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Dokumentenidentifikation DE102005048533A1 12.04.2007
Titel Verfahren und Anordnung zum Überwachen einer mechanischen Komponente, insbesondere eines Getriebes eines Fahrzeugs
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Gehring, Ottmar, Dr.-Ing., 71394 Kernen, DE;
König, Andreas, Dr. rer. nat., 14057 Berlin, DE;
Schiemenz, Heiko, Dipl.-Ing., 73728 Esslingen, DE;
Schwarzhaupt, Andreas, Dr.-Ing., 76829 Landau, DE;
Spiegelberg, Gernot, Prof. Dr.-Ing., 71296 Heimsheim, DE;
Sulzmann, Armin, Dr.-Ing., 68723 Oftersheim, DE
DE-Anmeldedatum 11.10.2005
DE-Aktenzeichen 102005048533
Offenlegungstag 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse G01M 13/02(2006.01)A, F, I, 20051011, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 61/12(2006.01)A, L, I, 20051011, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer mechanischen Komponente, insbesondere eines Getriebes eines Fahrzeugs, wobei Betriebsdaten (D) der Komponente erfasst und anhand der Betriebsdaten (D) wenigstens eine Kenngröße (K) für den Zustand der Komponente ermittelt wird.
Erfindungsgemäß wird, falls anhand der Kenngröße (K) eine drohende Störung der Komponente identifiziert wird, die Komponente und/oder eine andere Einrichtung des Fahrzeugs derart gesteuert oder geregelt, dass ein momentane Belastung der Komponente verringert und/oder begrenzt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Überwachen einer mechanischen Komponente, insbesondere eines Getriebes eines Fahrzeugs, wobei Betriebsdaten des Getriebes erfasst und anhand der Betriebsdaten wenigstens eine Kenngröße für den Zustand des Getriebes ermittelt wird.

Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zum Identifizieren und Vorhersagen von Fehlfunktionen von Komponenten eines Fahrzeugs bekannt.

So beschreibt die US 6 766 232 B1 beziehungsweise die DE 199 59 526 A1 ein Verfahren zum Erkennen von Fehlern eines Kraftfahrzeugs, wobei in einem Kraftfahrzeug Betriebskenngrößen und Informationen zur Charakterisierung der Betriebskenngrößen über einen bestimmten Zeitraum hinweg erfasst werden. Aus den vor dem Auftreten eines bestimmten Fehlers in dem Kraftfahrzeug erfassten Betriebskenngrößen wird ein Betriebskenngrößen-Muster erstellt, das dem Fehler zugeordnet ist. Die aktuell erfassten Betriebskenngrößen werden während des Betriebs des Kraftfahrzeugs mit den Beschreibungen der fehlercharakteristischen Betriebskenngrößen-Muster verglichen. Dies dient der prädiktiven Diagnose von Fehlern des Kraftfahrzeugs. Bevor ein Fehler in dem Kraftfahrzeug auftritt, nehmen bestimmte Betriebskenngrößen bestimmte Werte an, die für den jeweiligen Fehler charakteristisch sind. Durch den Vergleich der aktuell erfassten Betriebskenngrößen mit den Beschreibungen der Betriebskenngrößen-Muster können solche charakteristischen Veränderungen der Betriebskenngrößen ermittelt werden.

Aus DE 101 48 214 C2 ist ein Verfahren zur Bereitstellung eines Wartungsalgorithmus für eine Fahrzeugflotte bekannt, mit welchem in jedem Fahrzeug der Fahrzeugflotte eine Wartungsinformation ermittelt werden kann. In den Fahrzeugen der Fahrzeugflotte werden aus Sensordaten, welche indikativ für eine Belastung von Komponenten in den Fahrzeugen sind, Belastungsgrößen ermittelt und für einen vorgebbaren Zeitraum in den Fahrzeugen gespeichert. Bei einem verschleißbezogenen Ereignis werden zusätzlich Verschleißgrößen erfasst, welche das verschleißbezogenes Ereignis kennzeichnen. Die Belastungsgrößen und die Verschleißgrößen werden an eine Zentrale übermittelt, in welcher mittels der Belastungs- und Verschleißgrößen der bisherige Wartungsalgorithmus überprüft und gegebenenfalls ein verbesserter Wartungsalgorithmus abgeleitet wird.

Die US 5 737 215 B1 beziehungsweise die DE 196 51 986 A1 beschreibt eine Einrichtung zum Vergleichen einer Maschine in einer Maschinenflotte. Die Einrichtung weist Mittel zum Abfühlen einer Vielzahl von Merkmalen jeder Maschine in der Flotte auf, um darauf ansprechend einen Satz von Flottendaten zu bestimmen. Weiter sind Mittel vorgesehen, die auf den Satz von Flottendaten ansprechen, um einen Satz von Referenzmaschinendaten zu bestimmen. Die Einrichtung weist zudem Mittel zum Vergleichen von Daten für die Maschine mit den Referenzmaschinendaten auf, um darauf ansprechend ein Abweichungssignal zu erzeugen.

In US 6 301 531 B1 wird ein Verfahren zum Vorhersagen einer Störung eines Fahrzeugs beschrieben. Bei diesem Verfahren werden Parameterdaten von fahrzeuginternen Systemen, die von einem entfernten Ort von einem Fahrzeug übertragen werden, an einer Überwachungsstation überwacht. Es wird ermittelt, ob von dem Fahrzeug übertragene Daten außerhalb eines erlaubten Bereichs liegen. Überwachte, von dem Fahrzeug übertragene Daten werden mit vorangegangenen oder historischen Daten von gleichartigen Fahrzeugen verglichen. Anhand der überwachten Daten werden Tendenzen relativ zu den historischen Daten ermittelt und, wenn diese unvorteilhaft sind, wird den Tendenzen ein Fehlercode zugeordnet. Der Fehlercode für das Fahrzeug wird wiederum mit historischen Fehlercodedaten für gleichartige Fahrzeuge verglichen, um den Fehler zu priorisieren. Es wird vorhergesagt, ob und welches Fahrzeugsystem wann gewartet werden muss, um eine Störung des Fahrzeugs zu vermeiden, und wann ein solches Fahrzeugsystem wahrscheinlich ausfallen wird, sofern es nicht gewartet wird.

Die bekannten Verfahren und Systeme ermöglichen zwar die Vorhersage eines zukünftigen Auftretens einer Störung einer Fahrzeugkomponente und damit eine vorausschauende Wartung. Eine sich während des Fahrzeugbetriebs erstmalig anbahnende Störung wird jedoch weder berücksichtigt noch vorhergesagt, so dass eine unmittelbare oder zumindest rechtzeitige Wartung nicht möglich ist, weil der Fahrer des Fahrzeugs nicht über eine Anbahnung einer Störung informiert wird und in der Regel zumindest nicht über die technischen Kenntnisse und Mittel zum Warten oder Austauschen der fehlerbedrohten Komponente verfügt. Eine zur Wartung befähigte Werkstatt ist im Allgemeinen auch nicht sofort erreichbar. Das Fahrzeug ist dadurch akut von einer Störung der Komponente oder gar von einem Ausfall des gesamten Fahrzeugs bedroht, insbesondere falls der Fahrzeugbetrieb längere Zeit andauert. Ein Liegenbleiben des Fahrzeugs verursacht einen enormen Zeitaufwand und damit hohe Kosten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die es ermöglichen, ein kurzfristiges Liegenbleiben des Fahrzeugs zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch eine Anordnung, welche die in Anspruch 15 angegebenen Merkmale aufweist, gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Anordnung ermöglichen es, ein kurzfristiges Liegenbleiben des Fahrzeugs zu verhindern, indem ein vorhersehbarer Ausfall einer Komponente und somit ein darin begründeter Ausfall des Fahrzeugs hinausgezögert wird. Dies gelingt, indem die Komponente, insbesondere ein automatisiertes Getriebe, und/oder eine andere Einrichtung des Fahrzeugs so gesteuert oder geregelt wird, dass eine momentane Belastung der Komponente, insbesondere des Getriebes, verringert und/oder begrenzt wird, falls anhand der Kenngröße eine drohende Störung der Komponente, insbesondere des Getriebes, identifiziert wird. Durch die direkte oder indirekte Verringerung und/oder Begrenzung der momentanen Belastung, die einen geringeren Verschleiß bewirkt, wird die Lebensdauer der Komponente, insbesondere des Getriebes, verlängert und damit der Zeitpuffer bis zum Auftreten der Störung vergrößert.

Die Funktions- und Leistungsfähigkeit der Komponente und des Fahrzeugs wird im regulären Betrieb nicht beeinträchtigt. Lediglich im Falle eines vorhersagbaren Fehlers wird die Belastung der störungsbedrohten Komponente verringert beziehungsweise begrenzt. Insbesondere wird die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs oder zumindest einzelner Komponenten eingeschränkt. Hierdurch kann ein kurzfristiges Liegenbleiben verhindert werden. Eine solche vorübergehende Einschränkung ist gegenüber einem ohne Einwirken auf die Komponente möglicherweise vorzeitigen Liegenbleiben des Fahrzeugs vorzuziehen. Nach einer Wartung der störungsbedrohten Komponente steht die volle Leistungsfähigkeit wieder zur Verfügung.

Als Eingriff in die Steuerungs- und Regelungsfunktionen des automatisierten Getriebes zur Begrenzung bzw. Verringerung der momentanen Belastung des Getriebes werden beispielsweise bei hochbelasteten Gangwechselpaaren Schaltkräfte an Schaltzylindern reduziert. Im Extremfall können bei einer gegebenen Ausfallgefahr von Synchronringen entsprechende Gänge oder Gangwechselpaare mittels eines Gangwahlalgorithmus gemieden oder ausgeschlossen werden.

Zumindest die Erfassung der Betriebsdaten wird für eine bestimmte Komponente zweckmäßigerweise über deren gesamte Lebensdauer während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt. Als Betriebsdaten werden beispielsweise Drehzahl und Drehmomente des Motors gangabhängig erfasst und bestimmt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Steuern oder Regeln des Getriebes und/oder der Einrichtung in Abhängigkeit von der Kenngröße stufenweise. Dadurch kann die Einschränkung der Leistungsfähigkeit gering gehalten werden, solange noch ein genügender Zeitpuffer bis zur prognostizierten Störung besteht. Mit näher rückender Störung wird die Belastung stufenweise reduziert, wodurch die Leistungsfähigkeit stufenweise verringert wird. Dadurch wird die Gefahr des kurzfristigen Liegenbleibens bei hohem Benutzungskomfort verringert.

Der Speicherbedarf des Verfahrens ist gering, wenn aus den Betriebsdaten wiederholt Lastzustände identifiziert und als Belastungsdaten protokolliert werden, wobei die Belastungsdaten beim Ermitteln der Kenngröße verwendet werden. Für das Protokollieren können bekannte Zählverfahren, z. B. Momentanwert- oder Summen- oder eine so genannte Rainflowzählung, verwendet werden.

Vorzugsweise werden als Kenngröße eine Ausfallwahrscheinlichkeit und/oder ein Schädigungsgrad und/oder eine Belastungskenngröße verwendet. Dadurch wird eine einfache und schnelle Identifikation einer drohenden Störung ermöglicht. Für automatisierte Getriebekomponenten oder weitere Antriebsstrangkomponenten werden als Belastungskenngrößen beispielsweise die Drehzahl, das Drehmoment, Radiallagerkräfte und/oder die Getriebeöltemperatur ermittelt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass eine optische und/oder akustische Warnung betreffend den Zustand der Komponente, insbesondere des Getriebes, an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben wird. Eine solche Warnung kann den vorhergesagten Zeitraum beziehungsweise eine Laufleistung bis zum Auftreten der Störung enthalten. Der Fahrer kann dadurch zu einem vorgegebenen oder einem planbaren Zeitpunkt eine Wartung einleiten. Bei einer möglichen Ausführungsform mit stufenweiser Einschränkung sind die Leistungsbeziehungsweise Komforteinbußen gering, wenn der Fahrer die Wartung auf einer frühen Stufe durchführen lässt. In einer solchen Ausführungsform mit stufenweiser Einschränkung kann in einer Weiterbildung der Erfindung beispielsweise eine Bedienungseinrichtung vorgesehen sein, mittels derer der Fahrer eine Stufe mit geringer Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit aktiv auswählen kann. Er kann so manuell zwischen Belastungsverringerung beziehungsweise -beschränkung einerseits und Leistungsfähigkeit andererseits abwägen.

Vorteilhafterweise wird das Ermitteln der Kenngröße anhand von vorgebbaren Symptomdaten durchgeführt. So ermöglichen vorhandene Erkenntnisse über potentielle kritische Zustände einer Komponente, insbesondere eines Getriebes, eine genauere Vorhersage der Störung. Beispielsweise wird bei einem automatisierten Getriebe die Häufung bestimmter Betriebspunkte von vorgegebenen Motor-Drehzahlen ermittelt. Anhand von Symptomdaten, die einen möglichen Ringfederbruch im Getriebe repräsentieren, wird dabei vorzugsweise bestimmt, ob eine Störung sich anbahnt und die Belastung des Getriebes zur verlängerten Betriebsdauer angepasst werden sollte.

Dabei werden beispielsweise die Symptomdaten anhand von Betriebsdaten von gleichartigen Getrieben anderer, insbesondere gleichartiger Fahrzeuge ermittelt. Auf diese Weise steht eine statistisch gesicherte Basis für die Vorhersage zur Verfügung. Als Symptomdaten werden vorzugsweise Veränderungen im Laufverhalten des Getriebes bestimmt und berücksichtigt. Derartige Veränderungen im Laufverhalten des Getriebes basieren im Allgemeinen auf Schäden an Zahnrädern, Wellen oder Lagern und können zu einer Störung oder einem Ausfall des Getriebes führen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden anhand von signifikanten Veränderungen im Verhalten des Getriebes Symptomdaten für gleichartige Getriebe ermittelt. Hierdurch kann eine statistische Basis für die Vorhersage von gleichartigen Störungen bereitgestellt und laufend verbessert werden.

In einer besonderen Ausführungsform werden die Betriebsdaten und/oder Belastungsdaten und/oder die Kenngröße und/oder eine Warnung betreffend den Zustand des Getriebes an eine entfernte Überwachungsstelle übermittelt. Die Überwachungsstelle kann daraufhin in Kenntnis der erwarteten Störung weitere Maßnahmen für eine Wartung vornehmen, beispielsweise Ersatzteile rechtzeitig für einen Austausch bestellen oder Spezialisten für eine Reparatur anfordern. Zudem stehen dadurch für die Produktion der Komponente, insbesondere des Getriebes, Informationen über potentielle, zu verbessernde Schwachstellen der Komponente, insbesondere des Getriebes, beziehungsweise des Fahrzeugs zur Verfügung.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist einen Sensor und eine Steuereinheit auf, wobei die Steuereinheit mittels des Sensors Betriebsdaten einer Komponente des Fahrzeugs, insbesondere eines automatisierten Getriebes, und anhand der Betriebsdaten wenigstens eine Kenngröße für den Zustand der Komponente, insbesondere des Getriebes, ermittelt und, falls anhand der Kenngröße eine drohende Störung der Komponente, insbesondere des Getriebes, identifizierbar ist, die Komponente, insbesondere das Getriebe, und/oder eine andere Einrichtung des Fahrzeugs so steuert oder regelt, dass eine verringerte und/oder begrenzte momentane Belastung der Komponente, insbesondere des Getriebes, einstellbar ist.

Dabei kann die Steuereinheit auch die anderen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführen wie beispielsweise die Ausgabe einer Warnung an einen Fahrer, das Einbeziehen von Symptomdaten für das Ermitteln der Kenngröße oder das Ermitteln von Belastungsdaten und Einbeziehen derselben beim Ermitteln der Kenngröße.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Dabei zeigen:

1 ein Blockschaltbild einer Anordnung und

2 ein Blockschaltbild einer zugehörigen Untergruppe.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 1 als Blockschaltbild. Die Anordnung 1 ist in ein nicht abgebildetes Kraftfahrzeug eingebaut. Sie umfasst einen Sensor 2 und eine Steuereinheit 3, die beide mit einer Steuerelektronik 4 eines nicht näher dargestellten automatischen Getriebes im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs über einen elektronischen Bus verbunden sind, sowie eine Telematikeinheit 5 und eine Anzeige 6. Verbindungen mit weiteren Steuerelektroniken 4a anderer Fahrzeugeinrichtungen, z. B. eines Motors, einer Bremse, einer Kupplung, eines Turboladers, gegebenenfalls eines Druckluftsystems, sind möglich und in der Zeichnung gestrichelt angedeutet.

Der Sensor 2 erfasst Betriebsdaten D des Getriebes und gibt diese an die Steuereinheit 3 aus. Als Betriebsdaten D werden beispielsweise Drehzahlen und Drehmomente des Motors in den jeweiligen Gängen erfasst. Die Steuereinheit 3 wertet die erfassten Betriebsdaten D beispielsweise in regelmäßigen Abständen von 200 ms aus und identifiziert so Lastzustände des Getriebes und ordnet sie Lastkollektiven zu. Eine ereignisgesteuerte Auswertung ist alternativ oder zusätzlich möglich. Lastkollektive können die Form von Ereignis- oder Summenzählern und ein- oder mehr-dimensionalen Häufigkeitszählern aufweisen. Die Erfassung von Lastkollektiven eliminiert die Zeitabhängigkeit der Betriebsdaten D und erlaubt die Erfassung der Belastungshistorie einer Komponente in stark komprimierter Form.

Die Lastzustände werden in einer Belastungsdatenermittlung 7, die in Form eines Softwaremoduls ausgeführt ist, als Belastungsdaten L insbesondere komprimiert protokolliert, indem eine gespeicherte Anzahl von möglichen Lastzuständen in einem üblichen Zählverfahren, beispielsweise mittels eines Momentanwert- oder eines Summenzählers, beispielsweise aufsteigend gezählt werden. In alternativen Ausführungsformen sind andere Kompressionsmethoden möglich. Wichtig ist in jedem Fall die lückenlose Erfassung der Belastungsdaten L über die Betriebszeiten in der gesamten Lebensdauer des Getriebes. Anderenfalls verringert sich die mögliche Vorhersagegenauigkeit aus den Belastungsdaten L.

In der Steuereinheit 3 sind darüber hinaus Symptomdaten S des automatisierten Getriebes gespeichert. Es handelt sich um bereits registrierte Daten von auffälligen Veränderungen im Verhalten von gleichartigen Getrieben in Form von Symptomkenngrößen, die in bestimmten Zeitabständen oder bei bestimmten Betriebszuständen erfasst werden. Aus charakteristischen Veränderungen in den Symptomkenngrößen lassen sich Rückschlüsse auf den Grad einer Schädigung des Getriebes ziehen. Die Symptomdaten S können vorzugsweise aus den Betriebsdaten vieler Getriebe derselben Bauart ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich können sie aus dem fahrzeugeigenen Getriebe gewonnen werden, insbesondere für Störungen, die üblicherweise an einem Verschleißteil während der Lebensdauer regelmäßig auftreten. Im gezeigten Beispiel ist hierzu eine Symptomdatenerfassung 8 in Form eines Softwaremoduls vorgesehen, die die Symptomdaten S anhand von Belastungsdaten D bestimmt und einer Störungsprognose-Einheit 9 zuführt. Als Symptomdaten S werden beispielsweise aufgrund von Schäden an Zahnrädern, Wellen und/oder Lagern auftretende Veränderungen im Laufverhalten des Getriebes bestimmt und gespeichert.

In der Störungsprognose-Einheit 9, die ebenfalls in Form eines Softwaremoduls ausgeführt ist, werden die anhand der Betriebsdaten D ermittelten Belastungsdaten L und die Symptomdaten S ausgewertet. Zu diesem Zweck wird als Kenngröße K für den Zustand des Getriebes eine Ausfallwahrscheinlichkeit ermittelt. Anhand der Kenngröße K wird geprüft, ob eine Störung des Getriebes droht. Wird eine solche Störungsbedrohung identifiziert, wird die Steuerelektronik 4 angewiesen, das Getriebe so zu steuern und zu regeln, dass eine momentane Belastung des Getriebes verringert und/oder begrenzt wird.

Die Steuerelektronik 4 setzt die Steuerbefehle der zentralen Störungsprognose-Einheit 9 mit dafür vorgesehenen Funktionsvarianten um. Dabei können auch mehrere mechatronische Teil- oder Untersysteme als andere Einrichtungen gleichzeitig an einer Maßnahme zur Verringerung und/oder Begrenzung der Belastung beteiligt sein. In einer weitergehenden Ausführungsform kann die Steuereinheit 3 beispielsweise zusätzlich oder alternativ zum Entlasten des Getriebes eine maximale Drehzahl und/oder ein maximales Drehmoment des Antriebsmotors begrenzen.

In der Steuerungselektronik 4 des Getriebes können mehrere Sonderfunktionen vorgehalten und bei Bedarf über die Störungsprognose-Einheit 9 aktiviert werden. Hierzu gehören insbesondere Funktionen zur Veränderung der Schaltkräfte, zur Veränderung der Kupplungsbetätigung und zur Veränderung der Schaltstrategie. Im Detail werden beispielsweise die einzelnen Gänge früh hochgeschaltet, so dass hohe Drehzahlen mit hohen von den Synchronringen zu absorbierenden kinetischen Energien vermieden werden.

Ein Beispiel für Störungen sind Ringfederbrüche im Getriebe, die bei einer Häufung eines bestimmten Betriebspunktes auftreten. Bei hohen Belastungen in einzelnen Gängen und gegebenenfalls zusätzlich erkannten Symptomen, beispielsweise Veränderungen im Laufverhalten durch Schäden an Zahnrädern, Wellen oder Lagern, kann die Einsatzdauer des oder der betreffenden Gänge durch Änderungen im Gangwahlalgorithmus vermindert oder im Extremfall die betreffenden Gänge ganz ausgeschlossen werden.

Bei hochbelasteten Gangwechselpaaren, bei denen eine hohe Ausfallgefahr von Synchronringen besteht, können die Schaltkräfte an den Schaltzylindern reduziert werden, was die Schaltzeiten zwar vergrößert, die Synchronringe dagegen entlastet. Im Extremfall können die entsprechenden Gangwechselpaare mittels des Gangwahlalgorithmus gemieden oder ganz ausgeschlossen werden.

Das Steuern und Regeln des Getriebes wird stufenweise von der Steuereinheit 3 ausgeführt und fortlaufend beeinflusst. Dabei erfolgt die Steuerung bzw. Regelung des Getriebes derart, dass eine für die nahe Zukunft prognostizierte Störung eine höhere Stufe an Verminderung und/oder Begrenzung der Belastung zur Folge hat als eine für die weitere Zukunft prognostizierte Störung. Mit zunehmender Störungsbedrohung tritt somit eine stärkere Beeinträchtigung der Leistung des Getriebes ein, um dessen Lebensdauer möglichst bis zu einer geplanten Wartung zu verlängern und so ein Liegenbleiben des Fahrzeugs zu verhindern.

Mit einer Telematikeinheit 5 werden die von der Steuereinheit 3 ermittelten Belastungs- und Symptomdaten L, S sowie die Zwischenergebnisse der Störungsprognose-Einheit 9 in eine zentrale Überwachungsstelle übertragen. Von der zentralen Überwachungsstelle können zudem neue Parameter für die Steuerung und/oder Regelung von Getriebe und/oder anderen Einrichtungen übertragen werden, um neue Erkenntnisse, die beispielsweise über Datenbankauswertungen in der zentralen Überwachungsstelle gewonnen werden, möglichst frühzeitig im Fahrzeug nutzen zu können.

Der Fahrer wird über die Anzeige 6 über die drohende Störung informiert, damit er die Beeinträchtigungen oder Veränderungen der Funktions- oder Leistungsfähigkeit des Getriebes oder anderer Einrichtungen richtig interpretieren und eine Wartung mit Werkstattaufenthalt rechtzeitig planen kann. Ihm wird dazu auch der nach der Prognose verbleibende Zeitraum bis zum Ausfall des Getriebes ausgegeben. Außerdem kann eine frühzeitige Information des Fahrers über eine schädigende Nutzung oder ein belastendes Fahrverhalten ausgegeben werden, um bereits im Vorfeld Schäden zu verhindern.

In 2 ist die Störungsprognose-Einheit 9 im Detail als Blockschaltbild dargestellt. Hier werden die Lastkollektive der Belastungsdaten L mit einer Belastungsdatenverdichtungsfunktion 10 zu Belastungskenngrößen LDi verdichtet und die Symptomdaten S mit der Symptomdatenbewertung 11 hinsichtlich eines Schädigungsgrads M bewertet und dann in einer Ausfallwahrscheinlichkeitsrechnung 12 in eine gesamte Ausfallwahrscheinlichkeit als Kenngröße K zusammengefasst. Mit Hilfe der Kenngröße K, dem Schädigungsgrad M und den Belastungskenngrößen LDi werden dann in der Steuerungsfunktion 13 für Präventivmaßnahmen die Stellgrößen F für die Steuerelektronik 4 des Getriebes und/oder Stellgrößen für andere Einrichtungen, wie z. B. den Antriebsmotor, die Bremse, den Turbolader oder die Gangschaltung, ermittelt und über den elektronischen Bus an diese weitergeleitet. Je nach Grad der sich anbahnenden Störung kann eine Verringerung bzw. Begrenzung der Belastung für eine oder mehrere Komponenten, d.h. beispielsweise zusätzlich zum Getriebe auch am Antriebsmotor und/oder an der Bremse, ausgeführt werden.

Die Belastungsdaten L werden in einem nicht-flüchtigen Speicher gesichert, so dass sie beim Abschalten der Steuereinheit 3 erhalten bleiben. Dies kann beispielsweise zyklisch mehrmals täglich oder ereignisgesteuert erfolgen.


Anspruch[de]
Verfahren zum Überwachen einer mechanischen Komponente eines Fahrzeugs, wobei Betriebsdaten (D) der Komponente erfasst und anhand der Betriebsdaten (D) wenigstens eine Kenngröße (K) für den Zustand der Komponente ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass falls anhand der Kenngröße (K) eine drohende Störung der Komponente identifiziert wird, die Komponente und/oder eine andere Einrichtung des Fahrzeugs derart gesteuert oder geregelt wird, dass eine momentane Belastung der Komponente verringert und/oder begrenzt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente ein automatisiertes Getriebe des Fahrzeugs derart gesteuert oder geregelt wird, dass bei einer drohenden Störung des Getriebes dessen momentane Belastung verringert und/oder begrenzt wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern oder Regeln des Getriebes und/oder der Einrichtung in Abhängigkeit von der Kenngröße (K) stufenweise erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Belastung des Getriebes verringert und/oder begrenzt wird, indem bei hochbelasteten Gangwechselpaaren Schaltkräfte an Schaltzylindern reduziert werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Belastung des Getriebes verringert und/oder begrenzt wird, indem bei einer drohenden Ausfallgefahr von Synchronringen entsprechende Gänge oder Gangwechselpaare mittels eines Gangwahlalgorithmus gemieden oder ausgeschlossen werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Betriebsdaten (D) wiederholt Lastzustände identifiziert und als Belastungsdaten (L) protokolliert werden, wobei die Belastungsdaten (L) beim Ermitteln der Kenngröße (K) verwendet werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsdaten (D) eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment gangabhängig erfasst wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kenngröße (K) eine Ausfallwahrscheinlichkeit und/oder ein Schädigungsgrad (M) und/oder eine Belastungskenngröße (LDi) bestimmt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln der Kenngröße (K) anhand von vorgebbaren Symptomdaten (S) durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Symptomdaten (S) anhand von Betriebsdaten (D) von gleichartigen Getrieben anderer, insbesondere gleichartiger Fahrzeuge ermittelt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand von signifikanten Veränderungen im Verhalten des Getriebes Symptomdaten (S) für gleichartige Getriebe ermittelt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Symptomdaten (S) Veränderungen im Laufverhalten des Getriebes bestimmt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische und/oder akustische Warnung bei einer drohenden Störung des Getriebes an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsdaten (D) und/oder Belastungsdaten (L) und/oder die Kenngröße (K) und/oder eine Warnung betreffend den Zustand des Getriebes an eine entfernte Überwachungsstelle übermittelt werden. Anordnung (1) zum Überwachen einer mechanischen Komponente, insbesondere eines Getriebes eines Fahrzeugs, aufweisend einen Sensor (2) und eine Steuereinheit (3), wobei die Steuereinheit (3) mittels des Sensors (2) Betriebsdaten (D) der Komponente und anhand der Betriebsdaten (D) wenigstens eine Kenngröße (K) für den Zustand der Komponente ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass falls anhand der Kenngröße (K) eine drohende Störung der Komponente identifizierbar ist, die Steuereinheit (3) die Komponente und/oder eine andere Einrichtung des Fahrzeugs derart steuert oder regelt, dass eine verringerte und/oder begrenzte momentane Belastung der Komponente einstellbar ist. Anordnung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass falls anhand der Kenngröße (K) eine drohende Störung eines automatisierten Getriebes identifizierbar ist, die Steuereinheit (3) das Getriebe und/oder eine andere Einrichtung des Fahrzeugs derart steuert oder regelt, dass eine verringerte und/oder begrenzte momentane Belastung des Getriebes einstellbar ist. Anordnung (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) das Getriebe und/oder die andere Einrichtung in Abhängigkeit von der Kenngröße (K) stufenweise steuert oder regelt. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) eine optische und/oder akustische Warnung betreffend den Zustand des Getriebes an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgibt. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) die Kenngröße (K) anhand von vorgebbaren Symptomdaten (S) ermittelt. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) aus den Betriebsdaten (D) wiederholt Lastzustände identifiziert und als Belastungsdaten (L) protokolliert, wobei die Belastungsdaten (L) in die Ermittlung der Kenngröße (K) einfließen.






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