Verfahren zur Bestimmung einer Belastungsvorhersage für ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs Method for determining a load forecast for a component of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Belastungsvorhersage für ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs. The invention relates to a method for determining a load prediction for a component of a motor vehicle.
Bei der Auslegung von Kraftfahrzeugbauteilen wird When designing automotive components
üblicherweise eine über eine vorgegebene Lebensdauer zu erwartende Belastung für jedes Kraftfahrzeugbauteil usually a load to be expected for each motor vehicle component over a specified service life
ermittelt und das jeweilige Bauteil unter Berücksichtigung dieser Belastung ausgelegt. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die zu erwartende Belastung anhand von determined and the respective component designed taking this load into account. It is known from the prior art to determine the expected load on the basis of
Trainingsfahrten mit Kraftfahrzeugen eines Training trips with motor vehicles
Kraftfahrzeugtyps zu ermitteln, wobei der Kraftfahrzeugtyp dem Typen entspricht, für den das neue Bauteil ausgelegt werden soll. Zudem ist es aus der Druckschrift WO 2018/178 196 Al bekannt, die zur Ermittlung der Belastung To determine the type of vehicle, the type of vehicle corresponding to the type for which the new component is to be designed. It is also known from the publication WO 2018/178 196 A1 that is used to determine the load
erforderlichen Informationen während des Betriebs einer gesamten Kraftfahrzeugflotte zu ermitteln. Insbesondere bei einem derartigen Vorgehen können für die Ermittlung der Belastung zahlreiche unterschiedliche Streckenverläufe mit variierenden Fahrbahneigenschaften und Wetterbedingungen sowie unterschiedlichen Fahrereigenschaften ermittelt und bei der Bestimmung der zu erwartenden Belastung to determine the necessary information during the operation of an entire vehicle fleet. In particular with such a procedure, numerous different route courses with varying roadway properties and weather conditions as well as different driver properties can be determined for the determination of the load and when determining the load to be expected
berücksichtigt werden. be taken into account.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren eignen sich grundsätzlich zur Ermittlung einer konkreten Belastung für ein bestimmtes Bauteil, sofern sämtliche The methods known from the prior art are basically suitable for determining a specific load for a specific component, provided all of them
Modelleingangsgrößen vorgegeben werden. Um unterschiedliche Belastungen simulieren zu können, ist es erforderlich,
beispielsweise mehrere Geschwindigkeitsprofile für eine vorgegebene Strecke vorzugeben und auf dieser Grundlage mit den bekannten Belastungsmodellen entsprechende Belastungen zu bestimmen. Model input variables are specified. In order to be able to simulate different loads, it is necessary to for example, to specify several speed profiles for a given route and to determine corresponding loads on this basis with the known load models.
Zur Auslegung von Fahrzeugteilen ist es wünschenswert die Belastung des Bauteils bei einem typischen Fahrtverlauf zu ermitteln. Allerdings unterscheiden sich in der Realität Trainingsfahrten, auf deren Grundlage die Belastungsmodelle erstellt werden, auch wenn sie von einem professionellen Fahrer auf ein und derselben Trainingstrecke durchgeführt werden, leicht voneinander und führen zu unterschiedlichen Belastungsverläufen und, dementsprechend, Belastungen. Die Belastung und der Belastungsverlauf unterliegen in diesem Fall einer Wahrscheinlichkeitsverteilung, die die To design vehicle parts, it is desirable to determine the load on the component during a typical journey. However, in reality, training drives on the basis of which the load models are created, even if they are carried out by a professional driver on one and the same training route, differ slightly from one another and lead to different load profiles and, accordingly, loads. In this case, the load and the load profile are subject to a probability distribution that the
Wahrscheinlichkeit eines bestimmten Belastungszustandes in Abhängigkeit des verwendeten Trainingsfahrzeugs sowie des Streckenverlaufs der Trainingstrecke beschreibt. Derartige Einflüsse werden bei der Simulation von Belastungen und Belastungsverläufen bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren nicht berücksichtigt. Describes the probability of a certain load condition depending on the training vehicle used and the course of the training route. Such influences are not taken into account in the simulation of loads and load profiles in the methods known from the prior art.
Bei der Belastung handelt es sich um die Gesamtbelastung wie z. B. ein Lastspektrum, die während einer Fahrt auf das Bauteil gewirkt hat, während es sich bei dem The load is the total load such as B. a load spectrum that has acted on the component during a trip, while the
Belastungsverlauf um eine Zeitreihe einzelner Load history around a time series of individual
Belastungswerte handelt, die während der Fahrt auf das Bauteil gewirkt haben. Aus dem Belastungsverlauf kann die Belastung bestimmt werden. Is load values that acted on the component while driving. The load can be determined from the load profile.
Im Sinne der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung werden Daten, die für das Einlernen des Belastungsmodells
verwendet werden, mit dem Präfix „Training" bezeichnet. Daten, die mit dem Belastungsmodell erzeugt werden, tragen das Präfix „Prädiktion". For the purposes of the following description of the invention, data that are required for teaching in the load model are used, denoted by the prefix "training". Data that are generated with the stress model carry the prefix "prediction".
Als Aufgabe der Erfindung wird es angesehen, die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Ermittlung eines Belastungsverlaufs bzw. einer Belastung weiterzuentwickeln. It is seen as an object of the invention to further develop the methods known from the prior art for determining a load profile or a load.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Bestimmung einer Belastungsvorhersage für ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs gelöst, wobei in einem According to the invention, this object is achieved by a method for determining a load prediction for a component of a motor vehicle, wherein in one
Modellerstellungsvorgang ausgehend von einem Model creation process starting from a
Trainingsfahrtdatenkollektiv, einem Training trip data collective, one
Trainingsfahrzeugdatenkollektiv, und einem Training vehicle data collective, and one
Trainingsbelastungskollektiv ein Belastungsmodell mit einem Identifikationsverfahren erstellt wird, wobei das Training load collective, a load model is created with an identification method, with the
Trainingsfahrtdatenkollektiv eine Vielzahl von Training trip data collectively a variety of
Trainingsfahrtdatensätzen beinhaltet, die jeweils für eine Trainingsfahrt eines Trainingskraftfahrzeugs auf einer Trainingsstrecke bestimmte Streckenverlaufsdaten und/oder Fahrtbegleitdaten beinhalten, wobei das Contains training trip data sets that each contain route data and / or trip accompanying data for a training trip of a training motor vehicle on a training route, with the
Trainingsfahrzeugdatenkollektiv Fahrzeugdaten des bei der jeweiligen Trainingsfahrt verwendeten Training vehicle data collective Vehicle data of the used in the respective training drive
Trainingskraftfahrzeugs umfasst, wobei das Includes training vehicle, wherein the
Trainingsbelastungskollektiv Trainingsbelastungsdaten aufweist, wobei die Trainingsbelastungsdaten jeweils eine zu einem Trainingsfahrtdatensatz korrespondierende Training load collective has training load data, the training load data each corresponding to a training trip data set
messtechnisch erfasste oder auf Grundlage von Messgrößen berechnete Belastung des Bauteils aufweisen, wobei das Belastungsmodell eine Wahrscheinlichkeitsverteilung der aufgetretenen Belastung bei einer vorgegebenen have metrologically recorded or calculated on the basis of measured variables load on the component, the load model having a probability distribution of the load that has occurred for a given one
Trainingstrecke und/oder bei vorgegebenen Fahrtbegleitdaten
und/oder in Abhängigkeit vorgegebener Fahrzeugdaten Training route and / or given specified journey data and / or as a function of specified vehicle data
approximiert, sodass das Belastungsmodell ein Modell der Wahrscheinlichkeitsverteilung ist, und wobei in einem approximated so that the stress model is a model of the probability distribution, and where in a
Modellauswertungsvorgang die Belastungsvorhersage mit Hilfe des Belastungsmodells für eine vorgegebene Model evaluation process the load forecast with the help of the load model for a given
Prädiktionsstrecke und/oder für vorgegebene Prediction route and / or for predetermined
Prädiktionsfahrtbegleitdaten und/oder in Abhängigkeit vorgegebener Prädiktionsfahrzeugdaten eines Prediction trip accompanying data and / or depending on predefined prediction vehicle data one
Prädiktionsfahrzeugs bestimmt wurde. Vorteilhafterweise werden in dem Modellauswertungsvorgang zahlreiche Prediction vehicle was determined. Advantageously, numerous in the model evaluation process
Simulationen des Belastungsmodells für ein Simulations of the load model for a
Prädiktionsfahrzeug durchgeführt. Auf diese Weise kann man die streuenden Nutzungsbedingungen besser abdecken, sodass man am Ende ein besseres Bild der wahrscheinlich Prediction vehicle carried out. This way you can better cover the scattering terms of use, so that you probably get a better picture of the in the end
auftretenden minimalen und maximalen Belastungen erhält. received minimum and maximum loads occurring.
Die Modellierung der Wahrscheinlichkeitsverteilung stellt eine Generierung nicht-deterministischer bzw. statistischer Modelle auf Basis von Trainingsdaten dar, die The modeling of the probability distribution represents the generation of non-deterministic or statistical models on the basis of training data that
extrapolationsfähig im Hinblick auf neue capable of extrapolation with regard to new ones
Parameterkombinationen oder -sätze bzw. Parameter combinations or sets or
Fahrzeugkonfigurationen sind bzw. die extrapolationsfähig im Hinblick auf neue Fahrstrecken sind, wobei es in beiden beschriebenen Fällen keine Vergleichsmessungen gibt. Dabei spielt der Begriff Wahrscheinlichkeitsverteilung der Vehicle configurations are or are capable of extrapolation with regard to new routes, although there are no comparative measurements in both cases described. The term probability distribution plays a role here
Ausgangsgrößen eine wesentliche Rolle, weil das trainierte Modell Auftretenswahrscheinlichkeiten einer bestimmten Belastung abbildet (z. B. die Wahrscheinlichkeit, dass eine reale Belastung zu einem bestimmten Zeitpunkt aufgrund eines aktuellen Zustands einen bestimmten Wert annimmt) . Konkret heißt es, dass bei der Simulation eines solchen Belastungsmodells jede neue Simulation des trainierten
Modells zu einem anderen Ergebnis führt. Zum Beispiel, wenn es sich bei der Aufgabe um die Simulation einer Zeitreihe handelt, würde jede auf denselben Parameter basierende Simulation andere Zeitreihen liefern, die zwar voneinander abweichen aber aufgrund der Wahrscheinlichkeitsverteilung in einem realistischen Rahmen bleiben (z. B. jeder Output variables play an important role because the trained model depicts the probabilities of occurrence of a certain load (e.g. the probability that a real load assumes a certain value at a certain point in time due to a current state). Specifically, it means that when simulating such a load model, every new simulation of the trained Model leads to a different result. For example, if the task is to simulate a time series, each simulation based on the same parameters would deliver different time series that deviate from one another but remain within a realistic framework due to the probability distribution (e.g. each
Modellauswertungsvorgang, also jeder Simulationsdurchlauf eines trainierten Modells generiert ein anderes Ergebnis bzw. eine individuelle Zeitreihe, selbst wenn die Model evaluation process, i.e. every simulation run of a trained model generates a different result or an individual time series, even if the
Parametereingabe gleich bleibt) . Ein reales Beispiel für ein solches Verhalten in einem realen System ist die Parameter input remains the same). A real example of such behavior in a real system is the
Durchführung von Gesamtfahrzeugtests unter Fahrvorgaben: Dabei unterscheiden sich grundsätzlich Messfahrten Carrying out complete vehicle tests under driving specifications: Measurement drives differ fundamentally
voneinander, da sehr viele Einflussgrößen nicht from each other, as there are not very many influencing factors
beeinflussbar sind, auch wenn die Testfahrer sich bemühen das Fahrmanöver möglichst reproduzierbar zu fahren. Dies führt zu einer gewöhnlichen bzw. üblichen und can be influenced, even if the test drivers try to drive the maneuver as reproducibly as possible. This leads to an ordinary or usual and
unvermeidbaren Streuung. Genau diese Problematik wird mit dem erfindungsgemäßen Ansatz adressiert, in dem diese unavoidable scatter. Exactly this problem is addressed with the approach according to the invention in which this
Streuung ganz spezifisch modelliert und anschließend auch simuliert wird. Das ist ein wesentlicher Unterschied zu gängigen Modellierungsansätzen, die statische bzw. Scatter is modeled very specifically and then also simulated. This is an essential difference to common modeling approaches, which are static or
deterministische Modelle generieren. generate deterministic models.
Wenn ein solches nicht-deterministisches bzw. statistisches Modell erzeugt worden ist, kann damit eine hohe Anzahl an Simulationen mit gleichen Parametern durchgeführt werden (z. B. 10.000 Simulationen), um die komplette Streuung mit einer guten Granularität abzubilden, wobei jede Simulation zu einem anderen Ergebnis führt und wobei sämtliche If such a non-deterministic or statistical model has been generated, a large number of simulations with the same parameters can be carried out (e.g. 10,000 simulations) in order to map the complete scatter with good granularity, with each simulation being one different result leads and with all
Ergebnisse zusammengenommen die modellierte Results put together the modeled
Wahrscheinlichkeitsverteilung abbilden. Auf diese Weise
kann die Bandbreite der möglichen Systemantworten abgedeckt werden und können realitätsgetreuere Ergebnisse bzw. Map the probability distribution. In this way the range of possible system responses can be covered and more realistic results or
Simulationen generiert werden. Simulations are generated.
Das erfindungsgemäße Belastungsmodell stellt also kein Modell, welches - wie übliche Modellierungsansätze - deterministisch die Realität „so gut wie möglich" abbildet dar, sondern ein AI-basiertes datengetriebenes Modell, welches die Streuung der Belastung auf Grund nicht The load model according to the invention therefore does not represent a model which - as usual modeling approaches - depicts reality deterministically “as well as possible”, but an AI-based data-driven model that does not reflect the spread of the load due to the
erfassbarer Einflussgrößen lernt und die Realität mit diesen nicht erfassbaren Unsicherheiten abbildet. learns about measurable influencing variables and depicts reality with these undetectable uncertainties.
Dieser Ansatz kann auch nicht mit Regelungsansätzen This approach cannot be used with regulatory approaches either
verglichen werden, die zwar Unsicherheiten mitbetrachten können, aber die dabei nur mit Rückkopplung zum realen System arbeiten können. Bei dem erfindungsgemäßen Ansatz werden ausschließlich reine Simulationsmodelle verwendet, die aus realen Systemen lernen, um bisher nicht which can take into account uncertainties, but which can only work with feedback to the real system. In the approach according to the invention, only pure simulation models are used that learn from real systems, not previously
existierende Systeme abbilden zu können. Zu dieser to be able to map existing systems. To this
Prädiktion sind Regelungssysteme nicht fähig. Regulation systems are not capable of predictions.
Auch dürfen Modellgenauigkeit und Model accuracy and
Wahrscheinlichkeitsverteilung der Modellausgänge nicht verwechselt werden. Die Modellgenauigkeit ist die Probability distribution of the model outputs are not confused. The model accuracy is that
Abweichung zwischen einem Modell, welches bei jeder Deviation between a model, which for each
Simulation bei gleichen Parametern und Eingangsgrößen dasselbe Ergebnis liefert, und einer oder mehreren Simulation delivers the same result with the same parameters and input variables, and one or more
Messungen. Eine Bewertung der Wahrscheinlichkeitsverteilung wird jedoch nur dann möglich, wenn das Modell, wie das erfindungsgemäße Belastungsmodell, bei gleichen Parametern und Eingangsgrößen unterschiedliche Ergebnisse liefert. Da reale Messungen nie zu 100 % wiederholbar sind und immer
Abweichungen aufzeigen, bietet das beschriebene Verfahren ein umfassenderes und realistischeres Abbild der Measurements. However, an assessment of the probability distribution is only possible if the model, like the load model according to the invention, delivers different results with the same parameters and input variables. Because real measurements are never 100% repeatable and always Show deviations, the procedure described offers a more comprehensive and realistic representation of the
Wirklichkeit. Folglich kann durch das erfindungsgemäße Verfahren die Genauigkeit der Belastungsvorhersage durch die Abdeckung der möglichen Unsicherheiten auf Basis der Modellierung der Wahrscheinlichkeitsverteilung erhöht werden . Reality. Consequently, the method according to the invention can increase the accuracy of the load prediction by covering the possible uncertainties on the basis of the modeling of the probability distribution.
Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass es sich bei der Belastungsvorhersage um eine According to the invention it is advantageously provided that the load prediction is a
Belastungsverlaufsvorhersage handelt, wobei das Stress history prediction, where the
Trainingsbelastungskollektiv Trainingsbelastungszeitreihen aufweist, wobei die Trainingsbelastungszeitreihen jeweils einen zu einem Trainingsfahrtdatensatz korrespondierenden messtechnisch erfassten oder auf Grundlage von Messgrößen berechneten Belastungsverlauf des Bauteils aufweisen, wobei das Belastungsmodell die Wahrscheinlichkeitsverteilung des aufgetretenen Belastungsverlaufs approximiert, und wobei in dem Modellauswertungsvorgang die Training load collective has training load time series, the training load time series each having a load profile of the component that is measured or calculated on the basis of measured variables and corresponds to a training drive data set, the load model approximating the probability distribution of the load profile that has occurred, and where in the model evaluation process the
Belastungsverlaufsvorhersage bestimmt wird. Bei dem Stress history prediction is determined. In which
Modellauswertungsvorgang werden vorteilhafterweise eine Vielzahl von Prädiktionsbelastungszeitreihen ermittelt, wobei die bei den Prädiktionsbelastungszeitreihen jeweils berechneten einzelnen Belastungszustände wieder der In the model evaluation process, a large number of prediction load time series are advantageously determined, the individual load states calculated in each case for the prediction load time series again
Wahrscheinlichkeitsverteilung folgen. Auf diese Weise können beispielsweise die sich leicht voneinander Follow probability distribution. In this way, for example, you can easily move from each other
unterscheidenden Belastungsverläufe bei Trainingsfahrten eines Trainingsfahrers mit einem vorgegebenen differentiating load profiles during training drives of a training driver with a predetermined one
Trainingsfahrzeug auf einer bestimmen Trainingstrecke simuliert werden. Bei den ermittelten Belastungsverläufen handelt es sich jeweils um Zeitreihen. Da zur Simulation ein Modell der Wahrscheinlichkeitsverteilung des
Belastungsverlaufs, nämlich das Belastungsmodell verwendet wird, unterscheiden sich die simulierten Training vehicle can be simulated on a specific training route. The load profiles determined are time series. Since a model of the probability distribution of the The load curve, namely the load model used, differs from the simulated ones
Belastungsverlaufsvorhersagen voneinander, obwohl für die Simulation jeweils die gleichen Eingangsgrößen, nämlich die Prädiktionsstrecke und/oder die Load profile predictions from one another, although the same input variables for the simulation, namely the prediction path and / or the
Prädiktionsfahrtbegleitdaten und/oder die Prediction trip accompanying data and / or the
Prädiktionsfahrzeugdaten eines Prädiktionsfahrzeugs Prediction vehicle data of a prediction vehicle
verwendet werden. be used.
Die Trainingsfahrten werden vorteilhafterweise als geplante Versuchsfahrten durchgeführt. Es ist jedoch auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass es sich bei den The training drives are advantageously carried out as planned test drives. However, it is also possible and provided according to the invention that the
Trainingsfahrten um normale Straßenfahrten von beliebigen Kraftfahrzeugen handelt, wobei die für die Modellbildung erforderlichen Daten in den Kraftfahrzeugen erfasst und beispielsweise drahtlos an einen zentralen Server Training trips are normal road trips by any motor vehicle, with the data required for the modeling being recorded in the motor vehicle and, for example, wirelessly to a central server
übertragen werden. be transmitted.
Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass es sich bei den Trainingsfahrtdatensätzen um It is advantageously provided according to the invention that the training trip data sets are
Trainingsfahrtzeitreihen handelt. Die verschiedenen Training trip time series. The different
Trainingsfahrtzeitreihen können erfindungsgemäß Training trip time series can according to the invention
Zeitreihenabschnitte einer einzigen Trainingsfahrt Time series sections of a single training run
darstellen . represent.
Die Trainingsfahrtdatensätze können vorgegeben oder The training drive data sets can be specified or
messtechnisch erfasst werden. So ist es beispielsweise möglich, den Streckenverlauf aus einer vorliegenden Karte der Trainingstrecke zu ermitteln und vorzugeben oder den Streckenverlauf bei der Trainingsfahrt beispielsweise per GPS zu ermitteln.
Erfindungsgemäß kann das Belastungsmodell auf Grundlage einer probabilistischen Modellstruktur bestimmt werden. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Modellstrukturen bekannt, die die Approximation von are recorded by measurement. For example, it is possible to determine the course of the route from an existing map of the training route and to specify it or to determine the course of the route during the training drive, for example using GPS. According to the invention, the load model can be determined on the basis of a probabilistic model structure. Various model structures are known from the prior art which approximate
Wahrscheinlichkeitsverteilungen erlauben . Allow probability distributions.
Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Belastungsmodell auf Grundlage einer generativen The invention advantageously provides that the load model is based on a generative
Modellstruktur bestimmt wird. Auf diese Weise kann der Berechnungsaufwand zur Erstellung des Belastungsmodells erheblich verringert werden. Als Modellstruktur kommen vorteilhafterweise vollständig sichtbare Bayes-Netze oder ein gerichtetes Modell wie beispielsweise ein Variational Autoencoder. Bei einer besonders vorteilhaften Model structure is determined. In this way, the calculation effort for creating the load model can be reduced considerably. Completely visible Bayesian networks or a directional model such as a variational autoencoder are advantageously used as the model structure. With a particularly advantageous one
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Design of the method according to the invention is
vorgesehen, dass als Modellstruktur für das intended that as a model structure for the
Belastungsmodell ein Recurrent Conditional Generative Load model a recurrent conditional generative
Adverserial Network verwendet wird. Die Verwendung dieser Modellstrukturen für probabilistische Modelle sind dem Fachmann bekannt und werden beispielsweise in Ian Adverserial Network is used. The use of these model structures for probabilistic models are known to the person skilled in the art and are for example in Ian
Goodfellow, Yoshua Bengio, Aaron Courville: Deep Learning, mitp Verlag Frechen, ISBN: 9783958457003 beschrieben. Goodfellow, Yoshua Bengio, Aaron Courville: Deep Learning, mitp Verlag Frechen, ISBN: 9783958457003.
Um eine Modellgenauigkeit des ermittelten Belastungsmodells zu überprüfen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass In order to check a model accuracy of the determined load model, it is provided according to the invention that
zunächst der Modellauswertungsvorgang mit einer first the model evaluation process with a
vorgegebenen Prädiktionsstrecke und/oder für vorgegebene Prädiktionsfahrtbegleitdaten und/oder in Abhängigkeit vorgegebener Prädiktionsfahrzeugdaten eines predetermined prediction route and / or for predetermined prediction travel accompanying data and / or depending on predetermined prediction vehicle data one
Prädiktionsfahrzeugs mehrfach, das heißt beispielsweise 10.000 Mal, durchgeführt wird. Anschließend wird ein klassisches deterministisches Modell auf Basis der
simulierten Belastungsvorhersagen beispielsweise unter Verwendung eines Neuronalen-Netz-Ansatzes bestimmt. Die Genauigkeit dieses deterministischen Modells kann dann wie aus der klassischen deterministischen Modellbildung bekannt gegen reale Fahrt- und Belastungsdaten validiert werden. Hierzu wird häufig der Mean-Least-Squares-Error zwischen der Simulation und den realen Messdaten verwendet. Sofern hierbei eine angemessene Genauigkeit erreicht werden kann, kann davon ausgegangen werden, dass die Prediction vehicle multiple times, that is, for example 10,000 times, is performed. A classic deterministic model based on the simulated load predictions are determined, for example, using a neural network approach. The accuracy of this deterministic model can then be validated against real trip and load data, as known from classical deterministic modeling. The mean least squares error between the simulation and the real measurement data is often used for this purpose. Insofar as adequate accuracy can be achieved here, it can be assumed that the
Wahrscheinlichkeitsverteilung der Gesamtheit der Probability distribution of the totality of the
simulierten Belastungsvorhersagen der realen simulated load predictions of the real
Wahrscheinlichkeitsverteilung der Belastung entspricht und die Modellgüte des Belastungsmodells ausreichend ist. Corresponds to the probability distribution of the load and the model quality of the load model is sufficient.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dazu verwendet werden, realistische Belastungen und Belastungsverläufe unter vorgegebenen Bedingungen, das heißt für einen The method according to the invention can be used to calculate realistic loads and load profiles under specified conditions, that is to say for one
Streckenverlauf sowie einen Fahrzeugtyp, zu ermitteln. Auf diese Weise kann beispielsweise die Route and a vehicle type to determine. In this way, for example, the
Wahrscheinlichkeitsverteilung, die auf das Fahrverhalten des Trainingsfahrers bzw. der Trainingsfahrer Probability distribution that affects the driving behavior of the training driver or the training driver
zurückzuführen ist, abgebildet werden. due to be mapped.
Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass unterschiedliche Trainingsfahrtdatensätze However, it is also possible and provided according to the invention that different training trip data sets
Streckenverlaufsdaten sowie Fahrtbegleitdaten beinhalten, die unter voneinander abweichenden Trainingsbedingungen durchgeführt wurden. So ist es vorteilhafterweise möglich, Trainingsfahrten mit unterschiedlichen Trainingsfahrzeugen desselben Fahrzeugtyps auf einer Trainingstrecke Include route data as well as trip accompanying data that were carried out under differing training conditions. It is advantageously possible to carry out training drives with different training vehicles of the same vehicle type on a training route
durchzuführen, um eine beispielsweise durch eine carry out, for example, by a
Fertigungsstreuung oder andere Einflüsse beeinflusste
Wahrscheinlichkeitsverteilung für den Belastungsverlauf zu bestimmen . Manufacturing variance or other influences To determine the probability distribution for the load profile.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die unterschiedlichen Trainingsbedingungen darin bestehen, dass die According to the invention it is provided that the different training conditions are that the
Trainingsfahrten mit mindestens zwei verschiedenen Training rides with at least two different
Trainingskraftfahrzeugen durchgeführt wurden und/oder auf mindestens zwei unterschiedlichen Trainingstrecken Training vehicles were carried out and / or on at least two different training routes
durchgeführt wurden und/oder bei mindestens zwei have been carried out and / or at least two
verschiedenen Umgebungsbedingungen durchgeführt wurden. Es ist auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass verschiedene Versuchsparameter variiert werden, um ein allgemein gültiges Modell für die different environmental conditions. It is also possible and provided according to the invention that various test parameters are varied in order to obtain a generally valid model for the
Wahrscheinlichkeitsverteilung unter verschiedenen Probability distribution among different
Bedingungen zu ermitteln. Determine conditions.
Die Fahrzeugdaten beinhalten vorteilhafterweise eine The vehicle data advantageously include a
Fahrzeugmasse, ein Luftwiderstandsbeiwert und ein Vehicle mass, a drag coefficient and a
Reifendurchmesser des Trainingskraftfahrzeugs. Bei den Fahrzeugdaten handelt es sich grundsätzlich um vorgegebene Parameter des Trainingskraftfahrzeugs. Bei den Tire diameter of the training vehicle. The vehicle data are basically predetermined parameters of the training vehicle. Both
Fahrzeugdaten handelt es sich hingegen nicht um sich während des Betriebs des Kraftfahrzeugs ändernde Parameter wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit. Vehicle data, on the other hand, are not parameters that change during the operation of the motor vehicle, such as a vehicle speed.
Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Trainingskraftfahrzeuge von einem anderen Fahrzeugtyp sind als das Prädiktionsfahrzeug. Auf diese Weise können mit Hilfe des Belastungsmodells unterschiedliche According to the invention, it is advantageously provided that the training vehicles are of a different vehicle type than the prediction vehicle. In this way, with the help of the load model, different
Belastungsverläufe für verschiedene Fahrzeugtypen ermittelt werden, die einer realistischen Belastungsverteilung folgen .
Um in dem Belastungsmodell eine Belastungsdynamik zu berücksichtigen, ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, dass in dem Belastungsmodell eine Dynamik einer Bauteilbelastung über den gefahrenen oder vorgegebenen Streckenverlauf berücksichtigt wird. Load profiles are determined for different vehicle types that follow a realistic load distribution. In order to take into account a load dynamic in the load model, it is also provided according to the invention that a dynamic of a component load over the driven or predetermined route is taken into account in the load model.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand eines in der Zeichnung Further advantageous embodiments of the method according to the invention are illustrated in the drawing
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. illustrated embodiment explained in more detail.
Es zeigt: It shows:
Figur 1 ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figure 1 is a schematically represented flow chart of the method according to the invention,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Figure 2 is a schematic representation of a
Belastungskollektivs bestehend aus Belastungszeitreihen und Load collective consisting of load time series and
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Figure 3 is a schematic representation of a
Belastungskollektivs aufgetragen über kumulierte Load collective plotted over cumulative
Lastzyklen . Load cycles.
Bei dem in Figur 1 schematisch dargestellten Verfahren 1 wurden in einem Versuchsvorgang 2 zunächst eine Vielzahl von Trainingsfahrten von einem einzelnen Trainingsfahrer oder von verschiedenen Trainingsfahrern mit einem In the method 1 shown schematically in FIG. 1, a large number of training drives by a single training driver or by different training drivers with a
Trainingskraftfahrzeug oder mit verschiedenen Training vehicle or with various
Trainingskraftfahrzeugen auf einer einzigen Trainingstrecke oder auf verschiedenen Trainingsstrecken durchgeführt und die bei den verschiedenen Trainingsfahrten aufgetretenen
Belastungszeitreihen ermittelt. Zudem wurden für jede Training vehicles carried out on a single training route or on different training routes and which occurred during the various training drives Load time series determined. In addition, for each
Trainingsfahrt Streckenverlaufsdaten bestimmt. Training drive route data determined.
Ausgehend von den aus diesen Zeitreihendaten gebildeten Belastungszeitreihenkollektiv und On the basis of the load time series collective formed from this time series data and
Trainingsfahrtdatenkollektiv sowie von Fahrzeugdaten des Trainingsfahrzeugs oder der Trainingskraftfahrzeuge Collective training trip data and vehicle data from the training vehicle or training vehicles
umfassenden Trainingsfahrzeugdatenkollektivs werden in einem Modellerstellungsvorgang 3 ein comprehensive training vehicle data collective are in a model creation process 3 a
Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Belastungsverläufe approximierendes Belastungsmodell bestimmt. Auf Grundlage dieses Modells können dann in einem Probability distributions of the load profiles approximating load model determined. Based on this model, a
Modellauswertungsvorgang 4 zahlreiche Belastungen bestimmt und für eine Simulation beispielsweise einer Belastung eines bestimmten Bauteils eines sich noch in der Model evaluation process 4 determines numerous loads and for a simulation, for example, a load on a certain component of a still in the
Entwicklung befindlichen Kraftfahrzeugs verwendet werden. Die ermittelten Belastungsverläufe folgen dabei wiederum den mit dem Modell approximierten Motor vehicle under development can be used. The determined load profiles in turn follow those approximated with the model
Wahrscheinlichkeitsverteilungen der bei den Probability distributions of the
Trainingsfahrten ermittelten Trainingsdaten. Training drives determined training data.
In Figur 2 ist schematisch ein Belastungskollektiv 5 dargestellt. Das Belastungskollektiv 5 besteht aus einer Vielzahl von Belastungszeitreihen, die einer A load spectrum 5 is shown schematically in FIG. The load collective 5 consists of a large number of load time series that one
Wahrscheinlichkeitsverteilung folgen. In der Zeichnung sind schematisch ein wahrscheinlichster Belastungsverlauf 6 sowie Streuungsbereichsgrenzen 7 dargestellt. Follow probability distribution. In the drawing, a most likely load profile 6 and scatter range limits 7 are shown schematically.
Figur 3 zeigt schematisch ein Belastungskollektiv 5. In der Darstellung sind Belastungen über kumulierte Lastzyklen aufgetragen. Bei der Darstellung treten größere Belastungen seltener auf als kleine Belastungen. Zudem ist eine durch
die Streuungsbereichsgrenzen 7 gekennzeichnete Streuung der Ausprägungen großer Lasten größer als die kleinen Lasten.
FIG. 3 shows a schematic of a load spectrum 5. In the illustration, loads are plotted against cumulative load cycles. In the representation, larger loads occur less often than small loads. In addition, one is through the variation range limits 7 marked variation of the characteristics of large loads greater than the small loads.