DE19918563A1

DE19918563A1 - Vorrichtung und Verfahren zur rekursiven Bestimmung der Fahrzeugmasse

Info

Publication number: DE19918563A1
Application number: DE19918563A
Authority: DE
Inventors: George G Zhu; Dennis O Taylor; Thomas L Bailey
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 1999-10-28
Also published as: US20010001138A1; GB9908821D0; US6438510B2; US6167357A; GB2336683B; GB2336683A

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur rekursiven Bestimmung der Masse und/oder des Luftwiderstandskoeffizienten eines sich bewegenden Fahrzeugs offenbar. Die Fahrzeuggeschwindigkeits- und die Fahrzeugschubkraftdaten werden gesammelt, wobei dann ein Segment qualifizierter Daten aus den gesammelten Daten ausgewählt wird. Das zweite Newtonsche Gesetz wird integriert, um die Masse und/oder den Luftwiderstandskoeffizienten des Fahrzeugs hinsichtlich der Fahrzeugschubkraft und Fahrzeuggeschwindigkeit auszudrücken. Dieser Ausdruck wird dann in einer rekursiven Analyse des qualifizierten Datensegments verwendet, um eine ermittelte Masse und/oder einen ermittelten Luftwiderstandskoeffizienten des Fahrzeugs zu bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Steuersysteme für Fahrzeuge und im besonderen Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugmasse.

Die Bestimmung der Masse eines Fahrzeugs ist wichtig für den effizienten Betrieb von heutigen Fahrzeugen, insbesondere für Hersteller von Schwerlastkraftfahrzeugen für Gewerbe und Indu strie. Die Masse kann beispielsweise ein Auswahlkriterium für eine geeignete Gangwechselsteuerung für ein Getriebe mit abge stufter Übersetzung sein. Die Fahrzeugmasse kann außerdem von verschiedenen Fahrzeugsteuereinheiten in Antiblockierbremssy stemen, intelligenten Fahrzeug/Fahrbahn-Systemen und Fuhrpark managementsystemen verwendet werden, um nur einige zu nennen. Zusätzlich kann die Fahrzeugmasse bei Geschwindigkeitssteuersy stemen, etwa zur Verwendung mit einem Geschwindigkeitsregelsy stem, nützlich sein. Ein Problem bei der Verwendung der Fahrzeugmasse als Steuerparameter liegt darin, daß sie mit der Fahrzeugladung variiert und für gewöhnlich schwer genau voraus zusagen ist, insbesondere im Hinblick auf Schwerlastkraftfahr zeuge. Ein Kipper beispielsweise kann im beladenen Zustand eine bis zu zehn Tonnen größere Masse haben als in leerem Zustand. Bei einem Sattelschlepper mit Auflieger kann die Masse im beladenen Zustand bis zu 40 Tonnen größer sein als im leeren Zustand.

Da die Masse eines speziellen Fahrzeugs stark variieren kann, ist eine Einrichtung zum genauen Messen der tatsächlichen Fahrzeugmasse während des Betriebs des Fahrzeugs erforderlich, wenn die dynamische Fahrzeugmasse als Steuerparameter verwendet werden soll. Wenn der Masseparameter daher im Steuersystem auf einen bestimmten Wert festgelegt ist, lassen die verschiedenen, oben beschriebenen Steuermerkmale keine optimale Fahrzeug leistung unter allen Ladebedingungen zu.

Verschiedene Verfahren zum Messen der Fahrzeugmasse waren Gegenstand früher Patente. Im US-Patent Nr. 5 490 063 an Genise ist ein Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugmasse als eine Funktion der Motorleistung oder des Antriebsstrangdrehmoments und der momentan eingelegten Gangstufe (Übersetzungsverhältnis) offenbart. Bei diesem Verfahren wird das Newtonsche Gesetz direkt mit Beschleunigungs- und Kraftwerten verwendet, die aufgrund des Drehmoment- und Gangstufeneingangs bestimmt wer den, um die Fahrzeugmasse zu bestimmen. Ebenso ist im US-Patent Nr. 4 548 079 an Klatt ein Verfahren zur Bestimmung der Fahr zeugmasse offenbart, das direkt die Motorleistungsdrehmoment werte und Beschleunigungswerte verwendet.

Die Fahrzeugbeschleunigung wird typischerweise entweder aus der Motordrehzahl- oder Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten errechnet. Eines der Probleme bei der Erfassung von Drehzahl/Geschwindig keitsdaten besteht darin, daß das Drehzahl/Geschwindigkeits signal typischerweise stark rauscht. Wenn die Fahrzeugbeschleu nigung dazu verwendet wird, die Fahrzeugmasse zu bestimmen, hat das Rauschproblem sogar noch größere Bedeutung. Zur Bestimmung der Beschleunigung ist es häufig erforderlich, den Anstieg oder Abfall der Drehzahl/Geschwindigkeitswerte in sehr kurzen Zeit abständen zu messen. Diese Unterscheidung von Drehzahl/Ge schwindigkeitswerten in kurzen Zeitabständen bewirkt, daß das Beschleunigungssignal im Rauschen des Drehzahl/Geschwindig keitssignals untergeht. Ungenaue Bestimmungen der Fahrzeugbe schleunigung und eine entsprechend ungenaue Bestimmung der Fahrzeugmasse können die Folge sein. Die verschiedenen Steuer einheiten, die auf eine genaue Massebestimmung angewiesen sind, können wiederum nicht effektiv und effizient arbeiten.

Daher ist ein Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugmasse erfor derlich, das sich den vorstehenden Unzulänglichkeiten widmet. Ein derartiges Verfahren sollte eine verläßliche, genaue Be stimmung der Fahrzeugmasse bereitstellen. Das Verfahren sollte sich außerdem effektiv mit den Problemen befassen, die durch das inhärente, in den Drehzahl/Geschwindigkeitssignaldaten enthaltene Rauschen verursacht werden. Das Verfahren sollte des weiteren kostengünstig in der Umsetzung und einfach in beste hende Fahrzeugsteuersysteme zu integrieren sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Filtern und Qualifizieren von Geschwindigkeitsignaldaten und Schubkraftdaten bereitzustellen, damit diese zur exakten Be stimmung der Fahrzeugmasse und/oder des Luftwiderstandskoeffi zienten des Fahrzeugs verwendet werden können. Dabei sollen die Auswirkungen von externen Faktoren und Fehlern bei einer Be stimmung aufgrund unzureichender Daten minimiert werden. Des weiteren soll das Verfahren leicht in bestehende Steuersysteme zu integrieren sein.

Die vorliegende Erfindung ist mit den vorstehenden Mängeln bei der Bestimmung der Fahrzeugmasse befaßt. Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Verarbeitung von Fahrzeuggeschwindigkeits signaldaten und Fahrzeugschubkraftdaten zur Bestimmung der Fahrzeugmasse offenbart. Das Verfahren führt zu einer genauen und verläßlichen Bestimmung der Masse und/oder des Luftwider standskoeffizienten des Fahrzeugs. Das Verfahren minimiert außerdem die Auswirkungen des Geschwindigkeitssignalrauschens bei der Berechnung der Fahrzeugmasse.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung der Masse eines Fahrzeugs offenbart, das einen Verbrennungsmotor hat, der ein Drehmoment entsprechend einer Kraftstoffversorgungsrate erzeugt, die durch ein Kraftstoffver sorgungssystem des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Das Drehmo ment wird auf einen Antriebsstrang aufgebracht, der mit dem Motor gekoppelt ist. Der Antriebsstrang umfaßt ein mit dem Motor gekoppeltes Getriebe, das eine Mehrzahl von einlegbaren Gangstufen aufweist, eine Antriebsachse und eine Kardanwelle, welche die Antriebsachse mit dem Getriebe koppelt. Die Antrieb sachse umfaßt zumindest ein Rad zum Bewegen des Fahrzeugs. Dieses Verfahren umfaßt: (a) die kontinuierliche Bestimmung einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Fahrzeugschubkraft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit sowie das Speichern der entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeits- und Fahrzeugschub kraftdaten in einem Speicherbereich eines Steuercomputers, (b) das Qualifizieren eines Segments der Fahrzeuggeschwindigkeits- und -schubkraftdaten und (c) das Bestimmen der Fahrzeugmasse durch eine rekursive Bestimmungsanalyse nach der Methode der kleinsten Quadrate des qualifizierten Datensegments durch Definieren der Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion der Schub kraft. Ein Luftwiderstandskoeffizient des Fahrzeugs kann eben falls bestimmt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt die Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit und -schubkraft die Bestimmung des Schaltzustands. Darüber hinaus kann die Qualifizierung des Datensegments ein Puffern der Fahrzeuggeschwindigkeits-, Schub kraft- und Schaltzustandsdaten sowie die Auswahl des längsten qualifizierten Segments dieser Daten umfassen. Die Erfindung kann ferner eine Korrektur der ermittelten Masse und des ermit telten Luftwiderstandskoeffizienten des Fahrzeugs umfassen, wenn einer der ermittelten Werte außerhalb einer oberen oder unteren Grenze liegt.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Steuersystem für ein Fahr zeug zur Bestimmung der Masse des Fahrzeugs offenbart. Das Steuersystem umfaßt einen Motor mit einem ihm zugeordneten Kraftstoffversorgungssystem, ein mit dem Motor gekoppeltes Getriebe, das eine Mehrzahl von einlegbaren Gangstufen auf weist, eine Antriebsachse und eine Kardanwelle, welche das Getriebe mit der Antriebsachse koppelt. Das System umfaßt ferner Einrichtungen zum Bestimmen einer Fahrzeuggeschwindig keit und zum Bereitstellen eines entsprechenden Fahrzeugge schwindigkeitssignals, Einrichtungen zum Bestimmen einer Motorkraftstoffversorgungsrate und zum Bereitstellen eines entsprechenden Motorkraftstoffversorgungsratensignals, Einrich tungen zum Bestimmen einer momentan eingelegten Gangstufe (Übersetzungsverhältnis) des Getriebes und zum Bereitstellen eines entsprechenden Gangstufensignals sowie einen Prozessor, der auf das Motorkraftstoffversorgungsratensignal und das Gangstufensignal anspricht, um eine Fahrzeugschubkraft zu bestimmen, die dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal entspricht.

Der Prozessor ist ferner dafür ausgelegt, ein Datensegment aus diesen Signalen zu qualifizieren und eine ermittelte Fahrzeug masse durch eine rekursive Analyse des qualifizierten Datenseg ments zu berechnen, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion der Schubkraft ausgedrückt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt das Steuersy stem ferner eine mit dem Prozessor verbundene Datenübertra gungsleitung, über die das Motordrehmoment in Prozent, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das Gangstufensignal oder das Signal, das das momentan in Eingriff befindliche Übersetzungs verhältnis angibt, dem Prozessor von einem externen Prozessor zugeführt wird.

Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform noch deutlicher. Es zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung eines Blockdiagramms eines bevorzug ten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahr zeugsteuersystems;

Fig. 2 einen Programmablaufplan eines bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels eines Massebestimmungsalgorithmus, der durch eine Steuereinheit des in Fig. 1 gezeigten Steuersystems ausführbar ist;

Fig. 3A ein Diagramm, das eine Bestimmung der Masse eines sich bewegenden Fahrzeugs unter Nutzung des Prinzips der Erfindung zeigt;

Fig. 3B ein Diagramm, das eine Bestimmung eines Luftwider standskoeffizienten desselben Fahrzeugs wie in Fig. 3A gemäß dem Prinzip der Erfindung zeigt;

Fig. 3C ein Diagramm der rekursiven Kovarianzen der Methode der kleinsten Quadrate für die gemäß den Fig. 3A und 3B durchgeführten Bestimmungen;

Fig. 3D ein Diagramm der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend den gemäß den Fig. 3A und 3B durchgeführten Bestim mungen;

Fig. 3E ein Diagramm der Kraftstoffversorgungsrate und Dros selstellung des Fahrzeugs in Prozent für die gemäß den Fig. 3A und 3B durchgeführten Bestimmungen;

Fig. 3F ein Diagramm der eingelegten Gangstufe und des Schalt zustands des Fahrzeugs gemäß den in den Fig. 3A und 3B durchgeführten Bestimmungen.

Zum besseren Verständnis des Prinzips der vorliegenden Erfin dung wird nun auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausfüh rungsbeispiel Bezug genommen, wobei Fachbegriffe verwendet werden, um dieses zu beschreiben. Es versteht sich jedoch, daß dadurch keine Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist, wobei jegliche Veränderungen und weitere Abwandlungen der dargestellten Systeme sowie weitere Anwendungsmöglichkeiten der Grundlagen der vorliegenden Erfin dung, wie dargestellt, bedacht sind, die normalerweise für einen Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung erkennbar sind.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Motorsteuersystem zum Messen der Fahrzeugmasse und zum Bereitstellen eines entsprechenden Signals zum entsprechenden Regeln verschiedener erfindungs gemäßer Betriebsparameter gezeigt und allgemein mit 10 bezeich net. Im Zentrum des Steuersystems 10 befindet sich ein Steuer computer 12, der mit verschiedenen Bauteilen eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Der Steuercomputer 12 ist bevor zugt mikroprozessorgestützt und umfaßt einen Speicherbereich 15, eine digitale Ein-/Ausgabeeinrichtung, eine Anzahl von Analog/Digital(A/D)-Eingängen und zumindest ein Datenübertra gungstor (COM), wie etwa einen universell einsetzbaren asyn chronen Sender-Empfänger (UART) und eine SAE J1939-Da tenverbindung.

Der Mikroprozessorbereich des Steuercomputers 12 verarbeitet Softwareprogramme und leitet den Gesamtbetrieb des Steuersy stems 10. Die vorliegende Erfindung kann mit jedem der vielen bekannten Mikroprozessoren, die in der Lage sind, das Steuersy stem 10 zu leiten und zu regeln, verwendet werden.

Der Speicherbereich 15 des Steuercomputers 12 kann aus einer oder mehreren Einrichtungen bestehen, umfassend ROM, RAM, EPROM, EEPROM, Flash-, elektromagnetische und optische oder eine andere Auswahl von Speichereinrichtungen, die dem Durch schnittsfachmann geläufig sind, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Der Speicherbereich 15 kann weiterhin durch einen mit ihm verbundenen externen Speicher (nicht gezeigt) ergänzt werden.

Ein Verbrennungsmotor 14 ist betriebsfähig mit einem bekannten Hauptgetriebe 16 verbunden. Eine Kardanwelle oder ein Kurbel wellenstumpf 18 erstreckt sich von dem Getriebe 16. Das Getrie be 16 ist dafür ausgelegt, die Kardanwelle 18 zu drehen, um die Antriebskraft für ein oder mehrere mit der Antriebsachse 50 verbundene Fahrzeugräder 52 bereitzustellen. Das Getriebe 16 kann außerdem dafür ausgelegt sein, Zapfwellenantriebseinrich tungen (für Hilfsantriebe) und andere bekannte Antriebsstrang bauteile zu betätigen.

Eine Anzahl von Sensoren und Stellgliedern ermöglicht eine Verbindung des Steuercomputers 12 mit einigen der verschiedenen Bauteile des Steuersystems 10 sowie mit anderen Fahrzeug- und Motorsystemen. Der Motor 14 umfaßt beispielsweise einen Motor drehzahlsensor 22, der am oder im Motor befestigt und elek trisch über den Eingang IN1 mit dem Steuercomputer 12 verbunden ist. Der Motordrehzahlsensor 22 ist bevorzugt ein bekannter Hall-Generator, der dafür ausgelegt ist, die Drehzahl und/oder Stellung eines synchron mit der Motorkurbelwelle (nicht ge zeigt) drehenden Zahnrades zu erfassen. Die Erfindung kann jedoch mit jedem bekannten Motordrehzahlsensor 22 verwendet werden, etwa mit einem Sensor mit veränderlichem magnetischen Widerstand, der dafür ausgelegt ist, die Motordrehzahl zu erfassen und für den Steuercomputer 12 ein entsprechendes Signal bereitzustellen.

Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 ist bevorzugt betriebsfä hig mit der Kardanwelle 18 und elektrisch über den Eingang IN2 mit dem Steuercomputer 12 verbunden.

Alternativ ist der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 elektrisch mit einer Getriebesteuereinheit verbunden, wobei der Steuercom puter 12 die Fahrzeuggeschwindigkeit durch das Datenübertra gungstor COM erhält. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Fahrzeuggeschwindigkeit mittels der Global- Positioning-System(GPS)-Technologie bestimmt. Der Fahrzeugge schwindigkeitssensor 24 ist vorzugsweise ein Sensor mit verän derlichem magnetischem Widerstand, der dafür ausgelegt ist, die Drehgeschwindigkeit der Kardanwelle 18 zu erfassen und für den Steuercomputer 12 ein entsprechendes Fahrzeuggeschwindigkeitssi gnal bereitzustellen. Obwohl der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 in Fig. 1 benachbart zum Getriebe 16 angeordnet dargestellt ist, versteht es sich jedoch, daß der Sensor 24 überall entlang der Kardanwelle 18 angebracht werden kann. Die Erfindung kann ferner mit jedem anderen bekannten Fahrzeuggeschwindigkeitssen sor verwendet werden, der dafür ausgelegt ist, ein Fahrzeugge schwindigkeitssignal bereitzustellen, das die Vorwärtsfahrtgeschwindigkeit (und/oder Rückwärtsfahrtgeschwin digkeit) des Fahrzeugs angibt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssen sor könnte beispielsweise an einer Radnabe des Fahrzeugs befestigt werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen sowohl der Motordrehzahlsensor 22 als auch der Fahrzeuggeschwindigkeits sensor 24 eine Markierung, die auf einem rotierenden Gegen stand, wie etwa einer Kurbelwelle oder einem Rad, angebracht ist. Wenn sich der Gegenstand dreht, passiert die Markierung einen Meßfühler, der an einer vorgegebenen Stelle an der Peri pherie des Gegenstands plaziert ist, um eine entsprechende Folge von Impulsen zu erzeugen. Die Rate dieser Impulse ist proportional zur Motordrehzahl oder Radgeschwindigkeit, je nachdem was gerade gemessen wird. Darüber hinaus kann, durch Bereitstellen verschiedener Winkelabstände der Markierungen, ein Kurbelwinkel aufgrund eines entsprechenden Unterschieds der Abstände der Impulsreihe bestimmt werden. Bei einem Beispiel werden die Markierungen durch am Radumfang ausgeformte Zähne bereitgestellt, die aus einem Material bestehen, das eine Magnetfeldstörung verursacht, wenn sie sich an dem Meßfühler vorbeibewegen. Der Meßfühler ist ein Hall-Generator, der die der Motordrehzahl entsprechende Impulsreihe erzeugt. Das US-Patent Nr. 5,268,842 an Marston et al. wird als zusätzliche Informationsquelle hinsichtlich derartiger Anordnungen ange führt. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann eine andere Technik zur Ermittlung der Geschwindigkeit angewandt werden, was für Fachleute offenkundig ist.

Das Steuersystem 10 umfaßt ferner ein Kraftstoffversorgungssy stem 30, das elektronisch durch den Steuercomputer 12 geregelt wird und bevorzugt auf Drehzahlabfragesignale reagiert, die entweder durch Betätigung des Gaspedals 26 durch einen Benutzer bereitgestellt oder von dem Steuercomputer 12, gemäß einer bekannten, computergesteuerten Kraftstoffversorgungsbedingung, erzeugt werden. Beispiele für einige bekannte, computergesteu erte Kraftstoffversorgungsbedingungen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Geschwindigkeitsregelbetrieb, Eigen start des Fahrzeugs, computergesteuerte Kraftstoffversorgung beim Schalten eines Shift-by-wire-Getriebes 16 und ähnliches. Darüber hinaus könnte ein Drehmomentabfragesignal durch einen Hilfscomputer bereitgestellt und über eine Datenverbindung 42 an den Steuercomputer 12 weitergegeben werden, dies wird nach folgend noch genauer beschrieben. In jedem Fall kann das Drehmomentabfragesignal ein Signal, das durch Betätigung des Gaspedals 26 durch den Fahrer dem Steuercomputer 12 zugeführt wird, oder ein computererzeugtes Signal anzeigen, das von dem Steuercomputer 12 oder einem Hilfscomputer gemäß einer compu tergesteuerten Kraftstoffversorgungsbedingung, wie oben be schrieben, erzeugt wird.

Das Gaspedal 26 ist vorzugsweise mechanisch über eine Verbin dung L mit dem Schleifer W eines Potentiometers P verbunden. Der Schleifer W ist mit einem A/D-Eingang IN3 des Steuercompu ters 12 verbunden, wobei die Stellung oder Stellung in Prozent des Gaspedals 26 direkt der am Schleifer W vorhandenen Spannung entspricht. Ein Ende des Potentiometers P ist mit einer Span nung V_DC verbunden und das andere Ende ist an Masse angeschlos sen. Die am Schleifer W vorhandene Spannung liegt daher zwischen V_DC und Masse. Der Steuercomputer 12 konvertiert die analoge Spannung am Schleifer W in eine digitale Größe, die repräsentativ für das vom Fahrer angeforderte Drehmoment ist. Die vorliegende Erfindung kann ferner mit anderen bekannten, dem Gaspedal 26 zugeordnete Sensoren zusammenwirken, um ein oder mehrere analoge und/oder digitale Signale entsprechend der Gaspedalstellung oder dem auf das Gaspedal 26 angewandten Druck bereitzustellen. In jedem Fall verarbeitet der Steuercomputer 12 das/die analoge(n) und/oder digitale(n) Gaspedalsignal(e), das/die durch das Gaspedal bereitgestellt werden, um ein Drehmomentabfragesignal wie vorstehend beschrieben bereitzu stellen.

Ein bekanntes Geschwindigkeitsregelsystem umfaßt bevorzugt die Schalter SW1 und SW2, die in der Fahrerkabine oder im Fahrer raum angeordnet sind. Die Schalter SW1 und SW2 stellen für den Fahrer eine Einrichtung zum An- und Ausschalten der Geschwin digkeitsregelfunktionen durch den Schalter SW1 und zum Einstel len der Fahrtgeschwindigkeit durch den Schalter SW2 bereit. Der Schalter SW2 stellt außerdem Eingangssignale für den Steuercom puter 12 bereit, um Wiederaufnahme-/Beschleunigungsfunktionen zu betätigen, die auf dem Gebiet der Geschwindigkeitsregelsy steme gut bekannt sind. Der Schalter SW1 ermöglicht somit den Geschwindigkeitsregelbetriebsmodus, während der Schalter SW2 dazu verwendet wird, die Betriebsweisen des Geschwindigkeitsre gelsystems, das in die Software des Steuercomputers 12 inte griert ist, zu aktivieren. Der Schalter SW1 ist an einem Ende mit V_DC und an seinem entgegengesetzten Ende mit dem Eingang IN6 des Steuercomputers 12 und dem Widerstand R1, der an Masse angeschlossen ist, verbunden. Der Eingang IN6 ist daher norma lerweise an Masse angeschlossen, wenn der Schalter SW1 offen ist (Geschwindigkeitsregler ist aus), während der Eingang IN6 die Logik auf Hochspannung (V_DC) schaltet, wenn der Schalter SW1 geschlossen ist (Geschwindigkeitsregler an). Der Schalter SW2 ist ein zeitweise außermittiger, einpoliger Umschaltkon taktschalter. Seine mittlere Stellung ist mit V_DC verbunden, eine erste Schalterstellung ist mit dem Steuercomputereingang IN4 und dem Widerstand R₃ verbunden, der an Masse angeschlossen ist, und in der verbleibenden Stellung ist der Schalter SW2 mit dem Steuercomputereingang IN5 und dem Widerstand R₂ verbunden, der ebenfalls an Masse angeschlossen ist. Die Einstellung der Geschwindigkeitsregelfunktion wird durch Kurzschließen des Eingangs IN4 des Steuercomputers 12 mit der logisch hohen Spannung V_DC aktiviert. Die Wiederaufnahme/Beschleunigungs funktion des Geschwindigkeitsregelsystems wird durch Verbinden des Eingangs IN5 des Steuercomputers 12 mit der logisch hohen Spannung V_DC aktiviert. Diese Betriebsmerkmale werden durch Betätigung des Schalters SW2 durch den Fahrer aktiviert, wie auf diesem Gebiet bekannt. Obwohl die vorstehende Beschreibung auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Geschwindigkeits reglers gerichtet ist, versteht es sich, daß jedes, Fachleuten bekanntes Geschwindigkeitsregelsystem möglich ist. In jedem Fall reagiert der Steuercomputer 12 auf die Geschwindigkeits reglersignale an den Eingängen IN4, IN5 und IN6, um basierend auf diesen ein Drehmomentabfragesignal, wie vorstehend be schrieben, zu bestimmen.

Unabhängig von der das Drehmomentabfragesignal an den Steuer computer 12 steuernden Einrichtung ist ein Regelbereich 35 des Steuercomputers 12 dafür ausgelegt, das Drehmomentabfragesignal zu verarbeiten und ein darauf basierendes Motorkraftstoffver sorgungssignal oder Kraftstoffversorgungsratensignal bereitzu stellen, wobei dieses Signal am Ausgang OUT1 bereitgestellt wird. Der Ausgang OUT1 ist der Ausgang des Reglers 35 und ist mit dem Kraftstoffversorgungssystem 30 des Motors 14 verbunden. Das Kraftstoffversorgungssystem 30 kann jedes herkömmliche, Fachleuten bekannte Kraftstoffversorgungssystem sein.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Konvertieren des Drehmomentabfra gesignals in ein Kraftstoffversorgungssignal umfaßt die Umset zung des angeforderten Drehmoments in eine geeignete, in der Speichereinheit 15 gespeicherte Motorkraftstoffversorgungsrate. Obwohl neben dem angeforderten Drehmoment viele andere Faktoren die Wahl der Motorkraftstoffversorgungsrate beeinflussen, wird die geeignete Kraftstoffversorgungsrateninformation in ein entsprechendes Zeitgebersignal konvertiert, das dem Motorkraft stoffversorgungssystem 30 über den Ausgang OUT1 zugeführt wird. Die Erfindung kann jedoch mit anderen bekannten Verfahren zum Konvertieren des Drehmomentabfragesignals in ein Zeitgebersi gnal ausgeführt werden, die zur Verwendung mit dem Motorkraft stoffversorgungssystem 30 geeignet sind. Erfindungsgemäß ist ein Steueralgorithmus bereitgestellt, um die geeigneten Zeitge bersignale an das Kraftstoffversorgungssystem 30, basierend auf einer ermittelten Masse des Fahrzeugs, weiter anzupassen.

Das Getriebe 16 kann jedes bekannte manuelle, automatische oder manuell/automatische Getriebe sein, das eine Mehrzahl von wählbaren Gangstufen aufweist. Für jede manuell wählbare Gang stufe umfaßt das Getriebe 16 einen mechanischen Eingang 32, der über eine Verbindung LG mit einem Gangschalthebel 28 gekoppelt ist, der sich typischerweise in der Fahrerkabine des Fahrzeugs befindet. Wie auf diesem Gebiet bekannt, wird der Gangschalthe bel 28 manuell betätigt, um eine von mehreren manuellen Gang stufen des Getriebes zu wählen. Für jede automatisch wählbare Gangstufe umfaßt das Getriebe 16 ein oder mehrere Stellglieder 34, die elektrisch mit dem Ausgang OUT2 des Steuercomputers 12 verbunden sind. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Ausgang OUT2 des Steuercomputers 12 mit einem oder mehreren automatischen Gangstellgliedern 34 über n Signalleitungen verbunden, wobei n ein ganzzahliger Wert ist, der die Anzahl von Signalleitungen angibt. Typischerweise sind das eine oder die Mehrzahl von automatischen Gangstellgliedern 34 elektrisch betätigte Magnet spulen, die auf Steuersignale ansprechen, die ihnen zugeführt werden, um die Auswahl einer entsprechenden automatischen Gangstufe des Getriebes zu steuern.

Das Steuersystem 10 kann verschiedene Mechanismen zur Versor gung des Steuercomputers 12 mit Informationen betreffend die momentan eingelegte Gangstufe des Getriebes 16 umfassen. Die Speichereinheit 15 des Steuercomputers 12 umfaßt vorzugsweise bestimmte Informationen bezüglich des Getriebes 16, so daß der Steuercomputer 12 immer dann die momentan eingelegte Gangstufe des Getriebes 16 bestimmen kann, wenn sich das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit bewegt, die ausreichend ist, um ein gültiges Geschwindigkeitssignal bereitzustellen. Die momentan eingelegte Gangstufe wird vorzugsweise als Verhältnis der Motordrehzahl (bereitgestellt am Eingang IN1) zur Fahrzeugge schwindigkeit (am Eingang IN2) berechnet. Die vorliegende Erfindung berücksichtigt jedoch verschiedene alternative Ver fahren zur Bestimmung der momentan eingelegten Gangstufe des Getriebes 16. Das Getriebe 16 kann beispielsweise elektrische Bauteile 36 umfassen, die dafür ausgelegt sind, dem Eingang IN7 des Steuercomputers 12 über einen Signalweg 38 ein Signal zuzuführen, das die momentan eingelegte Gangstufe angibt. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Bauteile 36 mehrere Mikro schalter umfassen oder mit diesen verbunden sein, die den verschiedenen Gangstufen des Getriebes zugeordnet sind. Die kollektiven Zustände der verschiedenen Schalter können dazu verwendet werden, ein Signal bereitzustellen, das die momentan eingelegte Gangstufe angibt. Alternativ können die Bauteile 36 Getriebeeingangsdrehzahl- und -ausgangsdrehzahlsensoren sowie einen Prozessor umfassen, der dafür ausgelegt ist, die Getrie beeingangs- und -ausgangsdrehzahlen zu bewerten, um ein ent sprechendes Signal betreffend die momentan eingelegten Gangstufe bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung berück sichtigt ferner, daß alle bekannten elektrischen Bauteile 36 verwendet werden können, um einen Steuercomputer 12 mit Infor mationen zu versorgen, die sich auf die momentan eingelegte Gangstufe des Getriebes 16 beziehen.

Bei einem weiteren alternativen Verfahren zur Bestimmung der momentan eingelegten Gangstufe des Getriebes 16 kann das Ge triebe 16 mit einem Schaltungsaufbau 40 ausgestattet sein, der dafür ausgelegt ist, den Betriebsschritt oder -zustand des Getriebes 16 zu bestimmen, wobei der Schaltungsaufbau einen Mikroprozessor 44 umfassen kann. Eine Datenübertragungsbuslei tung 42 ist an einem Ende mit einem Datenübertragungstor des Mikroprozessors 44 und an einem gegenüberliegenden Ende mit einem Datenübertragungstor COM des Steuercomputers 12 verbun den. Die Datenübertragungsbusleitung oder Datenleitung 42 ist vorzugsweise eine SAE (Society of Automotive Engineers) J1939-Stan dardleitung. Gemäß dem J1939-Bus-Industriestandard sind der Steuercomputer 12 und der Mikroprozessor 44 dafür ausgelegt, Informationen bezüglich des Motors, des Getriebes und/oder des Fahrzeugbetriebs auszusenden und zu empfangen. Daher stehen alle durch die Busleitung 42 verfügbaren Informationen nicht nur dem Steuercomputer 12, sondern auch dem Mikroprozessor 44 zur Verfügung.

Der Mikroprozessor 44 kann jede über die Datenübertragungsbus leitung 42 verfügbare Information, oder jedes der elektrischen Bauteile innerhalb des elektrischen Schaltungsaufbaus 40 ver wenden, um den Zustand des Getriebes 16 zu bestimmen, wie etwa die momentan eingelegte Gangstufe, kein eingelegter Gang, etc., und zwar gemäß einem der vorstehend diskutieren Verfahren. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Mikroprozessor 44 dann derartige Gangstufeninformationen über die Datenübertragungs busleitung 42 an den Steuercomputer 12 zur weiteren Verarbei tung übertragen. Darüber hinaus kann der Mikroprozessor 44 das Drehmomentabfragesignal aufgrund von geeigneten Daten und/oder Signalen verarbeiten und/oder berechnen, die ihm über die Datenleitung 42 und/oder andere Eingänge des Mikroprozessors 44 zugeführt werden, und dem Steuercomputer 12 über die Datenlei tung 42 ein Drehmomentabfragesignal zuführen. Es versteht sich weiterhin, daß jeder mit der Datenleitung 42 verbundene Hilf scomputer Zugang zu allen Informationen haben würde, die erfor derlich sind, um das Drehmomentabfragesignal zu berechnen, wodurch dieser daher das Signal berechnen und es dem Steuercom puter 12 zuführen könnte.

Das Steuersystem 10 kann zusätzlich ein Bremspedal 60 umfassen, das am Fahrzeug auf bekannte Weise befestigt ist. Ein Bremspe dalsensor 62 ist dafür ausgelegt, den durch den Fahrer bewirk ten Eingriff der Bremse 60 zu ermitteln und ein diesen Zustand anzeigendes Steuersignal bereitzustellen. Der Bremspedalsensor 62 ist elektrisch über den Signalweg 64 und den Eingang IN9 mit dem Steuercomputer 12 verbunden.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä ßen Steuersystems 10 umfaßt das Steuersystem 10 einen Beschleu nigungssensor oder ein Beschleunigungssystem 46, der/das am Fahrzeug 20 angebracht und elektrisch über den Signalweg 48 und den Eingang IN8 mit dem Steuercomputer 12 verbunden ist. Der/das Beschleungigungssensor/-system 46 ist so ausgeführt, das er/es eine ausreichende Empfindlichkeit hat, um dem Steuer computer 12 ein oder mehrere Signale zuzuführen, die die Fahr zeugbeschleunigung angeben, die sich aus der Betätigung des Gaspedals 26 durch den Fahrer ergibt. Der/das Beschleunigungs sensor/-system 46 kann jeder bekannte Beschleunigungsmesser oder jedes bekannte Beschleunigungserfassungssystem sein, der/das dazu in der Lage ist, den Steuercomputer 12 mit geeig neten Fahrzeugbeschleunigungsinformationen zu versorgen.

Bezugnehmend auf Fig. 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Softwarealgorithmus 100 zur erfindungsgemäßen Bestimmung der Masse und/oder des Luftwiderstandskoeffizienten des Fahr zeugs in Form eines Programmablaufplans dargestellt. Der Algo rithmus gemäß Fig. 2 ist bevorzugt durch den Steuercomputer 12 ausführbar. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Algorithmus 100 mit einer Zykluszeit von vier Sekunden ausge führt. Es versteht sich jedoch, daß der Algorithmus 100 mit jeder gewünschten Zykluszeit ausgeführt werden kann, solange das Prinzip der Erfindung erfüllt wird.

Zum besseren Verständnis des Prinzips der Erfindung werden die Schritte des Programms 100 betreffend das Sammeln, Filtern und Qualifizieren von Daten nun allgemein beschrieben. Eine weitere Beschreibung jedes Schrittes folgt nach der allgemeinen Be schreibung.

Der Steuercomputer 12 erfaßt, wie vorstehend beschrieben, kontinuierlich Daten von verschiedenen Sensoren und Einrichtun gen des Steuersystems 10. Diese Daten werden dann gefiltert und/oder konvertiert, um Datenstellen nach der Zeit zu bestim men oder zu gruppieren. Diese gruppierten Datenstellen reprä sentieren die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugschubkraft und den Schaltzustand. Die gruppierten Datenstellen werden in einem Puffer plaziert, bis eine vorgegebene Kapazität des Puffers erreicht ist. Jede Gruppe von Datenstellen wird dann entweder qualifiziert oder nicht qualifiziert, was nachstehend noch genauer ausgeführt wird. Das längste kontinuierliche Segment von qualifizierten Datenstellen (sofern vorhanden) wird dann vom Puffer ausgewählt, um eine erfindungsgemäße Bestimmung der Fahrzeugmasse durchzuführen.

Eine vorgegebene Anzahl aufeinanderfolgender Gruppen von Daten stellen wird in dem Puffer plaziert, um eine entsprechende Anzahl von zuvor qualifizierten Datenstellen zu ersetzen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Hälfte der zuvor qualifizierten Datenstellen ersetzt. Die Fahrzeugmasse wird wieder erfindungsgemäß rekursiv bestimmt. Diese Schritte werden während des gesamten Betriebs des Programms 100 wiederholt.

Es wird darauf hingewiesen, daß die bevorzugte, erfindungsgemä ße Bestimmung der Fahrzeugschubkraft und Fahrzeuggeschwindig keit bestimmte, nicht ideale Fahrzeugbetriebszustände, wie etwa Reifenschlupf und Getriebeverluste nicht berücksichtigt. Obwohl derartige Faktoren im allgemeinen nur geringe Auswirkungen haben, können alternative Ausführungsformen diese Faktoren berücksichtigen, um genauere Ergebnisse bereitzustellen. Die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit kann beispielsweise durch Subtrahieren eines Reifenschlupfparameters bestimmt werden, und die tatsächliche Fahrzeugschubkraft kann durch Subtrahieren von Parametern, die dem Reifenschlupf und den Getriebeverlusten entsprechen, bestimmt werden.

Das Programm 100 wird nun detailliert beschrieben. Das Programm 100 beginnt mit Schritt 102 und fährt mit Schritt 104 fort, wobei der Steuercomputer 12 Daten erhält, die von den verschie denen, vorstehend beschriebenen Stellgliedern und Sensoren erfaßt worden sind. Es versteht sich, daß die Daten von Schritt 104 mehrere Male pro Sekunde erfaßt werden. Bei einem bevorzug ten Ausführungsbeispiel werden die Daten von Schritt 104 100mal pro Sekunde erfaßt. Andere Ausführungsbeispiele legen Daten ablesungen mit anderen Frequenzen nahe, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt sind.

Die in Schritt 104 gesammelten Daten werden nun detailliert beschrieben. Die Fahrzeuggeschwindigkeit, mit V_s bezeichnet, ist eine Angabe der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die vorzugs weise durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 bereitge stellt wird. Die Motorkraftstoffversorgungsrate ist mit EF bezeichnet. Typischerweise ist das EF entsprechende Signal aufgrund der Zeit verzögert, die für die Kraftstoffsystemreak tion und Verbrennung des Kraftstoffs erforderlich ist. Die Kraftstoffsystemverzögerung ist eine Funktion des Motortyps, des Kraftstoffsystemtyps und anderen, damit zusammenhängenden Betriebsparametern.

Der Steuercomputer 12 empfängt außerdem Signale, die der einge legten Gangstufe des Getriebes, mit GR bezeichnet, entsprechen. Jede Gangstufe eines Getriebes hat einen zugeordneten Überset zungsweg, wie auf diesem Gebiet bekannt. Der Steuercomputer erfaßt auch den derzeit durch den Benutzer des Fahrzeugs her beigeführten Drosselklappenstellungsbetrag, der mit TH% be zeichnet ist. Die Drosselklappenstellung in Prozent wird durch die Gaspedalstellung, wie vorstehend beschrieben, bestimmt. Alternativ kann die Drosselklappenstellung in Prozent durch Bestimmung des Drehmoments in Prozent (Motorlast) ersetzt werden. Das Drehmoment in Prozent ist als die aktuelle Motor kraftstoffversorgung geteilt durch die maximale Motorkraft stoffversorgung definiert.

Der Steuercomputer 12 erfaßt außerdem den übersetzungszustand des Getriebes, der mit GS bezeichnet ist. Der Übersetzungszu stand ist eine Bestimmung, ob das Getriebe in einen aktuellen Gang geschaltet ist oder sich in einem Gangwechsel befindet. Schließlich kann die durchschnittliche Fahrzeugbeschleunigung, bezeichnet mit ACC, durch jedes bekannte Verfahren bestimmt werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die durchschnittliche Fahrzeugbeschleunigung durch Berechnen des Unterschieds zwischen der maximalen und minimalen Fahrzeugge schwindigkeit, die im Puffer gespeichert sind, bestimmt. Andere alternative Ausführungsbeispiel berücksichtigen andere Verfah ren zum Bestimmen der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindig keit umfassend die Differenzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit über die Zeit, Inbezugsetzen der Veränderung der Motordrehzahl zur Fahrzeugbeschleunigung, oder Bestimmen der Fahrzeugbe schleunigung durch einen Beschleunigungssensor, wie vorstehend besprochen.

Von Schritt 104 fährt das Programm 100 mit Schritt 106 fort, wobei die in Schritt 104 gesammelten Daten durch den Steuercom puter 12 gefiltert werden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit (V_s), die Schubkraft (Fp) und den Schaltzustand (SS) zu bestimmen und/oder zu berechnen. V_s ist die in Schritt 104 erfaßte Fahr zeuggeschwindigkeit, die gefiltert wurde, um das Rauschen in dem durch den Sensor 24 bereitgestellten Fahrzeuggeschwindig keitssignal zu reduzieren oder zu beseitigen. Es ist auf diesem Gebiet wohl bekannt, daß viele Faktoren ein Rauschen im Fahr zeuggeschwindigkeitssignal bewirken können, umfassend, jedoch nicht darauf beschränkt, Straßenzustand, Wind und andere Kräfte außerhalb und innerhalb des Fahrzeugs sowie das auf analogen Sensoren basierenden Systemen inhärente Rauschen. Daher ist es manchmal erforderlich, verschiedene Verfahren anzuwenden, um diese Effekte zu reduzieren oder zu eliminieren. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Rauschen durch Mitteln der Fahrzeuggeschwindigkeitssignalablesungen reduziert, um eine einzelne Ablesung zu erzeugen. Bei einem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung wird die gefilterte Fahrzeugge schwindigkeit als Mittelwert von zehn Geschwindigkeits ablesungen bestimmt. Andere Ausführungsbeispiele berücksichti gen das Mitteln jeder beliebigen Anzahl von Geschwindigkeitsab lesungen oder andere derartige Filtertechniken, die Fachleuten auf diesem Gebiet geläufig sind. Zusätzlich zum Filtern wird jegliche Konvertierung durchgeführt, die erforderlich ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit von beispielsweise Meilen pro Stunde in Meter pro Sekunde zu konvertieren, d. h. Konvertierung von V_s in V_s'.

Die Motorkraftstoffversorgung wird dazu verwendet, die Schub kraft (Fp) des Fahrzeugs zu berechnen. Wie vorstehend bespro chen, ist das Motorkraftstoffversorgungssignal verzögert, so daß es den Fahrzeuggeschwindigkeitsablesungen entspricht. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Motorkraftstoff versorgung intern durch den Steuercomputer 12 berechnet. Alter native Ausführungsbeispiele berücksichtigen ein Motorkraftstoffversorgungssignal, das, ähnlich wie die vorste hend beschriebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsablesungen, rauscht. Daher kann jede bekannte Filtertechnik, umfassend das Mitteln jeder beliebigen Anzahl von Motorkraftstoffversorgungssignalen, ebenso durchgeführt werden.

Nach Erhalt eines Motorkraftstoffversorgungssignals wird das Kraftstoffversorgungssignal in das Motorausgangsdrehmoment konvertiert, und zwar unter Verwendung bekannter Gleichungen, die in den Steuercomputer 12 einprogrammiert sind und die Motorkraftstoffversorgung in Relation zum Motorausgangsdrehmo ment setzen. Im allgemeinen ist das Motordrehmoment eine Funk tion der Kraftstoffversorgung, der Motordrehzahl, der Zeitsteuerung, der Lufttemperatur, des Ansaugstutzendrucks etc. Zur Vereinfachung wird vorzugsweise das Motordrehmoment aus schließlich als Funktion der Motorkraftstoffversorgung unter Verwendung von Konstanten zum Approximieren der anderen Varia blen bestimmt. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Motor kraftstoffversorgung und das Motorausgangsdrehmoment linear zueinander in Relation gesetzt. Andere Ausführungsbeispiele berücksichtigen unterschiedliche Relationen, die zum Teil vom Typ des verwendeten Motors und Kraftstoffversorgungssystems abhängig sind. Die Konvertierung kann auch durch Verwendung eines oder mehrerer Listen, Tabellen oder Diagramme durchge führt werden, welche das Motorausgangsdrehmoment mit der Motor kraftstoffversorgung in Relation setzen. Das Motorausgangs drehmoment wird dann durch Multiplizieren des Motorausgangs drehmoments mit der momentan eingelegten Gangstufe und dem aktuellen Achsenübersetzungsverhältnis in das Reifendrehmoment konvertiert. Das Reifendrehmoment wird dann mit dem Radius eines der Reifen multipliziert, um die Fahrzeugschubkraft (Fp) zu erhalten. Somit führt der Schritt 106 zu einer Gruppierung von Daten, die gefiltert und/oder berechnet wurden, wobei die gruppierten Daten zumindest eine Fahrzeuggeschwindigkeit V_s' und eine Fahrzeugschubkraft Fp umfassen, die jeweils einem einzelnen Zeitpunkt entsprechen. Die gruppierten Daten werden im Steuercomputer 12 gespeichert.

Des weiteren wird in Schritt 106 der Schaltzustand bestimmt, mit SS bezeichnet, der zusätzlich mit der Fahrzeuggeschwindig keit und -schubkraft gruppiert werden kann. Der Schaltzustand ist ein Qualifizierungszustand oder -wert, der durch Beachtung von drei Bedingungen bestimmt wird: der Drosselstellung in Prozent (TH%), dem Bremsenzustand (BS) und dem Übersetzungszu stand (GS), die in Schritt 104 erfaßt werden. Bei einem bevor zugten Ausführungsbeispiel muß die Drosselstellung in Prozent mindestens 30% betragen, um eine genaue Fahrzeugschubkraftbe rechnung zu gewährleisten. Andere Ausführungsbeispiele berück sichtigen die Verwendung jeder anderen Drosselstellung in Prozent, solange das Risiko, daß externe Kräfte auf das Fahr zeug ausgeübt werden, minimiert ist. Darüber hinaus kann die Verwendung der Drosselstellung in Prozent durch eine Bestimmung des Drehmoments in Prozent, wie vorstehend erläutert, ersetzt werden. Ein zweite Voraussetzung oder Qualifizierungsbedingung ist, daß sich die Bremse nicht in Eingriff befindet. Ein auf die Fahrzeugräder angewandtes Bremsendrehmoment würde einen Fehler in der Schubkraftberechnung verursachen. Eine dritte Voraussetzung oder Qualifizierungsbedingung für den Schaltzu stand ist, daß das Getriebe keinen Gangwechsel durchführen oder sich im Leerlauf befinden darf. Dies ist auf Ungenauigkeiten zurückzuführen, die bei der Schubkraftberechnung entstehen können, wenn einer der Computer 12, 44 die Steuerung der Motor kraftstoffversorgung beispielsweise während eines Gangwechsels übernimmt. Daher wird, wenn die Grenzbedingung der Drosselstel lung in Prozent nicht erfüllt wird, die Bremse in Eingriff ist oder das Getriebe einen Gangwechsel durchführt, dem Schaltzu stand ein Wert von 1 zugeordnet. Bei allen anderen Bedingungen wird dem Schaltzustand ein Wert von 0 zugeordnet.

Sobald die Daten gemäß Schritt 106 gefiltert wurden, fährt das Programm 100 mit Schritt 108 fort, wobei die gefilterten Daten durch den Steuercomputer 12 in drei Pufferblöcke gepuffert werden. Einem Pufferblock wird jeweils die gefilterte Fahrzeug geschwindigkeit (V_s'), die gefilterte Schubkraft (Fp) und der Schaltzustand (SS) zugeordnet. Die Größe des Puffers kann so eingerichtet werden, daß sie praktisch jede Anzahl von Daten stellen umfaßt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist jeder Puffer block so bemessen, daß er die doppelte Anzahl von Datenstellen umfaßt, die zwischen Durchläufen des Algorithmus 100 gesammelt worden ist. Wenn das Programm 100 beispielsweise dafür ausge legt ist, alle vier Sekunden abzulaufen und Daten alle 10 Hertz gefiltert werden, dann sind immer dann, wenn das Programm 100 ausgeführt wird, 40 neue Datenstellen vorhanden, die jeweils der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugschubkraft und dem Schaltzustand entsprechen. Jeder Puffer umfaßt jedoch 80 Daten stellen, so daß 40 Datenstellen vom vorherigen Durchlauf des Programms 100 im anschließenden Durchlauf des Programms 100 enthalten sind. Daher läuft das Programm 100 alle 4 Sekunden unter Verwendung von 80 Datenstellen ab. Diese Vorgehensweise stellt sicher, daß alle Daten mehr als einmal analysiert wer den, indem sich die Abtastzeiträume überschneiden.

Das Programm 100 fährt nach Schritt 108 mit Schritt 110 fort, wobei die gepufferten Daten aus Schritt 108 zu bestimmten Grenzbedingungen qualifiziert werden. Die Daten, die die Grenz bedingungen erfüllen, werden als qualifizierte Daten bestimmt. Zur Erfüllung der Grenzbedingungen müssen die Daten folgende Voraussetzungen erfüllen: 1) der Schaltzustand muß gleich 0 sein, und 2) die durchschnittliche Fahrzeugbeschleunigung muß größer als ein vorgegebener Grenzwert sein. Darüber hinaus können andere Bedingungen auferlegt werden, um Straßenzustands effekte, etc. zu minimieren, indem verlangt wird, daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines bestimmten Bereichs befindet. Die Schaltzustandsbedingung stellt sicher, daß das Getriebe 16 in einen Gang geschaltet ist und eine minimale Drosselstellungsbedingung erfüllt wird, wie vorstehend be schrieben. Die Beschleunigungsgrenze ist erforderlich, um sicherzustellen, daß sich das Fahrzeug nicht in einem verlang samenden Betrieb befindet. Es versteht sich, daß diese Gren zqualifikationsbedingungen für die qualifizierten Daten variiert werden können, und zwar auf eine Fachleuten bekannte Art und Weise, solange die Daten verläßlich zur Bestimmung der Fahrzeugmasse in Übereinstimmung mit dem Prinzip der Erfindung verwendet werden können.

Andere Bedingungen können den gefilterten und gepufferten Daten zusätzlich auferlegt werden, bevor sie weiter verarbeitet werden. Wenn beispielsweise bestimmt wird, daß ein Paar Daten stellen qualifiziert werden soll, wird es mit umgebenden quali fizierten Datenstellen gruppiert, sofern vorhanden, um ein Segment mehrerer fortlaufender qualifizierter Datenstellen zu definieren. Ein Segment fortlaufender qualifizierter Datenstel len erfordert, daß alle Datenpaare der Schubkraft und Fahrzeug geschwindigkeit in diesem Segment die Grenzbedingungen des Beschleunigungs- und Schaltzustands (oder jede andere Grenzbe dingung, die als notwendig erachtet wird) erfüllen. Somit kann ein Block gepufferter Daten viele Datensegmente, ein oder kein qualifiziertes Datensegment umfassen. Wenn keine qualifizierten Datensegmente vorhanden sind, wird die Algorithmusausführung beendet und zu Schritt 102 zurückgeführt, um, wie vorstehend beschrieben, einen zusätzlichen Zyklus von Datenstellen zu erfassen, zu filtern und zu puffern. Wenn mehr als ein qualifi ziertes Datensegment vorhanden ist, dann wird das längste Datensegment ausgewählt. Bei einem Ausführungsbeispiel muß das qualifizierte Datensegment mindestens 25 Paare fortlaufender Datenstellen umfassen, die die Grenzqualifizierungsbedingungen, wie vorstehend besprochen, erfüllen. Andere Ausführungsbeispie le berücksichtigen jedoch qualifizierte Datensegmente mit jeder beliebigen Anzahl von Datenstellen.

Wenn ein qualifiziertes Datensegment gefunden und durch den Steuercomputer 12 in Schritt 110 ausgewählt wird, fährt der Algorithmus 100 mit Schritt 112 fort. Schritt 112 umfaßt eine rekursive Bestimmung nach der Methode der kleinsten Quadrate (RLS-Bestimmung) der Masse und des Luftwiderstandskoeffizienten des Fahrzeugs unter Verwendung von Datenstellen aus dem quali fizierten Datensegment. Um die Schubkraft des Fahrzeugs mit der Fahrzeuggeschwindigkeit in Relation zu setzten, verwendet der Steuercomputer 12 eine-Integration des zweiten Newtonschen Gesetzes. Das zweite Newtonsche Gesetz kann wie folgt ausge drückt werden:

F = m.+c.V

wobei F die Fahrzeugschubkraft, m die Fahrzeugmasse, die Fahrzeugbeschleunigung, V die Fahrzeuggeschwindigkeit und c der Luftwiderstandskoeffizient des Fahrzeugs ist. Für die Zwecke der Erfindung wird die Auswirkung des Straßenzustands igno riert.

Um die Fahrzeugkraft hinsichtlich der Fahrzeuggeschwindigkeit in Relation zu setzen, ist es erforderlich, die obige Gleichung zu integrieren, um zu eliminieren. Dies führt zur folgenden Gleichung:

wobei F und V die Fahrzeugschubkraft und -geschwindigkeit zum Zeitpunkt T sind.

Es sei nun angenommen, daß n×m Datenstellen mit 1/T HZ ab getastet werden und daß F_INT (i) die integrierte Schubkraft und V_INT (i) die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen (k-1).m.T und k.m.T repräsentieren.

Ist V(k) die Fahrzeuggeschwindigkeit bei k.m.T, dann drückt die folgende Gleichung das Verhältnis zwischen Schubkraftge schwindigkeit, Masse und Luftwiderstandskoeffizient des Fahr zeugs aus:

Nun sei

F und V werden nun in die folgende Kostenfunktion eingesetzt, die Fachleuten bekannt ist:

wobei ||B|| eine Frobenius-Norm von B ist. Die Lösung dieser Kostenfunktion wird gemäß einer bekannten Technik bestimmt und lautet wie folgt:

wobei (V ^T.V)⁺ der Pseudokehrwert von V ^T.V ist.

Daher kann das zweite Newtonsche Gesetz dazu verwendet werden, die Fahrzeugmasse unter Verwendung der Geschwindigkeitsdatensi gnale und der Schubkraftdaten, die auf die zuvor beschriebene Weise gesammelt wurden, zu berechnen.

Um die Genauigkeit der Berechnung der Masse und des Luftwider standskoeffizienten des Fahrzeugs zu gewährleisten, ist es bevorzugt, ein rekursives Bestimmungsverfahren anzuwenden. Ein derartiges Verfahren erfordert, daß die oben beschriebene Kostenlösung minimiert wird, was wie folgt ausgedrückt werden kann:

Die rekursive Lösung nach der Methode der kleinsten Quadrate der obigen Gleichung kann durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden, deren Ursprünge und Ableitung Fachleuten bestens bekannt sind.

wobei ε(i) der Vorhersagefehler, (i) die aktuelle Bestimmung, R(i) die Kovarianz ist und γ(i) zwischen 0 und 1 liegt und auf diesem Gebiet als Vergessensfaktor des rekursiven Algorithmus bekannt ist. Die obige rekursive Lösung nach der Methode der kleinsten Quadrate wird kontinuierlich angewandt, um die Lösung der Masse und des Luftwiderstandskoeffizienten zu aktualisie ren, indem die vorherige Lösung modifiziert wird, um den vor hergehenden Bestimmungsfehler zu berücksichtigen.

Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Matrixkehrwert des Kehrwerts R^-1(i), der für die obige Gleichung benötigt wird, durch analytisches Ausdrücken des Matrixkehrwerts wie folgt gelöst:

Dieser Ausdruck des Matrixkehrwerts vereinfacht die Berechnung der rekursiven Bestimmung der Masse und des Luftwiderstands koeffizienten des Fahrzeugs.

Die oben beschriebenen RLS-Bestimmungsgleichungen werden durch den Steuercomputer 12 bevorzugt immer dann, wenn der Puffer halb mit neuen Daten gefüllt ist, gelöst. Das qualifizierte Datensegment, das die größte Anzahl von qualifizierten Daten stellen enthält, wird aus den gepufferten Daten ausgewählt. Andere Ausführungsbeispiele berücksichtigen jedoch andere Auswahltechniken für die im Puffer gespeicherten Daten. Es können beispielsweise alle qualifizierten Datensegmente in einem Puffer dazu verwendet werden, eine ermittelte Masse und einen ermittelten Luftwiderstandskoeffizienten des Fahrzeugs zu berechnen. Alternativ kann eine Technik angewandt werden, die einige oder alle der qualifizierten Datenstellen im Puffer auswählt, um die Masse und den Luftwiderstandskoeffizienten des Fahrzeugs zu bestimmen. Es versteht sich, daß eine Bestimmung der Masse und des Luftwiderstandskoeffizienten unter Verwendung der gesammelten, gefilterten und erfindungsgemäß qualifizierten Schubkraft- und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten rekursiv berechnet wird. Die Bestimmung ist genauer als andere bekannte Techniken, da die rekursive Analyse Bestimmungsfehler einer vorhergehenden Bestimmung berechnet und abgleicht. Dieser Fehler ist den Fahrzeuggeschwindigkeits- und Motorkraftstoffversorgungs signaldaten häufig inhärent.

Der Algorithmus 100 fährt nach Schritt 112 mit Schritt 114 fort, wobei der Steuercomputer 12 die RLS-Lösung basierend auf den Grenzwerten, die für Ober- und Untergrenzen von Masse und Luftwiderstandskoeffizient bestimmt wurden, korrigiert. Bei einer alternativen Ausführungsform wird keine derartige Korrek tur durchgeführt und der Algorithmus 100 fährt mit Schritt 118 fort.

In Schritt 116 sind, falls eine derartige Korrektur angewandt wird, hauptsächlich drei Situationen vorhanden, die sich aus der Bestimmung der Masse und des Luftwiderstandskoeffizienten des Fahrzeugs ergeben können. Erstens kann die RLS-Lösung außerhalb der Grenze sowohl der Masse als auch des Luftwider standskoeffizienten des Fahrzeugs liegen. In diesem Fall wird die Lösung verworfen und die Grenzwerte werden als Lösungen verwendet. Zweitens kann die RLS-Lösung innerhalb der für beide Parameter vorgeschriebenen Grenzen liegen. In diesem Fall wird die RLS-Lösung als endgültiges Ergebnis verwendet. Schließlich wird, wenn entweder die Masse oder der Luftwiderstand, die durch die RLS-Lösung bestimmt wurden, außerhalb ihrer/seiner Grenze liegt, die Lösung wie folgt korrigiert.

Sei

wobei die ursprüngliche RLS-Lösung, und Θ die korrigierte RLS-Lösung ist, dann ist

wobei g₁ und g₂ die Kuhn-Tucker-Koeffizienten sind.

Sei

dann kann jeder Parameter wie folgt korrigiert werden:

a. Wenn kleiner als sein unterer Grenzwert ist (C_LL)
b. Wenn größer als sein oberer Grenzwert ist (c_UL)
c. Wenn kleiner als ihr unterer Grenzwert ist (m_LL)
d. Wenn größer als ihr oberer Grenzwert ist (m_UL)

Wenn m und c außerhalb der Grenzen liegen, nachdem die obigen Korrekturberechnungen abgeschlossen wurden, wird die RLS-Lösung verworfen und die Grenzwerte werden als Lösung verwendet.

Sobald gemäß Schritt 116 irgendwelche Korrekturen durchgeführt wurden, fährt der Algorithmus 100 mit Schritt 118 fort, wobei Masse und Luftwiderstandskoeffizient ausgegeben werden. Der Algorithmus fährt dann mit Schritt 120 fort, wobei der Steuer computer 12 zu Schritt 102 zurückkehrt, um erfindungsgemäß neue Daten zu verarbeiten.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der Luftwiderstandskoeffizient c des Fahrzeugs ein bekannter Wert und ist entsprechend in den Steuercomputer 12 einprogrammiert. Dies vereinfacht den oben beschriebenen Algorithmus durch Eliminieren einer Unbekannten erheblich. Daher können die oben beschriebenen Gleichungen wie folgt abgewandelt werden:

Wenn die obigen Gleichungen mit den RLS-Bestimmungsgleichungen kombiniert werden, wird die Lösung auf eine Skalargleichung reduziert und die Lösung wird viel einfacher.

In den Fig. 3A-3F ist ein Beispiel dargestellt, das die erfindungsgemäßen Techniken nutzt, um die Masse und den Luftwi derstandskoeffizienten des Fahrzeugs zu bestimmen. Die horizon talen Achsen jedes der in den Fig. 3A-3F dargestellten Diagramme entsprechen derselben Zeitskala von 140 bis 160 Sekunden. Die vertikale Achse von Fig. 3A entspricht der Fahr zeugmasse in Einheiten von 1×10⁴ kg. Das Diagramm 210 gemäß Fig. 3A zeigt eine erfindungsgemäße Bestimmung der Fahrzeug masse. Die rekursive Bestimmung wird durch die Linie 214 ange zeigt. Das Diagramm 210 umfaßt außerdem eine Referenzlinie 212, die die tatsächliche Fahrzeugmasse zum Vergleich angibt. Wie das am weitesten links dargestellte vertikale Segment der Linie 214 anzeigt, bestimmt der Algorithmus 100 keine ermittelte Masse bis ein qualifiziertes Datensegment ungefähr bei 148 Sekunden lokalisiert wird. Ein zweites Segment von qualifizier ten Daten wird ungefähr bei 156 Sekunden lokalisiert, entspre chend einem kleineren vertikalen Segment in der Linie 214. Dieses zweite qualifizierte Datensegment entspricht einer zweiten Massebestimmung. Nach dieser zweiten Massebestimmung stimmt die Linie 214 beinahe mit Linie 212 überein. Somit stellt die Erfindung, wie das Diagramm 210 zeigt, eine vorteil hafte Technik zur Bestimmung der Fahrzeugmasse bereit.

In Fig. 3B ist ein Diagramm einer Bestimmung des Luftwider standskoeffizienten gezeigt und allgemein mit 220 bezeichnet. Die vertikale Achse des Diagramms 210 ist in der Einheit Newton/Meter/Sekunden (N/m/s) angegeben. Das Diagramm 220 umfaßt eine Bestimmungslinie 222, die den ermittelten Luftwi derstandskoeffizienten angibt. Wie das am weitesten links dargestellte Segment der Linie 222 anzeigt, wird der Luftwider standskoeffizient anfangs zusammen mit der Fahrzeugmasse zu einem Zeitpunkt, der bei 148 Sekunden liegt, berechnet.

Die übrigen Diagramme der Fig. 3C-3F zeigen verschiedene Betriebsdaten der Erfindung, die den in den Fig. 3A und 3B durchgeführten Bestimmungen entsprechen. Fig. 3C umfaßt das Diagramm 230, das die RLS-Kovarianz-Matrixwerte für die Kovari anzmatrix R zeigt, angezeigt durch die Linie 232 (r₁₁), die Linie 234 (r₁₂) und die Linie 236 (r₂₂). Die Linien 232, 234 und 236 zeigen jeweils Stufenmuster, die den qualifizierten Datensegmenten ungefähr bei 148 und 156 Sekunden entsprechen.

Fig. 3D umfaßt das Diagramm 240, das eine Linie 242 zeigt. Die Linie 242 stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit in Einheiten von Meilen pro Stunde (MPH) dar, wie durch die vertikale Skala angezeigt. Fig. 3E zeigt das Diagramm 250, das die Linien 252 und 254 umfaßt. Die Linie 252 stellt die Kraftstoffversorgungs rate in Einheiten von Kubikmillimetern dar, wie durch die ganz links gelegene, vertikale Skala angezeigt. Die Linie 254 stellt die Drosselstellung in Prozent dar, wie durch die ganz rechts gelegene, vertikale Skala angezeigt. Fig. 3F zeigt das Diagramm 260, das die Linien 262 und 264 umfaßt. Die Linie 262 stellt die eingelegte Gangzahl dar, wie durch die ganz links gelegene, vertikale Skala angezeigt, wobei die Linie 264 das diskrete Schaltzustandssignal SS darstellt, wie durch die ganz rechts gelegene, vertikale Skala angezeigt. Insgesamt zeigen die Diagramme der Fig. 3C-3F die Messung der verschiedenen Betriebsdaten des Fahrzeugs, die erfindungsgemäß gesammelt und verarbeitet wurden.

Es wird darauf hingewiesen, daß die hier verwendeten Daten, Variablen, Datenstellen, Werte, Zustände, Schritte, Eingänge und Ausgänge jeweils einem Signal in den Verarbeitungseinrich tungen der Erfindung entsprechen. Darüber hinaus können die verschiedenen Techniken, Zustände, Schritte, Arbeitsgänge, Verfahren und Programme der Erfindung neu arrangiert, substitu iert, kombiniert, verändert oder gelöscht werden, was für einen Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich ist, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Obwohl die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung detailliert dargestellt und beschrieben worden ist, dienen diese nur der Veranschaulichung und haben keinen einschränkenden Charakter, wobei es sich versteht, daß nur bevorzugte Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben wurden und alle Veränderungen und Abwandlungen, die innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegen, geschützt werden sollen.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Masse eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug einen Verbrennungsmotor umfaßt, der ein Drehmoment entsprechend einer Kraftstoffversorgungsrate erzeugt, die durch ein Kraftstoffversorgungssystem des Fahrzeugs bereitgestellt wird, und das Drehmoment auf einen mit dem Motor gekoppelten Antriebsstrang aufgebracht wird, und wobei der Antriebsstrang ein mit dem Motor gekoppeltes Getriebe, das eine Mehrzahl von einlegbaren Gangstufen aufweist, eine Antriebsachse und eine Kardanwelle umfaßt, welche die Antriebsachse mit dem Getriebe koppelt, und die Antriebsachse zumindest ein Rad zum Bewegen des Fahrzeugs umfaßt, mit den Schritten:

(a) periodisches Bestimmen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Fahrzeugschubkraft entsprechend der Fahrzeuggeschwindig keit sowie Speichern der entsprechenden Fahrzeuggeschwindig keits- und Fahrzeugschubkraftdaten in einem Speicherbereich eines Steuercomputers,
(b) Qualifizieren eines Segments der Fahrzeuggeschwindigkeits- und Fahrzeugschubkraftdaten, und
(c) Bestimmen der Fahrzeugmasse durch eine rekursive Bestim mungsanalyse der kleinsten Quadrate des Datensegments durch Definieren der Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion der Schub kraft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Bestimmen eines Luftwiderstandskoeffizienten des Fahrzeugs umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner das Korrigieren der Masse und des Luftwiderstands koeffizienten des Fahrzeugs umfaßt, wenn die Masse und/oder der Luftwiderstandskoeffizient des Fahrzeugs außerhalb eines vorge gebenen Grenzwerts liegen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das periodische Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit das Erfassen der Drehgeschwindigkeit eines Fahrzeugbauteils umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das periodische Bestimmen der Fahrzeugschubkraft das Erfassen der Motorkraftstoffversorgung zur Bestimmung eines Motordrehmoments, das Konvertieren des Motordrehmoments in ein Reifendrehmoment basierend auf einer eingelegten Gangstufe und das Konvertieren des Reifendrehmoments in die Fahrzeugschub kraft umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das periodische Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeugschubkraft das Bestimmen eines Schaltzustandes umfaßt, wobei der Schaltzustand mit einer Bestimmung der Fahr zeuggeschwindigkeit und Fahrzeugschubkraft übereinstimmt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Qualifizieren das Puffern der Fahrzeuggeschwindig keits-, Fahrzeugschubkraft- und Schaltzustandsdaten und das Auswählen des längsten qualifizierten Segments aus diesen Daten umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Qualifizieren das Festlegen bzw. Ermitteln einer einen Grenzbetrag überschreitenden Drosselstellung in Prozent umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem dieser Grenzbetrag bei ungefähr 30% liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Qualifizieren das Festlegen bzw. Ermitteln eines einen Grenzbetrag überschreitenden Drehmoments in Prozent umfaßt.

11. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Qualifizieren das Festlegen bzw. Ermitteln eines Bremsenzustands umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Qualifizieren das Festlegen bzw. Ermitteln eines Getriebezustands umfaßt, bei dem das Getriebe in einen Gang geschaltet ist.

13. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Einstellen eines Steuercomputerparameters in Übereinstimmung mit der ermittelten Fahrzeugmasse umfaßt.

14. Steuersystem zur Bestimmung der Masse eines Fahrzeugs, bei dem das Fahrzeug einen Motor mit einem ihm zugeordneten Kraft stoffversorgungssystem, ein mit dem Motor gekoppeltes Getriebe, das eine Mehrzahl von einlegbaren Gangstufen aufweist, eine Antriebsachse und eine Kardanwelle umfaßt, welche das Getriebe mit der Antriebsachse koppelt, wobei das System umfaßt:

- Einrichtungen zum Bestimmen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Bereitstellen eines entsprechenden Fahrzeuggeschwindig keitssignals,
- Einrichtungen zum Bestimmen einer Motorkraftstoffversor gungsrate und zum Bereitstellen eines entsprechenden Motor kraftstoffversorgungsratensignals,
- Einrichtungen zum Bestimmen einer momentan eingelegten Gangstufe (Übersetzungsverhältnis) des Getriebes und zum Be reitstellen eines entsprechenden Gangstufensignals, und
- einen Prozessor, der auf das Motorkraftstoffversorgungsra tensignal und das Gangstufensignal anspricht, um eine Fahrzeug schubkraft zu bestimmen, die dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal entspricht, wobei der Prozessor ferner dafür ausgelegt ist, ein Datensegment aus diesen Signalen zu qualifizieren und eine ermittelte Fahrzeugmasse zu berechnen, und wobei die ermittelte Fahrzeugmasse durch eine rekursive Analyse des Datensegments und Festlegen bzw. Ermitteln der Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion der Schubkraft bestimmt wird.

15. System nach Anspruch 14, das ferner Einrichtungen zum Bestimmen einer Drosselstellung in Prozent umfaßt, die der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahr zeugschubkraft entspricht, wobei die Daten nicht qualifiziert sind, wenn die Drosselstellung in Prozent geringer als eine Grenzwertbedingung ist.

16. System nach Anspruch 15, bei dem die Grenzwertbedingung eine Drosselstellung in Prozent von ungefähr 30% ist.

17. System nach Anspruch 15, bei dem die Qualifizierung des Datensegments das Festlegen bzw. Ermitteln eines einen Grenzbetrag überschreitenden Drehmoments in Prozent umfaßt.

18. System nach Anspruch 15, bei dem die Qualifizierung des Datensegments das Festlegen bzw. Ermitteln eines Bremsenzustands umfaßt.

19. System nach Anspruch 14, bei dem die Qualifizierung des Datensegments erfordert, daß das Getriebe in einen Gang geschaltet ist.

20. System nach Anspruch 14, bei dem der Prozessor ferner einen ermittelten Luftwiderstands koeffizienten des Fahrzeugs aufgrund dieser Funktion berechnen kann.

21. System nach Anspruch 14, bei dem der Prozessor ferner die ermittelte Masse und den ermittelten Luftwiderstandskoeffizienten des Fahrzeugs korri gieren kann, wenn einer der beiden Werte außerhalb eines vorge gebenen Grenzwerts liegt.

22. System nach Anspruch 14, das ferner eine Datenübertragungsleitung umfaßt, die mit dem Prozessor verbunden ist, wobei das Motorkraftstoffversorgungs ratensignal und/oder das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und/oder das Gangstufensignal dem Prozessor von einem externen Prozessor über die Datenübertragungsleitung zugeführt werden.

23. System nach Anspruch 14, bei dem der Prozessor ferner dafür ausgelegt ist, die Motor kraftstoffversorgung zu erfassen, um ein Motordrehmoment zu bestimmen, das Motordrehmoment in ein Reifendremoment basierend auf einer eingelegten Gangstufe zu konvertieren und das Reifen drehmoment in die Fahrzeugschubkraft zu konvertieren.

24. System umfassend:

- ein Fahrzeug, das einen Motor mit einem Kraftstoffversor gungssystem, ein mit dem Motor gekoppeltes Getriebe, das eine Mehrzahl von einlegbaren Gangstufen aufweist, eine Antriebsach se und eine Kardanwelle umfaßt, welche das Getriebe mit der Antriebsachse koppelt,
- einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, wobei der Sensor ein Geschwindigkeitssignal bereitstellt, das der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht,
- einen programmierbaren Prozessor mit einem betriebsfähig mit ihm verbundenen Speicherbereich, wobei der Prozessor auf ein Motorkraftstoffversorgungsratensignal und ein Gangstufensi gnal anspricht, die in dem Speicher gespeichert sind, um eine Fahrzeugschubkraft zu bestimmen, die dem Geschwindigkeitssignal entspricht, wobei der Prozessor dafür programmiert ist, ein Datensegment aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeug schubkraft zu qualifizieren, um eine ermittelte Fahrzeugmasse zu berechnen, und wobei die ermittelte Fahrzeugmasse durch eine rekursive Analyse des Datensegments und Festlegen bzw. Ermit teln der Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion der Schubkraft bestimmt wird.

25. System nach Anspruch 24, das ferner eine in dem Speicher in Prozent gespeicherte Dros selstellung umfaßt, die der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeugschubkraft entspricht, wobei das Datensegment nicht qualifiziert ist, wenn die Drosselstellung in Prozent geringer als eine Grenzwertbedingung ist.

26. System nach Anspruch 25, bei dem die Grenzwertbedingung eine Drosselstellung in Prozent von ungefähr 30% ist.

27. System nach Anspruch 24, bei dem die Qualifizierung des Datensegments das Festlegen bzw. Ermitteln eines Drehmoments in Prozent umfaßt, das einen be stimmten Grenzbetrag übersteigt.

28. System nach Anspruch 24, bei dem das Qualifizieren des Datensegments das Festlegen bzw. Ermitteln eines Bremsenzustands umfaßt.

29. System nach Anspruch 24, bei dem die Daten nicht qualifiziert sind, wenn momentan kein Gang eingelegt ist.

30. System nach Anspruch 24, bei dem der Prozessor ferner einen ermittelten Luftwiderstands koeffizienten des Fahrzeugs aufgrund dieser Funktion berechnen kann.

31. System nach Anspruch 24, bei dem der Prozessor ferner die ermittelte Masse und den ermittelten Luftwiderstandskoeffizienten des Fahrzeugs korri gieren kann, wenn einer dieser ermittelten Werte außerhalb eines oberen oder unteren Grenzwerts liegt.

32. System nach Anspruch 24, das ferner eine Datenübertragungsleitung umfaßt, die mit dem Prozessor verbunden ist, wobei das Motorkraftstoffversorgungs ratensignal, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal oder das Gang stufensignal dem Prozessor von einem externen Prozessor über die Datenübertragungsleitung zugeführt wird.

33. System nach Anspruch 24, bei dem der Prozessor ferner dafür ausgelegt ist, die Motor kraftstoffversorgung zu erfassen, um ein Motordrehmoment zu bestimmen, das Motordrehmoment in ein Reifendrehmoment basie rend auf einer eingelegten Gangstufe zu konvertieren und das Reifendrehmoment in die Fahrzeugschubkraft zu konvertieren.