Motorrads

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Ermittlung des Beladungszustands und/oder eines Nutzungsscenarios eines Motorrads.

Ein Motorrad kann in unterschiedlicher Weise von einem Nutzer genutzt werden, z.B. für eine Alleinfahrt, für eine Fahrt mit einem Sozius und/oder für eine Fahrt mit Gepäck. Das jeweilige Nutzungsszenario hat typischerweise Auswirkungen auf das Fahrverhalten des Motorrads und somit auf den Fahrkomfort und/oder auf die Fahrsicherheit.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, den Fahrkomfort und/oder die Fahrsicherheit eines Motorrads in effizienter und zuverlässiger Weise zu erhöhen.

Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können. Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Ermittlung eines (Beladungs- und/oder Nutzungs-) Zustands eines einspurigen Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads, beschrieben. Die Vorrichtung ist eingerichtet, während einer Nutzungssituation des Fahrzeugs (z.B. während einer Fahrt des Fahrzeugs), Messwerte von Feder-Kräften einer Federung des Vorderrads und einer Federung des Hinterrads des Fahrzeugs zu ermitteln. Es kann insbesondere ein Messwert F _S f der Feder-Kraft der Federung des Vorderrads und ein Messwert F _{s r} der Feder- Kraft der Federung des Hinterrads ermittelt werden. Zu diesem Zweck können z.B. anhand von Sensoren der Federungszustand (z.B. die Auslenkung entlang der Federrichtung) der Vorderrad-Federung und/oder der Federungszustand (z.B. die Auslenkung entlang der Federrichtung) der Hinterrad-Federung ermittelt werden. Basierend auf dem jeweiligen Federungszustand (z.B. basierend auf der Auslenkung der jeweiligen Federung) kann dann der Messwert der jeweiligen Feder- Kraft ermittelt werden (z.B. unter Berücksichtigung der Federkonstante der jeweiligen Federung). Die Messwerte der Feder-Kräfte können für einen bestimmten (aktuellen) Zeitpunkt ermittelt werden. Ferner können die Feder-Kräfte entlang der Federrichtung der jeweiligen Federung wirken. Dabei weicht die Federrichtung einer Federung typischerweise von der vertikalen Richtung (vertikal zur Fahrbahn und/oder zur Erdoberfläche) ab.

Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, auf Basis der Messwerte der Feder-Kräfte Schätzwerte von mehreren Zustandsgrößen des Fahrzeugs zu ermitteln, die sich jeweils auf die Beladung des Fahrzeugs beziehen. Die Zustandsgrößen können die Masse m des Fahrzeugs und/oder die Position x _cog des Schwerpunktes des Fahrzeugs (in horizontaler Richtung, parallel zu der Fahrbahn und/oder parallel zu der Erdoberfläche) umfassen.

Die Schätzwerte der ein oder mehreren Zustandsgrößen des Fahrzeugs können in präziser Weise anhand von ein oder mehreren (analytischen) Zustandsgrößen-Mo- dellen ermittelt werden. Dabei können die ein oder mehreren Zustandsgrößen-Mo- delle jeweils ein oder mehrere Modellparameter aufweisen. Beispielhafte Modellparameter sind: die vertikale Beschleunigung a _z des Fahrzeugs (an dem aktuellen Zeitpunkt) in vertikaler Richtung, der Rollwinkel <5 des Fahrzeugs (an dem aktuellen Zeitpunkt) um die Längsachse des Fahrzeugs, und/oder die auf das Fahrzeug wirkende aerodynamische Kraft F _aero (an dem aktuellen Zeitpunkt), die typischerweise in horizontalter Richtung wirkt.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, Werte der ein oder mehreren Modellparameter zu ermitteln (z.B. anhand von ein oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs) und zur Ermittlung der Schätzwerte der ein oder mehreren Zustandsgrößen des Fahrzeugs zu verwenden. So können die Schätzwerte der ein oder mehreren Zustandsgrößen in besonders präziser Weise ermittelt werden.

Die ein oder mehreren Zustandsgrößen-Modelle können umfassen (zur Ermittlung des Schätzwertes der Masse m), wobei g die Gravitationsfeldstärke ist; wobei F _z der Messwert einer vertikalen Kraft der Federung des Vorderrads (in vertikaler Richtung) ist, der von dem Messwert der Feder-Kraft der Federung des Vorderrads abhängt; und wobei F _{z r} der Messwert einer vertikalen Kraft der Federung des Hinterrads (in vertikaler Richtung) ist, der von dem Messwert der Feder-Kraft der Federung des Hinterrads abhängt.

Die ein oder mehreren Zustandsgrößen-Modelle können (zur Ermittlung des Schätzwertes der Position x _cog des Schwerpunktes des Fahrzeugs) umfassen, wobei x _wb der horizontale Abstand zwischen der Achse des Vorderrads und der Achse des Hinterrads des Fahrzeugs ist; und wobei z die effektive Höhe (von der Fahrbahn und/oder Erdoberfläche) ist, an der die aerodynamische Kraft auf das Fahrzeug wirkt (die z.B. experimentell im Vorfeld ermittelt worden ist).

Durch die Verwendung von ein oder mehreren der o.g. Zustandsgrößen-Modelle können die Schätzwerte der ein oder mehreren Zustandsgrößen in besonders präziser Weise ermittelt werden.

Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, das Fahrzeug in Abhängigkeit von den Schätzwerten der Zustandsgrößen zu betreiben, und/oder die Schätzwerte der Zustandsgrößen oder darauf basierende Daten einer Fahrzeug-externen Einheit bereitzustellen. Beispielsweise können während der Nutzungssituation des Fahrzeugs ein oder mehrere Betriebsparameter des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Schätzwerten der Zustandsgrößen eingestellt werden. Alternativ oder ergänzend können Schätzwerte der Zustandsgrößen von der Fahrzeug-externen Einheit verwendet werden, um ein neues Fahrzeug zu entwickeln und/oder um ein oder mehrere Komponenten des Fahrzeugs mechanisch und/oder elektronisch zu verändern. So können der Komfort und/oder die Fahrsicherheit von einspurigen Fahrzeugen in effizienter und zuverlässiger Weise erhöht werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis der Messwerte der Feder-Kräfte und anhand eines Geschwindigkeitsverhältnisses der Federung des Vorderrads und/oder eines Geschwindigkeitsverhältnisses der Federung des Hinterrads des Fahrzeugs entsprechende Messwerte der vertikalen Kräfte zu ermitteln, die in der vertikalen Richtung auf das Vorderrad und auf das Hinterrad des Fahrzeugs wirken. Die vertikale Richtung kann dabei der Richtung entsprechen, in der die Gravitationskraft der Erde wirkt. Alternativ kann die vertikale Richtung der Richtung vertikal zu der von dem Fahrzeug befahrenen Fahrbahn entsprechen. Das Geschwindigkeitsverhältnis der Federung des Vorderrads und/oder das Geschwin- digkeitsverhältnis der Federung des Hinterrads können im Vorfeld zu der Nutzungssituation (experimentell) ermittelt worden sein. Die Vorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, auf Basis des Messwertes F _S f der Feder-Kraft der Federung des Vorderrads (entlang der Federrichtung der Federung) und anhand des Geschwindigkeitsverhältnisses Ty der Federung des Vorderrads den entsprechenden Messwert F _Z f der vertikalen Kraft auf das Vorderrad zu ermitteln, insbesondere als F _Z f = F _s * Ty.

In entsprechender Weise kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis des Messwertes F _{s r} der Feder-Kraft der Federung des Hinterrads und anhand des Geschwindigkeitsverhältnisses T _r der Federung des Hinterrads den entsprechenden Messwert F _{z r} der vertikalen Kraft auf das Hinterrad zu ermitteln, insbesondere als F _{z r} ⁼ F _{s r} * T _r .

Die Schätzwerte der Zustandsgrößen können dann in besonders präziser Weise auf Basis der Messwerte der vertikalen Kräfte ermittelt werden. Insbesondere können die Schätzwerte der Zustandsgrößen auf Basis des Messwertes F _z der vertikalen Kraft auf das Vorderrad und auf Basis des Messwertes F _{z r} der vertikalen Kraft auf das Hinterrad ermittelt werden.

Das Geschwindigkeitsverhältnis der Federung kann von dem Verhältnis des Federwegs entlang der Federrichtung der Federung und des dem Federweg entsprechenden vertikalen Wegs entlang der vertikalen Richtung abhängen. Dabei kann X _S1 ^— ^s2 der Federweg der Federung des Vorderrads oder des Hinterrads zwischen einem ersten Federungszustand und einem zweiten Federungszustand der Federung sein. Ferner kann Z _w2 ~ Z _wi der entsprechende vertikale Weg des Vorderrads oder des Hinterrads zwischen dem ersten Federungszustand und dem zweiten Federungszustand der Federung sein (der sich bei Vorliegen des Federwegs X _S1 — X _s2 ergibt). Das Geschwindigkeitsverhältnis T der Federung des Vorderrads oder des Hinterrads kann dann ermittelt werden als Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, an einer Sequenz von aufeinanderfolgenden Zeitpunkten (wiederholt, insbesondere periodisch), jeweils aktuelle Messwerte der Feder-Kräfte zu ermitteln. Die Schätzwerte der Zustandsgrößen können dann anhand einer rekursiven Ermittlungseinheit (z.B. unter Verwendung eines Recursive Least Square (RLS) Filters) auf Basis der jeweils aktuellen Messwerte der Feder-Kräfte aktualisiert werden. So können in rekursiver Weise besonders präzise Schätzwerte der Zustandsgrößen ermittelt werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis der Schätzwerte der Zustandsgrößen ein Nutzungsscenario des Fahrzeugs bei der Nutzungssituation aus einer Menge von unterschiedlichen Nutzungsscenarios auszuwählen. Zu diesem Zweck kann eine maschinell-angelernte Klassifikationseinheit verwendet werden. Die Menge von unterschiedlichen Nutzungsscenarios kann umfassen: ein erstes Nutzungsscenario, bei dem ein Fahrer allein ohne Gepäck fährt; ein zweites Nutzungsscenario, bei dem der Fahrer mit einem Sozius fährt; ein drittes Nutzungsscenario, bei dem der Fahrer allein mit Gepäck fährt, und/oder ein viertes Nutzungsscenario, bei dem der Fahrer mit einem Sozius und mit Gepäck fährt.

Das Fahrzeug kann dann in besonders präziser Weise in Abhängigkeit von dem ausgewählten Nutzungsscenario betrieben werden. Alternativ oder ergänzend kann das ausgewählte Nutzungsscenario der Fahrzeug-externen Einheit bereitgestellt werden, z. B. um eine besonders zuverlässige Entwicklung eines neuen Fahrzeug-Typs zu ermöglichen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Nutzungsscenarios eines einspurigen Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads, beschrieben. Die in diesem Dokument beschriebenen Merkmale können jeweils einzeln oder in Kombination in diese Vorrichtung aufgenommen werden. Die Vorrichtung ist eingerichtet, während einer Nutzungs situation des Fahrzeugs, Schätzwerte von mehreren Zustandsgrößen des Fahrzeugs zu ermitteln, die sich jeweils auf eine Beladung des Fahrzeugs beziehen. Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, auf Basis der Schätzwerte der Zustandsgrößen ein Nutzungsscenario des Fahrzeugs bei der Nutzungs situation aus einer Menge von unterschiedlichen Nut- zungsscenarios auszuwählen. Des Weiteren ist die Vorrichtung eingerichtet, das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem ausgewählten Nutzungsscenario zu betreiben, und/oder das ausgewählte Nutzungsscenario einer Fahrzeug-externen Einheit bereitzustellen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Motorrad) beschrieben, das zumindest eine der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Zustands eines einspurigen Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads, beschrieben. Der Zustand kann dabei durch ein oder mehreren Zustandsgrößen beschrieben werden. Das Verfahren umfasst, während einer Nutzungssituation des Fahrzeugs, das Ermitteln von Messwerten von Feder-Kräften einer Federung des Vorderrads und einer Federung des Hinterrads des Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst ferner das Ermitteln, auf Basis der Messwerte der Feder-Kräfte, von Schätzwerten von mehreren Zustandsgrößen des Fahrzeugs, die sich jeweils auf die Beladung des Fahrzeugs beziehen. Außerdem umfasst das Verfahren das Betreiben des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Schätzwerten der Zustandsgrößen, und/oder das Bereitstellen der Schätzwerte der Zustandsgrößen oder darauf basierender Daten einer Fahrzeug-externen Einheit.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Nutzungs- scenarios eines einspurigen Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads, beschrieben. Das Verfahren umfasst, während einer Nutzungssituation des Fahrzeugs, das Ermitteln von Schätzwerten von mehreren Zustandsgrößen des Fahrzeugs, die sich jeweils auf eine Beladung des Fahrzeugs (mit einem Mitfahrer und/oder mit Gepäck) beziehen. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Auswählen, auf Basis der Schätzwerte der Zustandsgrößen, eines Nutzungsscenarios des Fahrzeugs bei der Nutzungssituation aus einer Menge von unterschiedlichen Nutzungsscenarios. Das Verfahren umfasst ferner das Betreiben des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem ausgewählten Nutzungsscenario, und/oder das Bereitstellen des ausgewählten Nutzungsscenarios einer Fahrzeug-externen Einheit.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch zumindest eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch zumindest eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

Figur 1 ein beispielhaftes Motorrad;

Figuren 2a bis 2c beispielhafte physikalische Größen an einem Motorrad; Figur 3a eine beispielhafte Ermittlungseinheit zur Ermittlung des Schätzwertes einer Zustandsgröße des Motorrads;

Figur 3b einen beispielhaften zeitlichen Verlauf des Schätzwertes einer Zustandsgröße;

Figur 4 beispielhafte Cluster für unterschiedliche Nutzungsszenarien;

Figur 5a ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung von Zustandsgrößen eines Motorrads; und

Figur 5b ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung eines Nutzungsszenarios eines Motorrads.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Erhöhung des Fahrkomforts und/oder der Fahr Sicherheit eines Motorrads, bzw. allgemein eines einspurigen Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 beispielhafte Komponenten eines Motorrads 110 als Beispiel für ein (einspuriges) Fahrzeug. Das Motorrad 110 umfasst Räder 116, insbesondere ein Vorderrad und ein Hinterrad, die sich jeweils um eine Radachse 119 drehen. Das Vorderrad 116 kann mittels eines Lenkbügels 115 gelenkt werden. Des Weiteren umfasst das Motorrad 110 einen Antriebsmotor 112 (z.B. einen Ottomotor und/oder eine elektrische Maschine). Ferner umfasst das Motorrad 110 einen Energiespeicher 114 (z.B. einen Kraftstofftank) sowie einen Sitz bzw. eine Sitzbank 113 für ein oder mehrere Nutzer (insbesondere für einen Fahrer und ggf. für einen Sozius) 120 des Motorrads 110. Des Weiteren kann das Motorrad 110 einen Gepäckträger 117 für Gepäck aufweisen. Außerdem zeigt Fig. 1 eine beispielhafte Steuer- Vorrichtung 111 des Motorrads 110, die eingerichtet sein kann, eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.

Das Vorderrad 116 kann über eine Federung 118 an dem Rahmen des Motorrads 110 angebunden sein. In entsprechender Weise kann das Hinterrad 116 eine Federung 118 aufweisen. Die Federungen 118 weisen typischerweise jeweils einen Winkel relativ zu der Vertikalen 101 auf (die vertikal zu der Erdoberfläche und/o- der zu der Fahrbahn 140 ausgerichtet ist), der ungleich Null ist. Mit anderen Worten, die Federungsrichtung einer Federung 118 weicht typischerweise von der vertikalen Richtung ab.

Wenn das Motorrad 110 über eine Fahrbahn 140 fährt, dann wirkt eine vertikale Federkraft F _z auf die Achse 119 des Vorderrads 116 und eine vertikale Federkraft F _{z r} auf die Achse 119 des Hinterrads 116. Ferner wirkt in einer effektiven Höhe Zi eine aerodynamische Kraft F _aero auf das Motorrad 110 (in horizontaler Richtung). Des Weiteren wird eine Schwerkraft F _g = m * g (entlang der Vertikalen 101) auf den Schwerpunkt 130 des Motorrads 110, wobei m die Masse des Motorrads 110 ist.

In Fig. 1 bezeichnet x _wb den Abstand zwischen der Vorderrad -Achse 119 und der Hinterrad- Achse 119. Ferner bezeichnet x _cog den Abstand des Schwerpunktes 130 (in horizontaler Richtung) von der Vorderrad-Achse 119.

Fig. 2a veranschaulicht ein Modell des Motorrads 110 aus Fig. 1 mit der Vorderrad-Federung 118 und der Hinterrad -Federung 118, wobei bei einer Fahrt auf die Vorderrad-Federung 118 die (nicht-vertikale) Feder-Kraft F _s 201 und auf die Hinterrad-Federung 118 die (nicht-vertikale) Feder-Kraft F _{s r} 202. Die Kräfte 201, 202 wirken jeweils in (Feder-) Richtung der jeweiligen Federung 118. Die Federungen 118 können eingerichtet sein, Messwerte in Bezug auf die jeweilige Feder- Kraft 201, 202 bereitzustellen (z.B. jeweils mit einer bestimmten Messrate).

Auf Basis der Feder-Kräfte 201, 202 können die entsprechenden vertikalen Kräfte F _Z f 211 bzw. F _{z r} 212 ermittelt werden (wie bildlich in Fig. 2b dargestellt). Dazu kann jeweils das Geschwindigkeitsverhältnis T der jeweiligen Federung 118 verwendet werden. Für die vertikalen Kräfte 211, 212 gilt

Fz,f ⁼ ^s,f * ^T f wobei Tf das Geschwindigkeitsverhältnis der Vorderrad-Federung 118 ist, und wobei T _r das Geschwindigkeitsverhältnis der Hinterrad -Federung 118 ist.

Fig. 2c veranschaulicht die Ermittlung des Geschwindigkeitsverhältnis der Vorderrad-Federung 118. Dabei wird ein erster Federungszustand der Federung 118 betrachtet (links), bei der die Federung 118 eine erste Federlänge X _S1 aufweist, was zu einem ersten vertikalen Achsabstand Z _W1 zu einer Referenzebene führt. Ferner wird ein zweiter Federungszustand der Federung 118 mit einer zweiten Federlänge X _s2 und dem dadurch bewirkten zweiten vertikalen Achsabstand Z _w2 betrachtet. Das Geschwindigkeitsverhältnis kann dann ermittelt werden, als

In entsprechender Weise kann das Geschwindigkeitsverhältnis der Hinterrad -Federung 118 ermittelt werden.

Die Messwerte der Feder-Kräfte 201, 202 können somit in Messwerte der vertikalen Kräfte 211, 212 umgerechnet werden. Die Geschwindigkeitsverhältnisse der Federungen 118 können dabei im Vorfeld ermittelt werden.

Die Messwerte der vertikalen Kräfte 211, 212 können dazu verwendet werden, Werte von ein oder mehrere Zustandsgrößen des Motorrads 110 zu ermitteln. Insbesondere kann der Wert der Masse m des Motorrads 110 ermittelt werden, z.B. als wobei g die Fallbeschleunigung und/oder die Gravitationsfeldstärke ist, wobei a _z die Vertikalbeschleunigung des Motorrads 110 (in vertikaler Richtung) ist, und wobei <5 der Schräglagewinkel oder Rollwinkel des Motorrads 110 ist. Das Motorrad 110 kann ein oder mehrere Sensoren (nicht dargestellt) umfassen, die es ermöglichen, einen Mess- und/oder Schätzwert des Rollwinkels <5 und/oder der Vertikalbeschleunigung a _z des Motorrads 110 zu ermitteln. Als weitere Zustandsgröße kann die Lage x _cog des Schwerpunktes 130 des Motorrads 110 ermittelt werden, z.B. aus dem folgenden Zustandsgrößen-Modell co aq wobei z _t die Referenzhöhe ist, an der die aerodynamische Kraft F _aero angreift.

Die aerodynamische Kraft F _aero kann auf Basis der Fahrgeschwindigkeit des Motorrads 110 ermittelt werden.

Auf Basis der Messwerte der Feder-Kräfte 201, 202 können somit Schätzwerte für ein oder mehrere Zustandsgrößen, insbesondere für die Masse m und/oder für die (Horizontal-) Position x _cog des Schwerpunktes 130, des Motorrads 110 ermittelt werden, die sich auf die aktuelle Nutzungssituation des Motorrads 110 beziehen.

Die einzelnen Messwerte der Feder-Kräfte 201, 202 können jeweils ein Messrauschen aufweisen, wodurch die Genauigkeit der ermittelten Schätzwerte für die ein oder mehreren Zustandsgrößen beeinträchtigt wird. Fig. 3a zeigt eine beispielhafte Ermittlungseinheit 300, die es ermöglicht, in iterativer und/oder rekursiver Weise, auf Basis der Messwerte der Feder-Kräfte 201, 202 für eine Sequenz von aufeinanderfolgenden Zeitpunkten einen Schätzwert einer Zustandsgröße mit erhöhter Genauigkeit zu ermitteln. Die Ermittlungseinheit 300 verwendet zu diesem Zweck z.B. einen RLS (recursive least squares)-Filter.

Die in Fig. 3a dargestellte Ermittlungseinheit 300 verwendet eine Schätzeinheit 301, die eingerichtet ist, auf Basis des jeweils aktuellen Schätzwertes 315 der Zustandsgröße und auf Basis der (Mess-) Werte 311 von ein oder mehreren Modellparametern (z.B. der vertikalen Beschleunigung a _z , des Rollwinkels <5, der aerodynamischen Kraft F _aero , etc.) aktuelle Schätzwerte 312 für die Feder-Kräfte 201, 202 (bzw. der vertikalen Kräfte 211, 212) zu ermitteln, die mit den aktuellen Messwerten 313 der Feder-Kräfte 201, 202 (bzw. der vertikalen Kräfte 211, 212) verglichen werden, um einen aktuellen Fehlerwert 314 zu ermitteln. Der aktuelle Fehlerwert 314 kann von einer Updateeinheit 302 dazu verwendet werden, den Schätzwert 315 der Zustandsgröße zu aktualisieren. Die Schätzeinheit 301 kann eines der in diesem Dokument beschriebenen Zustandsgrößen-Modelle verwenden.

Fig. 3b veranschaulicht, wie durch die Ermittlungseinheit 300 in rekursiver Weise anhand der Messwerte 313 der Feder-Kräfte 201, 202 (bzw. der vertikalen Kräfte 211, 212) für eine Sequenz von Zeitpunkten ein zeitlicher Verlauf 315 von Schätzwerten 315 einer Zustandsgröße ermittelt werden kann, der in relativ präziser Weise zu dem tatsächlichen Wert 320 der Zustandsgröße konvergiert.

Es können somit Schätzwerte 315 für mehrere Zustandsgrößen, insbesondere für die Masse und für die Position des Schwerpunktes 130, des Motorrads 110 ermittelt werden. Die Schätzwerte 315 der Zustandsgrößen können dazu verwendet werden, das aktuelle Nutzungsscenario des Motorrads 110 aus einer Menge von vordefinierten Nutzungsscenarios zu identifizieren. Beispielhafte Nutzungsscena- rios sind,

• ein erstes Nutzungsscenario, bei dem der Fahrer allein ohne Gepäck fährt;

• ein zweites Nutzungsscenario, bei dem der Fahrer mit einem Sozius fährt;

• ein drittes Nutzungsscenario, bei dem der Fahrer allein mit Gepäck fährt; und/oder

• ein viertes Nutzungsscenario, bei dem der Fahrer mit einem Sozius und mit Gepäck fährt.

Die Vorrichtung 111 des Motorrads 110 kann eingerichtet sein, das aktuelle Nutzungsscenario auf Basis der Schätzwerte 315 der Zustandsgrößen unter Verwendung einer, insbesondere Maschinen-erlemten, Klassifikationseinheit zu ermitteln. Fig. 4 zeigt beispielhafte Messpunkte 410 einer Vielzahl von Nutzungen des Motorrads 110. Ein Messpunkt 410 weist dabei jeweils mehrere Koordinaten 401, 402 auf, wobei die einzelnen Koordinaten 401, 402 jeweils einer Zustandsgröße entsprechen. Die Schätzwerte 315 von N Zustandsgrößen (mit N>2) können somit zu einem N-dimensionalen Messvektor zusammengefasst werden, wobei der Messvektor einem Messpunkt 410 in einem N-dimensionalen Raum entspricht. Fig. 4 zeigt ein Beispiel für N=2 Zustandsgrößen, wobei die erste Koordinate 401 z.B. dem Schwerpunkt 130 und wobei die zweite Koordinate 402 z.B. der Masse entspricht.

Mittels eines Cluster- Algorithmus können die Messpunkte 410 unterschiedlichen Clustern 411 für unterschiedliche Nutzungsscenarios zugeordnet werden. Die Cluster 411 und/oder die Zentroide der Cluster 411 können dann als Klassifikationseinheit verwendet werden. Alternativ oder ergänzend kann die Klassifikationseinheit anhand einer Linear Discriminant Analysis (LDA) auf Basis der Vielzahl von Messpunkten 410 ermittelt werden.

Die (Steuer-) Vorrichtung 111 kann somit eingerichtet sein, für ein Nutzungsereignis bzw. für eine Nutzungs situation des Motorrad 110 Messwerte 313 der Feder-Kräfte 201, 202 (bzw. der vertikalen Kräfte 211, 212) zu erfassen, um basierend darauf Schätzwerte 315 von Zustandsgrößen des Motorrads 110 zu ermitteln. Auf Basis der Schätzwerte 315 der Zustandsgrößen kann das Nutzungsscenario des Motorrads 110 bei dem Nutzungsereignis (z.B. bei einer Fahrt) des Motorrads 110 ermittelt werden.

Die Vorrichtung 111 kann ferner eingerichtet sein, die Nutzungsscenarios der einzelnen Nutzungsereignisse des Motorrads 110 zu speichern und/oder einer Fahrzeug-externen Einheit bereitzustellen. Diese Information kann von einer Vielzahl von unterschiedlichen Motorrädern 110 ermittelt und bereitgestellt werden. So kann von der Fahrzeug-externen Einheit ein präziser Überblick über die typische Nutzung von Motorrädern 110 ermittelt werden, die z.B. im Rahmen der Entwicklung eines neuen Motorrad-Typs berücksichtigt werden kann. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung 111 eingerichtet ein, ein oder mehrere Betriebsparameter des Motorrads 110 für ein Nutzungsereignis in Abhängigkeit von dem ermittelten Nutzungsscenario des Motorrads 110 und/oder in Abhängigkeit von den Schätzwerten 315 der ein oder mehreren Zustandsgrößen einzustellen und/oder anzupassen. Beispielsweise können ein oder mehrere Betriebsparameter einer Fahrerassistenzfunktion, etwa eines Abstands- und/oder Geschwindigkeitsreglers, und/oder einer Bremsfunktion, etwa ABS, eingestellt und/oder angepasst werden. So können der Komfort und/oder die Fahrsicherheit des Motorrads 110 erhöht werden.

Fig. 5a zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 500 zur Ermittlung eines (Beladungs-) Zustands eines einspurigen Fahrzeugs 110, insbesondere eines Motorrads. Das Verfahren 500 umfasst, während einer Nutzungssituation bzw. während eines Nutzungsereignisses des Fahrzeugs 110 (z.B. während einer Fahrt des Fahrzeugs 110), das Ermitteln 501 von Messwerten 313 von Feder-Kräften 201, 202 einer Federung 118 des Vorderrads 116 und einer Federung 118 des Hinterrads 116 des Fahrzeugs 110 (anhand von ein oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs 110).

Das Verfahren 500 umfasst ferner das Ermitteln 502, auf Basis der Messwerte 313 der Feder-Kräfte 201, 202, von Schätzwerten 315 von mehreren Zustandsgrößen des Fahrzeugs 110, die sich jeweils auf eine Beladung des Fahrzeugs 110 (mit einem Sozius und/oder mit Gepäck) beziehen. Insbesondere können ein Schätzwert 315 der Masse des Fahrzeugs 110 und/oder ein Schätzwert 315 der (horizontalen) Position des Schwerpunktes 130 des Fahrzeugs 110 ermittelt werden.

Des Weiteren umfasst das Verfahren 500 das Betreiben 503 des Fahrzeugs 110 in Abhängigkeit von den Schätzwerten 315 der Zustandsgrößen, und/oder das Bereitstellen der Schätzwerte 315 der Zustandsgrößen oder darauf basierender Daten an einer Fahrzeug-externen Einheit. Beispielsweise können ein oder mehrere Betriebsparameter des Fahrzeugs 110 in Abhängigkeit von den Schätzwerten 315 der Zustandsgrößen eingestellt werden (spezifisch für die jeweilige Nutzungssituation). So können der Komfort und/oder die Sicherheit des Fahrzeugs 110 erhöht werden.

Fig. 5b zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 510 zur Ermittlung eines Nutzungsscenarios eines einspurigen Fahrzeugs 110, insbesondere eines Motorrads. Die Merkmale des Verfahrens 510 können einzeln oder in Kombination mit den Merkmalen des Verfahrens 510 kombiniert werden.

Das Verfahren 510 umfasst, während einer Nutzungssituation des Fahrzeugs 110 (z.B. während einer Fahrt), das Ermitteln 511 von Schätzwerten 315 von mehreren Zustandsgrößen des Fahrzeugs 110, die sich jeweils auf eine Beladung des Fahrzeugs 110 (mit einem Sozius und/oder mit Gepäck) beziehen. Insbesondere können ein Schätzwert 315 der Masse des Fahrzeugs 110 und/oder ein Schätzwert 315 der (horizontalen) Position des Schwerpunktes 130 des Fahrzeugs 110 ermittelt werden.

Das Verfahren 510 umfasst ferner das Auswählen 512, auf Basis der Schätzwerte 315 der Zustandsgrößen, eines Nutzungsscenarios des Fahrzeugs 110 bei der Nutzungssituation aus einer Menge von unterschiedlichen Nutzungsscenarios. Des Weiteren umfasst das Verfahren 510 das Betreiben 513 des Fahrzeugs 110 in Abhängigkeit von dem ausgewählten Nutzungsscenario, und/oder das Bereitstellen des ausgewählten Nutzungsscenarios einer Fahrzeug-externen Einheit. Beispielsweise können ein oder mehrere Betriebsparameter des Fahrzeugs 110 in Abhängigkeit von dem ausgewählten Nutzungsscenario eingestellt werden (spezifisch für die jeweilige Nutzungssituation). So können der Komfort und/oder die Sicherheit des Fahrzeugs 110 erhöht werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.