DE102015223970B4

DE102015223970B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Radlast an einem Fahrzeugrad

Info

Publication number: DE102015223970B4
Application number: DE102015223970.5A
Authority: DE
Inventors: Matthias Kretschmann; Frank Fischer; Thomas Haas
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2020-01-16
Anticipated expiration: 2035-12-03
Also published as: DE102015223970A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer Radlast (RL) an einem mit einem Reifen (2) ausgestatteten Rad (W) eines Fahrzeuges (1), umfassend die Schritte:a) Erfassen eines für eine Verformung des Reifens (2) repräsentativen Verformungsmesswerts (L),b) Erfassen eines für einen Innendruck des Reifens (2) repräsentativen Reifendruckmesswerts (p),c) Bereitstellen eines für eine physikalische Eigenschaft des Reifens (2) charakteristischen Reifenparameters (k),d) Berechnen der Radlast (RL) aus dem in Schritt a) erfassten Verformungsmesswert (L) und dem in Schritt b) erfassten Reifendruckmesswert (p), basierend auf einem ersten mathematischen Modell (M1), das den in Schritt c) bereitgestellten Reifenparameter (k) als einen Modellparameter berücksichtigt und die Radlast (RL) in Abhängigkeit von der Verformung (L) und dem Innendruck (p) des Reifens (2) beschreibt, wobei zusätzlich zu den Schritten a) und b) ein erster Fahrbetriebsparameter des Fahrzeuges (1) erfasst wird, und wobei im Schritt d) der erste Fahrbetriebsparameter für die Berechnung der Radlast (RL) berücksichtigt wird, wobei für ein Durchführen des Schrittes c) ein vorbestimmter Beladungszustand (BZ) des Fahrzeuges (1) durch einen Benutzer bestätigt werden kann, woraufhin folgende Schritte durchgeführt werden:c1) Erfassen von Bestimmungsgrößen (L, p), die von der Radlast (RL) abhängen,c2) Berechnen der Radlast (RL) aus einem zweiten mathematischen Modell (M2), das den vom Benutzer bestätigten vorbestimmten Beladungszustand (BZ) des Fahrzeuges (1) als Modellparameter berücksichtigt und die Radlast (RL) in Abhängigkeit von diesem Modellparameter (BZ) beschreibt,c3) Berechnen des Reifenparameters (k) aus den in Schritt c1) erfassten Bestimmungsgrößen (L, p) und der in Schritt c2) berechneten Radlast (RL), wobei zusätzlich zum Schritt c1) ein zweiter Radbetriebsparameter (T, ω) und/oder ein zweiter Fahrbetriebsparameter erfasst und im Schritt c2) im Rahmen der Berechnung der Radlast (RL) von dem zweiten mathematischen Modell (M2) als weiterer Modellparameter berücksichtigt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Radlast an einem mit einem Reifen ausgestattetem Rad eines Fahrzeuges.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 10 2008 046 269 B3 bekannt und umfasst die Schritte:

a) Erfassen (wenigstens) eines für eine Verformung des Reifens repräsentativen Verformungsmesswerts,
b) (optionales) Erfassen eines für einen Innendruck des Reifens repräsentativen Reifendruckmesswerts,
c) Bereitstellen (wenigstens) eines für eine physikalische Eigenschaft des Reifens charakteristischen Reifenparameters,
d) Berechnen der Radlast aus dem in Schritt a) erfassten Verformungsmesswert und dem in Schritt b) erfassten Reifendruckmesswert, basierend auf einem ersten mathematischen Modell, das den in Schritt c) bereitgestellten Reifenparameter als einen Modellparameter berücksichtigt und die Radlast in Abhängigkeit von der Verformung und dem Innendruck des Reifens beschreibt.

Anders ausgedrückt besteht das gattungsgemäße Verfahren darin, von der Radlast abhängige Bestimmungsgrößen, nämlich einen Verformungsmesswert (z. B. „Reifenlatschlänge“) und einen Reifendruckmesswert (z. B. Luftdruck im Reifeninneren) zu erfassen, um daraus die Radlast zu berechnen, wobei für letztere Berechnung (wenigstens) ein Reifenparameter bereitgestellt wird („Schritt c)“), der dem Umstand Rechnung trägt, dass der genaue Zusammenhang zwischen Verformumgsmesswert und Reifendruckmesswert einerseits und Radlast andererseits von dem konkret am betreffenden Rad montierten Reifen abhängt. Der bzw. die Reifenparameter stellen somit „Modellparameter“ des zur Radlastberechnung verwendeten (mathematischen) Modells dar.
Der Schritt c) wird bei dem aus der DE 10 2008 046 269 B3 bekannten Verfahren dadurch realisiert, dass ein Satz von „Gleichungen und Gleichungsparametern“ beispielsweise in einem an dem betreffenden Reifen angeordneten Transponder gespeichert und somit auslesbar bereitgestellt wird.
Eine Besonderheit des aus der DE 10 2008 046 269 B3 bekannten Verfahrens besteht darin, dass die Radlast oder eine von dieser Radlast abhängige Größe zusätzlich von einem externen System bestimmt wird, um auf Grund eines Vergleiches der einerseits mittels der Schritte a) bis d) und andererseits mittels des externen Systems bestimmten Radlasten eine Adaption der Gleichungen und/oder Gleichungsparameter vorzunehmen. Auch diese (nachträgliche) Adaption stellt eine Realisierung des Schrittes c) dar.
Das externe System kann z. B. Quer- und Längsbeschleunigungssensoren aufweisen und bei bekanntem Gewicht des Fahrzeuges und bekannter Schwerpunktslage die auf das betreffende Rad einwirkende Radlast berechnen. Alternativ kann das externe System hierfür z. B. eine Stellgröße eines aktiven Dämpfersystems oder einen Einfederweg eines passiven Dämpfersystems heranziehen.
Wenngleich durch die vorgesehene Adaption des im Schritt c) bereitzustellenden (wenigstens) einen Reifenparameters, hier also der „Gleichungen und/oder Gleichungsparameter“, die Genauigkeit bzw. „Qualität“ dieses in Schritt d) zur Berechnung der Radlast herangezogenen Reifenparameters verbessert werden kann, so hängt diese Verbesserung letztlich dennoch noch davon ab, mit welcher Genauigkeit das externe System die Radlast zu bestimmen vermag.
Falls das externe System zur Bestimmung der Radlast wie oben bereits erwähnt z. B. ein „bekanntes Gewicht des Fahrzeuges“ benötigt, so besteht ein Problem vor allem darin, dass dieses Gewicht vom momentanen Beladungszustand des Fahrzeuges abhängt und somit in der Praxis nicht fest vorgegeben ist.
Falls das externe System zur Bestimmung der Radlast geeignete Größen an einem aktiven oder passiven Dämpfersystem des betreffenden Rades heranzieht, so kann z. B. durch Alterungserscheinungen des betreffenden Dämpfersystems bedingt ebenfalls eine Ungenauigkeit bei der Bestimmung der Radlast resultieren.
Aus der DE 10 2009 057 578 A1 ist eine Vorrichtung zum Untersuchen einer Radlastverteilung einer Mehrzahl von Reifen eines Fahrzeugs bekannt, wobei die Vorrichtung eine Empfangseinheit aufweist, die eingerichtet ist, Sensorsignale der Mehrzahl von Reifen des Fahrzeugs zu empfangen, die indikativ für eine Latschlänge und für einen Reifendruck von jedem der Reifen sind. Die Vorrichtung weist ferner eine Ermittlungseinheit auf, die eingerichtet ist, basierend auf den Sensorsignalen die Latschlänge und den Reifendruck von jedem der Reifen zu ermitteln und basierend darauf eine relative Ist-Radlastverteilung für die Mehrzahl von Reifen zu ermitteln. Ferner ist eine Speichereinheit vorgesehen, in der für die Mehrzahl von Reifen mindestens eine relative Vergleichs-Radlastverteilung mit einer zugeordneten absoluten Vergleichs-Radlastverteilung gespeichert ist. Eine Vergleichseinheit ist eingerichtet, die mindestens eine relative Vergleichs-Radlastverteilung mit der relativen Ist-Radlastverteilung zu vergleichen und bei einer Übereinstimmung der relativen Ist-Radlastverteilung die zugehörige absolute Vergleichs-Radlastverteilung zuzuordnen.
In der DE 10 2009 005 904 A1 werden zum genaueren Ermitteln von Radzustandsgrößen eines Rades physikalische Größen der Räder fahrzeugseitig kontinuierlich gemessen und ausgewertet. Zusätzlich werden physikalische Größen des Rades radseitig intermittierend gemessen. Die radseitig gemessenen Größen oder deren ausgewerteten Messergebnisse werden dazu benutzt, die fahrzeugseitig gemessenen Größen bzw. die ermittelten Radzustandsgrößen zu korrigieren.
Aus der DE 10 2009 057 579 A1 ist eine Vorrichtung zum Überwachen des Latsch eines Reifens bekannt, die eine Erfassungseinheit aufweist, die eingerichtet ist, eine für einen Ist-Wert des Latsch des Reifens indikative Information zu erfassen. Die Vorrichtung weist ferner eine Vergleichseinheit auf, die eingerichtet ist, die ermittelte Ist-Information mit einer vorgebbaren Soll-Information zu vergleichen, die für den Soll-Wert des Latsch des Reifens indikativ ist. Ferner enthält die Vorrichtung eine Ermittlungseinheit, die eingerichtet ist, einen Soll-Reifendruck des Reifens zu ermitteln, mit dem der Soll-Wert des Latsch erreichbar ist.
Aus der DE 10 2006 033 951 A1 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Radlast eines Reifens eines Kraftwagens mit mindestens einer innerhalb des Reifens angeordneten ersten Sensoreinheit bekannt, welche zur Bestimmung von den Reifenfülldruck charakterisierenden Messwerten ausgebildet ist, mindestens einer Datenübertragungseinheit, welche zur Übertragung der Messwerte ausgebildet ist, und mindestens einer Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der Radlast des Reifens unter Berücksichtigung der von der Datenübertragungseinheit übermittelten Messwerte, wobei die erste Sensoreinheit einen Drucksensor umfasst, mit welchem zumindest der Reifenfülldruck des Reifens unabhängig von einer Reifenumdrehungsgeschwindigkeit des Reifens bestimmbar ist.
Aus der DE 10 2007 023 069 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei eine Beladung des Fahrzeugs und/oder eine Änderung der Beladung des Fahrzeugs anhand einer Analyse der Latschlängen der Räder erkannt wird, welche insbesondere während einer Bremsung und/oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und/oder während einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs auftreten.
Aus der DE 10 2007 010 781 A1 ist ein Betriebsdatenerfassungssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt mit einer Anzahl von datenseitig mit einer Auswerteeinheit verbundenen Sensoren zur Messwerterfassung, wobei einer Anzahl von Rädern des Kraftfahrzeugs jeweils ein zur Bereitstellung eines für die Latschlänge des jeweiligen Radreifens charakteristischen Kennwerts ausgelegter Sensor zugeordnet ist. Die Auswerteeinheit ermittelt anhand eines Vergleichs von mindestens zwei der charakteristischen Kennwerte einen Diagnoseparameter für das Kraftfahrzeug.
In der US 2014 / 0 005 956 A1 umfasst das Schätzen einer auf einen Fahrzeugreifen einwirkenden Last einen Reifendruckmesssensor zum Messen des Reifenfülldrucks und zum Erzeugen eines gemessenen Reifenfülldrucksignals; einen Verformungsmesssensor, der in einem Reifenbereich des Fahrzeugreifens montiert ist, wobei der Verformungsmesssensor in Form eines piezoelektrischen Biegesensors ein Verformungssignal erzeugt, das eine Länge einer Reifenkontaktfläche schätzt, wenn der Sensor durch einen Reifenlatsch rollt. Die Reifenrollgeschwindigkeit wird aus dem Verformungssignal geschätzt und eine Amplitudenänderung von Spitze zu Spitze innerhalb des Verformungssignals wird erfasst und gemessen. Ein künstliches neuronales Netzwerk empfängt die Reifenrollgeschwindigkeitsschätzung, die Kontaktflächenlängenschätzung, die Amplitudenänderung innerhalb des Verformungssignals und den gemessenen Reifendruck. Das künstliche neuronale Netz interpretiert die Eingangsdaten adaptiv und erzeugt darauf basierend eine Ausgangs-Lastschätzung.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen Weg zur gattungsgemäßen Bestimmung einer Radlast aufzuzeigen, bei welchem die in Schritt c) vorgesehene Bereitstellung des (wenigstens einen) Reifenparameters, sei es z. B. eine initiale Bereitstellung oder eine spätere Bereitstellung (im Sinne einer Adaption bzw. Aktualisierung des bzw. der Reifenparameter), hinsichtlich der vorstehend beschriebenen Probleme verbessert ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist derart, dass für ein Durchführen des Schrittes c) ein vorbestimmter Beladungszustand des Fahrzeuges durch einen Benutzer bestätigt werden kann, woraufhin folgende Schritte durchgeführt werden:

c1) Erfassen von Bestimmungsgrößen, die von der Radlast abhängen,
c2) Berechnen der Radlast aus einem zweiten mathematischen Modell, das den vom Benutzer bestätigten vorbestimmten Beladungszustand des Fahrzeuges als Modellparameter berücksichtigt und die Radlast in Abhängigkeit von diesem Modellparameter beschreibt,
c3) Berechnen des (wenigstens einen) Reifenparameters aus den in Schritt c1) erfassten Bestimmungsgrößen und der in Schritt c2) berechneten Radlast.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung einer Radlast an einem mit einem Reifen ausgestatteten Rad eines Fahrzeuges, aufweisend

a) Mittel zum Erfassen (wenigstens) eines für eine Verformung des Reifens repräsentativen Verformungsmesswerts,
b) Mittel zum Erfassen (wenigstens) eines für einen Innendruck des Reifens repräsentativen Reifendruckmesswerts,
c) Mittel zum Bereitstellen (wenigstens) eines für eine physikalische Eigenschaft des Reifens charakteristischen Reifenparameters,
d) Mittel zum Berechnen der Radlast aus dem in Schritt a) erfassten Verformungsmesswert und dem in Schritt b) erfassten Reifendruckmesswert, basierend auf einem ersten mathematischen Modell, das den in Schritt c) bereitgestellten Reifenparameter als einen Modellparameter berücksichtigt und die Radlast in Abhängigkeit von der Verformung und dem Innendruck des Reifens beschreibt, ist dementsprechend derart, dass zusätzlich Mittel zum Erfassen eines ersten Fahrbetriebsparameters des Fahrzeuges vorgesehen sind und die Mittel zum Berechnen der Radlast derart ausgebildet sind, dass der erste Fahrbetriebsparameter für die Berechnung der Radlast berücksichtigt wird, wobei die Mittel zum Bereitstellen des Reifenparameters derart ausgebildet sind, dass ein vorbestimmter Beladungszustand des Fahrzeuges durch einen Benutzer bestätigt werden kann, woraufhin durch diese Mittel folgende Schritte durchführbar sind bzw. durchgeführt werden:
c1) Erfassen von Bestimmungsgrößen, die von der Radlast abhängen,
c2) Berechnen der Radlast aus einem zweiten mathematischen Modell, das den vom Benutzer bestätigten vorbestimmten Beladungszustand des Fahrzeuges als Modellparameter berücksichtigt und die Radlast in Abhängigkeit von diesem Modellparameter beschreibt,
c3) Berechnen des (wenigstens einen) Reifenparameters aus den in Schritt c1) erfassten Bestimmungsgrößen und der in Schritt c2) berechneten Radlast, wobei zusätzlich zum Erfassen von Bestimmungsgrößen ein zweiter Radbetriebsparameter und/oder ein zweiter Fahrbetriebsparameter erfasst und im Rahmen der Berechnung der Radlast von dem zweiten mathematischen Modell als weiterer Modellparameter berücksichtigt wird.

Die Grundidee der Erfindung besteht darin, die im Stand der Technik bestehende Unsicherheit betreffend das „Gewicht des Fahrzeuges“ dadurch zu beseitigen, dass durch einen Benutzer ein vorbestimmter Beladungszustand des Fahrzeuges bestätigt werden kann. Dies ermöglicht vorteilhaft eine zuverlässigere (genauere) Ermittlung (Berechnung mittels zweitem mathematischen Modell) des (wenigstens einen) Reifenparameters zwecks Bereitstellung des bzw. der Reifenparameter im Schritt c).
Als Benutzer kommen insbesondere z. B. ein Fahrer des Fahrzeuges und/oder Werkstattpersonal in Betracht. Die somit nur „willentlich“ durchführbare Bestätigung eines vorbestimmten Beladungszustandes vermag vorteilhaft sämtliche Unsicherheiten der im Stand der Technik gemäß der DE 10 2008 046 269 B3 verwendeten technischen Einrichtungen (externes System zur Bestimmung der Radlast) zu vermeiden.
Die nach Bestätigung eines bestimmten Beladungszustandes durch den Benutzer durchzuführenden weiteren Schritte c1), c2) und c3) können beispielsweise so wie in der DE 10 2008 046 269 B3 mit Bezug auf das „externe System“ beschrieben ausgestaltet sein. Demnach können im Schritt c1) als die Bestimmungsgrößen z. B. insbesondere eine Querbeschleunigung und eine Längsbeschleunigung des Fahrzeuges erfasst werden, um sodann in Schritt c2) die Radlast aus einem zweiten mathematischen Modell zu berechnen, das jedoch erfindungsgemäß den vom Benutzer bestätigten Beladungszustand berücksichtigt, und um schließlich in Schritt c3) den oder die Reifenparameter aus den erfassten Beschleunigungen und der berechneten Radlast zu berechnen.
Weitere Beispiele von in Schritt c1) als die Bestimmungsgrößen tauglichen Größen werden weiter unten noch beschrieben.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schritt a) und/oder der Schritt b) unter Verwendung einer an dem Reifen angeordneten elektronischen Radeinheit durchgeführt wird.
Die elektronische Radeinheit kann z. B. an der Innenseite einer Lauffläche des betreffenden Reifens angeordnet und mit geeigneter Sensorik ausgestattet sein.
Die elektronische Radeinheit kann z. B. einen Verformungs-, Schock- oder Beschleunigungssensor aufweisen, um damit in an sich bekannter Weise die Länge der Reifenaufstandsfläche („Reifenlatschfläche“) zu messen. Das Funktionsprinzip dieser Messung beruht darauf, dass bei einer Drehung des Rades bei jedem Durchgang des Sensors durch den Reifenlatsch charakteristische Besonderheiten in dem vom Sensor aufgenommenen Signal auftreten, insbesondere z. B. dann, wenn die Anordnungsstelle des Sensors auf dem Fahruntergrund „aufschlägt“ und nach Durchgang durch den Reifenlatsch wieder „abhebt“. Bei bekannter Raddrehgeschwindigkeit, die z. B. ebenfalls mittels einer Auswertung des Signals des Sensors ermittelt werden kann, lässt sich aus der zeitlichen Differenz zwischen Eintritt und Austritt der Anordnungsstelle des Sensors in den Reifenlatsch bzw. aus dem Reifenlatsch heraus die Reifenlatschlänge berechnen. Beispielsweise diese Reifenlatschlänge kann somit den in Schritt a) zu erfassenden Verformungsmesswert darstellen.
Hinsichtlich der Durchführung der Berechnung der Reifenlatschlänge (oder eines anderen geeigneten Verformungsmesswertes) weist die elektronische Radeinheit bevorzugt eine Recheneinrichtung (z. B. Mikrocontroller) mitsamt zugeordneter Speichereinrichtung (zur Speicherung eines entsprechenden Berechnungsprogrammes) auf.
In der Speichereinrichtung der elektronischen Radeinheit können vorteilhaft z. B. auch „Reifentypdaten“ im weitesten Sinne eingespeichert und somit auslesbar bereitgestellt werden. Beispielsweise kann dies ein Reifentyp im engeren Sinne (Winter-/Sommer-/Ganzjahresreifen, Run-Flat-Reifen, Bauart etc.), Reifenmarke, Reifengröße und Reifendimension, Gummimischung, Reifensteifigkeit(en), Geschwindigkeitsindex, Tragfähigkeitsindex, Herstellungsdatum des Reifens, DOT-Code sein.
Derartige, in der Radeinheit eingespeicherte Reifendaten können im Rahmen der Erfindung z. B. einen Teil einer Mehrzahl von Reifenparametern bilden, die im Schritt c) bereitzustellen sind, und/oder weitere Modellparameter bei den Berechnungen in den Schritten d) und/oder c2) bilden.
Die elektronische Radeinheit kann ferner mit einem Drucksensor zur Messung des Innendruckes des Reifens ausgestattet sein, um damit den hierfür repräsentativen Reifendruckmesswert zu erfassen („Schritt b)“).
Schließlich kann die elektronische Radeinheit eine Funksendeeinrichtung aufweisen, um für bestimmte Messwerte (z. B. des Reifendrucks und der Reifenlatschlänge) repräsentative Daten drahtlos an eine zentrale Einrichtung des Fahrzeuges zu senden. Für die konkrete Ausgestaltung der Funkverbindung kann vorteilhaft z. B. auf den Stand der Technik zu Reifendruckkontrollsystemen zurückgegriffen werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zusätzlich zu den Schritten a) und b) ein erster Radbetriebsparameter des Rades erfasst wird, und dass im Schritt d) dieser erste Radbetriebsparameter für die Berechnung der Radlast berücksichtigt wird.
Der Begriff „Radbetriebsparameter“ umfasst sämtliche bedingt durch den Betrieb des Rades variable und an dem Rad erfassbare physikalische Größen, wie beispielsweise eine an oder im Reifen gemessene Reifentemperatur und eine Radgeschwindigkeit, wie z. B. die (rotatorische) Raddrehgeschwindigkeit.
Die Erfassung eines oder mehrerer Radbetriebsparameter kann in einfacher Weise z. B. durch die bereits erwähnte elektronische Radeinheit erfolgen.
Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die im Schritt d) durchgeführte Berechnung der Radlast in ihrer Genauigkeit noch weiter erhöht werden kann.
Beispielsweise ergibt sich bei Variation des Radbetriebsparameters „Reifentemperatur“ eine entsprechende Variation der Eigentragfähigkeit des Reifens. Eine Berücksichtigung der Reifentemperatur im Schritt d) erlaubt daher eine noch genauere Berechnung der Radlast.
Eine Variation der „Raddrehgeschwindigkeit“ führt in der Regel zu einer Variation der „Geometrie der Reifenverformung“, z. B. zu einer Variation des Verhältnisses zwischen Länge und Breite der Reifenaufstandsfläche. Eine Berücksichtigung der Raddrehgeschwindigkeit besitzt somit insbesondere dann einen großen Vorteil, wenn als der für die Reifenverformung repräsentative Verformungsmesswert nicht die Reifenaufstandsfläche („Reifenlatschfläche“) sondern z. B. nur die Länge dieser Reifenaufstandsfläche („Reifenlatschlänge“) repräsentiert.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zusätzlich zu den Schritten a) und b) ein erster Fahrbetriebsparameter des Fahrzeuges erfasst wird, und dass im Schritt d) dieser erste Fahrbetriebsparameter für die Berechnung der Radlast berücksichtigt wird.
Der Begriff „Fahrbetriebsparameter“ umfasst sämtliche durch den Betrieb (Fahrt) des Fahrzeuges bedingte und variierende physikalischen Größen, wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Quer- und eine Längsbeschleunigung des Fahrzeuges.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass durch Berücksichtigung derartiger Fahrbetriebsparameter die im Schritt d) durchgeführte Berechnung der Radlast in ihrer Genauigkeit erhöht werden kann. Beispielsweise führt eine Variation der Fahrzeuggeschwindigkeit oftmals zu einer Variation der aerodynamischen Kräfte derart, dass damit sowohl die Summe sämtlicher Radlasten als auch die Verteilung der Gesamtlast (Fahrzeuggewicht) auf die verschiedenen Räder sich verändern. Eine Variation der Querbeschleunigung des Fahrzeuges (z. B. bedingt durch Kurvenfahrten) führt zu einer entsprechenden Variation der Lastverteilung (vermehrt auf die kurvenäußeren Räder). In analoger Weise führt eine Variation der Längsbeschleunigung zu einer entsprechenden Variation hinsichtlich der Lastverteilung zwischen weiter vorne und weiter hinten angeordneten Rädern.
Eine Berücksichtigung eines oder mehrerer derartiger Fahrbetriebsparameter in Schritt d) vermag daher die Genauigkeit der Berechnung der Radlast ebenfalls zu verbessern.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zusätzlich zu den Schritten a) und b) ein Umgebungsparameter erfasst wird und in Schritt d) dieser Umgebungsparameter für die Berechnung der Radlast berücksichtigt wird.
Der Begriff „Umgebungsparameter“ umfasst den Luftdruck und die Lufttemperatur in der Umgebung des Fahrzeuges.
Da derartige Umgebungsparameter z.B. das Ausmaß der vorerwähnten aerodynamischen Effekte beeinflussen, kann durch eine Berücksichtigung eines oder mehrerer Umgebungsparameter im Schritt d) die Genauigkeit der Radlastberechnung verbessert werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Schritt c) die Bereitstellung des (wenigstens einen) Reifenparameters ein Speichern dieses Reifenparameters in einer auslesbaren elektronischen Speichereinheit umfasst.
Die hierfür verwendete elektronische Speichereinheit kann z. B. eine Komponente einer zentralen Einrichtung (z. B. zentrales Steuergerät) des Fahrzeuges darstellen oder mit einer solchen Einrichtung verbunden sein (z. B. über ein digitales Bussystem) .
Für eine initiale Bereitstellung des (wenigstens einen) Reifenparameters, etwa nach einem Rad- bzw. Reifenwechsel, kann der Reifenparameter z. B. von Werkstattpersonal in einer elektronischen Speichereinheit eingespeichert werden, sei es die erwähnte fahrzeugseitige Speichereinheit (an oder in einer zentralen Einrichtung des Fahrzeuges) oder die erwähnte radseitige Speichereinheit (in einer elektronischen Radeinheit).
Alternativ oder zusätzlich kann die Möglichkeit vorgesehen sein, z. B. nach einem Rad- bzw. Reifenwechsel, oder zu Beginn einer Fahrt des Fahrzeuges, den Reifenparameter (oder wenigstens einen einer Mehrzahl von Reifenparametern) unter Verwendung der beschriebenen Schritte c1), c2) und c3) nach entsprechender Bestätigung eines bestimmten Beladungszustandes zu berechnen („Schritt c3)“) und in der betreffenden Speichereinheit einzuspeichern (bzw. zu adaptieren, d.h. zu aktualisieren).
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bestätigung des vorbestimmten Beladungszustandes des Fahrzeuges durch eine entsprechende Eingabe des Benutzers an einer Mensch-Maschine-Schnittstelle einer Datenverarbeitungseinrichtung (z. B. zentrales Steuergerät) des Fahrzeuges erfolgt.
Die „Mensch-Maschine-Schnittstelle“ kann an sich bekannte Eingabemittel wie z. B. einen Schalter, einen Taster, einen Drehsteller, einen Drehdrücksteller, einen „Joystick“, einen berührungsempfindlichen Bildschirm etc. aufweisen, mittels welchem der Benutzer die Eingabe (Bestätigung des vorbestimmten Beladungszustandes) vornehmen kann.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle als solche bzw. deren Eingabemittel sind hierbei mit derjenigen Einrichtung (z. B. zentrales Steuergerät) des Fahrzeuges verbunden, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens (bevorzugt in programmgesteuerter Weise) eingesetzt wird.
Dass ein vorbestimmter Beladungszustand des Fahrzeuges durch einen Benutzer bestätigt werden kann (z. B. mittels Tastatureingabe oder dergleichen), soll bedeuten, dass die Möglichkeit besteht, dass wenigstens ein Beladungszustand bestätigt werden kann, also eine Ausführungsform nicht ausgeschlossen ist, bei der mehrere verschiedene Beladungszustände bestätigt werden können.
Ein oder mehrere bestimmte Beladungszustände können z. B. fest vorgegeben oder aber z. B. durch den Benutzer definierbar sein. Im ersteren Falle kann z. B. vorgesehen sein, dass der Benutzer aus mehreren fest vorgegebenen Beladungszuständen (z. B. „Fahrzeug leer“, „Fahrzeug nur mit Person auf Fahrersitz besetzt“, etc.) zunächst auswählen kann, um sodann den ausgewählten Beladungszustand zu bestätigen. Im zweiteren Falle kann z. B. vorgesehen sein, dass der Benutzer ein in irgendeiner Weise zuvor ermitteltes Gesamtgewicht des Fahrzeuges und/oder wenigstens ein einer bestimmten Anordnungsstelle im Fahrzeug zugeordnetes Einzelgewicht eingeben und sodann bestätigen kann. Hierzu ein Beispiel: Bei einem Kraftfahrzeug mit vier Sitzplätzen für Insassen und einem Kofferraum für Gepäck könnte vorgesehen sein, dass der Fahrer zunächst die einzelnen, d. h. jedem der Sitze bzw. dem Kofferraum zugeordneten Gewichte (Gewichte der Insassen und des Gepäcks) eingibt und sodann diesen „Beladungszustand“ bestätigt. Als Alternative zu einer „freien“ Eingabe der Einzelgewichte (an bestimmten Stellen des Fahrzeuges) kann auch vorgesehen sein, dass der Benutzer für jede von mehreren vorgegebenen Stellen (z. B. Sitze, Stauraum wie z. B. Kofferraum, etc.) das jeweils dort befindliche Einzelgewicht aus einer Mehrzahl von vorgegebenen Gewichtswerten auswählen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann als ein vorbestimmter Beladungszustand (zumindest) ein leerer Zustand des Fahrzeuges, d.h. der Zustand „Fahrzeug leer“, in welchem das momentane Gewicht bzw. die momentane Masse des Fahrzeuges im Wesentlichen dem Leergewicht des Fahrzeuges entspricht, durch den Benutzer bestätigt werden. Vorteilhafterweise kann dieser spezielle Beladungszustand in der Praxis zumeist relativ einfach herbeigeführt werden.
Zur Herbeiführung eines vorbestimmten Beladungszustandes, insbesondere wenn es sich bei dem Benutzer um Werkstattpersonal handelt, kommt auch in Betracht, zunächst an einer oder mehreren möglichen Anordnungsstellen des Fahrzeuges (z. B. Sitze und/oder Stauräume) jeweils ein bestimmtes (vorbekanntes) Gewicht aufzubringen und diesen Beladungszustand sodann zu bestätigen.
Bei mit einem Brennstoffvorrat (z. B. Benzin, Diesel etc.) ausgestatteten Fahrzeugen kommt darüber hinaus in Betracht, das tatsächliche Gewicht des bevorrateten Brennstoffes oder eine hierfür repräsentative Größe wie z. B. einen „Füllstand“ dieses Vorrats im Rahmen der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu berücksichtigen. Dies kann z. B. in automatischer Weise dadurch erfolgen, dass der das Verfahren durchführenden Einrichtung eine entsprechende Größe (z. B. Tankfüllstand) bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Möglichkeit vorgesehen sein, das Gewicht des Brennstoffes bzw. die hierfür repräsentative Größe im Rahmen der Bestätigung eines vorbestimmten Beladungszustandes, z. B. durch Auswahl oder Eingabe eines entsprechenden Wertes durch den Benutzer vorzusehen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Schritt c1) als die Bestimmungsgrößen der Verformungsmesswert und der Reifendruckmesswert erfasst werden.
Auch im Hinblick auf die letztgenannte Ausführungsform seien nachfolgend einige im Rahmen der Erfindung relevante bzw. nutzbare physikalische Zusammenhänge beispielhaft erläutert.
Beispielsweise kann der Zusammenhang zwischen der Radaufstandsfläche, dem Reifendruck und der Radlast an einem Rad wie folgt beschrieben werden: $RL = p \times A + RK,$
wobei bezeichnen

RL die Radlast des betreffendes Rades
p den Reifeninnendruck
A die Reifenaufstandsfläche
RK die Eigentragfähigkeit des Reifens

Die Eigentragfähigkeit RK ist hierbei diejenige Kraft, welche durch das Material des Reifens selbst, also unabhängig von dessen Füllung (z. B. Luft), bereitgestellt wird und somit ebenfalls einen Beitrag zur vom Reifen aufgenommenen Radlast RL leistet.
Unter der vereinfachenden Annahme, dass der Beitrag der Eigentragfähigkeit RK zur Radlastaufnahme eher vernachlässigbar ist (RK = 0) und die Reifenaufstandsfläche A eine rechteckige Form mit einer Länge L (Reifenlatschlänge) und einer Breite B besitzt, ergibt sich: $RL = p \times L + B$
Unter der weiter vereinfachenden Annahme, dass die Breite B der Reifenaufstandsfläche A auch bei variierenden Betriebszuständen des Rades bzw. des Fahrzeuges konstant bleibt, ergibt sich $RL = k \times (p \times L)$
wobei k, nachfolgend als „Reifenparameter“ bezeichnet, eine Konstante (für den betreffenden Reifen) darstellt und hier der als konstant angenommenen Breite B der Reifenaufstandsfläche A entspricht.
Die obige Formel 3 ist ein einfaches Beispiel für das „erste mathematische Modell“, welches nämlich den Reifenparameter k als einen Modellparameter berücksichtigt und die Radlast RL in Abhängigkeit von der Verformung (hier: Reifenlatschlänge L) und dem Reifendruck p beschreibt. Basierend auf diesem Modell kann somit (im „Schritt d)“) die Radlast RL berechnet werden, nachdem (im „Schritt a)“) der Verformungsmesswert (L) und der Reifendruckmesswert (p) erfasst wurden.
Wenn nun zwecks Bereitstellung des Reifenparameters k im Schritt c1) ebenfalls der Verformungsmesswert L und der Reifendruckmesswert p als die Bestimmungsgrößen erfasst werden, so kann in Kenntnis der Radlast RL (im Schritt c2) berechnet), der Reifenparameter k in diesem einfachen Beispiel wie folgt berechnet werden: $k = RL/ (p \times L)$
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die im Schritt c1) als die Bestimmungsgrößen erfassten Größen, z. B. ein Verformungsmesswert und ein Reifendruckmesswert, zeitlich aufeinanderfolgend mehrfach erfasst werden, und daraufhin im Schritt c3) im Rahmen der Berechnung des Reifenparameters k statistisch ausgewertet werden, um die Genauigkeit des damit berechneten Reifenparameters k zu erhöhen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das im Schritt c2) verwendete zweite mathematische Modell eine räumliche Masseverteilung des leeren Fahrzeuges als Modellparameter berücksichtigt. Bei dieser Ausführungsform bildet die berücksichtige räumliche Masseverteilung des leeren Fahrzeuges gewissermaßen eine „grobe Berechnungsbasis“ zur Berechnung der jeweiligen Radlasten an mehreren Rädern des Fahrzeuges, welche durch einen durch den Benutzer bestätigten vorbestimmten Beladungszustand vorteilhaft „verfeinert“ werden kann.
Außerdem können durch eine Berücksichtigung der räumlichen Masseverteilung des leeren Fahrzeuges fahrdynamische Effekte, die sich auf die Größe der einzelnen Radlasten auswirken können, zum Zwecke einer genaueren Berechnung der Radlast im Schritt c2) berücksichtigt werden.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass zusätzlich zum Schritt c1) (wenigstens) ein zweiter Radbetriebsparameter und/oder (wenigstens) ein zweiter Fahrbetriebsparameter erfasst und im Schritt c2) im Rahmen der Berechnung der Radlast von dem zweiten mathematischen Modell als weiterer Modellparameter berücksichtigt wird. Auch damit kann im Schritt c2) die Genauigkeit der Berechnung der Radlast verbessert werden.
Zu den in diesem Zusammenhang verwendeten Begriffen „Radbetriebsparameter“ und „Fahrbetriebsparameter“ wird auf die weiter oben bereits gegebene Erläuterung verwiesen.
Sämtliche für das erfindungsgemäße Verfahren erläuterten Ausführungsformen und Weiterbildungen können in analoger Weise auch als Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, und umgekehrt.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt umfassend einen Programmcode vorgesehen, der auf einer Datenverarbeitungseinrichtung wie z. B. der erwähnten zentralen Einrichtung des Fahrzeuges ausgeführt ein Bestimmungsverfahren der beschriebenen Art durchführt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:

1 eine schematische Draufsicht eines Fahrzeuges umfassend eine Vorrichtung zur Bestimmung der Radlasten an einzelnen Rädern des Fahrzeuges gemäß eines Ausführungsbeispiels,
2 eine schematische Seitenansicht eines der Räder des Fahrzeuges von 1,
3 ein beispielhaftes schematisches Ablaufdiagramm eines bei dem Fahrzeug von 1 zur Bestimmung der Radlasten durchführbaren Verfahrens mit Schritten a) bis d), und
4 ein beispielhaftes schematisches Ablaufdiagramm, welches in dem Verfahren von 3 für die Realisierung des Schrittes c) durchführbare Unterschritte c1) bis c3) veranschaulicht.

1 zeigt ein Fahrzeug 1, hier ein Kraftfahrzeug (z. B. PKW) mit vier Rädern W1 bis W4.
Die Räder W1 bis W4 sind jeweils mit einem Reifen und einer z. B. an einer Innenseite der betreffenden Reifenlauffläche angeordneten so genannten elektronischen Radeinheit 12-1, 12-2, 12-3 bzw. 12-4 ausgestattet, um „Radbetriebsparameter“ wie hier insbesondere zumindest eine Reifenlatschlänge L (vgl. 2) oder einen anderen für eine Verformung des betreffenden Reifens repräsentativen Verformungsmesswerts sowie den Reifendruck p (als einen für einen Innendruck des Reifens repräsentativen Reifendruckmesswert) zu erfassen und entsprechende Sensordaten R1 bis R4 der elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4 drahtlos (über eine Funkverbindung) an eine fahrzeugseitige, d. h. im Fahrzeug 1 angeordnete Funk-Empfangseinheit 40 zu senden.
2 veranschaulicht in einer Seitenansicht ein Rad W (eines der Räder W1 bis W4), dessen Reifen 2, die im Reifen 2 angeordnete elektronische Radeinheit 12, und die von der Radeinheit 12 in Form eines Funksignals versandten Sensordaten R.
Die Radeinheit 12 (abgesehen von einer individuellen „Identifikation“ identisch an jedem der Räder W1 bis W4 vorgesehen) weist z. B. einen Beschleunigungssensor auf, so dass bei einer Drehung des Rades W, in 2 durch einen Pfeil 3 veranschaulicht, ein vom Beschleunigungssensor bereitgestelltes Sensorsignal ausgewertet werden kann, um insbesondere die Reifenlatschlänge L und z. B. auch eine Raddrehgeschwindigkeit (z. B. Radwinkelgeschwindigkeit) zu erfassen. Außerdem weist die Radeinheit 12 einen Drucksensor zur Messung des Reifendruckes p auf.
Zurückkommend auf 1 werden die von der Funk-Empfangseinheit 40 empfangenen Sensordaten R1 bis R4 über ein digitales Bussystem 30 (z. B. CAN-Bus, LIN-Bus oder dergleichen) an ein zentrales Steuergerät 20 weitergeleitet.
Das Steuergerät 20 ist bevorzugt als eine programmgesteuerte Steuereinrichtung ausgebildet und umfasst im dargestellten Beispiel hierfür eine Recheneinheit 22 und eine Speichereinheit 24. In der Speichereinheit 24 ist z. B. die zum Betrieb des Steuergerätes 20 erforderliche Software gespeichert. Darüber hinaus können hier z. B. auch „Reifentypdaten“ der an den Rädern W1 bis W4 befindlichen Reifen eingespeichert sein (sei es z. B. durch Werkstattpersonal nach einem Reifenwechsel bzw. einer Reifenmontage direkt in die Speichereinheit eingespeichert, oder nach einem Auslesen derartiger Daten über die erwähnte Funkverbindung aus Speichereinheiten in den Radeinheiten 12-1 bis 12-4). Schließlich können in der Speichereinheit 24 auch sämtliche im Rahmen des nachfolgend beschriebenen Verfahrens zur Bestimmung der Radlast anfallenden Daten gespeichert bzw. zwischengespeichert werden.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 1 fahrzeugseitige Drehzahlsensoren 10-1 bis 10-4, die jeweils einem der Räder W1 bis W4 zugeordnet sind und zur Erfassung der jeweiligen Raddrehgeschwindigkeiten dienen. Sensordaten D1 bis D4 dieser Drehzahlsensoren 10-1 bis 10-4 werden im dargestellten Beispiel über das digitale Bussystem 30 ebenfalls an das zentrale Steuergerät 20 weitergeleitet. Die redundante Erfassung der einzelnen Raddrehgeschwindigkeiten einerseits radseitig (mittels der elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4) und andererseits fahrzeugseitig (mittels der fahrzeugfesten Drehzahlsensoren 10-1 bis 10-4) besitzt z. B. insbesondere den Vorteil, dass damit in an sich bekannter Weise ein so genanntes „Lokalisierungsverfahren“ bewerkstelligt werden kann, mittels welchem durch eine geeignete statistische Analyse einer Korrelation der redundant erfassten Raddrehgeschwindigkeiten die einzelnen Radeinheiten 12-1 bis 12-4 (bzw. deren in den Daten R1 bis R4 enthaltenen „Identifikationscodes“) der jeweils „richtigen“ Verbauposition am Fahrzeug (hier: „vorne links“, „vorne rechts“, „hinten links“, „hinten rechts“) zugeordnet werden können.
Schließlich umfasst das Fahrzeug 1 eine „Mensch-Maschine-Schnittstelle“ 26, die im dargestellten Beispiel über das digitale Bussystem 30 in Kommunikationsverbindung mit dem zentralen Steuergerät 20 steht, um einem Benutzer des Fahrzeuges 1, z. B. einem Fahrer, Eingaben zu ermöglichen (und Ausgaben darzubieten).
Im dargestellten Beispiel umfasst die Mensch-Maschine-Schnittstelle 26 z. B. eine oder mehrere Anzeigeeinrichtungen („Displays“) und ein oder mehrere Eingabemittel wie z. B. eine Tastatur oder eine oder mehrere Taster oder dergleichen, wobei derartige Eingabemittel ganz oder teilweise auch durch entsprechende (gegebenenfalls veränderliche) Eingabefelder einer berührungsempfindlichen Anzeigeeinrichtung realisiert sein können (z. B. „Bedienmenü“ auf einer Anzeigeeinrichtung). Zur konkreten Ausgestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 26 kann grundsätzlich auf sämtlichen diesbezüglich Stand der Technik der Schnittstellen von herkömmlichen „Bordcomputern“ in Fahrzeugen jeglicher Art zurückgegriffen werden.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die 3 und 4 beispielhaft ein in dem Fahrzeug 1 durchgeführtes Verfahren zur Bestimmung der Radlasten an den einzelnen Rädern W1 bis W4 beschrieben. Diese Beschreibung wird der Einfachheit halber für ein einzelnes Rad W (vgl. 2) gegeben, tatsächlich jedoch parallel für sämtliche betreffenden Räder des Fahrzeuges, im Beispiel von 1 also für die vier Räder W1 bis W4, durchgeführt.
Mit Bezug auf die 2 und 3 umfasst das Verfahren zur Bestimmung der Radlast RL an dem mit dem Reifen 2 ausgestatteten Rad W folgende, in 3 dargestellte Schritte:

a) Erfassen eines für eine Verformung des Reifens 2 repräsentativen Verformungsmesswerts, hier der Reifenlatschlänge L, erfasst mittels der elektronischen Radeinheit 12,
b) Erfassen eines für einen Innendruck des Reifens 2 repräsentativen Reifendruckmesswerts, hier des Luftdrucks p im Inneren des Reifens 2, erfasst mittels der elektronischen Radeinheit 12,
c) Bereitstellen eines für eine physikalische Eigenschaft des Reifens 2 charakteristischen Reifenparameters k, bei dem es sich gemäß einer sehr einfachen Ausführungsform z. B. um die Breite B der (als unveränderlich angenommenen) Reifenaufstandsfläche A des Reifens 2 handeln kann,
d) Berechnen der Radlast RL aus der in Schritt a) erfassten Reifenlastschlänge L und dem in Schritt b) erfassten Reifendruck p, basierend auf einem ersten mathematischen Modell M1, das den in Schritt c) bereitgestellten Reifenparameter k als einen Modellparameter berücksichtigt und die Radlast RL in Abhängigkeit von der Reifenlatschlänge L und dem Reifendruck p des Reifens 2 beschreibt.

In diesem einfachen Ausführungsbeispiel wird das erste mathematische Modell M1 durch die weiter oben bereits angegebene Formel 3 repräsentiert. Basierend auf dieser Formel 3, welche den Reifenparameter k enthält, kann die Radlast RL am Rad W berechnet werden.
Die Schritte a) und b) werden in diesem Beispiel unter Verwendung der an der Innenseite der Lauffläche des Reifens 2 angeordneten elektronischen Radeinheit 12 durchgeführt.
Der Schritt c) wird in diesem Beispiel durch einen Abruf des Reifenparameters k aus der Speichereinheit 24 des zentralen Steuergeräts 20 realisiert. Diese Speichereinheit 24 enthält auch einen Programmcode, der auf der Recheneinheit 22 des Steuergeräts 20 ausgeführt den Schritt d), also die Berechnung der Radlast RL basierend auf dem ersten mathematischen Modell M1 durchführt. Abweichend vom beschriebenen Beispiel mit Formel 3 als das erste mathematische Modell M1 könnte das erste mathematische Modell M1 auch komplizierter gestaltet sein, um die Genauigkeit der Bestimmung der Radlast RL zu erhöhen. Hierzu könnten anstatt eines einzigen Reifenparameters k mehrere Reifenparameter k1, k2, ... als Modellparameter berücksichtigt werden und/oder eine Beschreibung der Radlast RL in Abhängigkeit von noch weiteren Betriebsparametern (neben dem Verformungsmesswert (L) und dem Reifendruckmesswert(p)) vorgesehen sein.
Insbesondere kann z. B. zusätzlich zu den Schritten a) und b) wenigstens ein Radbetriebsparameter wie z. B. ein mittels der Radeinheit 12 gemessene Reifentemperatur und/oder eine mittels der Radeinheit 12 oder dem betreffenden Fahrzeugbasierten Drehzahlsensor gemessene Raddrehgeschwindigkeit erfasst werden, um sodann im Schritt d) berücksichtigt zu werden. In diesem Fall könnte als erstes mathematisches Modell M1 die Formel 3 z. B. so modifiziert werden, dass diese auch den oder die betreffenden Radbetriebsparameter und gegebenenfalls weitere in Schritt c) bereitgestellte Reifenparameter enthält, welche der Beschreibung der Abhängigkeit der Radlast RL (auch) von derartigen zusätzlichen Radbetriebsparametern dienen.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Erfassung und Mitberücksichtigung von Radbetriebsparametern können in analoger Weise auch Fahrbetriebsparameter wie z. B. eine für das Fahrzeug 1 gemessene Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung (quer und/oder längs), und/oder wenigstens ein Umgebungsparameter wie die Umgebungstemperatur und der Umgebungsdruck erfasst und mitberücksichtigt werden.
Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, dass wie in 4 dargestellt für eine Realisierung des Schrittes c) ein vorbestimmter Beladungszustand BZ des Fahrzeuges 1 durch einen Benutzer bestätigt werden kann (Die Bestätigung ist in 4 mit dem Eingabepfeil „BE“ symbolisiert), woraufhin folgende Schritte durchgeführt werden:

c1) Erfassen von Bestimmungsgrößen, die von der Radlast RL abhängen, hier z. B. der Reifenlatschlänge L und des Reifendrucks p, erfasst wieder mittels der Radeinheit 12,
c2) Berechnen der Radlast RL aus einem zweiten mathematischen Modell M2, das den vom Benutzer bestätigten vorbestimmten Beladungszustand BZ des Fahrzeuges 1 als Modellparameter berücksichtigt und die Radlast RL in Abhängigkeit von diesem Modellparameter BZ beschreibt, wobei in diesem Beispiel die Berechnung mittels des zentralen Steuergeräts 20 durchgeführt wird,
c3) Berechnen des Reifenparameters k aus den in Schritt c1) erfassten Bestimmungsgrößen L, p und der in Schritt c2) berechneten Radlast RL, wobei auch diese Berechnung durch das zentrale Steuergerät 20 durchgeführt wird.

Da in diesem Beispiel die im Schritt c1) erfassten Bestimmungsgrößen dieselben wie die in den Schritten a) und b) erfassten Messwerte sind (was im Rahmen der Erfindung jedoch keineswegs zwingend so ist), besteht ein mathematischer Zusammenhang zwischen den Berechnungen einerseits im Schritt d) und andererseits im Schritt c3) . Dieser Zusammenhang bedeutet in diesem Beispiel, dass die für den Schritt c3) zu verwendende Berechnungsvorschrift sich durch „Auflösen der Formel 3 nach dem Reifenparameter k“ ergibt, in diesem Beispiel diese Berechnungsvorschrift also durch die Formel 4 repräsentiert wird.
Das zweite mathematische Modell M2 besitzt demgegenüber insofern eine Ähnlichkeit mit dem ersten mathematischen Modell M1, als beide Modelle zur Berechnung der Radlast RL dienen. Der Unterschied zwischen den beiden Modellen besteht in den hierfür zu berücksichtigenden Modellparametern. Das Modell M2 berücksichtigt (zumindest) den vom Benutzer bestätigten Beladungszustand BZ des Fahrzeuges.
Hierzu ein einfaches Beispiel: Angenommen der Benutzer hat den Beladungszustand „Fahrzeug leer“ bestätigt. In diesem Fall könnte das zweite mathematische Modell M2 beispielsweise darin bestehen, eine Verteilung des von dem Modell M2 berücksichtigten bekannten Leergewichts des Fahrzeugs 1 unter Mitberücksichtigung der Lage eines Massenmittelpunktes CM (in 1 eingezeichnet) auf die einzelnen Räder W1 bis W4 zu beschreiben. Anhand der gegenseitigen räumlichen Anordnung der Räder W1 bis W4 und des Massenmittelpunkts CM lassen sich in einfacher Weise die einzelnen Radlasten RL berechnen. Für das Beispiel von 1, z. B. unter Annahme eines Leergewichts von 2.100 kg würde sich dieses Gewicht zu je 700 kg auf die hinteren Räder W3 und W4, und zu je 350 kg auf die vorderen Räder W1 und W2 verteilen.
Falls der Benutzer einen anderen Beladungszustand BZ bestätigt hat, so wird im Schritt c2) die Berechnung basierend auf dem Modell M2 zu einem entsprechend anderen Ergebnis führen.
Bei einer Mitberücksichtigung von Fahrbetriebsparametern wie insbesondere der Längs- und Querbeschleunigungen des Fahrzeuges (deren Erfassung z. B. parallel zur Durchführung des Schrittes c1) erfolgen kann), können die Schritte c1), c2) und c3) auch während der Fahrt durchgeführt werden.
Die Bestätigung BE des vorbestimmten Beladungszustandes BZ erfolgt im beschriebenen Beispiel durch eine entsprechende Eingabe B des Benutzers an der Mensch-Maschine-Schnittstelle 26 des Fahrzeuges 1. Diese Schnittstelle 26 umfasst hierfür z. B. im Fahrzeugbereich übliche Eingabe- und Ausgabemittel im Armaturenbereich des Fahrzeuges 1.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Eingabe im Armaturenbereich des Fahrzeuges 1 kann vorgesehen sein, dass ein an anderer Stelle des Fahrzeuges 1 angeordnetes Eingabemittel der Schnittstelle 26 hierfür nutzbar ist (z. B. sogenannter „Diagnoseanschluss“ zum Anschluss vom Diagnose- und/oder Programmierungseinrichtungen an das digitale Bussystem 30 des Fahrzeuges 1).
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Reifen
3: Raddrehung
W1 bis W4: Fahrzeugräder
10-1 bis 10-4: Drehzahlsensoren
D1 bis D4: Sensordaten der Drehzahlsensoren
12-1 bis 12-4: elektronische Radeinheiten
R1 bis R4: Sensordaten der elektronischen Radeinheiten
20: zentrales Steuergerät
22: Recheneinheit
24: Speichereinheit
26: Mensch-Maschine-Schnittstelle
30: digitales Bussystem
40: Funk-Empfangseinheit
RL: Radlast
A: Reifenaufstandsfläche
B: Breite der Reifenaufstandsfläche
L: Reifenlatschlänge
p: Reifendruck
k: Reifenparameter
M1: erstes mathematisches Modell
BZ: vorbestimmter Beladungszustand des Fahrzeuges
BE: Bestätigung (Eingabe) durch Benutzer
M2: zweites mathematisches Modell

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Radlast (RL) an einem mit einem Reifen (2) ausgestatteten Rad (W) eines Fahrzeuges (1), umfassend die Schritte: a) Erfassen eines für eine Verformung des Reifens (2) repräsentativen Verformungsmesswerts (L), b) Erfassen eines für einen Innendruck des Reifens (2) repräsentativen Reifendruckmesswerts (p), c) Bereitstellen eines für eine physikalische Eigenschaft des Reifens (2) charakteristischen Reifenparameters (k), d) Berechnen der Radlast (RL) aus dem in Schritt a) erfassten Verformungsmesswert (L) und dem in Schritt b) erfassten Reifendruckmesswert (p), basierend auf einem ersten mathematischen Modell (M1), das den in Schritt c) bereitgestellten Reifenparameter (k) als einen Modellparameter berücksichtigt und die Radlast (RL) in Abhängigkeit von der Verformung (L) und dem Innendruck (p) des Reifens (2) beschreibt, wobei zusätzlich zu den Schritten a) und b) ein erster Fahrbetriebsparameter des Fahrzeuges (1) erfasst wird, und wobei im Schritt d) der erste Fahrbetriebsparameter für die Berechnung der Radlast (RL) berücksichtigt wird, wobei für ein Durchführen des Schrittes c) ein vorbestimmter Beladungszustand (BZ) des Fahrzeuges (1) durch einen Benutzer bestätigt werden kann, woraufhin folgende Schritte durchgeführt werden: c1) Erfassen von Bestimmungsgrößen (L, p), die von der Radlast (RL) abhängen, c2) Berechnen der Radlast (RL) aus einem zweiten mathematischen Modell (M2), das den vom Benutzer bestätigten vorbestimmten Beladungszustand (BZ) des Fahrzeuges (1) als Modellparameter berücksichtigt und die Radlast (RL) in Abhängigkeit von diesem Modellparameter (BZ) beschreibt, c3) Berechnen des Reifenparameters (k) aus den in Schritt c1) erfassten Bestimmungsgrößen (L, p) und der in Schritt c2) berechneten Radlast (RL), wobei zusätzlich zum Schritt c1) ein zweiter Radbetriebsparameter (T, ω) und/oder ein zweiter Fahrbetriebsparameter erfasst und im Schritt c2) im Rahmen der Berechnung der Radlast (RL) von dem zweiten mathematischen Modell (M2) als weiterer Modellparameter berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt a) und/oder der Schritt b) unter Verwendung einer an dem Reifen (2) angeordneten elektronischen Radeinheit (12) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zusätzlich zu den Schritten a) und b) ein erster Radbetriebsparameter des Rades (W) erfasst wird, und wobei im Schritt d) der erste Radbetriebsparameter für die Berechnung der Radlast (RL) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Schritt c) die Bereitstellung des Reifenparameters (k) ein Speichern dieses Reifenparameters (k) in einer auslesbaren elektronischen Speichereinheit (24) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bestätigung des vorbestimmten Beladungszustandes (BZ) des Fahrzeuges (1) durch eine Eingabe (B) des Benutzers an einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (26) einer Datenverarbeitungseinrichtung (20) des Fahrzeuges (1) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als ein vorbestimmter Beladungszustand (BZ) ein leerer Zustand des Fahrzeuges (1) durch den Benutzer bestätigt werden kann.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Schritt c1) als die Bestimmungsgrößen der Verformungsmesswert (L) und der Reifendruckmesswert (p) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei im Schritt c1) zeitlich aufeinanderfolgend eine Mehrzahl von Verformungsmesswerten (L) und Reifendruckmesswerten (p) erfasst werden, welche im Schritt c3) im Rahmen der Berechnung des Reifenparamters (k) statistisch ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das im Schritt c2) verwendete zweite mathematische Modell (M2) eine räumliche Masseverteilung des leeren Fahrzeuges (1) als Modellparameter berücksichtigt.
Vorrichtung zur Bestimmung einer Radlast (RL) an einem mit einem Reifen (2) ausgestatteten Rad (W) eines Fahrzeuges (1), aufweisend a) Mittel (12, 40, 20) zum Erfassen eines für eine Verformung des Reifens (2) repräsentativen Verformungsmesswerts (L), b) Mittel (12, 40, 20) zum Erfassen eines für einen Innendruck des Reifens (2) repräsentativen Reifendruckmesswerts (p), c) Mittel (12, 40, 20, 26) zum Bereitstellen eines für eine physikalische Eigenschaft des Reifens (2) charakteristischen Reifenparameters (k), d) Mittel zum Berechnen der Radlast (RL) aus dem erfassten Verformungsmesswert (L) und dem erfassten Reifendruckmesswert (p), basierend auf einem ersten mathematischen Modell (M1), das den bereitgestellten Reifenparameter (k) als einen Modellparameter berücksichtigt und die Radlast (RL) in Abhängigkeit von der Verformung (L) und dem Innendruck (p) des Reifens (2) beschreibt, wobei zusätzlich Mittel zum Erfassen eines ersten Fahrbetriebsparameters des Fahrzeuges (1) vorgesehen sind, und wobei die Mittel zum Berechnen der Radlast (RL) derart ausgebildet sind, dass der erste Fahrbetriebsparameter für die Berechnung der Radlast (RL) berücksichtigt wird, wobei die Mittel (12, 40, 20, 26) zum Bereitstellen des Reifenparameters (k) derart ausgebildet sind, dass ein vorbestimmter Beladungszustand (BZ) des Fahrzeuges (1) durch einen Benutzer bestätigt werden kann, woraufhin durch diese Mittel (12, 40, 20, 26) folgende Schritte durchführbar sind: - Erfassen von Bestimmungsgrößen (L, p), die von der Radlast (RL) abhängen, - Berechnen der Radlast (RL) aus einem zweiten mathematischen Modell (M2), das den vom Benutzer bestätigten vorbestimmten Beladungszustand (BZ) des Fahrzeuges (1) als Modellparameter berücksichtigt und die Radlast (RL) in Abhängigkeit von diesem Modellparameter (BZ) beschreibt, - Berechnen des Reifenparameters (k) aus den erfassten Bestimmungsgrößen (L, p) und der berechneten Radlast (RL), wobei zusätzlich zum Erfassen von Bestimmungsgrößen (L, p) ein zweiter Radbetriebsparameter (T, ω) und/oder ein zweiter Fahrbetriebsparameter erfasst und im Rahmen der Berechnung der Radlast (RL) von dem zweiten mathematischen Modell (M2) als weiterer Modellparameter berücksichtigt wird.
Computerprogrammprodukt umfassend einen Programmcode, der auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführt.