DE102013021220A1 - Verfahren zur Analyse eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, wobei während einer Fahrt des Fahrzeugs zumindest ein Fahrzeugparameter erfasst wird und ein aktueller Fahrzustand des Fahrzeugs ermittelt wird, wobei bei Vorliegen eines vorgegebenen Fahrzustandes mittels des zumindest einen erfassten Fahrzeugparameters zumindest eine Bewertungsgröße zur Bewertung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs in dem jeweils ermittelten vorgegebenen Fahrzustand berechnet wird. Erfindungsgemäß wird der zumindest eine Fahrzeugparameter ausschließlich aus zumindest einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit eines Triebstrangs des Fahrzeugs erfasst.

Description

• Die Erfindung betrifft Verfahren zur Analyse eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
• Aus dem Stand der Technik sind, wie in der EP 0 846 945 B1 beschrieben, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Analyse des Fahrverhaltens von Kraftfahrzeugen bekannt. Im Verfahren werden Messungen an einem realen Fahrzeug zur Gewinnung von Messgrößen über das Fahrverhalten durchgeführt. Es erfolgt eine laufende Überprüfung, ob vorbestimmte Triggerbedingungen, d. h. Konstellationen von Messgrößen, erfüllt sind, die vorbestimmten Fahrzuständen des Kraftfahrzeuges entsprechen. Nur dann, wenn eine der Triggerbedingungen erfüllt ist, wird aus einer oder mehreren Messgrößen aufgrund einer vorbestimmten, von der Triggerbedingung abhängigen Funktion mindestens eine Bewertungsgröße berechnet, die die Fahrbarkeit des Fahrzeugs ausdrückt. Diese Bewertungsgröße wird ausgegeben.
• In der EP 0 984 260 A2 wird ein Verfahren zur Analyse und zur Beeinflussung des Fahrverhaltens von Kraftfahrzeugen beschrieben. Im Verfahren werden Messungen an einem realen Fahrzeug zur Gewinnung von Messgrößen über das Fahrverhalten durchgeführt. Es erfolgt eine laufende Überprüfung, ob von vorbestimmten Triggerbedingungen, d. h. Konstellationen von bestimmten Messgrößen, eine erfüllt ist. Bei Erfüllung der Triggerbedingung wird ein Profils aus mehreren Bewertungsgrößen, die die Fahrbarkeit des Fahrzeugs ausdrücken, aus einer oder mehreren Messgrößen aufgrund von vorbestimmten Funktionen berechnet. Aus den Messgrößen wird mindestens eine Variable abgeleitet, die den Typus des Fahrers des betreffenden Kraftfahrzeugs repräsentiert. In Abhängigkeit von dem Wert der Variablen wird mindestens eine Einstellgröße, die das Fahrverhalten des Fahrzeugs beeinflusst, auf einen Wert festgesetzt, so dass das Profil aus den mehreren Bewertungsgrößen einem vorbestimmten Profil möglichst nahekommt, das von der den Typus des Fahrers repräsentierenden Variablen abhängt.
• Aus der AT 505 105 B1 ist ein Verfahren zur Beurteilung der Fahrbarkeit von Fahrzeugen bekannt. Im Verfahren werden fahrbarkeitsrelevante physikalische Daten während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs erfasst. Die Daten werden auf das Vorliegen von Triggerbedingungen, die das Vorliegen bestimmter Fahrzustände anzeigen, überprüft. Bei Vorliegen eines bestimmten Fahrzustands wird mindestens eine lokale Bewertung berechnet, die eine Beurteilung eines für den Fahrzustand relevanten Bewertungskriteriums ist. Es wird eine Gesamtbewertung für den erfassten Fahrzustand berechnet. Bei wiederholtem Auftreten von identischen Fahrzuständen wird für die Bewertungen eine Korrekturgröße berechnet, die von den Unterschieden im Verhalten des Fahrzeugs bei gleichen Fahrzuständen abhängt. Es wird eine korrigierte Bewertung berechnet, in der diese Korrekturgröße berücksichtigt ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Analyse eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs anzugeben.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Analyse eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• In einem Verfahren zur Analyse eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs wird während einer Fahrt des Fahrzeugs zumindest ein Fahrzeugparameter erfasst und ein aktueller Fahrzustand des Fahrzeugs ermittelt, wobei bei Vorliegen eines vorgegebenen Fahrzustandes mittels des zumindest einen erfassten Fahrzeugparameters zumindest eine Bewertungsgröße zur Bewertung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs in dem jeweils ermittelten vorgegebenen Fahrzustand berechnet wird.
• Erfindungsgemäß wird der zumindest eine Fahrzeugparameter ausschließlich aus zumindest einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit eines Triebstrangs des Fahrzeugs erfasst.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist ohne zusätzliche Messgeräte durchzuführen, da der zur Berechnung der zumindest einen Bewertungsgröße verwendete zumindest eine Fahrzeugparameter aus der zumindest einen Steuerungs- und/oder Regelungseinheit des Triebstrangs des Fahrzeug ausgelesen wird, beispielsweise aus einem Motorsteuergerät. Somit ist keine weitere Messtechnik, wie beispielsweise Beschleunigungssensoren und/oder ein Gyroskop, erforderlich. Das Verfahren ist daher auf einfache und kostengünstige Weise durchzuführen, d. h. es ist auf einfache und kostengünstige Weise ein Fahrverhalten des Fahrzeugs zu bewerten, so dass gegebenenfalls Änderungen am Fahrzeug vorgenommen werden können, um dadurch das Fahrverhalten auf eine jeweils gewünschte Weise zu verändern. Diese Änderungen können zum Beispiel an der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit des Triebstrangs des Fahrzeugs durchgeführt werden, welche beispielsweise als Motorsteuergerät ausgebildet ist. Da keine zusätzlichen Messgeräte erforderlich sind, ist das Verfahren nicht auf Versuchsfahrzeuge beschränkt, sondern kann auch bei Serienfahrzeugen in einem normalen Kundenfahrbetrieb durchgeführt werden.
• Die Bewertung erfolgt zweckmäßigerweise anhand eines Benotungsalgorithmus und einer Skalierung, welche vor der Durchführung des Verfahrens in Testfahrten mit einer Mehrzahl von Fahrern ermittelt wurde und dem Verfahren zugrunde liegt. Dadurch ist eine an subjektive Fahrerbedürfnisse angepasste Bewertung möglich. Das Verfahren ermöglicht somit eine automatisierte Bewertung der Fahrbarkeit des Fahrzeugs, beispielsweise eines Komforts und einer Agilität des Fahrzeugs, nach einer subjektiven Wahrnehmung von Fahrern des Fahrzeugs in Form des durch die Fahrer vorher ermittelten und dem Verfahren zugrunde liegenden Benotungssystems.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
• Dabei zeigen:
• 1 schematisch eine Summation eines Integrals eines Absolutwerts einer Regeldifferenz,
• 2 schematisch ein logarithmisches Ranking-System,
• 3 schematisch eine Interpolation einer künstlichen Referenz mittels linearen Splines,
• 4 schematisch eine Oszillationserkennung,
• 5 schematisch ein lineares Ranking-System,
• 6 schematisch eine Fensterung,
• 7 schematisch ein Zero-Padding,
• 8 schematisch eine spektrale Interpolation, und
• 9 schematisch eine Einwirkung mechanischer Schwingungen auf den Menschen.
• Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• In einem Verfahren zur Analyse eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, dessen mathematische Grundlagen und dessen beispielhafter Verfahrensablauf im Folgenden anhand der 1 bis 9 näher beschrieben wird, wird während einer Fahrt des Fahrzeugs zumindest ein Fahrzeugparameter erfasst und ein aktueller Fahrzustand des Fahrzeugs ermittelt, wobei bei Vorliegen vorher definierter Fahrzustände mittels des zumindest einen erfassten Fahrzeugparameters zumindest eine Bewertungsgröße zur Bewertung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs in dem jeweils ermittelten vorgegebenen Fahrzustand berechnet wird. Dabei wird der zumindest eine Fahrzeugparameter ausschließlich aus zumindest einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit eines Triebstrangs des Fahrzeugs erfasst. Im hier beschriebenen Beispiel handelt es sich bei dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit um ein Motorsteuergerät. Es sind somit keine zusätzlichen Messgeräte zur Durchführung des Verfahrens erforderlich. Es erfolgt beispielsweise keine Erfassung von Messwerten aus zusätzlichen Beschleunigungssensoren, um dadurch eine Berechnung anhand einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs durchzuführen, wie dies im Stand der Technik erfolgt.
• Als Fahrverhalten des Fahrzeugs werden bei dem im Folgenden beschriebenen Beispiel eine Agilität und ein Komfort des Fahrzeugs im jeweils ermittelten vorgegebenen Fahrzustand bewertet. Das Verfahren kann für unterschiedliche Fahrzustände verwendet werden, beispielsweise für einen Motorzustart eines Verbrennungsmotors eines Hybridtriebsstrangs des Fahrzeugs während einer Fahrt mit einem Elektromotor des Hybridtriebsstrangs, ein Anfahren des Fahrzeugs und/oder ein Lastwechsel.
• Die zumindest eine berechnete Bewertungsgröße wird zweckmäßigerweise in einer Speichereinheit des Fahrzeugs gespeichert, so dass sie zu einem späteren Zeitpunkt ausgelesen und ausgewertet werden kann. Es können dann bei Bedarf beispielsweise Einstellungen in der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit des Triebstrangs verändert werden, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs, im hier beschriebenen Beispiel dessen Komfort und/oder Agilität, zu verbessern.
• Die Bewertung des Komforts der verschiedenen Fahrzustände im Fahrzeug erfolgt anhand einer Drehzahländerung am Triebstrang. Für diesen Berechnungsschritt wird die Drehzahl am Getriebeeingang oder am Getriebeausgang oder die Raddrehzahl verwendet. Als Raddrehzahl kann dabei beispielsweise eine gemittelte Drehzahl aller oder mehrerer Räder des Fahrzeugs verwendet werden. Es wird der Drehzahlsensor verwendet, welcher die höchste Auflösung aufweist, und entsprechend dessen Drehzahlwerte. Anhand dieser Drehzahlgröße wird ein künstliches Referenzsignal als optimaler Verlauf gebildet und eine Oszillation zu diesem Referenzsignal bewertet. Das mathematische Verfahren wird im Folgenden näher beschrieben. Für die Komfortbewertung wird die Amplitude der Oszillation, die Frequenz und die Dämpfung verwendet.
• Die Bewertung der Agilität erfolgt anhand eines Vergleichs zwischen einem gerechneten Fahrerwunschmoment ω(t) und gerechnetem umgesetzten Triebstrangmoment y₁(t) der Motoren im Triebstrang des Fahrzeugs. Für diese Bewertung werden aus dem Motorsteuergerät das Fahrerwunschmoment ω(t) und das aktuell umgesetzte Triebstrangmoment y₁(t) am Triebstrang erfasst. Beide Größen sind Berechnungsgrößen aus dem Motorsteuergerät und keine gemessenen Sensorgrößen. Die Fahreranforderung ist die Momentenanforderung für den gesamten Triebstrang, welche aus einer Fahrpedalposition abgeleitet wird. Diese Momentenanforderung kann zusätzlich eventuell auftretende Bremsmomente von der elektrischen Maschine im Triebstrang, beispielsweise aufgrund einer Rekuperation, beinhalten. Diese werden aus der Bremspedalposition berechnet. Das umgesetzte Triebstrangmoment y₁(t) für den Triebstrang ist die Zusammenrechnung der Momente der einzelnen Motoren im Triebstrang. Bei Verbrennungsmotoren wird üblicherweise das Moment abgeleitet aus der umgesetzten Verbrennung (Luftmasse, Kraftstoffmasse, Zündungszeiten...). Bei den elektrischen Maschinen wird es aus der eingesetzten Spannung und den eingesetzten Strömen berechnet. Das mathematische Verfahren wird im Folgenden näher beschrieben. Die Benotung der Agilität wird auf eine logarithmische Skala gespannt.
• Das im Folgenden beschriebene Bewertungssystem gliedert sich in das Bewertungssystem zur Bewertung der Agilität des Fahrzeugs und das Bewertungssystem zur Bewertung des Komforts des Fahrzeugs.
• Bewertungssystem Agilität:
• 1 zeigt eine Summation eines Integrals eines Absolutwerts einer Regeldifferenz e(t) (schraffierte Fläche).
• Zur Bestimmung der Agilität wird die Fehlerabweichung für die Regelgüte gemäß Gleichung

  

  bestimmt und ein in 2 dargestelltes logarithmisches Bewertungssystem oder Ranking-System herangezogen, das lang andauernde Regeldifferenzen e(t) implizit miteinbezieht.
• Hierbei ist ω(t) das Fahrerwunschmoment und y₁(t) das Triebstrangmoment im Motorsteuergerät.
• Ranking:
• Die Bewertung der integrierten Regelabweichung A_IAE1 aus 2 erhebt nicht den Anspruch auf Allgemeingültigkeit, sondern ist nur als Anhaltswert zu sehen. 1 zeigt beispielhaft die Summierung der absoluten Regelabweichung e(t), die nach einem logarithmischen System der 2 ein Ranking R_Agilität für die Agilität des Fahrzeugs zwischen der Note N 10 mit sehr gut bis hinunter zur Note N 1 mit mangelhaft liefert.
• Die Benotung ist in Tabelle 1 dargestellt.

  10	8	6	4	2	1
  sehr gut	gut	befriedigend	ausreichend	ungenügend	mangelhaft

  Tabelle 1
• Bewertungssystem Komfort:
• Bildung einer künstlichen Referenz r(t):
• Zur Bestimmung der mechanischen Schwingung im Triebstrang wird, aufgrund Drifts in den Messreihen, eine künstliche Referenz r(t) mittig durch das oszillierende Verhalten der Signalfolge geführt. Dies erlaubt die Ermittlung des Residuenverlaufs zur qualitativen und quantitativen Analyse der Amplituden. Zur Berechnung dieser Funktion sind die Stützpunkte (x₀, f₀), ..., (x_n, f_n) für k = 0, ..., n – 1 ausfindig zu machen, durch die die künstliche Referenz r(t) verlaufen soll und die Zwischenwerte der künstlichen Referenz r(t) zu approximieren sind. Dazu ist der Mittelwert durch die Instanzen zweier Extreme zu berechnen. Die Steigung f_k der Stützstelle x_k wird durch die Minima M – / i und Maxima M + / i Werte einer Oszillation gemäß folgender Gleichung

  

  gebildet, mit M^± als Summe der abwechselnden Minima und Maxima Stellen.
• Gleichzeitig wird die zugehörige Stützstelle x_k der oben bestimmten Steigung f_k nach der Gleichung

  

  berechnet. Anschließend sind die Stützpunkte (x_k, f_k) mit der Methode der linearen Splines zu interpolieren, wie in 3 gezeigt. Diese 3 zeigt die Interpolation der künstlichen Referenz r(t) mittels linearen Splines. Des Weiteren sind hier eine Drehzahl y(t) des Elektromotors des Triebstrangs und eine Führungsgröße n_F(t) im Zeitverlauf dargestellt.
• Nach Verwendung der Methode der linearen Splines [interp1(..., 'linear')] auf die bestimmten Stützpunkte wird für die Funktionen die künstliche Referenz r(t) definiert.
• Oszillationsdetektion:
• Die Detektion von Schwingungen gründet auf das Gütemaß

  
• Wobei t_i und t_i+1 mit i = {0, 1, 2, ...} zwei aufeinanderfolgende Instanzen von Nulldurchgängen sind, nachdem die integrierte betragsmäßige Regelfläche A_i des Regelfehlers e(t) und dessen Zeitabstand d_i bestimmt werden. Der Vergleich der Regelgüte mit A_i und A_i+1 und der Zeitabstände d_i und d_i+1 für i = {0, 1, 2, ...} liefert Indizien für Oszillationen. Ähneln sich zwei Paare, so kann auf ein oszillierendes Verhalten des Paares im System geschlossen werden, wie in 4 gezeigt, in welcher eine Oszillationserkennung dargestellt ist.
• Zu notieren ist, dass y(t) in diesem Fall die kontinuierliche Drehzahl der elektrischen Maschine darstellt, d. h. des Elektromotors des Triebstrangs, die um die künstlich gebildete Referenz r(t) schwingt.
• Amplitudenbewertung:
• Die Amplitudenbewertung wird nach dem linearen Ranking-System der 5 in zwei Kategorien unterteilt. Zum einen in die durch eine mit dem Bezugszeichen N_A bezeichnete durchgezogene Linie dargestellten Amplituden, in denen keine Oszillation detektiert wurde (Note_A), zum anderen in die durch eine mit dem Bezugszeichen N_S bezeichnete gestrichelte Linie dargestellten Amplituden, in denen eine Oszillation detektiert wurde (Note_S), in die sogenannten Schwingungsamplituden. Somit ergibt sich für das Amplituden-Ranking R_Amplitude mit der Amplitudenanzahl AZ die Gleichung:

  
• Für die Phasenanzahl P mit k ∊ {1, ..., P}. In 5 sind die linearen Bewertungsverläufe beider Kategorien grafisch dargestellt. Es ist zu bemerken, dass eine Bewertung der Schwingungsamplituden erst ab einem Wert > 10 U/min vorgenommen wird. Amplituden einer Regelabweichung mit einem Wert ≤ 10 U/min werden gemäß folgender Gleichung

  

  als Rauschen definiert, mit k ∊ {1, ..., P}. Die Gesamtbewertung der Amplituden ergibt sich in der Form R_Magnitude(k) = R_Amplitude(k)·0,7 + R_Noise(k)·0,3 [7] für die Phasen k ∊ {1, ..., P}.
• Ranking:
• Die Amplitudenbewertung in 5 und die später beschriebene Frequenzfaktorisierung der 9 sind als Richtlinien zu verstehen. Das Ranking der Amplituden findet nach dem obigen komplexen Ablauf statt und wird nach dem Bewertungssystem gemäß obiger Tabelle 1 von Note 10 mit sehr gut bis Note 1 mit mangelhaft kategorisiert. Aussagen über die Qualität der Amplituden entstanden im Rahmen empirischer Untersuchungen und sind von weiteren Validierungen nicht ausgeschlossen.
• Frequenzbestimmung:
• Die Frequenz der mechanischen Schwingung im Triebstrang wird durch die Anwendung der Gleichung

  

  auf den ermittelten Residuenverlauf bestimmt. Anschließend wird das Leistungsdichtespektrum mit der konjugiert Komplexen der Fouriertransformierten wie folgt berechnet: P(ω) = F(ω)·F*(ω) = |F(ω)|² [9] wobei |F(ω)| das Amplitudenspektrum darstellt.
• Die Schätzung der Frequenz nach der Suche des höchsten Peaks im Leistungsdichtespektrum [abs(fft(...))²] kann durch numerische und klassische Ansätze optimiert werden, die durch ihre Verwendung, neben einer besseren Auflösung der spektralen Leistungsdichte, zu besseren Ergebnissen in der Schätzung der Frequenz führen.
• Fensterfunktion:
• Besteht eine diskretisierte harmonische Signalfolge x(n) nicht aus einem ganzzahligen Vielfachen einer Signalperiode, kommt es im Spektralbereich zu Unschärfe in der Frequenzauflösung respektive zur Verzerrung der spektralen Leistungsdichte. Dieses Auftreten ist in der Signaltheorie im Allgemeinen als Leakage- oder Leck-Effekt bekannt. Eine Reduktion des Leck-Effekts erreicht man durch den Einsatz von Optimierungsmethoden wie der Fensterfunktion, die eine Verminderung der Unstetigkeit an den Rändern erzwingt. Dabei wird im Zeitbereich die abgetastete Signalfolge x(n) mit einer geeigneten Fensterfunktion ω(n) gemäß der Gleichung y(n) = x(n)ω(n), mit n = 0, ..., N – 1 [10] multipliziert.
• Im Spektralbereich führt dieser Vorgang zu einer Faltung des fouriertransformierten Signals x(n) mit der fouriertransformierten Fensterfunktion ω(n). Folgend werden die gängigsten Fensterfunktionen vorgestellt:
  Das Hann-Fenster: ω(n) = 1 / 2(1 – cos( 2πn / N)), mit n = 0, ..., N – 1 [11] Das Hamming-Fenster: ω(n) = 0,54 – 0,46cos( 2πn / N), mit n = 0, ..., N – 1 [12] Das Blackman-Fenster: ω(n) = 0,42 – 0,50cos( 2πn / N) + 0,08cos( 4πn / N), mit n = 0, ..., N – 1 [13]
• Die 6 zeigt diese Fensterung, wobei links ein abgetastetes Cosinussignal x(n) mit 2,5 Perioden der Länge N = 64, mittig das Blackman-Fenster ω(n) der Breite n = 64 und rechts eine Multiplikation der beiden Funktionen y(n) = x(n) ω(n), n = 0, ..., N – 1 dargestellt ist. Dabei sind über die vertikale Achse jeweils die Amplituden A abgetragen, während auf der horizontalen Achse die Laufvariable n abgetragen ist.
• Verschiedene Fenstertechnikverfahren, wie zum Beispiel rechteckige Fenster, dreieckige Fenster (Barlett), Tukey-Fenster, Kaiser-Fenster und Chebyshev-Fenster und ihre Auswirkungen sind in der Literatur gut dokumentiert.
• Zero-Padding und spektrale Interpolation:
• Das Zero-Padding vermag die Auflösung im Spektralbereich künstlich zu erhöhen. So führt die Umsetzung der Zero-Padding Methode zu einer feineren Auflösung der Diskretisierungsschrittweite Δf und gleichzeitig zu einer besseren Frequenzschätzung.
• Die 7 zeigt das Zero-Padding, wobei links ein abgetastetes Cosinussignal x(n) mit 2,5 Perioden der Länge N = 64, mittig eine Nullenfunktion der Länge N = 512 und rechts eine Auffüllung des Cosinussignals x(n) für n = 64, ..., 511 mit Nullen, das Zero-Padding, dargestellt ist.
• Der Algorithmus der spektralen Interpolation steigert die Frequenzauflösung durch die Interpolation der Spektrallinien k = n₀, k = n₀ – 1 und k = n₀ + 1 um den maximalen spektralen Peak im diskreten Leistungsspektrum |P_k|². Dabei stellen P₀, P_0-1, P₀₊₁ Leistungsdichten dar.
• Die 8 veranschaulicht die spektrale Interpretation der folgenden Gleichung zur Bestimmung der geschätzten Frequenz n_sΔf mit:

  
• Die Kombination der drei Methoden ist das sicherste Verfahren, die Frequenz eines harmonischen Signals am genauesten zu schätzen. Die Frequenz f von diskreten harmonischen Signalen der Länge N mit der Abtastzeit T₀ respektive Abtastfrequenz f₀ kann gemäß der Gleichung

  

  bestimmt werden, wobei n_s die geschätzte Stelle im Linienspektrum mit der größten Intensität darstellt.
• Frequenzbewertung:
• Die Beurteilung der mechanischen Schwingungen auf den Menschen, eingeführt durch die VDI-Richtlinien, hängen von der Kenntnis der physikalischen Größen, wie Amplitude, Frequenz (Spektrum), Dauer der Schwingungseinwirkung und Schwingungsrichtung in Bezug auf den Menschen ab. Bei mechanischen Schwingungen stehen Amplitude und Frequenz in Wechselwirkung mit leichter Abhängigkeit der Zeit zueinander. Zudem sind individuelle Faktoren, wie zum Beispiel die einnehmende Körperhaltung beim Sitzen, Körperbau, Alter und Geschlecht von Bedeutung. Die Zuweisung der Schwingungsgrößen wird anhand der Ursache einer Einwirkung bestimmt. Schwingungseinwirkungen können translatorischen oder rotatorischen Ursprungs sein. Translationsschwingungen sind geradlinige Vibrationen mit den Schwingungsgrößen Schwingungsweg s, angegeben in Meter, Schwingungsgeschwindigkeit v, angegeben in m/s, und Schwingungsbeschleunigung a, angegeben in m/s². Rotationsschwingungen sind kreisförmige Vibrationen entlang einer gemeinsamen Achse. Schwingungsgrößen rotatorischen Ursprungs sind der Drehwinkel s_r, angegeben in rad, die Drehwinkelgeschwindigkeit v_r, angegeben in rad/s, und die Drehwinkelbeschleunigung a_r, angegeben in rad/s².
• In diesem Kontext beziehen sich die folgenden Erläuterungen und die 9 auf die mechanischen Rotationsbewegungen aus dem Triebstrang um die drei Achsen x, y und z für die Faktorbildung des Faktors W_c der geschätzten Frequenz f zur Bewertung des Komforts bzw. Wohlbefindens in sitzender Haltung.
• Faktorisierung:
• Der Index x in der Tabelle 2 ist die Frequenzbandnummer nach DIN EN 61 206.

  x	Terzmittenfrequenz Hz	Wc Faktor	Wk Faktor
  –10	0.1	0.0624	0.0312
  –9	0.125	0.0986	0.0493
  –8	0.16	0.155	0.0776
  –7	0.2	0.241	0.121
  –6	0.25	0.367	0.183
  –5	0.315	0.53	0.264
  –4	0.4	0.704	0.35
  –3	0.5	0.844	0.419
  –2	0.63	0.929	0.459
  –1	0.8	0.972	0.477
  0	1	0.991	0.482
  1	1.25	1	0.485
  2	1.6	1.006	0.493
  3	2	1.012	0.531
  4	2.5	1.017	0.633
  5	3.15	1.023	0.807
  6	4	1.024	0.905
  7	5	1.013	1.039
  8	6.3	0.974	1.051
  9	8	0.894	1.037
  10	10	0.776	0.988
  11	12.5	0.643	0.899
  12	16	0.517	0.774
  13	20	0.41	0.637
  14	25	0.324	0.51
  15	31.5	0.255	0.403
  16	40	0.2	0.316
  17	50	0.156	0.245
  18	63	0.118	0.186
  19	80	0.0854	0.134
  20	100	0.0567	0.0887
  21	125	0.0339	0.0531
  22	160	0.0187	0.0292
  23	200	0.0098	0.0153
  24	260	0.00499	0.00779
  25	315	0.00252	0.00393
  26	400	0.00127	0.00198

  Tabelle 2: Einwirkung mechanischer Schwingungen auf den Menschen nach VDI 2057
• In 9 ist diese Einwirkung mechanischer Schwingungen auf den Menschen aus Tabelle 2 grafisch dargestellt.
• Die Faktorisierung W_k der Frequenz gilt für translatorische Beschleunigungen. Weiter wird die Einwirkung von Schwingungen als Ganzkörper-Schwingungen nach VDI 2057 bewertet. Die Gewichtung der geschätzten Frequenz wird mit der zugehörigen Amplitudenbewertung wie folgt multipliziert: R_Phase(k) = R_Magnitude(k)·W_c(k), mit k = 1, ..., P [16]
• Das Qualitäts-Ranking R_Komfort für den Komfort eines Verbrennungsmotorzustarts bildet sich aus dem Mittelwert der Phasenbewertung R_Phase für die Phasenzahl P in der Form:

  
• Gesamt-Ranking:
• Als Endresultat entsteht die Beurteilung der Fahrbarkeit für das Beobachtungsfenster der Verbrennungsmotorzustarts der Anzahl M gemäß folgender Gleichung: R_Total(k) = R_Komfort(k)·0,7 + R_Agiliät(k)·0,3, mit k = 1, ..., M [18]
• Die Verteilung der Verhältnisse zwischen R_Komfort und R_Agilität aus obiger Gleichung entstand aus empirischen Untersuchungen.
• Bezugszeichenliste

• AZ

  Amplitudenanzahl

  A

  Amplitude

  AIE1

  integrierte Regelabweichung

  A₀, A₁, A₂, A₃, A₄

  Regelfläche

  d₀, d₁, d₂, d₃, d₄

  Zeitabstand

  e(t)

  Regeldifferenz

  f

  Frequenz

  n

  Laufvariable

  N

  Note

  N_A

  durchgezogene Linie

  N_S

  gestrichelte Linie

  n₀, n_0-1, n₀₊₁

  Spektrallinie

  n_s

  geschätzte Stelle

  n_F(t)

  Führungsgröße

  P₀, P_0-1, P₀₊₁

  Leistungsdichte

  r(t)

  künstliche Referenz

  y₁(t)

  Triebstrangmoment

  y(t)

  Drehzahl des Elektromotors

  W_c

  Faktor

  ω(t)

  Fahrerwunschmoment

  |P_k|²

  Leistungsspektrum

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• EP 0846945 B1 [0002]
• EP 0984260 A2 [0003]
• AT 505105 B1 [0004]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• DIN EN 61 206 [0057]
• VDI 2057 [0059]

Claims (8)

1. Verfahren zur Analyse eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, wobei während einer Fahrt des Fahrzeugs zumindest ein Fahrzeugparameter erfasst wird und ein aktueller Fahrzustand des Fahrzeugs ermittelt wird, wobei bei Vorliegen eines vorgegebenen Fahrzustandes mittels des zumindest einen erfassten Fahrzeugparameters zumindest eine Bewertungsgröße zur Bewertung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs in dem jeweils ermittelten vorgegebenen Fahrzustand berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Fahrzeugparameter ausschließlich aus zumindest einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit eines Triebstrangs des Fahrzeugs erfasst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrverhalten des Fahrzeugs eine Agilität und/oder ein Komfort des Fahrzeugs im jeweils ermittelten vorgegebenen Fahrzustand bewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrzustände, bei deren Vorliegen die Bewertungsgröße zur Bewertung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs berechnet wird, ein Motorzustart eines Verbrennungsmotors eines Hybridtriebstrangs des Fahrzeugs während einer Fahrt mit einem Elektromotor des Hybridtriebsstrangs, ein Anfahren des Fahrzeugs und/oder ein Lastwechsel vorgegeben werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine berechnete Bewertungsgröße in einer Speichereinheit des Fahrzeugs gespeichert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrzeugparameter eine Getriebeeingangsdrehzahl, eine Getriebeausgangsdrehzahl oder eine Raddrehzahl des Fahrzeugs erfasst wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrverhalten des Fahrzeugs der Komfort des Fahrzeugs im jeweils ermittelten vorgegebenen Fahrzustand anhand einer Drehzahländerung am Triebstrang des Fahrzeugs bewertet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrzeugparameter ein Fahrerwunschmoment (ω(t)) und ein zum Zeitpunkt des Fahrerwunschmoments (ω(t)) vorliegendes Triebstrangmoment (y₁(t)) des Triebstrangs des Fahrzeugs erfasst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrverhalten des Fahrzeugs die Agilität des Fahrzeugs im jeweils ermittelten vorgegebenen Fahrzustand anhand eines Vergleichs zwischen dem Fahrerwunschmoment (ω(t)) und dem zum Zeitpunkt des Fahrerwunschmoments (ω(t)) vorliegenden Triebstrangmoment (y₁(t)) des Triebstrangs des Fahrzeugs bewertet wird.

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