DE102006060521A1 - Motor vehicle components are monitored on board, for ageing and wear, with a communications network between the components and an on-board computer - Google Patents

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Abstract

To monitor the condition of motor vehicle components, a computer with an on-board communication network receives data from them. A filter takes out condition data values relating to ageing and wear for evaluation. The data filter has specific parameter windows for each component with selected observation conditions for projection on given normalized conditions. Selected data are taken from each window to form the selected observation conditions with a function. The system functions in real time on board the vehicle. An interface allows off-board diagnosis and analysis.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Verschleißzustandes von Komponenten in Kraftfahrzeugen. Die Bestimmung des Verschleißzustandes erfolgt während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs. Mit Hilfe eines Datenfilters werden Messdaten, die im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehen, und die in ein oder mehrere vorgegebene Parameterfenster in der Nähe eines oder mehrerer normierter Beobachtungszustände fallen, erfasst und mit Hilfe einer Funktion auf diese Beobachtungszustände zustände projiziert. Diese projizierten Messdaten werden über ein Beobachtungszeitintervall hin gemittelt, um die Streuung bzw. die Varianz verringern.The The invention relates to a method for determining the state of wear of components in motor vehicles. The determination of the state of wear takes place during the driving operation of the vehicle. With the aid of a data filter, measured data, which are available in the electrical system of a motor vehicle, and in a or several predetermined parameter windows near one or more normalized observation conditions, detected and detected Help of a function projects on these states of observation. These project Measurement data is transferred via an observation time interval out to the scattering or reduce the variance.

Technische Komponenten, wie z. B. ein Brennstoffzellen Stack oder eine Batterie unterliegen im Rahmen der Lebenszeit, der eingesetzten Betriebsstunden oder Laufleistung eines Fahrzeugs der Alterung und eventuell auch dem Verschleiß. Man hat verschiedene Methoden entwickelt, die Alterung und den Verschleiß von Komponenten zu erfassen und berechenbar zu machen.Technical Components, such. As a fuel cell stack or a battery subject within the lifetime, the operating hours used or mileage of a vehicle of aging and possibly also the wear. Various methods have been developed, aging and wear of components to capture and make predictable.

In der WO 00/65705 A2 wird ein Verfahren zur Bestimmung der Restlebensdauer einer Batterie vorgeschlagen, bei dem eine Kombination von aktuellen Messwertaufnahmen und in Prüfstandsversuchen ermittelten Lastkennlinien benutzt wird, um die Restlebensdauer einer Batterie zu berechnen. Hierzu wird in einem Mikroprozessor aus den aufgenommenen Messwerten der aktuelle Batterieinnenwiderstand berechnet. In Laborversuchen wurden zuvor Entladungskurven der Batterie abhängig vom Alterungszustand, sprich Innenwiderstand, und bei verschiedenen Lastzuständen ermittelt und als Kurvenschar abgespeichert. Nach Bestimmung des Lastzustandes und des Innenwiderstand wird eine zu diesen Parametern passende Entladungskurve ausgewählt und mit der Kurve rechnerisch auf die verbleibende Restlebensdauer geschlossen. Derartige Verfahren benötigen für jeden Batterietyp umfangreiche Vorversuche, in denen aussagekräftige Lebensdauerkurven ermittelt werden müssen. Diese Kurven sind in der Regel von vielen Parametern wie Temperatur, Ladezustand, Belastungszustand, Innenwiderstand abhängig. Außerdem geben derartige Verfahren nur bei quasistationären Systemzuständen oder bei nur langsam veränderlichen Systemzuständen hinreichend genaue Vorhersagemöglichkeiten. Hochdynamisches Systemverhalten, kann mit in Laborversuchen aufgenommenen Alterungskurven, Lebensdauerkurven oder Entladungskurven nicht abgebildet werden.In the WO 00/65705 A2 A method for determining the remaining life of a battery is proposed, in which a combination of current measured value recordings and load characteristics determined in test bench tests is used to calculate the remaining service life of a battery. For this purpose, the current internal battery resistance is calculated in a microprocessor from the recorded measured values. In laboratory tests, discharge curves of the battery were previously determined as a function of the aging state, ie internal resistance, and under different load conditions and stored as a set of curves. After determining the load state and the internal resistance, a discharge curve suitable for these parameters is selected and the curve is mathematically deduced from the residual life remaining. Such methods require extensive preliminary tests for each battery type in which meaningful service life curves must be determined. These curves are usually dependent on many parameters such as temperature, state of charge, load condition, internal resistance. In addition, such methods provide sufficiently accurate predictive capabilities only in quasi-stationary system states or in slowly changing system states. Highly dynamic system behavior can not be reproduced with aging curves recorded in laboratory tests, service life curves or discharge curves.

Für dynamische Systeme wie z. B. Verbrennungsmotoren hat man für die Zustandsbestimmung und die Diagnose solcher Systeme in der DE 10336597 A1 und DE 10336598 A1 die Verwendung von Belastungskollektiven vorgeschlagen. Der Zustandsraum des zu beobachtenden Systems wird hier in Parameterfenster unterteilt und mit elektronischen Rechenmitteln wird gezählt, wie oft das System mit seinen dynamisch wechselnden Zuständen in welchem Fenster war. Aus dem aufgenommenen Belastungskollektiv wird dann eine Schädigungssumme ermittelt und daraus auf den Systemzustand geschlossen. Die Belastungskollektive erfassen nicht die Kontextinformation über den Betriebszustand, in denen einzelne Messwerte entstanden sind. Somit ist eine Normierung auf einen vordefinierten Beobachtungszustand aus einem bereits erfassten Lastkollektiv nicht mehr möglich.For dynamic systems such. B. internal combustion engines has one for the determination of state and the diagnosis of such systems in the DE 10336597 A1 and DE 10336598 A1 suggested the use of stress collectives. The state space of the system to be observed is subdivided into parameter windows here and with electronic calculation means it is counted how often the system with its dynamically changing states was in which window. From the recorded load collective then a damage sum is determined and from it on the system state closed. The load collectives do not capture the context information about the operating state in which individual measured values have arisen. Thus, normalization to a predefined observation state from an already acquired load spectrum is no longer possible.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik macht es sich die hier offenbarte Erfindung zur Aufgabe, ein Verfahren zur Alterungsbestimmung von Komponenten anzugeben, das für onboard Anwendungen geeignet ist, und das die Alterung ausschließlich aus onboard verfügbaren Felddaten ermittelt.outgoing from the aforementioned prior art, it is the one disclosed here Invention for the task, a method for the aging determination of Specify components for onboard applications is suitable, and that the aging exclusively available onboard Field data determined.

Die Lösung gelingt mit einem Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der folgenden Beschreibung offenbart.The solution succeeds with a method having the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims and disclosed in the following description.

Die Lösung gelingt mit einer onboard implementierten elektronischen Recheneinheit, die an ein Kommunikationsbordnetz angeschlossen ist und mit der die auf dem Kommunikationsbordnetz versandten Daten mitgelesen werden. Mit einem Datenfilter werden aus diesen Daten diejenigen Zustandgrößen des Systems herausgefiltert, die einem oder mehreren vorgegebenen Parameterfenstern entsprechen. Die Parameterfenster werden hierbei um für die Verschleißbestimmung ausgewählte Beobachtungszustände herum ausgewählt. Die pro Parameterfenster ausgewählten Daten werden gemittelt und mit einer Funktion auf die Beobachtungszustände abgebildet. So erhält man geeignete und vergleichbare Alterungskennzahlen.The solution succeeds with an onboard implemented electronic computing unit, which is connected to a communication board network and with the the data sent on the communication network are read. With a data filter, these state variables of the data become System filters out one or more predefined parameter windows correspond. The parameter windows are in this case for the determination of wear selected observed states selected around. The selected per parameter window Data is averaged and mapped with a function to the observation states. So receives one suitable and comparable aging indicators.

Für die ausgewählten Beobachtungszustände werden je nach Art der Komponente, die es zu beobachten gibt unterschiedliche, jeweils spezifische Zustandsgrößen und damit unterschiedliche jeweils spezifische Parameterfenster zu bestimmen und auszuwählen sein. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass im Unterschied zum aufspannen von vorbekannten Belastungskollektiven deutlich weniger Parameterfenster gebildet werden müssen. Für jede zu beobachtende Komponente können spezifisch eine beschränkte Anzahl von für die Verschleißbestimmung besonders geeigneter Lastzustände ausgewählt werden und diese besonders aussagekräftigen Lastzustände gewissermaßen als Modelllastpunkte oder Normlastpunkte für die Verschleißbestimmung vorbestimmt werden. Es empfiehlt sich hierfür eine Mischung aus verschleißintensiven Lastzuständen und durchschnittlich verschleißbehafteten Lastzuständen auszuwählen.Depending on the type of component that is to be observed, different specific state variables and thus different specific parameter windows must be determined and selected for the selected observation states. However, it has been found that, in contrast to the spanning of previously known load collectives, significantly fewer parameter windows have to be formed. Specifically, for each component to be observed, a limited number of load conditions that are particularly suitable for determining wear can be selected, and these particularly meaningful load states can be selected as model load points or standard load points for the determination of wear can be predetermined. It is advisable to select a mixture of wear-intensive load conditions and average wear-prone load conditions.

Die Bedeutung der ausgewählten Parameterfenster für die Zwecke der Verschleißbestimmung kann zusätzlich mit einem Faktor gewichtet werden, wobei der Faktor proportional zur Verschleißintensität des zu dem Parameterfenster ausgewählten Lastpunktes ist.The Meaning of the selected Parameter window for the purpose of the wear determination can additionally be weighted by a factor, the factor being proportional to the wear intensity of the selected in the parameter window Load point is.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders als Alterungsmeter für Brennstoffzellenstacks in Fahrzeugen. An Brennstoffzellenstacks in Kraftfahrzeugen werden im Fahrbetrieb hochdynamische Lastwechsel in Bezug auf Strom und Spannung angelegt. Alterungsmeter, die mit Datenbeständen aus Prüfstandversuchen rechnen, haben hier Schwierigkeiten. Grundsätzlich erheben Prüfstandversuche immer nur Daten zu Modellzuständen oder zu Modellverläufen, die sich normalerweise nach Verbrauchs- und Emissionszyklen richten, und daher weniger verschleißrelevant sind. Deshalb sind Verschleißbestimmungen aus diesen Datenbasen immer nur mit einer nicht vermeidbaren Unsicherheit auf die Felddaten eines tatsächlichen Fahrbetriebs eines Fahrzeuges abzubilden und umgekehrt. Es ist praktisch unmöglich alle möglichen Fahrverhalten verschiedener Fahrzeugführer und alle verschiedenen Nutzungsarten eines Fahrzeugs mit Prüfstandversuchen hinreichend genau nachzubilden. Hier schafft die Erfindung eine Verbesserung, da davon auszugehen ist, dass die statistische Verteilung der Felddaten auf die Parameterfenster eine Abbildung des jeweiligen Fahrverhaltens ist und dadurch Verschleißbestimmungen mit diesem Datenmaterial realitätsnäher werden. Auch kann mit der statistischen Verteilung der Einfluss hochdynamischen Systemverhaltens auf den Verschleiß oder die Alterung gut erfasst und abgebildet werden.The inventive method is particularly suitable as an aging meter for fuel cell stacks in Vehicles. At fuel cell stacks in motor vehicles when driving highly dynamic load changes in terms of electricity and Voltage applied. Aging meters containing data bench tests count, have difficulties here. In principle, bench tests are carried out only data on model states or to model progressions, which are usually based on consumption and emission cycles, and therefore less relevant to wear are. That's why wear regulations from these databases only with an unavoidable uncertainty the field data of an actual Travel mode of a vehicle and vice versa. It is practical impossible all possible Driving behavior of different drivers and all different ones Types of use of a vehicle with test bench tests sufficient to reproduce exactly. Here, the invention provides an improvement, since it can be assumed that the statistical distribution of field data on the parameter window an illustration of the respective driving behavior is and thus wear regulations be more realistic with this data. Also, with the statistical distribution, the influence of highly dynamic System behavior on wear or aging well recorded and be pictured.

Die Methodik kann bei geeigneter Auswahl der Normlastpunke und bei geeigneter Wahl der Parameterfenster grundsätzlich auf alle Arten von zu beobachtenden Komponenten angewandt werden.The Methodology can with appropriate selection of the standard load points and if appropriate Choice of parameter window basically be applied to all types of observable components.

Vorzugsweise kann das Verfahren im Realzeitbetrieb onboard im Fahrzeug durchgeführt werden. Über eine Datenschnittstelle können jedoch auch externe Diagnosesysteme mit angeschlossen werden und somit auch offboard Berechnungen und offboard Auswertungen vorgenommen werden. Die onboard Anteile und offboard Anteile können dann im Rahmen einer Gesamtprogrammkonzeption auf Fahrzeug interne und/oder Fahrzeug externe Systeme verteilt werden.Preferably the procedure can be carried out in on-vehicle real-time operation. Over a Data interface can however, external diagnostic systems can also be connected with and Thus also offboard calculations and offboard evaluations made become. The onboard shares and offboard shares can then as part of an overall program concept on vehicle internal and / or Vehicle external systems are distributed.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit werden im Folgenden Ausführungsbeispiele für Brennstoffzellenfahrzeuge näher erläutert.Without restriction In the following, embodiments of fuel cell vehicles will be described to the general public explained in more detail.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine Prinzipskizze eines an sich bekannten Fahrzeugbordnetzes, wie es beispielsweise in einem Brennstoffzellenfahrzeug eingesetzt wird, 1 a schematic diagram of a per se known vehicle electrical system, as used for example in a fuel cell vehicle,

2 ein Spannungs-Strom-Diagramm mit für die Verschleißbestimmung ausgewählten Parameterfenstern, 2 a voltage-current diagram with parameter windows selected for the determination of the wear,

3 ein Drehmoment-Drehzahl-Diagramm mit für die Verschleißbestimmung ausgewählten Parameterfenstern, 3 a torque / speed diagram with parameter windows selected for the determination of wear,

4 ein Betriebsstunden Diagramm mit für die Alterungsbestimmung ausgewählten Zeitfenstern. 4 one operating hours diagram with time windows selected for the aging determination.

Die Erfindung ist besonders geeignet als Alterungsmeter für Brennstoffzellenstacks. 1 zeigt einen Signallaufplan in einem Kraftfahrzeugbordnetz, wie es für den Einsatz der hier offenbarten Erfindung geeignet ist. Typischer Weise sind die verschiedenen Komponenten des Bordnetzes über einen oder mehrere Kommunikationsbusse 1 vernetzt. Bei einem Brennstoffzellenfahrzeug sind hierbei zur Energieverssorgung einer elektrischen Maschine M mehrere Brennstoffzellenstacks 2 vorhanden. Die Leistungsregelung der Maschine erfolgt mit einer Leistungssteuerung 3. Die Leistungssteuerung ist für den Datenaustausch mit anderen Fahrzeugkomponenten an das Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs angeschlossen. Ebenso sind die Brennstoffzellenstacks beispielsweise über Sensoren für Strom 4 und Sensoren für Spannung 5 an das Kommunikationsbordnetz angeschlossen. Das ermöglicht den für die Regelung der Antriebsleistung erforderlichen Datenaustausch. Weitere Fahrzeugkomponenten, die an das Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs angeschlossen sind, sind z. B. die Drehzahlsensoren 6, mit denen Informationen über die aktuelle Raddrehzahl auf den Bus gegeben werden, und ein ESP oder ABS Steuergerät, mit dem die Informationen aus den Raddrehzahlen in Form von elektronischen Fahrstabilisierungsprogrammen oder Antiblockiersystemen weiterverarbeitet werden. Auch die Motorsteuerung kann die Informationen aus den Raddrehzahlen für die Drehmomentregulierung und besonders für die Bestimmung der gefahrenen Strecke weiterverarbeiten. Abgesehen von den genannten technischen Daten sind in heutigen Fahrzeugen auf dem Kommunikationsbordnetz praktisch Betriebsdaten zu allen angeschlossenen Komponenten vorhanden. Diese Betriebsdaten enthalten in der Regel Leistungsdaten, Daten für die Diagnose und Zustandsdaten der Komponente. Es ist daher auch bekannt mit einer Recheneinheit ECU die Busnachrichten mitzulesen und mit einem in der Recheneinheit implementierten Programm Verschleißberechnungen von verschiednen angeschlossenen Komponenten durchzuführen.The invention is particularly suitable as an aging meter for fuel cell stacks. 1 shows a signal plan in a motor vehicle electrical system, as it is suitable for use of the invention disclosed herein. Typically, the various components of the vehicle electrical system via one or more communication buses 1 networked. In the case of a fuel cell vehicle, a plurality of fuel cell stacks are here for supplying energy to an electric machine M. 2 available. The power control of the machine is done with a power control 3 , The power control is connected to the communication on-board network of the vehicle for data exchange with other vehicle components. Likewise, the fuel cell stacks are for example via sensors for electricity 4 and sensors for voltage 5 connected to the communication board network. This allows the data exchange required for controlling the drive power. Other vehicle components that are connected to the communication vehicle electrical system, z. B. the speed sensors 6 which gives information about the current wheel speed to the bus, and an ESP or ABS control unit, which processes the information from the wheel speeds in the form of electronic driving stabilization programs or anti-lock braking systems. The engine control can also process the information from the wheel speeds for the torque regulation and especially for the determination of the distance traveled. Apart from the technical data mentioned above, operating data for all connected components are present in today's vehicles on the communication on-board network. This operating data usually contains performance data, data for the diagnosis and status data of the component. It is therefore also known with a computer ECU to read the bus messages and perform wear calculations of various connected components with a program implemented in the arithmetic unit.

Auf diesen Strukturen setzt die hier offenbarte Erfindung auf.On These structures are based on the invention disclosed here.

In einer ebenfalls an das Kommunikationsbordnetz angeschlossenen Recheneinheit ECU wird ein Programm zur Alterungsbestimmung implementiert. Das Programm filtert hierbei mit einem Datenfilter aus den im Kommunikationsbordnetz ausgetauschten Daten die zu ausgewählten Komponenten und zu ausgewählten Parameterfenstern gehörenden Daten von vorgegebenen Beobachtungszuständen heraus und führt sie einer weiteren Auswertung zu.In a likewise connected to the communication board power unit ECU is implemented an aging program. The Program filters with a data filter from the onboard communication network exchanged data for selected components and selected parameter windows belonging Data out of given observation states and guides them to another evaluation.

Die weitere Auswertung erfolgt hierbei vorzugsweise onboard im Fahrzeug selbst oder ausnahmsweise nach Übertragung der ausgefilterten Daten in einem Service Center außerhalb des Fahrzeugs. Zu diesem Zweck wir im Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs eine Luftschnittstelle 7 vorgehalten, die als Sende- und Empfangseinheit ausgebildet ist. Die Luftschnittstelle enthält hierzu vorzugsweise ein Gateway, mit dem das Kommunikationsprotokoll der drahtlosen Datenübertragung auf das Kommunikationsprotokoll des Kommunikationsbordnetzes umgesetzt wird und umgekehrt.The further evaluation here preferably takes place onboard in the vehicle itself or, exceptionally, after transmission of the filtered-out data in a service center outside the vehicle. For this purpose we in the communication board network of the vehicle an air interface 7 held, which is designed as a transmitting and receiving unit. For this purpose, the air interface preferably contains a gateway, with which the communication protocol of the wireless data transmission is converted to the communication protocol of the communication on-board network and vice versa.

Eine mögliche Auswahl für einen Datenfilter ist in 2 veranschaulicht. Die beiden wichtigsten Zustandsgrößen für beispielsweise einen Brennstoffzellenstack in einem Fahrzeug sind die am Stack anliegende Betriebsspannung bei abgenommenem Strom. Die Parameter Strom und Spannung bestimmen den Belastungszustand eines Brennstoffzellenstacks und sind die wichtigsten Zustandsgrößen für eine Alterungsbestimmung oder eine Verschleißbestimmung des Brennstoffzellenstacks. Beim Betrieb des Fahrzeugs können jedoch durch Unwelt- oder Betriebszustandseinflüsse (z. B. Umgebungstemperatur, momentane Lastdynamik) quasi unendlich viele Zustände vorkommen. Der Zustandraum umfasst hierbei alle möglichen Zustände, die um die Lastkurve 20 liegen. Dieser Zustandsraum ist in 2 schräg schraffiert. In der Regel kennt der Fachmann für Brennstoffzellenstacks die für einen Stack besonders empfindlichen beziehungsweise besonders verschleißrelevanten Betriebszustände. Mit diesem Wissen wird für den Datenfilter der Erfindung gezielt eine beschränkte Anzahl von Beobachtungszuständen 21 ausgewählt. würde man es bei der rigorosen Auswahl der Beobachtungszustände belassen, liefe man beim Realzeitbetrieb eines Fahrzeuges Gefahr, dass die definierten scharfen Beobachtungszustände niemals auftreten würden. Deshalb ist für den Datenfilter der Erfindung für jeden definierten Beobachtungszustand ein Parameterfenster w1, w2, w3, w4 vorgesehen. In diesem Fenster besteht jedoch eine erhebliche Variabilität sowohl in der Breite (real auftretende, von w1-w4 verschiedene Lasten) als auch in der Höhe (Streuung durch Umwelt- und Betriebszustandseinflüsse). Diese Variabilität ist durch den horizontal schraffierten Bereich symbolisiert. Der Datenfilter bewirkt

  • 1. die Reduktion der Breite auf eine senkrechte Linie durch eine Projektion des Messpunktes auf die genaue vorgegebene Last, sowie
  • 2. die Reduktion der Höhe durch die Projektion des Messpunktes auf auf die Normwerte einiger ausgewählter relevanter Einflüsse (z. B. Stack-Kühlmitteltemperatur)
One possible choice for a data filter is in 2 illustrated. The two most important state variables for a fuel cell stack in a vehicle, for example, are the operating voltage applied to the stack with the current removed. The parameters current and voltage determine the load state of a fuel cell stack and are the most important state variables for an aging determination or a wear determination of the fuel cell stack. During operation of the vehicle, however, virtually unlimited states may occur due to environmental or operating state influences (eg ambient temperature, momentary load dynamics). The state space encompasses all possible states around the load curve 20 lie. This state space is in 2 obliquely hatched. As a rule, the person skilled in the art of fuel cell stacks knows the operating states that are particularly sensitive to a stack or particularly susceptible to wear. With this knowledge, a limited number of observation states are targeted for the data filter of the invention 21 selected. If one were to leave it at the rigorous selection of the observation states, one would risk with the real-time operation of a vehicle that the defined sharp observation states would never occur. Therefore, a parameter window w1, w2, w3, w4 is provided for the data filter of the invention for each defined observation state. In this window, however, there is a considerable variability both in width (real occurring, w1-w4 different loads) and in height (scattered by environmental and operating state influences). This variability is symbolized by the horizontally hatched area. The data filter causes
  • 1. the reduction of the width to a vertical line by a projection of the measuring point on the exact given load, as well
  • 2. the reduction of the height by the projection of the measuring point on the standard values of some selected relevant influences (eg stack coolant temperature)

Der horizontal schraffierte Bereich und damit das Parameterfenster wird also jeweils auf eine kurze senkrechte Linie und damit auf den ausgewählten Beobachtungszustand reduziert. Der weist deutlich geringere Schwankungen der zu bestimmenden Größe, hier der Spannung U, auf.Of the horizontally hatched area and thus the parameter window becomes in each case on a short vertical line and thus on the selected observation state reduced. The shows significantly lower fluctuations in the determined Size, here the voltage U, on.

Für die Alterungsbestimmung von Komponenten im Antriebsstrang eines Fahrzeugs kann ein anderer Datenfilter aufgebaut werden. Für die mechanische Kraftübertragung interessiert besonders der Drehmomentverlauf über der Drehzahl eines Motors bei Volllast. Ein exemplarischer Drehmomentverlauf ist in 3 veranschaulicht. Auch hier wird der mögliche Zustandsraum um eine Drehmomentkurve 30 aufgespannt. Der Zustandsraum selbst ist wieder schräg schraffiert und die ausgewählten Beobachtungszustände 31 befinden sich im Zustandsraum der möglichen Zustände. Parameterfenster w1, w2, w3, w4 erweitern die vom Datenfilter auswählbaren Zustände.For the aging of components in the drive train of a vehicle, another data filter can be set up. For the mechanical power transmission particularly interested in the torque curve over the speed of an engine at full load. An exemplary torque curve is in 3 illustrated. Again, the possible state space becomes a torque curve 30 clamped. The state space itself is again diagonally hatched and the selected observation states 31 are in the state space of the possible states. Parameter windows w1, w2, w3, w4 expand the states selectable by the data filter.

Bei zu überwachenden Komponenten, bei denen weniger der Verschleiß infolge von Belastungen eine Rolle spielt, sondern vielmehr die Alterung mit der Zeit oder die Alterung mit den eingesetzten Betriebsstunden im Vordergrund steht, werden die Parameterfenster dazu benutzt, um über den Lebenslauf der Komponente einzelne Zeitfenster auszuschneiden und auszuwerten. Eine graphische Darstellung für diesen Sachverhalt ist in 4 gegeben. In dem gezeigten Diagramm seien die die Betriebsstunden pro Tag über die Jahre der Lebensdauer der zu betrachtenden Komponente aufgetragen. Zu ausgewählten Beobachtungszuständen, die sich hier als Beobachtungszeitpunkte 41 ergeben, werden Parameterfenster, die sich hier als Zeitfenster ergeben, gesetzt und die eingesetzten Betriebsstunden pro Tag ausgewertet. Es ist vorteilhaft bei Alterungsbestimmungen die Zeitfenster möglichst in unregelmäßigen Abständen und möglichst nicht äquidistant auszuwählen. Auch die Parameterspannweite der einzelnen Fenster kann variieren. Durch diese Maßnahme kann der Fehlereinfluss von zyklischen Betriebszuständen auf die Alterungsbestimmung vermindert werden. Beispielsweise würde bei einem Privat Pkw, der nur tagsüber bewegt wird, eine Alterungsbestimmung deren Zeitfenster immer in die Nachtstunden fällt, zu völlig falschen Ergebnissen führen.For components to be monitored where wear is less of a burden due to stress, aging rather than aging, and operating hours are used, the parameter windows are used to cut out individual time slots across the component's CV and evaluate. A graphical representation of this issue is in 4 given. In the diagram shown, the operating hours per day are plotted over the years of the life of the component to be considered. To selected observation states, here as observation times 41 result, parameter windows, which result here as a time window, set and evaluated the operating hours used per day. It is advantageous in the case of aging determinations to select the time windows as far as possible at irregular intervals and if possible not equidistantly. The parameter span of the individual windows can also vary. By this measure, the error influence of cyclic operating conditions on the aging ver ver be reduced. For example, a private car that is moved only during the day, an aging test whose time window always falls into the night would lead to completely wrong results.

In allen Anwendungen der erfindungsgemäßen Verschleißbestimmung bzw. Alterungsbestimmung ist es vorteilhaft, die pro Parameterfenster erfassten Daten einer rechnerischen Mittelung zu unterziehen. Hierdurch wird die Streuung bzw. die Varianz der erfassten Daten verringert. Die Größe der Parameterfenster sollte hierbei so gewählt werden, dass in jedem Fenster mindestens 200 Datensätze jedoch höchstens 20.000 Datensätze erfasst werden.In all applications of the determination of wear according to the invention or aging determination, it is advantageous, the per parameter window subject to a computational averaging. hereby the variance of the acquired data is reduced. The size of the parameter window should be chosen here however, that will have at least 200 records in each window at the most 20,000 records be recorded.

Claims (6)

Verfahren zur Zustandsbestimmung von zu überwachenden Komponenten in einem Kommunikationsbordnetz, bei dem: – mit einer elektronischen Recheneinheit die in einem Kommunikationsbordnetz von den Komponenten versandten Daten mitgelesen werden, – mit einem Datenfilter aus dem Kommunikationsbordnetz alterungsrelevante oder verschleißrelevante Zustandgrößen der zu überwachenden Komponenten herausgefiltert werden, – und anschließend mit einem Programm zur Alterungsermittlung oder zur Verschleißermittlung ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, – dass der Datenfilter für jede zu überwachende Komponente spezifische Parameterfenster zu ausgewählten Beobachtungszuständen enthält, – dass die Messungen auf die vorgegebenen normierten Beobachtungszustände projiziert werden – und dass die pro Parameterfenster ausgewählten Daten gemittelt und mit einer Funktion auf die ausgewählten Beobachtungszustände abgebildet werden.Method for determining the state of components to be monitored in a communication on-board network, in which: - the data sent in a communication on-board network are read by the components with an electronic processor, - aging-relevant or wear-relevant state variables of the components to be monitored are filtered out with a data filter from the communication on-board network, and subsequently evaluated with a program for aging determination or for determining wear, characterized in that - the data filter contains specific parameter windows for selected monitoring states for each component to be monitored, - that the measurements are projected onto the predetermined normalized observation states, and that the parameters selected per parameter window Data averaged and mapped with a function on the selected observation states. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verschleißbestimmung Normlastpunkte als Beobachtungszustände ausgewählt werden.Method according to claim 1, characterized in that that for the determination of wear Standard load points are selected as observation states. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Bedeutung der ausgewählten Parameterfenster für die Zwecke der Verschleißbestimmung mit einem Faktor gewichtet wird, der proportional zur Verschleißintensität des ausgewählten Lastpunktes ist.Method according to claim 2, characterized that the meaning of the selected Parameter window for the purpose of wear determination weighted by a factor proportional to the wear intensity of the selected load point is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es im Realzeitbetrieb onboard in einem Fahrzeug durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that it is carried out onboard in a vehicle in real-time operation. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es für die Zustandsbestimmung von Brennstoffzellenstacks eingesetzt wird.Method according to claim 4, characterized in that that it is for the determination of the state of fuel cell stacks is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Kommunikationsschnittstelle weitere Diagnosesysteme angeschlossen werden können und offboard weitere Berechnungen durchgeführt werden können.Method according to one of claims 4 or 5, characterized that over a communication interface further diagnostic systems connected can be and offboard further calculations can be done.
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