DE102016221809B4

DE102016221809B4 - Analysieren einer Fahrbahnunebenheit durch Filtern von Anregungen mittels Bandpassfilter

Info

Publication number: DE102016221809B4
Application number: DE102016221809.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Noll
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2036-11-09
Also published as: DE102016221809A1

Abstract

Verfahren zum Analysieren einer Fahrbahnunebenheit (21) einer Fahrbahn (20) für ein Fahrzeug (1), mit den Schritten:- Erfassen zumindest eines Signals (Zs), welches eine Position und/oder Bewegung des Fahrzeugs (1) betrifft,- Filtern des Signals mittels eines Bandpassfilters (15,16) in einen Frequenzbereich (F),- Ermitteln einer ersten Größe (A) betreffend das gefilterte Signal (Zf) über die Zeit, und- Ermitteln eines Wertes für eine zweite Größe (B) anhand der ersten Größe (A), wobei mittels der zweiten Größe (B) die Fahrbahnunebenheit (21) charakterisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass- das Signal (Zs) mittels zumindest zweier Bandpassfilter (15,16) in jeweilige Frequenzbereiche (F1, F2) gefiltert wird,- die erste Größe (A1) aus einem der Frequenzbereiche (F1) und eine weitere erste Größe (A2) aus dem anderen der beiden Frequenzbereiche (F2) ermittelt werden, und- zusätzlich eine dritte Größe (C), welche eine Frequenzabhängigkeit und/oder eine Welligkeit (W) der zweiten Größe (B) betrifft, anhand jeweiliger Werte für die zweite Größe (B) in den jeweiligen Frequenzbereichen (F1, F2) ermittelt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Analysieren einer Fahrbahnunebenheit einer Fahrbahn für ein Fahrzeug, wobei ein Signal, welches eine Position und/oder Bewegung des Fahrzeugs betrifft, erfasst wird und durch Auswerten des Signals die Fahrbahnunebenheit charakterisiert wird.
Die DE 100 12 131 A1 offenbart ein System zur Regelung eines Fahrwerks eines Fahrzeugs, welches dazu ausgebildet ist, Signale zu erfassen, die niederfrequente bis höherfrequente Fahrbahnunebenheiten an den vorderen Rädern beschreiben, und anhand der erfassten Signale Stellgrößen für das Ausregeln der Fahrbahn Unregelmäßigkeiten durch ein Wankstabilisierungssystem an den hinteren und vorderen Rädern zu gewinnen.
Die DE 10 2006 039 353 A1 stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung, im Rahmen dessen eine Stelleinrichtung einer Radfedereinrichtung in Abhängigkeit von einer Vorhersagegröße, die das Höhenprofil einer Fahrstrecke wieder gibt, derart angesteuert wird, dass die Radfedereinrichtung des Fahrzeugs angepasst wird.
Ferner ist aus der DE 10 2013 208 521 A1 ist ein Verfahren zum kollektiven Erlernen und Erstellen eines digitalen Straßenmodells bekannt. Dabei werden von einer Mehrzahl von Fahrzeugen Trajektorien- und Perzeptionsdaten erfasst, anhand derer das digitale Straßenmodell erstellt werden kann.
Die DE 39 28 343 A1 betrifft ein aktiv geregeltes Dämpfersystem zur Verbesserung des Fahrverhaltens von Kraftfahrzeugen. Hierzu ist eine Dämpfung eines Stoßdämpfers elektrisch einstellbar. Das Signal aus Wegaufnehmern kann Informationen über die Unebenheit der Straße, über die Rauigkeit des Fahrbahnbelags und Bodenwellen enthalten. Diese Information kann dazu genutzt werden, Kennwerte der Stoßdämpfer auf die für die jeweilige Fahrbahn erfahrungsgemäß besten Werte automatisch einzustellen.
Die DE 10 2015 202 405 A1 betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Fahrwerks eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Ermitteln eines Fahrbahnprofils für eine in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug in der Fahrbahn sowie eines ersten Ausschnitts daraus. Außerdem umfasst das Verfahren das Bestimmen einer maximalen vertikalen Auslenkung aus dem ersten Ausschnitt. Anhand einer anhand dessen zugewiesenen Profilklasse wird ein Fahrwerk des Fahrzeugs eingestellt.
Die Publikation Benz, Rüdiger: „Fahrzeugsimulation zur Zuverlässigkeitsabsicherung von karosseriefesten Kfz-Komponenten“, Karlsruhe, Universität-Verlag Karlsruhe, 2008 beschreibt die grundlegende Charakterisierung eines Fahrbahnprofils mittels einer spektrale Unebenheitsdichte und einer sogenannten Welligkeit, welche eine Frequenzabhängigkeit der spektrale Unebenheitsdichte beschreibt.
Die Fahrbahnunebenheit kann durch eine spektrale Unebenheitsdichte mit einer geringem Datenmenge beschrieben werden. Die spektrale Unebenheitsdichte kann durch eine Frequenzanalyse aus ermittelten Daten, welche beispielsweise eine Fahrbahnhöhe beschreiben, ermittelt werden. Hierfür ist jedoch ein hoher Rechenaufwand vonnöten.
Der Stand der Technik besitzt den Nachteil, dass zum Beschreiben einer Fahrbahnunebenheit einer Fahrbahn große Datenmengen und/oder eine hohe Rechenleistung nötig ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Fahrbahnunebenheit einer Fahrbahn mit geringem Rechenaufwand und einer geringen Datenmenge zu beschreiben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Analysieren einer Fahrbahnunebenheit einer Fahrbahn für ein Fahrzeug. Dabei liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, ein Signal, welches beispielsweise eine Auslenkung eines Stoßdämpfers des Fahrzeugs beschreibt, mittels eines Bandpassfilters zu filtern, um eine aufwendige Frequenzanalyse zumindest teilweise zu ersetzen. Im Allgemeinen wird dabei zumindest ein Signal erfasst, welches eine Position und/oder Bewegung des Fahrzeugs betrifft. Insbesondere betrifft das Signal eine Position und/oder Bewegung des Fahrzeugs relativ zu einer Fahrbahnoberfläche der Fahrbahn. Beispielsweise betrifft das Signal einen Abstand des Fahrzeugs von der Fahrbahnoberfläche. Das erfasste Signal wird mittels eines Bandpassfilters in einen Frequenzbereich gefiltert. Insbesondere werden Frequenzanteile des Signals, welche nicht Teil des Frequenzbereichs sind, gedämpft oder aus dem Signal herausgefiltert. In einem weiteren Schritt wird eine erste Größe ermittelt, welche das gefilterte Signal über die Zeit betrifft. Beispielsweise betrifft die erste Größe einen zeitlichen Verlauf des gefilterten Signals, eine Integration des gefilterten Signals oder eine Summation des gefilterten Signals über die Zeit. Anhand der ersten Größe wird ein Wert für eine zweite Größe ermittelt, wobei mittels der zweiten Größe die Fahrbahnunebenheit charakterisiert wird. Beispielsweise wird die zweite Größe anhand einer Extraktionsvorschrift, insbesondere einer mathematischen Extraktionsvorschrift, anhand der ersten Größe ermittelt. Durch Filtern des Signals mittels des Bandpassfilters oder mittels mehrerer Bandpassfilter in einen oder mehrere Frequenzbereiche, kann auf eine rechenintensive Frequenzanalyse verzichtet werden und die Fahrbahnunebenheit dennoch mittels einer geringen Datenmenge beschrieben werden.
Zusätzlich zu der zweiten Größe wird eine dritte Größe, welche eine Frequenzabhängigkeit und/oder eine Welligkeit der zweiten Größe betrifft, anhand der ersten Größe und/oder der zweiten Größe ermittelt. Beispielsweise weist die zweite Größe eine Frequenzabhängigkeit auf, welche durch die dritte Größe als Parameter charakterisiert wird. Beispielsweise kann der frequenzabhängige Verlauf der zweiten Größe, insbesondere in doppelt logarithmische Darstellung, durch eine Gerade approximiert werden, wobei die dritte Größe bzw. ein Wert der dritten Größe die Steigung der Geraden angibt. Anhand der zweiten Größe und der dritten Größe lässt sich die Fahrbahnunebenheit der Fahrbahn besonders umfassend beschreiben.
Die Erfindung sieht vor, dass das Signal mittels zumindest zweier Bandpassfilter in jeweilige Frequenzbereiche gefiltert wird. Für jeden der jeweiligen Frequenzbereiche kann eine jeweilige erste Größe ermittelt werden. Insbesondere wird die erste Größe aus einem der Frequenzbereiche und eine weitere erste Größe aus dem anderen der beiden Frequenzbereiche ermittelt. Die jeweiligen Frequenzbereiche können aneinander angrenzen, einander überlappen oder eine Frequenzlücke zwischen einander aufweisen. Der Wert für die dritte Größe kann dann anhand mehrerer Werte für die zweite Größe ermittelt werden. Weist beispielsweise die zweite Größe einen bekannten, insbesondere geradlinigen, frequenzabhängigen Verlauf auf, so kann anhand der mehreren Werte für die zweite Größe für die jeweiligen Frequenzbereiche die dritte Größe auf besonders einfache Art und Weise ermittelt werden. Beispielsweise weist in doppelt logarithmischer Darstellung die zweite Größe einen linearen Verlauf über die Frequenz auf und es werden zwei Werte für die zweite Größe für die beiden Frequenzbereiche ermittelt. Die Steigung einer Geraden, welche den Verlauf der zweiten Größe approximiert, ist dann durch die zwei Werte für die zweite Größe festgelegt.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Signal von einem Element einer Federungseinrichtung eines oder mehrerer Räder des Fahrzeugs als Erfassungseinrichtung erfasst wird. Beispielsweise beschreibt das digitale oder analoge Signal eine Auslenkung der Federungseinrichtung, welche das Signal erfasst und/oder ausgibt. Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Signal von einer Abstandsmesseinheit als Erfassungseinrichtung erfasst wird. Insbesondere ist die Abstandsmesseinrichtung als lasergestützter Abstandsmesser ausgebildet.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Signal von einem Element einer Inertialsensorik als Erfassungseinrichtung erfasst wird. Beispielsweise beschreibt das digitale oder analoge Signal der Inertialsensorik eine Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus in vertikaler Richtung, wobei durch eine zeitliche Auswertung des Signals, insbesondere Integration des Signals, eine Auslenkung des Fahrzeugaufbaus erfasst und/oder ausgegeben wird. Die Inertialsensorik eine Kombination mehrerer Inertialsensoren, insbesondere eine Kombination mehrerer Beschleunigungssensoren, vorzugsweise in vertikaler Richtung, umfassen.
Demzufolge kann als Signal eine Auslenkung zwischen einem Radträger und einem Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs und/oder ein Höhensignal des Fahrzeugaufbaus über der Fahrbahn als das Signal erfasst werden. Auf diese Weise kann auf besonders einfache Art und Weise ein Signal, insbesondere ein Straßenhöhenprofil, erfasst werden, welches die Fahrbahnunebenheit charakterisiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Größe eine spektrale Unebenheitsdichte der Fahrbahn betrifft und/oder die dritte Größe eine Welligkeit der Unebenheitsdichte betrifft. Die spektrale Unebenheitsdichte ist ein Maß, durch welches die Fahrbahnunebenheit anhand von Anregungen des Fahrzeugs, welche aus der Fahrbahnunebenheit resultieren, beschrieben werden kann. Insbesondere wird das Fahrzeug durch die Fahrbahnunebenheit zu einer gedämpften Schwingung in Vertikalrichtung und/oder einer Federbewegung angeregt. Insbesondere wird die spektrale Unebenheitsdichte frequenzabhängig ermittelt. Vorzugsweise gibt die spektrale Unebenheitsdichte an, wie viele Anregungen des Fahrzeugs in einem vordefinierten Frequenzintervall in einem vordefinierten Zeitfenster auftreten. Die spektrale Unebenheitsdichte kann durch eine Gerade approximiert werden, insbesondere bei logarithmischer Auftragung gegen eine Frequenz beziehungsweise eine Anregungskreisfrequenz in logarithmische Darstellung. Als die dritte Größe kann dann die Steigung der Geraden, welche die spektrale Unebenheitsdichte approximiert, auch Welligkeit genannt, ermittelt werden. Durch die spektrale Unebenheitsdichte als zweite Größe und die Welligkeit als dritte Größe kann die Fahrbahnunebenheit bei einer geringen Datenmenge umfassend beschrieben werden.
Insbesondere kann mittels der ersten Größe und/oder der zweiten Größe und/oder der dritten Größe eine Klassifizierung der Fahrbahnunebenheit nach ISO 8608:1995(E) durchgeführt werden. Durch eine derartige Klassifizierung der Fahrbahnunebenheit nach einem genormten Verfahren, kann die ermittelte Fahrbahnunebenheit standardisiert und vorzugsweise besonders gut vergleichbar durchgeführt werden.
Insbesondere kann die zweite Größe und/oder die dritte Größe und/oder die Klassifizierung als Fahrbahndaten lokal, insbesondere in dem Fahrzeug, gespeichert werden und/oder an eine Datensammelstelle gesendet werden. Die Fahrbahndaten können lokal in einer Speichereinrichtung, vorzugsweise einer Festplatte oder einem Flash Speicher beispielsweise eines Navigationssystems oder eines Fahrerassistenzsystems, gespeichert werden. Alternativ oder zusätzlich können die Fahrbahndaten an eine Servereinrichtung als Datensammelstelle gesendet werden. Auf diese Weise kann die ermittelte Fahrbahnunebenheit der Fahrbahn, welche insbesondere durch das Fahrzeug, vorzugsweise jedoch durch viele Fahrzeuge, ermittelt wurde, in der Datensammelstelle zentral gespeichert werden. Auf diese Weise ermöglicht das vorliegende Verfahren den Aufbau einer Datenbank, welche die Fahrbahnunebenheit von Fahrbahnen betrifft, ohne aufwendige Berechnungen im Fahrzeug und ohne die Übertragung großer Datenmengen. Die Fahrbahndaten können über eine mobile Datenverbindung, beispielsweise über das Mobilfunknetz oder über Wi-Fi, an die Datensammelstelle gesendet werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fahrbahndaten zur Anpassung einer vorbestimmten Fahrwerkseigenschaft eines Fahrwerks des Fahrzeugs verwendet werden. Beispielsweise kann die vorbestimmte Fahrwerkseigenschaft des Fahrwerks in Abhängigkeit von der zweiten Größe und/oder der dritten Größe, insbesondere der spektrale Unebenheitsdichte und/oder der Welligkeit der spektrale Unebenheitsdichte, angepasst werden. Beispielsweise kann die vorbestimmte Fahrwerkseigenschaft durch Verändern einer Federhärte und/oder einer Tieferlegung des Fahrwerks angepasst werden. Hierzu können momentan erfasste Fahrbahndaten und/oder über eine vorbestimmte Zeitspanne gemittelte, gespeicherte und aus der Speichereinheit abgerufene Fahrbahndaten und/oder von der Datensammelstelle empfangene Fahrbahndaten verwendet werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Fahrbahndaten zur Anpassung einer vorbestimmten Fahrwerkseigenschaft eines Fahrwerks an zumindest ein weiteres Fahrzeugs gesendet werden. Insbesondere umfasst die Datensammelstelle eine Straßenkarte, welche Fahrbahndaten für zumindest einen Teil der in der Straßenkarte enthaltenen Straßen umfasst. Vorzugsweise werden von der Datensammelstelle Fahrbahndaten an eine Vielzahl von weiteren Fahrzeugen gesendet, wobei an das weitere Fahrzeug jeweilige an einen Standort des weiteren Fahrzeugs angepasste Fahrbahndaten gesendet werden. Beispielsweise werden an das weitere Fahrzeug diejenigen Fahrbahndaten gesendet, welche eine momentan durch das weitere Fahrzeug befahrene Route betreffen. Vorzugsweise werden die Fahrbahndaten mittels einer mobilen Datenverbindung an das weitere Fahrzeuge gesendet. Aufgrund der Charakterisierung der Fahrbahnunebenheit durch die zweite Größe und/oder die dritte Größe und/oder die Klassifizierung der Fahrbahnunebenheit im Rahmen der Fahrbahndaten ist für die Charakterisierung der Fahrbahnunebenheit beim Senden und oder Empfangen nur ein geringes Datenaufkommen nötig.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Steuergerät zum Analysieren einer Fahrbahnunebenheit einer Fahrbahn für ein Fahrzeug. Das Steuergerät umfasst eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen zumindest eines Signals, welches eine Position und/oder Bewegung des Fahrzeugs betrifft. Die Erfassungseinrichtung des Steuergeräts kann insbesondere als Empfangseinheit ausgebildet sein, welche das Signal von einer Erfassungseinrichtung des Fahrzeugs erfasst bzw. empfängt. Das Steuergerät umfasst außerdem einen Bandpassfilter zum Filtern des Signals in einen Frequenzbereich. Der Bandpassfilter kann als passiver Filter, beispielsweise durch eine Anordnung von Widerständen, Spulen und/oder Kondensatoren, als aktiver Filter, beispielsweise durch eine Anordnung mit einem oder mehreren Operationsverstärkern, oder als digitaler Filter, beispielsweise als Algorithmus in einer Recheneinheit, ausgebildet sein. Eine Ermittlungseinheit ist zum Ermitteln einer ersten Größe ausgebildet, welche das gefilterte Signal über die Zeit betrifft. Die Ermittlungseinheit ist außerdem zum Ermitteln eines Wertes für eine zweite Größe anhand der ersten Größe ausgebildet, wobei mittels der zweiten Größe die Fahrbahnunebenheit charakterisiert wird.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit dem oben genannten Steuergerät.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Perspektivansicht eines Fahrzeugs mit vier Rädern, deren Auslenkung als Signal erfasst wird;
2 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens;
3 einen Graphen eines beispielhaften Verlaufs einer ersten Größe und zweier gefilterter Signale;
4 einen ersten Graphen eines beispielhaften Verlaufs einer zweiten Größe;
5 anhand eines zweiten Graphen eine erste Möglichkeit zum Ermitteln eines Wertes für eine zweite Größe; und
6 anhand eines weiteren Graphen eine zweite Möglichkeit zum Ermitteln eines Wertes für eine zweite Größe und/oder eine dritte Größe.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
1 zeigt ein Fahrzeug 1, vorliegend ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftwagen, vorzugsweise ein Pkw. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Steuergerät 17, welches wiederum eine Ermittlungseinheit 14, sowie z.B. zwei Bandpassfilter 15, 16 umfasst. Das Fahrzeug 1 weist vorliegend vier Räder 11 auf, die mittels einer Federungseinrichtung 10 Federn an dem Fahrzeug 1 gelagert sind. Zwei Räder 11 einer Achse 19 können über einen Stabilisator 12 elastisch verbunden sein. Insbesondere ist eine Federungsgröße der Federungseinrichtung, beispielsweise eine Federhärte, ein Dämpfungsverhalten und/oder ein Relaxationsverhalten, als eine vorbestimmte Fahrwerkseigenschaft eines Fahrwerks des Fahrzeugs 1 veränderbar. Insbesondere ist die Federungseinrichtung 10 Teil des Fahrwerks des Fahrzeugs 1. Dadurch kann ein Einlenkverhalten, ein Federungsverhalten und/oder eine Fahrdynamik des Fahrzeugs 1 verbessert und/oder angepasst werden. Die vier Räder 11 des Fahrzeugs 1 weisen jeweils einen vordefinierten Abstand zu einem vordefinierten Punkt M, insbesondere Mittelpunkt, des Fahrzeugs 1 auf. Vorliegend ist dieser Abstand bezüglich einer Fahrzeuglängsrichtung längst zur Normalfahrtrichtung des Fahrzeugs 1 durch den Vektor Lv für die vorderen Räder 11 der vorderen Achse 19 und den Vektor Lh für die hinteren Räder 11 der hinteren Achse 19 charakterisiert. In Fahrzeugquerrichtung, quer zu der Normalfahrtrichtung des Fahrzeugs 1, ist der Abstand durch die Vektoren Bv,i, Bv,ii, Bh,iii und Bh,iv charakterisiert. Durch die genannten sechs Vektoren und/oder durch andere Vektoren kann eine Position der Räder 11 zueinander und/oder zu dem vordefinierten Punkt M, insbesondere dem Mittelpunkt, definiert sein.
Vorliegend umfasst die Federungseinrichtung 10 jedes Rades 11 des Fahrzeugs 1 eine Erfassungseinrichtung 13 zum Erfassen eines jeweiligen Signals Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv, welche insbesondere eine Auslenkung zwischen dem Rad 11 und/oder einem Radträger sowie dem Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs 1 betrifft. Vorzugsweise betreffen die jeweiligen Signale Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv die Auslenkung eines Federelements des Fahrzeugs 1.
Optionalerweise können die jeweiligen Signale Zr,i, Zr,ii der vorderen Räder 11 durch einen Allpassfilter verzögert werden. Die Verzögerung des Allpassfilters ist insbesondere von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 abhängig und entspricht vorzugsweise derjenigen Zeitdauer, zum Zurücklegen einer Strecke, die einem Achsabstand der beiden Achsen 19 entspricht, benötigt wird. Durch den Allpassfilter kann insbesondere das jeweilige Signal Zr,i beziehungsweise Zr,ii einer vorderen Erfassungseinrichtung 13 demjenigen jeweiligen Signal Zr,iii beziehungsweise Zr,iv einer derselben Spur zugeordneten Erfassungseinrichtung 13 entsprechen.
Das Fahrzeug 1 kann als Straßenbeobachter ausgebildet sein oder einen Straßenbeobachter, insbesondere eine Auswerteeinheit zur Charakterisierung der Fahrbahn 20, umfassen. Durch den Straßenbeobachter können Fahrzeugdaten, beispielsweise Radeinfederungswege, Beschleunigungen, insbesondere Vertikalbeschleunigungen, eine Wankrate, die ein Wanken des Fahrzeugs 1 betrifft, eine Nickrate, die ein Nicken des Fahrzeugs 1 betrifft, ermittelt werden. Die Fahrzeugdaten umfassen vorzugsweise die jeweiligen Signale Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv. Anhand der Fahrzeugdaten kann ein Höhenprofilsignal für das Fahrzeug und/oder jeweiliges Höhenprofilsignal Zs,i, Zs,ii, Zs,iii, Zs,iv für einzelne, insbesondere alle, Räder 11 erfasst werden.
Es wird ein Signal Zs erfasst, welches eine Position und/oder Bewegung des Fahrzeugs 1 betrifft. Insbesondere betrifft das Signal Zs eine Fahrbahnunebenheit 21 einer Fahrbahn 20 für das Fahrzeug 1 und/oder ein Höhenprofil der Fahrbahn 20 und/oder eine Auslenkung zwischen einem Radträger und einem Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs 1 und/oder ein Höhensignal des Fahrzeugaufbaus bzw. des Fahrzeugs 1 über der Fahrbahn als Signal Zs. Beispielsweise kann das Signal Zs durch eine optische Messeinrichtung erfasst werden. Beispielsweise erfasst ein Abstandsmessgerät, beispielsweise mit einem Laser, dass Höhensignal des Fahrzeugaufbaus über der Fahrbahn als das Signal Zs. Alternativ oder zusätzlich kann das Signal Zs mittels eines Radarsensors, eines Ultraschallsensors, eines Lidar-Sensors und/oder einer Kamera, insbesondere einer Stereokamera, erfasst werden. Vorzugsweise beschreibt das Signal Zs das Straßenhöhenprofil oder entspricht dem Straßenhöhenprofil.
Mittels einer vordefinierten Erfassungsvorschrift 18 kann aus den jeweiligen Höhenprofilsignalen Zs,i, Zs,ii, Zs,iii, Zs,iv und/oder den jeweiligen Signalen Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv das Signal Zs erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Signals Zs anhand der durch den Straßenbeobachter ermitteltem Fahrzeugdaten erfasst werden. Die vordefinierte Erfassungsvorschrift 18 kann Teil des Straßenbeobachters, insbesondere der Auswerteeinheit, sein. Beispielsweise kann im Rahmen der vordefinierten Erfassungsvorschrift 18 das Signal Zs als Summe, Standardabweichung oder Durchschnitt der jeweiligen Signale Zs,i, Zs,ii, Zs,iii, Zs,iv und/oder der jeweiligen Signalen Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv gebildet werden. Alternativ kann das Signal Zs einem der jeweiligen Signale Zs,i, Zs,ii, Zs,iii, Zs,iv und/oder der jeweiligen Signalen Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv entsprechen oder mehrere Signale Zs entsprechen jeweils einem der jeweiligen Signale Zs,i, Zs,ii, Zs,iii, Zs,iv und/oder der jeweiligen Signalen Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv.
2 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens. Dabei wird zunächst das Signal Zs erfasst, vorliegend anhand der vordefinierten Erfassungsvorschrift 18 aus den jeweiligen Signalen Zs,i, Zs,ii, Zs,iii, Zs,iv. Anschließend kann das Signal Zs mittels des Bandpassfilters 15, 16 in einen Frequenzbereich F gefiltert werden. Durch den Bandpassfilter 15, 16 wird somit ein gefiltertes Signal Zf erzeugt. Vorliegend wird das Signal Zs mittels eines ersten Bandpassfilters 15 in einen ersten Frequenzbereich F1 gefiltert, wodurch ein erstes gefilterte Signal Zf1 erzeugt wird. Vorliegend wird das Signal Zs zusätzlich durch einen zweiten Bandpassfilter 16 in einen zweiten Frequenzbereich F2 gefiltert, wodurch ein zweites gefilterte Signal Zf2 erzeugt wird.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist alternativ oder zusätzlich eine Filterung eines oder mehrerer der jeweiligen Höhenprofilsignale Zs,i, Zs,ii, Zs,iii, Zs,iv und/oder jeweiligen Signale Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv vorgesehen. Das gefilterte Signal Zf kann somit aus einem oder mehreren der jeweiligen Höhenprofilsignale Zs,i, Zs,ii, Zs,iii, Zs,iv und/oder jeweiligen Signale Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv und/oder dem Signal Zs erzeugt werden. Dies gilt analog für das erste gefilterte Signal Zf1 und das zweite gefilterte Signal Zf1.
3 zeigt in beispielhaften und schematischen Graphen exemplarisch einen zeitlichen Verlauf des Signals Zs und der gefilterte Signale Zf1 und Zf2, jeweils gegen die Zeitachse T aufgetragen. Das Signal Zs enthält vorliegend sowohl hochfrequente Anteile als auch niederfrequente Anteile. Insbesondere liegen die niederfrequenten Anteile zumindest teilweise in dem ersten Frequenzbereich F1 und die hochfrequenten Anteile zumindest teilweise in dem zweiten Frequenzbereich F2. Beim Filtern des Signals Zs durch den ersten Bandpassfilter 15 werden diejenigen Frequenzanteile aus dem Signal Zs gefiltert, welche im Frequenzbereich ersten F1 liegen. Es ergibt sich der schematische Verlauf des ersten gefilterten Signals Zf1. Durch den zweiten Bandpassfilter 16 werden diejenigen Frequenzanteile aus dem Signal Zs gefiltert, die im zweiten Frequenzbereich F2 liegen. Es ergibt sich das zweite gefilterte Signal Zf2.
Das gefilterte Signal Zf kann einer Ermittlungseinheit 14 zugeführt werden. Vorliegend werden alle gefilterten Signale Zf1 und Zf2 der einer Ermittlungseinheit 14 zugeführt. Durch die Ermittlungseinheit 14 wird eine erste Größe A ermittelt, welche das gefilterte Signal Zf über die Zeit betrifft. Beispielsweise kann hierfür ein zeitlicher Verlauf analog zu den Graphen aus 3 ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich ist eine Summation und/oder Integration des gefilterten Signals Zf zum Ermitteln der ersten Größe A möglich. Alternativ oder zusätzlich können Impulse des gefilterten Signals Zf, die einem vordefinierten Kriterium genügen, ermittelt und als die erste Größe A aufsummiert werden. Das vorbestimmte Kriterium kann erfüllt sein, wenn ein Wert für das gefilterte Signal Zf größer ist als ein vordefinierter Wert. Alternativ kann die erste Größe A auch dem gefilterten Signal entsprechen. Vorliegend wird für jedes gefilterte Signal Zf, nämlich das erste gefilterte Signal Zf1 und das zweite gefilterte Signal Zf1, eine jeweilige erste Größe A, nämlich die erste erste Größe A1 und die zweite erste Größe A2, ermittelt.
Die 4, die 5 und die 6 zeigen eine spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) doppelt logarithmisch gegen eine Wegkreisfrequenz Ω aufgetragen. Der Graph gemäß der 4, 5 und 6 folgt der Formel 1: $Φ (Ω) = Φ_{0} (Ω_{0}) {(\frac{Ω}{Ω_{0}})}^{- w}$
Dabei steht W für die Welligkeit. Das Unebenheitsmaß Φ₀ beziehungsweise Φ₀(Ω₀) ist der Wert der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) an der Stützstelle Ω₀.
Die spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) kann gemäß dem Stand der Technik durch eine Frequenzanalyse aus dem Signal Zs extrahiert werden. Die Frequenzanalyse, insbesondere eine Fourier-Transformation, ist aufwendig und erfordert eine hohe Rechenleistung. Ein Verlauf 31 der spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) kann durch eine Gerade 30 approximiert werden. Für die Fläche 32 unter der Geraden 30 gilt folgender Zusammenhang: $Z s, e f f^{2} = \int ϕ (Ω) d Ω = \int ϕ_{0} (Ω_{0}) {(\frac{Ω}{Ω_{0}})}^{- w} d Ω$
Der obige Zusammenhang besagt, dass sich aus dem Integral der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) ein quadratischer Effektivwert Zs,eff2 des Signals Zs ergibt. Dadurch ist es nach folgender Formel 3 möglich, die spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) als zweite Größe B direkt durch statistische Auswertung eines Effektivwerts Zs,eff aus dem Signal Zs oder aus einem oder mehreren der Höhenprofilsignale Zs,i, Zs,ii, Zs,iii, Zs,iv und/oder der jeweiligen Signale Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv zu ermitteln. Hierfür kann folgende Formel 3 angewendet werden: $Z s, e f f^{2} = \sqrt{{\underline{Z s}}^{2} + σ_{Z s}^{2}}$
Dabei bedeuten Zs den Mittelwert des Signals Zs und σ_Zs die Varianz des Signals Zs.
In der Formel 3 kann Zs durch ein geeignetes anderes Signal ersetzt werden, insbesondere eines der jeweiligen Höhenprofilsignale Zs,i, Zs,ii, Zs,iii, Zs,iv oder jeweiligen Signale Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv oder das gefilterte Signal Zf. Dann wird ein Effektivwert Zs,i,eff, Zs,ii,eff, Zs,iii,eff, Zs,iv,eff, Zr,i,eff, Zr,ii,eff, Zr,iii,eff, Zr,iv,eff, Zf,eff des jeweiligen Höhenprofilsignals oder jeweiligen Signales oder des gefilterten Signals Zf ermittelt. Insbesondere kann das Ergebnis unabhängig von dem ausgewählten Signal, insbesondere dem Signal Zs, dem jeweiligen Höhenprofilsignal Zs,i, Zs,ii, Zs,iii, Zs,iv oder dem jeweiligen Signal Zr,i, Zr,ii, Zr,iii, Zr,iv, sein. Es handelt die bei allen Signalen um ein Signal, welches die Fahrbahn 20 betrifft. Ist die Fahrbahn 20 unter allen Rädern 11 vergleichbar, so können alle Signale vergleichbar sein. Die anderen Straßenhöhenprofile können daher zur Plausibilisierung genutzt werden.
Der Mittelwert Zs sowie die Varianz σ_Zs des Signals Zs beziehungsweise des anderen Signals kann über einen zeitlichen Verlauf hinweg erfasst werden. Der Mittelwert Zs sowie die Varianz σ_Zs können über eine vordefinierte Zeitspanne des zeitlichen Verlaufs des Signals Zs beziehungsweise des anderen Signals hinweg gebildet werden. Beispielsweise entspricht die vordefinierte Zeitspanne 1 Sekunde, 2 Sekunden, 5 Sekunden, 10 Sekunden oder 20 Sekunden. Insbesondere kann der Mittelwert und die Varianz σ über eine variable Zeitspanne gebildet werden, welche geschwindigkeitsabhängig ist und vorzugsweise einem vordefinierten Wegsegment entspricht. Beispielsweise entspricht das vordefinierten Wegsegment 10 Meter, 20 Meter, 50 Meter, 100 Meter oder 200 Meter und die variable Zeitspanne der Zeit, die das Fahrzeug 1 zum Zurücklegen beziehungsweise Befahren des vordefinierten Wegsegments benötigt. Dadurch kann ein Bereich der Auswertung in Straßenlängsrichtung angepasst werden.
Durch den Effektivwert Zs,eff kann die spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) beschrieben werden. Insbesondere kann anhand des bekannten Effektivwerts Zs,eff das Unebenheitsmaß Φ₀ der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) ermittelt werden (4). Somit kann als zweite Größe B beispielsweise die spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω), das Unebenheitsmaß Φ₀ der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) oder der Effektivwert Zs,eff ermittelt werden. Das Unebenheitsmaß Φ₀ kann ein Durchschnittwert der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) sein.
Insbesondere wird der Effektivwert Zs.eff gemäß Formel 3 aus dem gefilterten Signal Zf ermittelt, welches durch den Bandpassfilter 15,16 gefiltert ist. Dann liegt ist die Fläche 32 unter der Geraden 30 durch den Frequenzbereich F beschränkt. In diesem Fall ist die seitliche Ausdehnung der Fläche 32 beziehungsweise die Ausdehnung der Fläche 32 entlang der log(Ω)-Achse des Graphen besonders eindeutig definiert. Dann ist eine besonders vorteilhafte Ermittlung des Unebenheitsmaßes Φ₀ der spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) ermöglicht. Insbesondere ist das Unebenheitsmaß Φ₀ dann ein Durchschnittwert der spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) in dem Frequenzbereich F.
Der Vollständigkeit halber sei nochmals darauf hingewiesen, dass die zweite Größe B anhand eines gefilterten Signals, insbesondere dem Signal Zf und/oder anhand eines nicht gefilterten Signals, insbesondere dem Signal Zs, erfasst werden kann.
Um nun nicht nur das Unebenheitsmaß Φ₀ aus der spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) oder der Effektivwert Zs,eff beschreiben zu können, sondern auch eine Frequenzabhängigkeit der spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) zu charakterisieren, kann die Erfassung einer dritten Größe C vorgesehen sein. Insbesondere handelt es sich dabei um die Welligkeit w gemäß Formel 1 und/oder Formel 2 oder um die Steigung der Geraden 30. Vorzugsweise entspricht die Welligkeit w gemäß Formel 1 und Formel 2 der Steigung der Geraden 30.
6 zeigt schematisch, wie die Steigung der Geraden 32 ermittelt werden kann. Es werden zwei Effektivwerte Zs,eff,1 und Zs,eff,2 für die beiden Frequenzbereiche F1, F2 ermittelt. Anhand des mittels des ersten Bandpassfilters 15 erzeugten Signals Zf1, welches den ersten Frequenzbereich F1 umfasst, kann ein erster Effektivwert Zs,eff,1 gemäß Formel 3 ermittelt werden. Der erste Effektivwert Zs,eff,1 kann die Wurzel der Fläche 34 unter der Geraden 32 sein. Durch den ersten Effektivwert Zs,eff,1 kann ein erster Effektivwert Φ₁ der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) ermittelt werden. Dies kann, wie oben für das Unebenheitsmaß Φ₀ oder den Effektivwert Zs.eff beschrieben, erfolgen. Das erste Unebenheitsmaß Φ₁ der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) kann der Durchschnittswert der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) in dem ersten Frequenzbereich F1 sein.
Zusätzlich kann anhand des mittels des zweiten Bandpassfilters 16 erzeugten Signals Zf2, welches den zweiten Frequenzbereich F2 umfasst, ein zweiten Effektivwert Zs,eff,2 gemäß Formel 3 ermittelt werden. Durch den zweiten Effektivwert Zs,eff,2 kann ein zweiten Effektivwert Φ₂ der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) ermittelt werden. Der zweite Effektivwert Zs,eff,2 kann die Wurzel der Fläche 33 unter der Geraden 32 sein. Dies kann, wie oben für das Unebenheitsmaß Φ₀ der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) oder den Effektivwert Zs,eff beschrieben, erfolgen. Das zweiten Unebenheitsmaß Φ₂ der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) kann der Durchschnittswert der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) in dem zweiten Frequenzbereich F2 sein.
Die Steigung einer Geraden kann durch zwei Punkte festgelegt sein. Insbesondere ist die Steigung der Geraden 30 durch den ersten Effektivwert Φ₁ und den zweiten Effektivwert Φ₂ der spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) festgelegt.
2 stellt diesen Ablauf schematisch dar. In der Ermittlungseinheit 14 kann für jedes Signal Zf eine erste Größe A, wie oben bereits offenbart, ermittelt werden. Anhand der ersten Größe A kann die zweite Größe B gemäß Formel 2 und/oder Formel 3 ermittelt werden. Vorliegend wird anhand der ersten ersten Größe A1 ein Wert für eine erste zweite Größe B1 und anhand der zweiten ersten Größe A2 ein Wert für eine zweite zweite Größe B2 ermittelt. Anhand der zweiten Größen B, insbesondere der Werte für die zweite Größe B, wird ein Wert für die dritte Größe C ermittelt. Insbesondere ist der Wert für die erste zweite Größe B1 der zweite Effektivwert Zs,eff,2 oder der zweite Effektivwert Φ₂ der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω).
Andere, nicht gezeigte Ausführungsformen sehen eine größere Anzahl an Bandpassfiltern 15, 16 vor. Dann werden insbesondere mehr als zwei zweite Größen B ermittelt und die dritte Größe C anhand der mehr als zwei zweiten Größen B ermittelt. Es kann ein Durchschnittswert für die zweite Größe B anhand der mehreren Werte für die zweite Größe B gebildet werden.
Die spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) beziehungsweise das Unebenheitsmaß Φ₀ sind ein Maß für die Unebenheit der Fahrbahn 20. Die Welligkeit W gibt das Verhältnis hochfrequenter Anregungen des Fahrzeugs 1 zu niederfrequenten Anregungen des Fahrzeugs 1 an. Durch das Unebenheitsmaß Φ₀ sowie die Welligkeit w kann der Verlauf der Geraden 30 beziehungsweise der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) über den gesamten Frequenzverlauf rekonstruiert werden.
Somit können durch das vorliegenden Verfahren die zweite Größe B und optional die dritte Größe C auf einfache Weise und mit geringem Rechenaufwand, insbesondere für das Steuergerät 17, ermittelt werden.

Der Bandpassfilter 15, 16 kann als eigenständiges Bauteil ausgebildet sein. Alternativ kann der Bandpassfilter 15, 16 Teil des Steuergeräts 17 und/oder Teil der Ermittlungseinrichtung 14 sein. Der Bandpassfilter 15, 16 kann als analoge Schaltung, insbesondere als passive Schaltung oder als aktive Schaltung, oder als digitaler Filter realisiert sein. Ein digitaler Filter ist insbesondere eine Rechenvorschrift, eine Software oder ein Algorithmus und kann in einer Speichereinheit gespeichert sein und/oder auf einer Recheneinheit, insbesondere einem Prozessor oder einem Computer, ausgeführt werden. Die Recheneinheit kann Teil des Steuergerätes 17 oder der Ermittlungseinheit 14 sein. Eine aktive Schaltung kann insbesondere Operationsverstärker, Kondensatoren und Widerstände umfassen. Eine passive Schaltung umfasst bevorzugt Widerstände und/oder Kondensatoren und/oder Spulen. Ein digitaler Filter und/oder ein analoger Filter kann eine endliche Flankensteilheit aufweisen. Insbesondere kann der Bandpassfilter 15, 16 als Filter erster, zweiter, dritter, vierter oder höherer Ordnung ausgebildet sein. Der Bandpassfilter 15, 16 weißt dann eine definierte Flankensteilheit auf. In der 5 und der 6 ist die Flankensteilheit des Bandpassfilters 15, 16 idealisiert dargestellt, weshalb die Frequenzbereiche F, F1 und F2 scharf getrennt sind. Im Einzelfall kann es nötig sein, die Charakteristik des Bandpassfilters 15, 16, insbesondere dessen Flankensteilheit, beim Ermitteln der ersten Größe A, der zweiten Größe B und/oder der dritten Größe C zu berücksichtigen.

Tabelle 1
Klassifizierung	Unebenheitsmaß Φ₀(Ω₀) *		Subjektiver Straßenzustand
Klassifizierung	Unterer Grenzwert	Oberer Grenzwert	Subjektiver Straßenzustand
A	0	2	sehr qut
B	2	8	qut
C	8	32	mittel
D	32	128	schlecht
E	128	-	sehr schlecht
Ω₀ = 1m^-1; w = 2

Anhand der spektrale Unebenheitsdichte bzw. dem Effektivwert der spektrale Unebenheitsdichte kann die Fahrbahnunebenheit nach ISO 8608:1995(E) klassifiziert werden. Ein Auszug aus der ISO-Norm ist in Tabelle 1 aufgezeigt.
Betrachtet man die Formel 3 in doppelt-logarithmischen Darstellung so ergibt sich eine Gerade, wobei geringe Frequenzen beziehungsweise lange Wellenlängen mit großer und hohe Frequenzen beziehungsweise kurze Wellenlängen mit kleiner spektraler Dichte auftreten. Das Unebenheitsmaß Φ₀(Ω₀) kann dabei als Offset der Geraden 30 an der Stützstelle Ω₀ angesehen werden. Eine Veränderung führt zu einer parallelen Verschiebung der Funktion beziehungsweise der Geraden 30 und somit zu einem konstanten Änderungsverhalten über das gesamte Spektrum. Das Unebenheitsmaß Φ₀(Ω₀) ist somit, wie der Name bereits sagt, ein Maß für den Unebenheitsgrad einer Fahrbahn 30, je höher der Wert desto schlechter der Straßenzustand. Die Welligkeit W hingegen ist ein Maß für den Anstieg der Geraden 30. Eine Veränderung führt zu einer Drehung der Funktion um einen Referenzpunkt (Ω₀,Φ₀), was zu einem veränderten Verhältnis der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) führt. Eine niedrige Welligkeit W führt zu einem ausgewogenen Verhältnis zwischen geringen Frequenzen und hohen Frequenzen. Ein hoher Wert der Welligkeit W führt zu einem höheren Anteil von niedrigen Frequenzen im Spektrum (siehe 4).
Die ermittelte zweite Größe B und/oder die ermittelte dritte Größe C kann zur Anpassung einer vorbestimmten Fahrwerkseigenschaft eines Fahrwerks des Fahrzeugs 1 verwendet werden. Beispielsweise kann eine Federhärte, ein Dämpfungsverhalten und/oder ein Relaxationsverhalten der Federungseinrichtung in 10 jedes Rades 11 des Fahrzeugs 1 angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Kopplungshärte, ein Dämpfungsverhalten und/oder eine Federhärte des Stabilisator 12 angepasst werden. Auf diese Weise kann ein höherer Fahrkomfort für eine Fahrt des Fahrzeugs 1 auf unterschiedlichen Fahrbahnen 20 mit unterschiedlichen Fahrbahnunebenheiten 21 erhöht werden.
Beispielsweise kann für das Unebenheitsmaß Φ₀ der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω), welches unter einem vordefinierten Grenzwert liegt, die Federhärte gegenüber einem Grundzustand erhöht werden, da eine weiche Federung unnötig ist und so die Fahrdynamik verbessert wird. Beispielsweise kann für das Unebenheitsmaß Φ₀ der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω), welches über einem vordefinierten Grenzwert liegt, die Federhärte gegenüber dem Grundzustand verringert werden, um ein weicheres Federn der Fahrbahnunebenheiten 21 zu gewährleisten. Vorteilhafterweise kann die Federhärte für eine Welligkeit, welche einen vordefinierten Welligkeitsgrenzwert überschreitet, gegenüber dem Grundzustand erhöht werden. Eine hohe Welligkeit W beziehungsweise hohe Steigung der Geraden 30 bedeutet, dass die Anregung des Fahrzeugs 1 überwiegend durch niederfrequente Fahrbahnunebenheiten beziehungsweise Fahrbahnunebenheiten 21 hoher Wellenlänge erfolgt. Dadurch kann ein hartes Federverhalten des Federelements 10 von Vorteil sein. Vorteilhafterweise kann die Federhärte für eine Welligkeit, welche einen vordefinierten Welligkeitsgrenzwert unterschreitet, gegenüber dem Grundzustand verringert werden. Eine geringe Welligkeit W beziehungsweise geringe Steigung der Geraden 30 bedeutet, dass die Anregung des Fahrzeugs 1 zu einem hohen Anteil durch hochfrequente Fahrbahnunebenheiten 21 beziehungsweise Fahrbahnunebenheiten 21 geringer Wellenlänge erfolgt. Dadurch kann ein weiches Federverhalten des Federelements 10 von Vorteil sein.
Das Fahrzeug 1 kann eine Kommunikationseinheit 9, vorliegend eine Antenne, umfassen. Mittels der Kommunikationseinrichtung 9 kann das Fahrzeug 1 mit einer Servereinrichtung kommunizieren. Beispielsweise wird mittels der Kommunikationseinheit 9 eine Fahrzeug-Server-Schnittstelle zur Datenübertragung bereitgestellt. Die ermittelte Klassifizierung der Fahrbahn 20 und/oder die erste Größe A und/oder die zweite Größe B und/oder die dritte Größe C können als Fahrbahndaten an die Servereinrichtung übertragen werden. Beispielsweise werden die Fahrbahndaten in einem Backend gespeichert. Die Fahrbahndaten können dann einem weiteren Fahrzeug, vorzugsweise einer Vielzahl von weiteren Fahrzeugen, und/oder anderen Diensten zur Verfügung gestellt werden. Die Fahrbahndaten der Servereinrichtung könne insbesondere von einer Vielzahl von Fahrzeugen 1 gesammelt werden. Bei einem erneuten befahren der Fahrbahn 20 durch das Fahrzeug 1 können die Fahrbahndaten mittels der Kommunikationseinrichtung 9 empfangen werden. In diesem Fall kann bei dem erneuten befahren der Fahrbahn 20 das Fahrwerk des Fahrzeugs 1 prädikativ auf die Fahrbahnunebenheiten 21 angepasst werden. Insbesondere wird die vorbestimmte Fahrwerkseigenschaft des Fahrwerks des Fahrzeugs 1 dann anhand der von der Servereinrichtung empfangenen Fahrbahndaten angepasst. In diesem Fall kann das Anpassen der vorbestimmten Fahrwerkseigenschaft prädikativ erfolgen. Dadurch kann der Fahrkomfort erhöht und/oder die Sicherheit gesteigert werden.

Claims

Verfahren zum Analysieren einer Fahrbahnunebenheit (21) einer Fahrbahn (20) für ein Fahrzeug (1), mit den Schritten: - Erfassen zumindest eines Signals (Zs), welches eine Position und/oder Bewegung des Fahrzeugs (1) betrifft, - Filtern des Signals mittels eines Bandpassfilters (15,16) in einen Frequenzbereich (F), - Ermitteln einer ersten Größe (A) betreffend das gefilterte Signal (Zf) über die Zeit, und - Ermitteln eines Wertes für eine zweite Größe (B) anhand der ersten Größe (A), wobei mittels der zweiten Größe (B) die Fahrbahnunebenheit (21) charakterisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass - das Signal (Zs) mittels zumindest zweier Bandpassfilter (15,16) in jeweilige Frequenzbereiche (F1, F2) gefiltert wird, - die erste Größe (A1) aus einem der Frequenzbereiche (F1) und eine weitere erste Größe (A2) aus dem anderen der beiden Frequenzbereiche (F2) ermittelt werden, und - zusätzlich eine dritte Größe (C), welche eine Frequenzabhängigkeit und/oder eine Welligkeit (W) der zweiten Größe (B) betrifft, anhand jeweiliger Werte für die zweite Größe (B) in den jeweiligen Frequenzbereichen (F1, F2) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal (Zs) von einem Element einer Federungseinrichtung (10) eines oder mehrerer Räder (11) des Fahrzeugs (1) als Erfassungseinrichtung (13) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslenkung zwischen einem Radträger und einem Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs (1) und/oder ein Höhensignal des Fahrzeugaufbaus über der Fahrbahn (20) als das Signal (Zs) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Größe (B) eine spektrale Unebenheitsdichte Φ(Ω) der Fahrbahn (20) betrifft und/oder die dritte Größe (C) eine Welligkeit (W) der spektralen Unebenheitsdichte Φ(Ω) betrifft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der ersten Größe (A) und/oder der zweiten Größe (B) und/oder der dritten Größe (C) eine Klassifizierung der Fahrbahnunebenheit (21) nach ISO 8608:1995(E) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Größe (B) und/oder die dritte Größe (C) und/oder die Klassifizierung als Fahrbahndaten lokal gespeichert und/oder an eine Datensammelstelle gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahndaten zur Anpassung einer vorbestimmten Fahrwerkseigenschaft eines Fahrwerks des Fahrzeugs (1) verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahndaten zur Anpassung einer vorbestimmten Fahrwerkseigenschaft eines Fahrwerks an ein weiteres Fahrzeug gesendet werden.
Steuergerät (17) zum Analysieren einer Fahrbahnunebenheit (21) einer Fahrbahn (20) für ein Fahrzeug (1), mit - einer Erfassungseinrichtung (13) zum Erfassen zumindest eines Signals (Zs), welches eine Position und/oder Bewegung des Fahrzeugs (1) betrifft, - zumindest zwei Bandpassfiltern (15, 16) zum Filtern des Signals (Zs) in jeweilige Frequenzbereiche (F1, F2), und - einer Ermittlungseinheit (14), welche ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
Fahrzeug (1) mit einem Steuergerät (17) nach Anspruch 9.