Fahrzyklen

Motivation

Im Rahmen der Entwicklung von Fahrzeugen spielen Fahrzyklen eine wichtige Rolle. Als Fahrzyklus wird dabei die Kombination aus Geschwindigkeits- und Höhenprofil verstanden, welche zusammen ein Lastprofil für das Fahrzeug ergeben. Derartige Belastungsprofile sind nötig um das Verhalten des Fahrzeugs (z.B. auf einem Prüfstand) zu simulieren und somit Rückschlüsse auf das Verhalten im realen Betrieb zu ermöglichen. Von Interesse können beispielsweise der zu erwartende Kraftstoffverbrauch oder der Emissionsaustoß sein. Auch im Rahmen der Homologation sind Fahrzyklen nötig, um zu überprüfen ob sich das Fahrzeug entsprechend der gesetzlichen Anforderungen verhält.

In der Vergangenheit wurden für die genannten Einsatzzwecke häufig synthetische Zyklen wie beispielsweise der Neue europäische Fahrzyklus (NEFZ) herangezogen. Derartige Lastprofile bilden den realen Einsatzzweck aber nur unzureichend ab, womit durch deren Verwendung in der Fahrzeugentwicklung die Gefahr einhergeht, dass sich das Fahrzeug im realen Einsatz grundverschieden im Vergleich zu den durchgeführten Tests verhält. Um dem entgegenzutreten kommen zu Entwicklungs- und Testzwecken in letzter Zeit vermehrt Ersatzfahrzyklen zum Einsatz, die auf der Basis von real gefahrenen Lastprofilen verschiedener Charakteristika erstellt werden. Beispielhaft für diese Entwicklung kann die Einführung der Real Driving Emissions Gesetzgebung 2017 genannt werden. Auch wenn das Hauptaugenmerk bei diesem Gesetz auf dem Emissionsausstoß von Fahrzeugen liegt, können die darin festgelegten Vorgaben für eine gültige Fahrt auch anderweitig zur Bewertung der Realitätsnähe von Fahrten herangezogen werden.

Methodik/Prinzipielles Vorgehen

In einem ersten Schritt muss eine Festlegung erfolgen, welche Belastungscharakteristik der zu entwickelnde Fahrzyklus erfüllen soll. Denkbar sind dafür beispielsweise die Abbildung einer durchschnittlichen Lastanforderung oder eine Überprüfung des Fahrzeugs im Grenzbereich. Als Basis für die Generierung eines realitätsnahen Ersatzfahrzyklus können beispielsweise aufgezeichnete Messdaten von Straßenfahrten zum Einsatz kommen. Häufig werden derartige Daten in kurze zeitliche Abschnitte zerteilt und anschließend zu neuen Fahrzyklen zusammengesetzt. Durch eine geeignete Kombinatorik kann der zu entwickelnde Fahrzyklus verschiedene zuvor definierte Charakteristika erhalten.

Ausblick

In Zukunft werden vermehrt Fahrzyklen für verschiedenste Testzwecke in der Automobilentwicklung zum Einsatz kommen. Gerade im Hinblick auf immer komplexere Fahrfunktionen wie beispielsweise im Zusammenhang mit automatisierten Fahrzeugen werden die Anforderungen und die Vielfalt der zu generierenden Fahrzyklen weiter zunehmen.

Ausgewählte Veröffentlichungen

[1] Ließner, R.; Dietermann, A.; Lüpkes, K.; Bäker, B.:
Generation of Replacement Vehicle Speed Cycles Based on Extensive Customer Data by Means of Markov Models and Threshold Accepting. SIAT - Symposium on International Automotive Technology 2017, Pune (India), 18.-21. Januar 2017.

[2] Ließner, R.; Fechert, R.; Bäker, B.:
Derivation of RDE Driving Cycles Based on Real-World Driving Data. VEHITS 2017 - 3rd International Conference on Vehicle Technology and Intelligent Transport Systems, Porto (Portugal), 22.-24. April 2017.