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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten von Bewegungsdaten eines Kraftfahrzeugs.
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Durch Einsatz von CFK-Bauteilen kann ein Gewicht eines Kraftfahrzeugs verringert werden. Lange Zeit war der Einsatz dieser Bauteile nur eingeschränkt möglich, da sie in Handarbeit gefertigt wurden und sehr teuer waren. CFK-Bauteile ermöglichen auch neue Formen im Fahrzeugdesign, da der mit Kohlenstofffasern verstärkte Kunststoff in trockenem Zustand fast so leicht zu verarbeiten ist wie Textilstoff. CFK-Bauteile stellen zudem einen hochfesten Werkstoff dar.
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CFK-Bauteile werden durch verschiedene Verfahren wie zum Beispiel Kleben und Schrauben gefügt. Die CFK-Bauteile verfügen über einen sehr hohen Elastizitätsmodul, was bedeutet, dass sie sich unter nur sehr hohen Belastungen verformen. Der Verformung folgen meist Risse der einzelnen Kohlefasern, die zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Bauteilsteifigkeit führen können. Im schlechtesten Fall bricht das CFK-Bauteil direkt unter Belastung ohne eine vorherige plastische Verformung. Eine derartige Schädigung kann ein erhebliches Risiko für die Insassen des Kraftfahrzeugs direkt oder unter Umständen erst in nachfolgenden Fahrsituationen darstellen, insbesondere dann, wenn Bauteile betroffen sind, die direkten Einfluss auf die passive Sicherheit haben. Beispielsweise kann ein vorgeschädigtes Sitzgestänge zu einem Bruch der Sitzlehne während einer späteren Beschleunigungsphase führen.
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Nachteilig bei CFK-Bauteilen ist die schwierige Feststellung eines Auftretens von Rissen ohne Bruch, da die bei plastisch verformbaren Bauteilen vor einem Bruch eintretende, vergleichsweise einfach sichtbare Verformung nicht mehr auftritt. Vielmehr muss eine aufwändige Bauteilinspektion auf Risse durchgeführt werden, welche in der Regel nicht wirtschaftlich ist. Vielmehr werden Bauteile, welche Risse enthalten könnten, in der Regel frühzeitig und ohne genaue Inspektion ausgetauscht, was hohe Kosten verursacht.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zur Feststellung einer möglichen Schädigung faserverstärkter Bauteile von Kraftfahrzeugen bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Auswerten von Bewegungsdaten eines Kraftfahrzeugs, wobei während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs aufgezeichnete Bewegungsdaten dazu verwendet werden, dessen missbräuchliche und/oder bauteilschädigende Nutzung festzustellen.
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Dieses Verfahren ermöglicht eine genauere Feststellung, ob ein Bauteil beschädigt sein könnte, als eine reine Vermutung. Es ist andererseits erheblich preiswerter als eine genaue Inspektion auf Risse. In anderen Worten wird durch das Verfahren die Möglichkeit eröffnet, auf einfache Weise eine wahrscheinliche Schädigung insbesondere von faserverstärkten Bauteilen und/oder eine missbräuchliche Benutzung des Kraftfahrzeugs sicherer festzustellen.
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Das Kraftfahrzeug mag beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad sein.
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Dass während des Betriebs des Kraftfahrzeugs Bewegungsdaten aufgezeichnet werden, schließt nicht aus, dass auch außerhalb eines Betriebs des Kraftfahrzeugs Bewegungsdaten aufgezeichnet werden können. Jedoch werden bevorzugt nur während des Betriebs des Kraftfahrzeugs Bewegungsdaten aufgezeichnet.
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Eine missbräuchliche Nutzung mag beispielsweise eine offensichtliche Überbeanspruchung des Kraftfahrzeugs umfassen. Eine bauteilschädigende Nutzung mag eine Bauteilüberbeanspruchung umfassen, beispielsweise erzeugt durch einen, auch ungewollten, Aufprall.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Bewegungsdaten Beschleunigungsdaten umfassen. Diese lassen sich für das Fahrzeug als Ganzes vergleichsweise einfach ermitteln, beispielsweise durch häufig bereits in einem Kraftfahrzeug vorhandene Beschleunigungssensoren. Die Beschleunigungsdaten mögen insbesondere Beschleunigungen in allen drei Raumrichtungen umfassen, z. B. in x-, y- und z-Richtung.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die missbräuchliche und/oder schädigende Nutzung des Kraftfahrzeugs durch mindestens eine Überschreitung eines Beschleunigungs-Schwellwerts festgestellt wird. Dies ist vergleichsweise einfach durchzuführen. So wird bei einem Aufprall ein Fahrzeug in der Regel kurzzeitig einer hohen Beschleunigung in Aufprallrichtung ausgesetzt. Bei einer Fahrt eines Fahrzeugs über eine unebene Fahrbahn mit hoher Geschwindigkeit wird hingegen eine Reihe hoher Beschleunigungsspitzen in vertikaler Richtung erzeugt. Für viele Belastungen lassen sich typische Beschleunigungsmuster mit typischen Beschleunigungs-Schwellwerten auffinden.
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Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die Bewegungsdaten eine Drehzahl eines Motors und/oder eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs umfassen. Dadurch kann eine Korrelation mehrerer Bewegungsparameter für eine noch sicherere Feststellung einer missbräuchlichen und/oder bauteilschädigenden Nutzung durchgeführt werden. Beispielsweise lassen sich so Parkrempler durch eine kurzzeitig hohe Beschleunigung in Aufprallrichtung bei niedriger Geschwindigkeit und/oder niedriger Drehzahl noch besser identifizieren.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass eine schädigende Nutzung des Kraftfahrzeugs eine Schädigung eines lastaufnehmenden Bauteils des Kraftfahrzeugs umfasst. Dieses tragende Bauteil mag insbesondere einen Teil einer Fahrgastzelle und/oder einer Aufprallstruktur umfassen.
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Dabei mag eine schädigende und/oder missbräuchliche Nutzung des Kraftfahrzeugs insbesondere eine Schädigung eines faserverstärkten Bauteils des Kraftfahrzeugs umfassen, ist aber grundsätzlich nicht darauf beschränkt. Das faserverstärkte Bauteil mag insbesondere ein CFK(Kohlenstofffaserverstärkter oder Carbon-faserverstärkter Kunststoff)- oder ein GFK(Glasfaserverstärkter Kunststoff)-Bauteil sein.
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Allgemein ist die vorliegende Erfindung nicht auf faserverstärkte Bauteile von Kraftfahrzeugen beschränkt. Vielmehr kann die Erfindung auch auf Bauteile aus Stahl, Aluminium und/oder Kunststoffen bzw. Verbundwerkstoffen angewendet werden.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass eine missbräuchliche Nutzung des Kraftfahrzeugs eine Offroad-Nutzung umfasst, insbesondere bei nicht für eine Offroadnutzung auf nicht befestigten Straßen oder Wegen vorgesehenen Fahrzeugen. Die Feststellung einer Offroadnutzung ist durch die vertikale Beschleunigungsrichtung mit mehreren aufeinanderfolgenden Beschleunigungsspitzen vergleichsweise einfach feststellbar.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Bewegungsdaten in einem Datenspeicher des Kraftfahrzeugs lokal abspeicherbar sind. Dadurch können sie bei Bedarf, z. B. bei einem Werkstattbesuch oder bei einer Inspektion, ausgelesen werden. Die Bewegungsdaten mögen z. B. für eine vorbestimmte Zeitdauer unabhängig von einem Feststellen einer missbräuchlichen und/oder bauteilschädigenden Nutzung gespeichert werden. Die Bewegungsdaten mögen zusätzlich oder alternativ mit Feststellen einer missbräuchlichen und/oder bauteilschädigenden Nutzung dauerhaft bis zu einer zeitlich nicht vorgegebenen Löschung oder für eine vorbestimmte Zeitdauer gespeichert werden.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs fernauslesbar sind. Dadurch kann eine Beschädigungs- und/oder Missbrauchsanalyse auch dann vorgenommen werden, wenn sich das Fahrzeug außerhalb einer Werkstätte befindet.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Bewegungsdaten von dem Kraftfahrzeug aktiv aussendbar sind. Durch eine solche Meldung kann bei einer fahrzeugseitigen Feststellung einer möglichen missbräuchlichen und/oder bauteilschädigenden Nutzung eine Servicestelle (z. B. eine Werkstatt) darüber informiert werden und sich z. B. auf eine außerordentliche Inspektion oder einen Austausch mindestens eines Bauteils vorbereiten. Das aktive Aussenden mag ein durch das Fahrzeug selbstständig vorgenommenes oder ein nutzerausgelöstes Aussenden umfassen.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Kraftfahrzeug, welches zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignet ist. Dieses Fahrzeug mag insbesondere einen oder mehrere Beschleunigungssensoren aufweisen. Dieses Fahrzeug mag eine Auswerteeinrichtung zur Feststellung einer missbräuchlichen und/oder bauteilschädigenden Nutzung aufweisen, z. B. einen entsprechend eingerichteten Bordcomputer. Dieses Fahrzeug mag einen Speicher zum Speichern von Bewegungsdaten des Fahrzeugs aufweisen. Dieses Fahrzeug mag einen Sender zum Aussenden einer Meldung über eine missbräuchliche und/oder bauteilschädigende Nutzung und/oder zum Aussenden von Bewegungsdaten über die missbräuchliche und/oder bauteilschädigende Nutzung aufweisen.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
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Die einzige Figur zeigt einen möglichen Ablauf des Verfahrens in einem Kraftfahrzeug K. Das Kraftfahrzeug K mag beispielsweise ein Pkw mit einer Fahrgastzelle und/oder Karosse (o. Abb.) sein, welche Bauteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff aufweist. Das Kraftfahrzeug K weist ferner einen oder mehrere Beschleunigungssensoren als auch eine Auswerteeinheit zum Auswerten zumindest der durch den mindestens einen Beschleunigungssensor ermittelten Beschleunigungsdaten (o. Abb.) auf. Die Auswerteeinheit mag zudem zur Auswertung z. B. Bewegungsdaten in Form einer Drehzahl und/oder einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs K verwenden.
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In einem ersten Schritt S1 wertet das Kraftfahrzeug K im Betrieb zumindest die Beschleunigungsdaten aus und überwacht sie in einem Schritt S2 auf eine Überschreitung mindestens eines vorbestimmten Beschleunigungs-Schwellwerts. Der Beschleunigungs-Schwellwert mag z. B. von der Drehzahl, der Geschwindigkeit und/oder von einer Art der Beschleunigung (z. B. einem Vorliegen einer einzelnen Spitze oder einer Abfolge von Spitzen und/oder einer hauptsächlichen Beschleunigungsrichtung) abhängen.
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Wird in dem Schritt S2 keine Überschreitung des vorbestimmten Beschleunigungs-Schwellwerts festgestellt (Zweig „N”), wird die Auswertung in Schritt S1 ohne weitere Maßnahmen weitergeführt.
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Wird in dem Schritt S2 jedoch eine Überschreitung des mindestens einen vorbestimmten Beschleunigungs-Schwellwerts festgestellt (Zweig „J”), die auf eine missbräuchliche und/oder bauteilschädigende Nutzung des Kraftfahrzeugs K hindeutet, wird in einem Schritt S3 z. B. von einem Funksender (o. Abb.) des Kraftfahrzeugs K eine Meldung M ausgesandt, beispielsweise an eine vorbestimmte Servicestation Ser wie einen ausgewählten Händler, eine vorbestimmte Werkstätte oder einen anderen Servicepartner. Die Schritte S1 und S2 werden dabei weiterhin ausgeführt. Die Meldung M kann selbstständig durch das Kraftfahrzeug K oder ausgelöst durch einen Nutzer ausgesandt werden.
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Die Meldung M mag direkt an die vorbestimmte Servicestation an die Servicestation Ser gesendet werden. Alternativ mag die Meldung M über einen zwischengeschalteten Kommunikationspartner (o. Abb.) an die Servicestation Ser gesendet werden. Der zwischengeschaltete Kommunikationspartner (z. B. ein Rechenzentrum) mag beispielsweise eine fahrzeugexterne Verarbeitung von durch das Kraftfahrzeug K übermittelten Bewegungsdaten vornehmen. Die Feststellung der missbräuchlichen und/oder bauteilschädigenden Nutzung mag dabei zusätzlich zu der Feststellung des Kraftfahrzeugs K erfolgen, beispielsweise als eine Bestätigung, oder anstelle Feststellung durch das Kraftfahrzeug K, was einen Datenverarbeitungsaufwand des Kraftfahrzeugs K verringert.
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Die Servicestation Ser wird dadurch über eine mögliche Überbeanspruchung der Fahrgastzelle und/oder Karosse informiert. Im Rahmen der Servicetätigkeiten der Servicestation Ser kann diese den Kunden z. B. in die Werkstatt rufen und dort beispielsweise die Fahrgastzelle und/oder die Karosse auf Schädigung prüfen.
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In einer zusätzlichen oder alternativen Ausführung mag die Servicestation Ser oder eine andere Stelle nach der Meldung M eine Diagnoseabfrage starten, durch welche für die missbräuchliche und/oder bauteilschädigende Nutzung relevante Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs K fernabgefragt werden. Dadurch kann eine Schadensbestimmung in der Werkstatt vereinfacht werden, z. B. durch eine Eingrenzung auf bestimmte zu überprüfende Bauteile und/oder auf bestimmte Schadensformen.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Allgemein kann unter ”ein”, ”eine” usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von ”mindestens ein” oder ”ein oder mehrere” usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z. B. durch den Ausdruck ”genau ein” usw.
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Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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- K
- Kraftfahrzeug
- M
- Meldung
- S1
- Verfahrensschritt 1
- S2
- Verfahrensschritt 2
- S3
- Verfahrensschritt 3
- Ser
- Servicestation
