the first operating mode due to a change in the driving situation.

Wird die geschätzte tatsächliche Fahrzeugmasse als „bestätigt“ markiert, schaltet der Zustandsautomat 20 den PI-Beobachter in den dritten Betriebsmodus um.If the estimated actual vehicle mass is marked as “confirmed”, the state machine 20 switches the PI observer to the third operating mode.

Im dritten Betriebsmodus wird, wie im zweiten Betriebsmodus, eine Stützung des PI-Beobachters 14, genauer gesagt des Ausgangs y₈ auf die Fahrzeug-Längsbeschleunigung freigeschaltet, wobei die Störgröße F_m, welche die Abweichung der tatsächlichen Fahrzeugmasse von der nominalen Fahrzeugmasse repräsentiert, in diesem Modus auf Null gesetzt wird, damit die zusätzliche Information, die sich aus dem Sensor für die gemessene Fahrzeug-Längsbeschleunigung ergibt, ausschließlich für die Korrektur der Reifen-Längskraft verwendet werden kann..In the third operating mode, as in the second operating mode, a support of the PI observer 14, more precisely of the output y ₈ , on the vehicle longitudinal acceleration is enabled, whereby the disturbance variable F _m , which represents the deviation of the actual vehicle mass from the nominal vehicle mass, is set to zero in this mode so that the additional information resulting from the sensor for the measured vehicle longitudinal acceleration can be used exclusively for the correction of the tire longitudinal force.

Im dritten Betriebsmodus wird also die Reifen-Längskraft bei bekannter tatsächlicher Masse des Kraftfahrzeugs basierend auf der gemessenen Fahrzeug-Längsbeschleunigung geschätzt.In the third operating mode, the tire longitudinal force is estimated based on the measured vehicle longitudinal acceleration when the actual mass of the vehicle is known.

Dabei wird im dritten Betriebsmodus angenommen dass m ≈ m_nom gilt. dementsprechend wird auch die obige Gleichung für a_x,m verwendet, jedoch mit F_m = 0 und somit auch mit eigens optimierten Matrizen L₁, L₂, L₃.In the third operating mode it is assumed that m ≈ m _nom applies. Accordingly, the above equation for a _x,m is also used, but with F _m = 0 and thus also with specially optimized matrices L ₁ , L ₂ , L ₃ .

Die Transitionsbedingungen des Zustandsautomaten 20, die in 3 mit den Zahlen 1 bis 6 bezeichnet sind, lassen sich beispielhaft wie folgt zusammenfassen:

1. 1. (Kein Bremseingriff) UND (Masse nicht bestätigt).
2. 2. (Bremseingriff) UND (Masse nicht bestätigt).
3. 3. (Masse bestätigt)
4. 4. (Masse nicht bestätigt) UND (kein Bremseingriff).
5. 5. (Gespeicherte Masse bestätigt).
6. 6. (Masse nicht bestätigt) UND (Bremseingriff).

The transition conditions of the state machine 20, which are in 3 designated with the numbers 1 to 6, can be summarized as follows:

1. 1. (No braking intervention) AND (Ground not confirmed).
2. 2. (brake intervention) AND (ground not confirmed).
3. 3. (Mass confirmed)
4. 4. (Ground not confirmed) AND (no braking intervention).
5. 5. (Stored mass confirmed).
6. 6. (Ground not confirmed) AND (brake intervention).

Die mittels dem oben beschriebene Verfahren geschätzte Reifen-Längskraft kann dann für eine optimierte Regelung verwendet (beispielsweise für das Antiblockiersystem oder die Traktionskontrolle) und/oder weiteren Funktionen des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden.The tire longitudinal force estimated using the method described above can then be used for optimized control (e.g. for the anti-lock braking system or traction control) and/or made available to other functions of the motor vehicle.

Claims (10)

Verfahren zur Ermittlung einer radindividuellen Reifen-Längskraft wenigstens eines Rads eines Kraftfahrzeugs, mit den folgenden Schritten: - Erfassen wenigstens einer Sollgröße (u) für einen Regelkreis (10) des Kraftfahrzeugs, wobei die wenigstens eine Sollgröße (u) ein Soll-Antriebsmoment des wenigstens einen Rads, ein Soll-Bremsmoment des wenigstens einen Rads und/oder ein Soll-Motormoment für einen Motor des Kraftfahrzeugs umfasst; - Erfassen von wenigstens zwei Regelgrößen (y) des Regelkreises (10), wobei die wenigstens zwei Regelgrößen (y) eine Raddrehzahl des wenigstens einen Rads sowie ein Ist-Antriebsmoment des wenigstens einen Rads, ein Ist-Bremsmoment des wenigstens einen Rads und/oder ein Ist-Motormoment des Motors umfassen; und - Verarbeiten der wenigstens einen Sollgröße (u) und der wenigstens zwei Regelgrößen (y) mittels eines PI-Beobachters (14), um die Reifen-Längskraft des wenigstens einen Rads zu ermitteln; wobei für den Entwurf des PI-Beobachters (14) eine Motordrehzahl des Motors berücksichtigt wird und/oder wobei mittels des PI-Beobachters (14) eine tatsächliche Masse des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und wobei für den Entwurf des PI-Beobachters (14) die Reifen-Längskraft als Störgröße modelliert wird, die mittels des PI-Beobachters (14) unter Berücksichtigung der Motordrehzahl und/oder der tatsächlichen Masse rekonstruiert wird.Method for determining a wheel-specific tire longitudinal force of at least one wheel of a motor vehicle, with the following steps: - detecting at least one target value (u) for a control loop (10) of the motor vehicle, wherein the at least one target value (u) comprises a target drive torque of the at least one wheel, a target braking torque of the at least one wheel and/or a target engine torque for an engine of the motor vehicle; - detecting at least two control variables (y) of the control loop (10), wherein the at least two control variables (y) comprise a wheel speed of the at least one wheel and an actual drive torque of the at least one wheel, an actual braking torque of the at least one wheel and/or an actual engine torque of the engine; and - processing the at least one target value (u) and the at least two control variables (y) using a PI observer (14) to determine the tire longitudinal force of the at least one wheel; wherein for the design of the PI observer (14) an engine speed of the engine is taken into account and/or wherein an actual mass of the motor vehicle is determined by means of the PI observer (14), and wherein for the design of the PI observer (14) the tire longitudinal force is modeled as a disturbance variable, which is reconstructed by means of the PI observer (14) taking into account the engine speed and/or the actual mass. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Abweichung der tatsächlichen Masse des Kraftfahrzeugs von einer nominalen Masse des Kraftfahrzeugs beim Entwurf des PI-Beobachters (14) als virtuelle Kraft berücksichtigt wird.Procedure according to Claim 1 , wherein a deviation of the actual mass of the motor vehicle from a nominal mass of the motor vehicle is taken into account as a virtual force in the design of the PI observer (14). Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Abweichung der tatsächlichen Masse von der nominalen Masse als Störgröße modelliert wird, die mittels des PI-Beobachters (14) rekonstruiert wird.Procedure according to Claim 2 , where the deviation of the actual mass from the nominal mass is modeled as a disturbance variable, which is reconstructed using the PI observer (14). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Fahrzeug-Längsbeschleunigung erfasst wird, und wobei die Reifen-Längskraft basierend auf der Fahrzeug-Längsbeschleunigung korrigiert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a vehicle longitudinal acceleration is detected, and wherein the tire longitudinal force is corrected based on the vehicle longitudinal acceleration. Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein zusätzlicher Ausgang des PI-Beobachters (14) mit der erfassten Fahrzeug-Längsbeschleunigung gestützt wird, wobei der zusätzliche Ausgang des PI-Beobachters (14) von der Reifen-Längskraft und der tatsächlichen Masse des Kraftfahrzeugs abhängt, insbesondere von einem Quotienten der Reifen-Längskraft und der tatsächlichen Masse des Kraftfahrzeugs, insbesondere wobei der zusätzliche Ausgang des PI-Beobachters (14) über erfasste oder ermittelte Ist-Lenkwinkel der Räder für den Abgleich der Fahrzeug-Längsbeschleunigung in das Fahrzeugkoordinatensystem transformiert wird.Procedure according to Claim 4 , wherein an additional output of the PI observer (14) is supported by the detected vehicle longitudinal acceleration, wherein the additional output of the PI observer (14) depends on the tire longitudinal force and the actual mass of the motor vehicle, in particular on a quotient of Tire longitudinal force and the actual mass of the motor vehicle, in particular wherein the additional output of the PI observer (14) is transformed into the vehicle coordinate system via recorded or determined actual steering angles of the wheels for the comparison of the vehicle's longitudinal acceleration. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der PI-Beobachter (14) wenigstens zwei voneinander verschiedene Betriebsmodi aufweist, wobei in einem ersten Betriebsmodus des PI-Beobachters (14) die Reifen-Längskraft des wenigstens einen Rads bei unbekannter tatsächlicher Masse des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und wobei in einem zweiten Betriebsmodus des PI-Beobachters (14) eine Fahrzeug-Längsbeschleunigung erfasst wird, und die Reifen-Längskraft und die tatsächliche Masse des Kraftfahrzeugs gemeinschaftlich ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the PI observer (14) has at least two different operating modes, wherein in a first operating mode of the PI observer (14) the tire longitudinal force of the at least one wheel is determined when the actual mass of the motor vehicle is unknown, and wherein in a second operating mode of the PI observer (14) a vehicle longitudinal acceleration is detected and the tire longitudinal force and the actual mass of the motor vehicle are determined jointly. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der PI-Beobachter (14) einen dritten Betriebsmodus aufweist, wobei in dem dritten Betriebsmodus eine Fahrzeug-Längsbeschleunigung erfasst wird, und wobei die Reifen-Längskraft bei bekannter tatsächlicher Masse des Kraftfahrzeugs basierend auf der Fahrzeug-Längsbeschleunigung korrigiert wird.Procedure according to Claim 6 , wherein the PI observer (14) has a third operating mode, wherein a vehicle longitudinal acceleration is detected in the third operating mode, and wherein the tire longitudinal force is corrected based on the vehicle longitudinal acceleration when the actual mass of the motor vehicle is known. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein Zustandsautomat (20) vorgesehen wird, welcher den PI-Beobachter (14) basierend auf einer aktuellen Fahrsituationen zwischen den wenigstens zwei Betriebsmodi umschaltet.Procedure according to Claim 6 or 7 , wherein a state machine (20) is provided which switches the PI observer (14) between the at least two operating modes based on a current driving situation. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der PI-Beobachter (14) bei einem Start des Kraftfahrzeugs im ersten Betriebsmodus beginnt.Method according to one of the Claims 6 until 8th , wherein the PI observer (14) starts when the motor vehicle is started in the first operating mode. Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.Control device for a motor vehicle, wherein the control device is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.

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