CN113196344A - 用于确定构件或组件容差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定构件或组件容差的系统和方法，在该系统或方法中，在持续的行驶运行中周期性监测相同类型的机动车辆(5.1‑5.6)的构件或组件并且同时通过测量技术检测状态数据(10)，该状态数据对于该构件或组件的容差而言是特征性的，将该状态数据(10)经由已有的无线通信途径传输到中央计算机(1)或云(2)并且与对于单独机动车辆(5.1‑5.6)而言个体化的标识一起储存在该中央计算机或云中，在数据处理装置(3)中分析所储存的状态数据，由此计算存在于所检测的机动车辆(5.1‑5.6)处的容差的实际值，并且基于如此收集的相应车辆类型(5)的实际值来确定该构件或组件尺度的通用数值。

Description

用于确定构件或组件容差的方法

本发明涉及一种用于确定构件或组件容差的方法，其中在持续的行驶运行中至少周期性地监测相同类型的机动车辆的构件或组件并且同时在测量技术上检测状态数据。

本发明还涉及一种用于确定构件或组件容差的系统，所述系统在持续的行驶运行中至少周期性地监测相同类型的机动车辆的构件或组件并且同时检测状态数据。

现代的无线通信途径能够借助于车辆中已有的传感装置实现在持续的行驶运行中监测单独的机动车辆(如乘用车辆或载重车辆)、以此方式检测车辆状态数据并且将这些数据经由已有的通信途径提供给集中式监测和分析。如在EP 2 607 144 A1中所描述的，监测和分析例如可以经由相应车辆制造商的中央计算机来进行。经由车辆状态数据可以确定车辆的运行状态并且由此推导出给驾驶员的提示。例如，可以告知驾驶员，其车辆需要维护(即使是在固定的维护间隔之外)。

然而，车辆制造商及其供应商还可能对当前车辆状态数据的认识感兴趣。他们的兴趣在于，可以尽可能价格低廉地制造车辆或其待供应的部件。在生产和制备中重要的成本因素是所使用的构件、组件在制造中所使用的、大多数情况下预设的容差或者还有构件或组件共同作用下的容差。这个容差通常对于所有构件组而言是相同的、取决于接纳情况并且因此不是实际上按照需求来预设的。在生产和制造中保持过紧的容差导致成本和耗费并且可能是不经济的。

至于由于持续的生产中的构件偏差导致的问题，通常不能按照需要对于每个构件或每个构件组单独决定，因为做出关于最优容差的决定所需的所有信息通常不都是可用的。

因此本发明的目标是在确定构件尺度和组件尺度的必需数值时能够使用额外的信息来源并且由此在确定构件或组件尺度时在更可容许的数值偏差方面实现更好的预测。试图实现的是确定如下容差：该容差尽可能接近在低成本耗费与对稍后磨损的提高的脆弱性或损伤频度之间的最优结果。

为了实现这个目的，提出了一种具有权利要求1所述特征的用于确定构件或组件容差的方法。另外提出了一种具有权利要求13所述特征的用于确定构件或组件容差的系统。

在该方法中

-在持续的行驶运行中至少周期性监测相同类型的车辆或机动车辆的构件或组件并且同时在测量技术上检测状态数据，所述状态数据对于所述构件或组件的容差而言是特征性的，

-将所述状态数据经由已有的无线通信途径传输到中央计算机或云并且与对于单独车辆而言个体化的标识一起储存在所述中央计算机或云中，

-在数据处理装置中分析所储存的状态数据，由此计算存在于所检测的车辆处的容差的实际值，并且基于如此收集的相应车辆类型的实际值来确定所述构件或组件尺度的通用数值。

因此，为了确定构件尺度和组件尺度的必需数值，使用了额外的信息来源，以便由此在确定构件或组件尺度时在更可容许的数值偏差方面实现更好的预测。由此可以导出如下容差：该容差接近在低成本耗费与对稍后磨损的提高的脆弱性或损伤频度之间的最优结果。

于是进行对车辆的现场监测(Feldüberwachung)，即不仅使单独的一台车辆经受至少周期性的监测，而且同样使相同车辆类型的多台其他车辆经受监测。相同的车辆类型或相同类型的车辆是指其中同样装设有此构件或组件或者同类型的构件或组件的机动车辆。

借助于车辆中已有的传感装置来监测状态数据，这些状态数据对于构件、组件的容差或者对于构件或组件共同作用下的容差而言是特征性的。这例如可以为构件的相对彼此的可移动性或其振动行为，或者其声学行为或其他测量技术上可检测的特性，其认识和分析可以得出关于单独车辆部件或车辆部件组的机械容差或者还有连接技术容差的结论。

优选的应用是车辆动力传动系的部件，主要是车辆的换挡传动装置和离合器以及其构件和构件组的容差。

借助于传感器、测量传感件或车辆的类似车载设备来进行监测并检测状态数据，并且以较小或较大的时间间隔(也就是说周期性地)进行监测并检测状态数据。同样可能的是，在对应大量的数据情况下进行持续的且由此连续的监测。

如此直接在相应车辆中检测的状态数据经由已有的无线通信路径传输到中央计算机或云。在此重要的是将所传输的状态数据指配给某一台车辆。为了能够将所检测的数据指配给装设在车辆中的某些构件或部件，将状态数据与对于相应车辆而言个体化的标识一起储存在中央计算机或云中。

个体化的标识例如可以为对车辆个体化的数字编码，实际上用代表相应车辆类型或代表车辆中某一受监测部件的编码(例如代表具体装设在车辆中的传动装置单元或离合器单元)对其进行补充。

可以为中央计算机的组成部分或与之通过云通信的数据处理装置分析所储存的状态数据。在数据处理装置中由此计算存在于所监测的传动装置单元或离合器单元所存在的容差的实际值。在计算中，应计入尽可能多的所检测的状态数据，因为车辆的构件或组件的容差行为通常受到许多影响因素影响。

在该系统中，基于所计算的所有实际容差值来确定对于相关车辆类型而言构件或组件尺度的通用数值。

这样的通用数值例如可以为构件度量，但主要是关于在生产和制造时要保持的技术上的数值或尺度的容差和容差谱。主要在车辆传动装置或离合器的情况下，运动间隙也可以是确定和预设容差的对象。

所述数据处理装置在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时还可以访问与所述车辆类型相关的生产数据，或者访问所供应的构件或组件的与所述车辆类型相关的技术数据。

所述数据处理装置在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时还可以访问与所述车辆类型相关的技术设定数据。

所述数据处理装置在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时还可以访问与所述车辆类型相关的修车厂数据和服务数据。

所述数据处理装置在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时还可以访问与所述车辆类型相关的测试台数据以及来自与类型相关的测试系列的数据。

所述数据处理装置在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时还可以访问与所述车辆类型的单独车辆相关的关于生产时间范围和生产批次的数据。

所述数据处理装置在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时还可以访问与所述车辆类型的单独车辆相关的关于车辆的工作时间或运行时长的数据。

所述数据处理装置在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时还可以访问与所述车辆类型的单独车辆相关的技术设定数据。

所述通信途径还可以包括将运行设定从所述中央计算机或所述云向单独车辆进行信息传递，以便在所述车辆处进行运行设定或改变运行设定。在所述进行或改变运行设定的上游可以设置有释放功能，车辆使用者对所述释放功能具有访问权。例如，所述车辆使用者经由应用程序而对所述释放功能具有访问权。

下面借助示意图详细地阐述本发明的实施例，其中相同或相似的元件设有相同的附图标记。唯一的附图示出本发明的用于确定构件或组件容差的系统图表。

装备有构造相同的构件或组件的机动车辆5.1-5.6形成了车队5。这些机动车辆5.1-5.6设置有检测装置，例如传感器，利用这些传感器可以检测在所装设的构件或组件处的状态数据。通过已有的无线通信路径(例如远程信息处理(Telematik))，状态数据10从单独机动车辆5.1-5.6到达中央计算机1，该中央计算机自身可以经由数据交换41与云2通信。

虽然状态数据10主要从单独机动车辆5.1-5.6到达中央计算机1，但还存在相反的数据途径，其中中央计算机将适配数据11传输给车队5并且优选直接传输给单独机动车辆5.1-5.6，以便在那里改变相应机动车辆5.1-5.6的运行设定。

中央计算机1此外与可移动服务(例如车辆制造商的客户服务20)处于数据交换。此处还提供了对于容差而言特征性的数据，并且这些数据也被中央计算机1调用。可比较地，开发21和生产22也提供了数据，例如构件或构件组24的数据，以便传输给中央计算机1并且送入到评估和分析中。客户服务20同样也可以将所需的其他数据25传输给中央计算机1。

此外，数据处理装置3为中央计算机1的组成部分，数据处理装置的处理器分析所储存的车辆状态数据10和例如客户服务20、开发21和生产22的其他数据，由此计算实际存在于单独机动车辆5.1-5.6的部件中的实际容差，并且基于对于多台机动车辆5.1-5.6如此计算的相应车辆类型5的实际容差来确定构件或组件尺度的通用数值。

如此确定的数值于是作为预设值或建议值31从数据处理装置3到达中央计算机1中，例如到达客户服务20。或者该数值作为功能建议32到达车辆开发21或作为建议的措施33到达车辆制造商自身处或其供应商处的车辆生产22。车辆生产22可以经由数据交换42与客户服务20通信。另外，客户服务20可以经由数据交换43与开发21通信。另外，车辆生产22可以经由数据交换44与开发21通信。

经由观察模式可以例如通过现场观察来获得传动装置挡位及其换挡品质，并且数据可以经由中央计算机1或云2提供给数据处理装置3，该数据处理装置例如位于车辆制造商或其供应商处。这些信息尤其应汇集在生产或生产控制中。这在其中可以通过智能数据评估而在实现关于成本和品质的最优结果的意义上预设每个构件的经优化的容差。

通过与在车辆制造商或其供货商处的传动装置生产的数据交换，得到关于容差的最优数值的结论。由此开启了如下可能性：在没有功能、磨损或使用寿命方面缺点的情况下不仅更紧地容许此前所使用的容差，而且还依据分析结果更广泛地容许此前所使用的容差，以便降低制造成本或生产成本。由于监测在现场运行中(也就是说在持续的行驶运行中)的机动车辆5.1-5.6，所以还可以对所操作的机动车辆5.1-5.6的整个现场内的构造偏差进行适当的响应。

所操作的方法和系统基于以下假设：数据交换的可能性在未来还将以不同寻常的方式增长，并且在此没有可预见的技术限制。

在一个设计方案中存在以下可能性：基于所检测的车辆状态数据10及其分析，在车队与车辆制造商或其供应商处的生产22之间实现了互相学习。于是，例如关于传动装置挡位的换挡品质的数据在评估时是有利的。在数据处理装置3的处理器中计算传动装置的哪个构件处于此前预设的容差的界限处，以及在哪个构件处仍存在容差空隙从而在那里可以有节省成本的效果。

通过在车队中的抽样实验(Stichversuche)降低了错误地扩大容差的风险。通信途径例如还包括将车辆运行设定和适配数据11从中央计算机1或云2传递到单独的车辆5.1-5.6，以便由此进行单独车辆处的运行设定或改变运行设定。

即，在现场中操作的车辆的单独组件(例如传动装置或传动装置控制器)在抽样实验过程中受中央计算机1或云2影响，以便由此得出关于在容差方面的实际灵敏度的结论。此类容差可以是构件大小，或者在车辆离合器的情况下还可以是片式离合器中已有的和必需的气隙。

例如可以通过逐步地升高以及减少快速填充时间的同时检测并由此观察换挡品质来逐测试地得知离合器的填充度的敏感程度如何。取决于结果，可以确定相关尺度的将来通用的数值。例如，可以在生产22中将气隙扩大，但是在确定存在容差过大的情况下也可以将气隙缩窄。

只有在基于测量技术检验的单独机动车辆5.1-5.6的驾驶行为获得肯定确认之后，才将所得的实验结果也应用于未来的生产，例如在车队的一部分中。只有当借助于该车队处检测的数据在车队的这个部分也存在对该措施的肯定确认之后，才一般性地固定或确定新的容差，其方式为例如在生产22中实现对应措施。

通过针对性地使用生产数据，例如传动装置生产的数据，可以观察与品质相关的状态数据，并且于是得出关于所装设构件的品质及其在所假定的容差偏差情况下的可用性的结论。使用关于供应商的产品或产品批次的信息(例如关于离合器的覆盖片的信息，以便得出关于摩擦系数曲线的结论)、构件的设定值(例如离合器的气隙)以及最终测试台的信息作为信息。

在生产中的容差大多数在如下意义上是浮动的：当彼此先后加工的构件的一个较大的组源自同一个生产批次时，这些零件具有相同的容差。例如相同批次的离合器片具有类似的摩擦系数曲线。容差中的变化因此对所有零件都有相同的影响。

所获得的车辆状态数据10被收集并储存在中央计算机1(例如在车辆制造商处)或者云2中。对于机动车辆5.1-5.6(例如车辆传动装置)的每个相关的部件，优选在中央计算机1中存放一个虚拟对(Zwilling)。这个虚拟对准确反映了实际存在的机动车辆5.1-5.6(这些数据源自这些机动车辆)的关系。在中央计算机1或云2中进行对车辆状态数据10的持续更新，优选在使用来自车队、生产22(例如传动装置生产)、客户服务20和/或开发21的其他信息的情况下。

在中央计算机1中处理、分析数据并得知相关性。中央计算机1由此推导出函数或算法，或者还有待执行的措施的结论或建议。这些措施可以为技术类型的直接措施，或者首先可以为对决策者人群的建议。人工智能技术也可以用在数据分析和评估中。

建议或所建议的措施可以是缩窄或相反地扩大容差，或者采纳未来生产的变化。

为了产生关于容差扩大的结论，设置了直至相应机动车辆5.1-5.6或车辆部件的使用寿命结束为止的监测。因此在考虑到相应车辆部件的工作时间的情况下储存所调用的车辆状态数据10，并且然后车辆状态数据作为决策基础在容差适配时可供使用。这些数据例如为：

-当前的适配值，

-在传动装置挡位的情况下，关于在现场实验中的车辆中的换挡品质的信息，

-车辆的里程性能或运行时长，

-环境信息，例如外部温度、空气湿度、空气压力或车辆移动时所在的高度，

-在传动装置和离合器的情况下，挡位的数量。

当已知与此前的容差相关联的问题时，通过确定构件或组件尺度的经变化的通用数值来进行容差适配是不合理的。为了在这种情况下不得出关于扩大容差的结论，在云2或中央计算机1中还针对当前的问题储存关于单独车辆5.1-5.6的信息。这可以例如是关于品质的当前问题、在某些部件中的问题、失效及其时间点(例如由于行驶的公里数造成的)，或者还有磨损数据以及在其出现时的时间点或公里里程。

为了只能由经授权的使用者使用，所储存的车辆状态数据10可以借助于加密而匿名化。

附图标记清单

1 中央计算机

2 云

3 数据处理装置

5 车辆类型

5.1 机动车辆

5.2 机动车辆

5.3 机动车辆

5.4 机动车辆

5.5 机动车辆

5.6 机动车辆

10 状态数据

11 适配数据

20 客户服务

21 开发

22 生产

24 构件或构件组的数据

25 数据

31 预设值或建议值

32 功能建议

33 措施

41 数据交换

42 数据交换

43 数据交换

44 数据交换

Claims (13)

1.一种用于确定构件或组件容差的方法，其中

-在持续的行驶运行中至少周期性监测相同类型的机动车辆(5.1-5.6)的构件或组件并且同时在测量技术上检测状态数据(10)，所述状态数据对于所述构件或组件的容差而言是特征性的，

-将所述状态数据(10)经由已有的无线通信途径传输到中央计算机(1)或云(2)并且与对于单独机动车辆(5.1-5.6)而言个体化的标识一起储存在所述中央计算机或云中，

-在数据处理装置(3)中分析所储存的状态数据，由此计算存在于所检测的机动车辆(5.1-5.6)处的容差的实际值，并且基于如此收集的相应车辆类型(5)的实际值来确定所述构件或组件尺度的通用数值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据处理装置(3)在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时访问与所述车辆类型(5)相关的生产数据。

3.根据以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述数据处理装置(3)在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时访问所供应的构件或组件的与所述车辆类型(5)相关的技术数据。

4.根据以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述数据处理装置(3)在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时访问与所述车辆类型(5)相关的技术设定数据。

5.根据以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述数据处理装置(3)在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时访问与所述车辆类型(5)相关的修车厂数据和服务数据。

6.根据以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述数据处理装置(3)在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时访问与所述车辆类型(5)相关的测试台数据以及来自与类型相关的测试系列的数据。

7.根据以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述数据处理装置(3)在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时访问与所述车辆类型(5)的单独机动车辆(5.1-5.6)相关的关于生产时间范围和生产批次的数据。

8.根据以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述数据处理装置(3)在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时访问与所述车辆类型(5)的单独机动车辆(5.1-5.6)相关的关于机动车辆(5.1-5.6)的工作时间或运行时长的数据。

9.根据以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述数据处理装置(3)在确定所述构件或组件尺寸的通用数值时访问与所述车辆类型(5)的单独机动车辆(5.1-5.6)相关的技术设定数据。

10.根据以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述通信途径还包括将运行设定从所述中央计算机(1)或所述云(2)向单独机动车辆(5.1-5.6)进行信息传递，以便在所述机动车辆(5.1-5.6)处进行运行设定或改变运行设定。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述进行或改变运行设定的上游设置有释放功能，车辆使用者对所述释放功能具有访问权。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述车辆使用者经由应用程序而对所述释放功能具有访问权。

13.一种用于确定构件或组件容差的系统，所述系统具有：

-检测装置，所述检测装置被设置为用于：在持续的行驶运行中至少周期性监测相同类型的机动车辆(5.1-5.6)的构件或组件并且同时在测量技术上监测状态数据(10)，所述状态数据对于所述构件或组件的容差而言是特征性的，

-数据传输装置，所述数据传输装置被设置为用于：将所述状态数据(10)经由已有的无线通信途径传输到中央计算机(1)或云(2)，其中将所述状态数据(10)与对于单独机动车辆(5.1-5.6)而言个体化的标识一起储存在所述中央计算机(1)或云中(2)，

-数据处理装置(3)，所述数据处理装置被设置为用于：分析所储存的状态数据，由此计算存在于所检测的机动车辆(5.1-5.6)处的容差的实际值，并且基于如此收集的相应车辆类型(5)的实际值来确定所述构件或组件尺度的通用数值。

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