CN106488864B - 用于确定机动车的负荷特征的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于确定机动车（2）的、尤其车辆车队的机动车（2）的负荷特征的装置，所述装置包括：至少一个布置在机动车（2）中的行驶状态确定装置（8），其中所述行驶状态确定装置（8）构造用于重复地确定所述机动车（2）的至少一个行驶状态参数并且将所述行驶状态参数传递到至少一个行驶状态评估装置（18）处；至少一个行驶状态评估装置（18），所述行驶状态评估装置（18）构造用于为每个由所述行驶状态确定装置（8）所确定的行驶状态参数分配用数字表示的负荷参数；以及加法装置（20），所述加法装置（20）构造用于将机动车（2）的用数字表示的负荷参数相加得到用数字表示的总负荷参数。

Description

用于确定机动车的负荷特征的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于确定机动车的、尤其车辆车队的机动车的负荷特征的装置和方法。

背景技术

经常存在下述需求：确定车辆车队的机动车的负荷以及由此引起的磨损。这能够借助行驶特征或者说行驶特征曲线实现，所述行驶特征描绘了机动车的使用情况。这种行驶特征能够基于GPS数据产生，所述GPS数据提供了所述机动车的实际的位置和速度。基于GPS数据的系统提供了关于行驶特性的精确信息。但这导致了（数据保护）法律问题：能够生成所述机动车及其驾驶员的精确的运动特征或者说运动特征曲线。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供用于确定机动车的、尤其车辆车队的机动车的负荷特征或者说负荷特征曲线（Belastungsprofil）的替代装置和替代方法，其中能够在不生成相应机动车的精确的运动特征的情况下生成所述负荷特征。

根据本发明的、用于确定车辆车队的机动车的负荷特征的方法包括以下步骤：

重复地确定所述机动车的至少一个行驶状态参数并且将所述行驶状态参数传递到至少一个行驶状态评估装置处；

通过所述行驶状态评估装置为每个由行驶状态确定装置所确定的行驶状态参数分配用数字表示的负荷参数；以及

将机动车的用数字表示的负荷参数加到用数字表示的总负荷参数上。

根据本发明的、用于确定车辆车队的机动车的负荷特征的装置具有：

至少一个在所述车辆车队的每个机动车中的行驶状态确定装置，其中所述行驶状态确定装置构造用于重复地确定所述机动车的至少一个行驶状态参数并且将所述行驶状态参数传递到至少一个行驶状态评估装置处；

至少一个行驶状态评估装置，所述行驶状态评估装置构造用于为每个由所述行驶状态确定装置所确定的行驶状态参数分配用数字表示的负荷参数；以及

加法装置，所述加法装置构造用于将机动车的用数字表示的负荷参数相加得到用数字表示的总负荷参数。

本发明实现了借助行驶状态参数确定行驶特征，所述行驶状态参数在所述机动车的行驶期间被获取，由所述行驶特征能够确定机动车的使用、负荷和损耗，其中所述行驶状态参数不包括所述机动车的确切地点，从而不能生成所述机动车及其驾驶员的运动特征。由此能够在没有与GPS数据的分析相关联的（数据保护）法律问题的情况下尤其还在比较车辆车队的机动车的情况下确定所述机动车的损耗和磨损。

在一种实施方式中附加地设置有比较装置，所述比较装置构造用于将多个机动车的、尤其车辆车队的机动车的用数字表示的总负荷参数相互比较。所述比较装置尤其能够包括分类装置，所述分类装置构造用于借助机动车的总负荷参数对所述机动车进行分类。通过这种方式能够生成所述机动车的等级表，所述等级表实现了对负载特别巨大的机动车的识别，所述负载特别巨大的机动车遭受特别大的磨损。

在一种实施方式中，所述行驶状态评估装置包括存储装置以及比较和分配装置，在所述存储装置中存储有第一和第二条目，其中每个第二条目与至少一个第一条目相联系，所述比较和分配装置构造用于通过将行驶状态参数与所述第一条目进行比较选出第一条目并且为所述行驶状态参数分配作为负荷参数的第二条目，所述第二条目与所述第一条目相联系。所述第一条目在此尤其能够表示区间的界限，从而为下述行驶状态参数分配作为负荷参数的相应的第二条目，所述行驶状态参数处于由所述第一条目所表示的区间中。

通过这种比较和分配装置能够为所述行驶状态参数特别有效地分配相应的负荷参数。

所述行驶状态参数尤其能够包括所述机动车的纵向和/或横向加速度、运行持续时间、速度以及马达的转速。作为替代方案或者附加方案，所述行驶状态参数还能够包括这些参量在行驶期间的偏差、尤其形式为所述参量的统计学上的标准偏差。

所述运行持续时间、速度、纵向和/或横向加速度对于所述机动车的使用和负荷而言是有代表性的参量。此外，对这些参数的偏差、例如形式为统计学上的标准偏差的分析实现了确定：所述机动车先前被均匀地使用还是先前以剧烈波动的参数被不均匀地使用。后者造成更高的损耗，所述更高的损耗能够借助对所述偏差的分析来识别和考虑。因此，当考虑所述行驶状态参数的偏差或者说波动时，改善了所述负荷特征的质量。

所述行驶状态评估装置尤其能够构造用于确定：行驶状态参数超过配属于所述行驶状态参数的、预先给定的界限值多少次，并且为在所述机动车的行驶期间超过所述界限值的数量分配用数字表示的负荷参数。

如果各个行驶状态参数均超过预先给定的界限值，这会造成所述机动车的特别高的损耗。该提高了的损耗能够通过对超过这种界限值的数量的检测和计数在生成所述行驶特征时得以考虑，以便进一步改善所述负荷特征的质量和效力。

在一种实施方式中，所述行驶状态评估装置构造用于由至少两个行驶状态参数的组合来确定负荷参数。所述机动车的负荷的量度经常由多个行驶状态参数的组合才得出。那么例如由制动和加速过程所引起的损耗能够依赖于速度，在所述速度中实施该制动或者说加速过程。

因此，例如借助于由至少两个行驶状态参数的组合构成的矩阵或者表格来确定负荷参数提高了所述负荷特征的质量和效力，所述至少两个行驶状态参数例如为所述机动车的纵向或横向加速度以及速度。

在一种实施方式中，所述装置附加地具有至少一个传递装置，所述传递装置构造用于将行驶状态参数尤其无线地从所述行驶状态确定装置传递到所述行驶状态评估装置处。在这种情况下，在所述机动车中行驶状态参数被连续地检测并且要么直接要么借助于所述传递装置被传递到外部的、尤其中央的行驶状态评估装置处，以便在那里被分析。在所述机动车中还能够设置有存储装置，以便将所检测到的行驶状态参数首先存储在所述机动车中并且在预先给定的时刻、例如在行驶结束/马达停止时集中地传递到所述行驶状态评估装置处。通过这种方式能够降低数据传递的耗费。如果所述机动车，例如作为车辆车队的组成部分，反复向规定的点例如预先确定的车库、服务点和/或加油站行驶，那么能够在这些规定的点处成本低廉地利用短距离的数据连接部来实施数据传递，所述短距离的数据连接部尤其舍弃了对移动无线电网的使用。

作为替代方案，能够由所述行驶状态参数在所述机动车内部确定负荷参数，从而替代所述行驶状态参数将所述负荷参数借助于所述传递装置从所述行驶状态评估装置传递到所述加法装置处，所述行驶状态评估装置在这种情况下布置在所述机动车中。这还进一步改善了数据保护：通过这种方式不传递行驶状态参数而是仅传递抽象的负荷参数。

附图说明

图1以示意图示出了具有根据本发明的装置的机动车，所述装置用于确定所述机动车的负荷特征；

图2针对两个不同的机动车示出了纵向加速度关于速度的分布；

图3针对负的加速度示出了与图2相对应的示图，所述负的加速度表示制动过程；

图4示出了描述随时间变化的负的加速度的制动特征曲线；

图5示出了在行驶期间所出现的、随速度变化的横向加速度。

具体实施方式

图1以示意图示出了机动车2，所述机动车具有马达4和根据本发明的、用于确定所述机动车的负荷特征的装置。

在所述机动车2中设置有行驶状态确定装置8，所述行驶状态确定装置与多个传感器5、6连接，以便确定所述机动车2的行驶状态参数像例如所述机动车的运行持续时间、速度、沿纵向和/或横向方向的加速度等。所述行驶状态确定装置8还与传递装置10连接，所述传递装置构造用于借助于天线12无线地将由所述行驶状态确定装置8所确定的行驶状态参数传递到布置在所述机动车2外部的服务器15处。所述传递能够例如通过无线局域网（WLAN）、蓝牙或者移动无线电通讯部实现。

所述服务器15具有带有天线14的接收装置16，所述天线用于接收由所述传递装置10所发出的信号。

所述机动车2的由所述接收装置16所接收的行驶状态参数由所述接收装置16转送到行驶状态评估装置18处，所述行驶状态评估装置构造用于为每个由所述行驶状态确定装置8通过数据通讯部所传递的行驶状态参数分配用数字表示的负荷参数。

为此，所述行驶状态评估装置18包括存储装置18a，在所述存储装置中存储有至少第一和第二条目，其中每个第二条目与至少一个第一条目相联系。此外，所述行驶状态评估装置18包括比较和分配装置18b，所述比较和分配装置构造用于通过将由所述接收装置16所传递的行驶状态参数与所述第一条目进行比较选出下述这样的第一条目，所述第一条目与所传递的行驶状态参数在预先给定的公差的范围中一致，或者所述第一条目表示下述这样的区间，所传递的行驶状态参数处于所述区间中；并且所述比较和分配装置构造用于为该行驶状态参数分配作为负荷参数的第二条目，所述第二条目与所述第一条目相联系。

将通过这种方式所分配的负荷参数输送给加法装置20，所述加法装置构造用于将机动车的用数字表示的负荷参数相加，以便确定所述机动车2的行驶的用数字表示的总负荷参数，所述用数字表示的负荷参数基于在所述机动车2的行驶期间所传递的行驶状态参数得以确定。

所述服务器还包括比较装置22，所述比较装置实现了将车辆车队的多个机动车2的用数字表示的总负荷参数相互比较，以便识别负载巨大的和负载不那么巨大的机动车2。所述比较装置22尤其还能够构造有分类装置24，所述分类装置实现了借助配属于所述机动车的总负荷参数对所述机动车2进行分类。通过这种方式能够生成所述机动车2的等级表，在所述等级表中所述机动车2根据其负荷被分类，从而使得不仅负载巨大的而且负载较小的机动车2都能够简单并且快速地借助其在等级表开始或者说结尾的位置来识别。

下文将借助各个实施例来描述：如何能够由不同的行驶状态参数来确定所属的负荷参数。

速度：

针对行驶状态参数的第一示例是所述机动车2的实际速度。所述机动车2的高损耗不是必然与所述机动车2的高速度相关联。更确切地说已经显示：市内交通就其平均速度范围而言刚好造成所述机动车2的高的负荷和损耗，类似高的负荷在大于160km/h的非常高的速度中才重新出现。

因此，例如借助以下表格1来为机动车状态参数“速度”分配负荷参数，所述负荷参数由所述机动车2的相应速度得出。

表格1：

。

对所述速度的分析能够以下述方式来优化：基于不同的道路（市内交通、地方公路、联邦公路、高速公路、“Freeway”、“Highway”）考虑在相应的地域所适用的最高速度，以便确定：所述机动车2在途中处于何种类型的道路上。如所提及的那样，市内行驶相比于在高速公路上的行驶通常导致所述机动车2的更大损耗，即使后者通常以更高的速度来实施。

对所述机动车2实际在途中所处的地域的确定能够通过手动的输入、对实际所使用的移动无线电传输器和/或能够接收的无线电发射机的分析来实现。作为替代方案，也能够考虑GPS信号，其中出于数据保护原因由GPS信息仅确定所述机动车2实际处于的地域，而不对所述GPS信息进行完整分析以确定所述机动车2的精确地点。

加速度：

对所述机动车2的损耗有影响的另一行驶状态参数是沿纵向方向和沿横向方向的加速度。

在此已经显示：相比于速度在行驶过程中的偏差，加速度的绝对量度、或者说所述加速度在整个行驶期间的平均值是用于所述机动车2的负荷的不那么好的指标。

以用数字表示的方式获取所述加速度的偏差的可行方案在于，确定在所述机动车2的行驶过程中所出现的加速度围绕其平均值的标准偏差，并且为该标准偏差分配用数字表示的负荷参数。

大的标准偏差、也就是说在行驶期间所出现的正的和负的加速度的剧烈波动能够推出攻击型的驾驶方式，所述攻击型的驾驶方式造成所述机动车2的巨大损耗。与此相对，防御型的、珍惜所述机动车2的驾驶方式在此引起所述加速度围绕其平均值狭窄的分布并且由此引起小的标准偏差。

转速：

除了所述速度和所述加速度之外还能够检测和分析所述马达4的转速，以便确定所述机动车2的、尤其所述马达4的、（未示出的）离合器的和轮胎7的负荷。那么例如能够借助所述转速的剧烈波动来识别换挡过程，由所述剧烈波动能够推出所述离合器的负荷和损耗。通过这种方式能够根据所述机动车2的使用情况来确定针对所述离合器的维护间隔并且必要时确定离合器衬片的必要的更换（“predictive maintenance”：预见性维护），从而如在轻微地和/或珍惜地使用所述机动车2的情况下能够避免不必要的短的维护间隔一样，在剧烈地使用所述机动车2的情况下并且/或者在攻击型的驾驶方式的情况下同样能够避免过大的维护间隔。

界限值的超过：

附加于对所述标准偏差的分析，还能够针对所述速度和/或所述加速度来规定界限值，其中每当在所述机动车2的行驶过程中所获取的行驶状态参数超过这种界限值时，就提高负荷计数器一次。将在行驶期间所获取的超过界限值的和在行驶结束之后分配给一个负荷参数。通过这种方式，对负荷和损耗而言特别重要的行驶状态例如特别剧烈的加速、完全制动和/或高的马达转速尤其“在红色区域中”的马达转速能够被检测并且被考虑用于分析。

在行驶结束之后，能够将在行驶过程中所积累的负荷参数相加，以便确定总负荷参数。

基于所述总负荷参数能够生成所述机动车2的等级表，所述总负荷参数表示各个负荷参数的和。

作为替代方案，能够针对每个单个的行驶状态参数或者负荷参数生成各自的等级表，以便产生专门针对行驶状态参数的等级表。在这种情况下，能够基于所述机动车2在所述专门针对行驶状态参数的等级表中的位置来生成总等级表。

所述等级表能够尤其在使用20/60/20系统图的情况下得以分析，其中将车辆车队的机动车2的20%分配给第一高负载级别，所述车辆车队的机动车2的20%具有20%最大的总负荷参数，并且将车辆车队的机动车2的最后20%分配给第二低负载级别，所述车辆车队的机动车2的最后20%具有20%最低的总负荷参数。

行驶状态参数的组合：

还能够进一步改善对所述机动车2的行驶状态的分析，其方式为：考虑不同的行驶状态参数的组合以用于分析。

图2针对两个不同的机动车2示例性地示出了纵向加速度（在垂直轴线上）关于速度（在水平轴线上）的分布，所述两个不同的机动车通过叉形和方形来表示。

由图2的示图可以看出，最大的加速度在大约25km/h的速度范围中出现。这能够指明易激动的驾驶员或者指明下述情况：其中驾驶员在变黄的交通信号灯前加速，以便在红灯之前开过该交通信号灯。这两种情况都造成所述机动车2的提高的损耗。

在大于100km/h的高的速度中（也就是说尤其在高速公路上）通常不会出现大的加速度，因为所述机动车2在多数时间以所预先给的速度移动。在该速度范围中大的加速度暗示了不平静的驾驶风格，所述不平静的驾驶风格同样适用于提高损耗。因此，能够根据所述机动车2的相应所属的速度将针对机动车2的纵向加速度所获取的值分配给不同的负荷参数，如在以下表格2中所示出的那样。

表格2：

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图3针对负的加速度示出了与图2相对应的示图，也就是说随速度变化的加速度，其中所述速度在水平轴线上并且所述加速度在垂直轴线上，所述负的加速度表示制动过程。

最剧烈的负的加速度在大约50km/h的范围中、也就是说在市内交通中出现并且与剧烈的制动相对应，所述剧烈的制动造成所述机动车2的高损耗。与此相反，在高的速度范围中、尤其在大于100km/h的速度中几乎没有出现剧烈的制动过程。

制动特征曲线：

借助在图4中所示出的制动特征曲线能够区分不同的制动类型，所述不同的制动类型造成所述机动车2的不同负荷，在所述制动特征曲线中描述了随时间变化的负的加速度。

点划线描述了一种适度的制动模式，其中驾驶员缓慢地制动并且然后要么停住要么以较低的速度继续行驶。该制动模式与可靠的并且放松的驾驶员的预见型的驾驶风格相对应，所述预见型的驾驶风格引起所述机动车2的低损耗。

用点表示的线示出了预见型的驾驶员的制动特征曲线，所述驾驶员有预见性地行驶并且良好地预料交通情况。所述预先型的驾驶员仅实施轻微的制动过程、但之后快速地（曲线在其顶点之后在大概4.5s时陡然下降）松开制动器。该驾驶方式相比于以上所描述的适度的驾驶方式造成略微更高的损耗。

虚线示出了下述这样的驾驶员的制动特征曲线，所述驾驶员强硬地制动（例如因为相对于行驶在前面的车辆的间距已经变得过小），在强硬地触发制动过程之后继续平缓地制动所述机动车2。该易激动的驾驶风格造成所述机动车2的提高的损耗并且因此被分配给相对高的负荷参数。

最后，实线示出了由于非预期的交通情况而引起的剧烈的制动的制动特征曲线。这与所述机动车2的特别剧烈的损耗（=大的负荷参数）相关联。

对不同制动特征曲线的区分能够借助其相应的梯度来实现。制动过程以负的加速度的正的梯度（增大的制动效果）开始，直到达到顶点。然后所述制动效果减小，直到（负的）加速度达到零。在已经计算出两个梯度（针对在所述曲线的顶点之前和之后的范围）之后，能够确定所配属的制动特征曲线。大于4m/s²的梯度尤其指明了突然的和/或强烈的制动并且因此被分配给大的负荷参数，所述突然的和/或强烈的制动导致所述机动车2的高的负荷和损耗。

所述机动车2的负荷特征、尤其基于制动特征曲线的负荷特征能够被用于估计所述机动车2的轮胎7和制动器、尤其制动衬片的损耗并且被用于确定尤其用于更换所述轮胎7和/或所述制动衬片的维护间隔。

横向加速度：

还能够根据所述速度来分析所述机动车2的横向加速度。这改善了所述分析的结果，因为在城里在相对低的速度中由于窄小的半径、例如在转弯时即使在防御型的驾驶方式下也会出现大的横向加速度，与此相对，相同的横向加速度在更高的速度范围中则暗示不平静的驾驶方式。

表格3示例性地示出了横向加速度，所述横向加速度在驶过弯道时伴随着所指明的速度一起出现，所述弯道具有所指明的半径R。

表格3：

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这显示：当结合相应的速度来评估所述横向加速度时，能够显著地改善对所述横向加速度的分析的结果。

图5示例性地示出了随速度变化的、在行驶期间所出现的横向加速度，其中所述速度在水平轴线上并且所述横向加速度在垂直轴线上。虚线表示就道路类型而言针对相应的速度所规定的最大横向加速度。因此，在所述虚线之外（之上或者之下）的加速度值指明下述这样的行驶状态，在所述行驶状态中所述机动车2处于就相应的道路类型而言所规定的范围之外，也就是说过快地驶过弯道。这种行驶状态通常与所述机动车2的高的负荷和由此引起的高损耗相关联并且因此被分配给高的负荷参数。

行驶的持续时间：

此外，也能够考虑所述机动车2的行驶持续时间，以便确定所述机动车2的负荷和损耗。在此尤其能够分析在最后30天内实际的行驶持续时间占总行驶持续时间的份额，以便确定：所述机动车2在最后30天中已经被均匀地使用还是被不均匀地使用，其中所述机动车2的不均匀的使用造成提高的损耗并且因此被分配给提高了的损耗参数。

特别短的行驶持续时间也能够被分配给特别大的损耗参数，所述特别短的行驶持续时间导致所述机动车2的比例过大的高负荷，因为所述马达4没有达到其运行温度。

Claims (12)

1.用于确定机动车（2）的负荷特征的装置，所述装置具有

至少一个布置在机动车（2）中的行驶状态确定装置（8），其中所述行驶状态确定装置（8）构造用于重复地确定所述机动车（2）的至少一个行驶状态参数并且将所述行驶状态参数传递到至少一个行驶状态评估装置（18）处；

至少一个行驶状态评估装置（18），所述行驶状态评估装置（18）构造用于为每个由所述行驶状态确定装置（8）所确定的行驶状态参数分配用数字表示的负荷参数；以及

加法装置（20），所述加法装置（20）构造用于将所述用数字表示的负荷参数相加得到用数字表示的总负荷参数，

其中所述装置附加地具有至少一个传递装置（10），所述传递装置（10）构造用于将行驶状态参数从所述行驶状态确定装置（8）传递到所述行驶状态评估装置（18）处并且/或者将负荷参数从所述行驶状态评估装置（18）传递到所述加法装置（20）处。

2.按权利要求1所述的装置，其中所述装置附加地包括比较装置（22），所述比较装置（22）构造用于将多个机动车（2）的用数字表示的总负荷参数相互比较。

3.按权利要求1或2所述的装置，其中所述行驶状态评估装置（18）包括：

存储装置（18a），在所述存储装置（18a）中存储有第一和第二条目，其中每个第二条目与至少一个第一条目相联系；以及

比较和分配装置（18b），所述比较和分配装置（18b）构造用于通过将行驶状态参数与所述第一条目进行比较选出第一条目并且为所述行驶状态参数分配作为负荷参数的第二条目，所述第二条目与所述第一条目相联系。

4.按权利要求1或2所述的装置，其中所述行驶状态参数包括：下述参量中的至少一个参量：所述机动车（2）的纵向和/或横向加速度、运行持续时间、速度、马达（4）的转速；和/或这些参量中的至少一个参量在所述机动车（2）的行驶期间的标准偏差。

5.按权利要求1或2所述的装置，其中所述行驶状态评估装置（18）构造用于确定：行驶状态参数超过配属于所述行驶状态参数的、预先给定的界限值多少次，并且为在所述机动车（2）的行驶期间超过所述界限值的数量分配用数字表示的负荷参数。

6.按权利要求1或2所述的装置，其中所述行驶状态评估装置（18）构造用于由至少两个行驶状态参数的组合来确定负荷参数。

7.按权利要求6所述的装置，其中所述至少两个行驶状态参数的组合包括所述机动车（2）的速度和所述机动车（2）的纵向和/或横向加速度。

8.按权利要求1所述的装置，其中所述装置用于确定车辆车队的机动车（2）的负荷特征。

9.按权利要求2所述的装置，其中所述比较装置（22）包括分类装置（24），所述分类装置（24）构造用于借助所述机动车（2）的总负荷参数对所述机动车（2）进行分类。

10.按权利要求1所述的装置，其中所述传递装置（10）构造用于将行驶状态参数无线地从所述行驶状态确定装置（8）传递到所述行驶状态评估装置（18）处并且/或者将负荷参数无线地从所述行驶状态评估装置（18）传递到所述加法装置（20）处。

11.用于利用按权利要求1至10中任一项所述的装置确定车辆车队的机动车（2）的负荷特征的方法，所述方法包括以下步骤：

重复地确定所述机动车（2）的至少一个行驶状态参数；

为每个由所述行驶状态确定装置（8）所确定的行驶状态参数分配用数字表示的负荷参数；以及

将机动车（2）的用数字表示的负荷参数加到用数字表示的总负荷参数上。

12.按权利要求11所述的方法，所述方法附加地包括:将所述车辆车队的多个机动车（2）的用数字表示的总负荷参数相互比较并且借助所述机动车（2）的总负荷参数对所述机动车（2）进行分类。