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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von vordefinierte
Ereignisse charakterisierenden Daten für einen Antriebsstrang für den Einsatz
in Fahrzeugen, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Bei
der Endabnahme von Fahrzeugen, insbesondere durch die OEM's ist es von Interesse,
die Funktionsweise des Fahrzeuges hinsichtlich der baulichen Zusammenfassung
der Einzelkomponenten auf einfache Art und Weise zugriffsbereit
zu haben. Üblicherweise
werden dabei bei Endabnahme nur die ohnehin erfassbaren Größen, die über ohnehin vorhandene
Erfassungseinrichtungen ermittelbar sind, ausgelesen und eventuell
ausgewertet. Die zur Verfügung
stehenden Datenarten sind dadurch stark begrenzt und haben in der
Regel nur eine beschränkte
Aussagekraft. Zur Erfassung der Daten können ferner den Einzelkomponenten
noch zusätzliche
Erfassungseinrichtungen zugeordnet werden. In beiden Fällen sind
die Erfassungseinrichtungen mit einer entsprechenden Ausleseeinheit
zum Zeitpunkt der Endabnahme zu verknüpfen oder es sind entsprechende
Zwischenspeichermöglichkeiten
vorzusehen. Der dadurch, insbesondere die Vorbereitung bedingte
zeitliche sowie bauteil- und verbindungsmäßige Aufwand ist sehr hoch,
insbesondere, wenn die Randbedingen, unter denen die Daten ermittelt
werden, auch noch mit bereitzustellen sind. Aufgrund der erforderlichen
Vorlaufarbeiten ist eine Endabnahme dann immer im vornherein zu
planen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren Verfahren
zur Bereitstellung von vordefinierte Ereignisse charakterisierenden
Daten für
einen Antriebsstrang für
den Einsatz in Fahrzeugen derart zu entwickeln, daß dieses
Verfahren ohne großen
Aufwand und aufwendige Vorbereitungsarbeiten zeitlich und vorallem
hinsichtlich der erforderlichen Erfassungseinrichtungen unabhängig durchgeführt werden
kann.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Bereitstellung von vordefinierte Ereignisse charakterisierenden
Daten für
einen Antriebsstrang für
den Einsatz in Fahrzeugen, umfassend eine Antriebsmaschine, welche
wenigstens mittelbar über
eine Getriebebaueinheit mit den anzutreibenden Rädern koppelbar ist, wobei die
die vordefinierten Ereignisse charakterisierenden Daten die Funktionsweise und/oder
den Zustand der Einzelkomponenten des Antriebsstranges und/oder
der diesen zur Funktionsgewährleistung
zugeordneten Komponenten wenigstens mittelbar beschreiben wird wenigstens
ein vordefiniertes Ereignis mittels einer dafür vorgesehenen Erfassungseinrichtung
erfasst. Ferner wird wenigstens eine zum Zeitpunkt der Erfassung
des vordefinierten Ereignisses vorliegende Randbedingung erfasst.
Die erfassten Ereignisse und die diesen zugeordneten Randbedingungen
werden über
ein Datenkommunikationsnetzwerk, beispielsweise einen CAN-Bus einem
in einer der Getriebebaueinheit zugeordneten Steuereinrichtung integrierten
Ereignisspeicher zugeführt
und auslesbar abgespeichert.
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Die
erfindungsgemäße Lösung bietet
den Vorteil der Abspeicherung und Bereitstellung von Daten, die
sich auf das gesamte Antriebssystem beziehen in einem ohnehin vorgesehenen
Ereignisspeicher einer ohnehin vorgesehenen Steuereinrichtung. Die
Größen oder
Parameter werden dabei mittels entsprechender Erfassungseinrichtungen,
die den Einzelkomponenten ohnehin zugeordnet sind oder zugeordnet
werden über
ein Datenkommunikationsnetzwerk weitervermittelt und in einem zentralen Speicher
in Form eines Ereignispeichers abgelegt. Aus diesem können diese
Daten dann auf einfache Art und Weise nach Bedarf, insbesondere über nur eine
Schnittstelle ausgelesen werden. Auf die Zuordnung spezieller Einrichtungen
zu den Einzelkomponenten kann verzichtet werden, ferner auch auf
die entsprechende Ausbildung der Schnittstellen an den den Einzelkomponenten
zugeordneten Einrichtungen zum Überbnehmen
und Auslesen der Daten und demzufolge auch der Schnittstelllen bzw.
Eingänge am.
Auslesegerät,
welches beispielsweise als Diagnoseeinrichtung ausgeführt sein
kann.
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Unter
den die Ereignisse charakterisierenden Größen und Parameter werden die
die Funktionsweise, Zustände
und Eigenschaften der Einzelkomponenten des gesamten Antriebsstranges
beschreibenden Größen und/oder
die die Funktionsweise, Zustände
und Eigenschaften der den Komponenten oder dem System zur Gewährleistung
der Funktion zugeordneten Komponenten oder Systems, insbesondere
Hilfskomponenten und Systeme verstanden. Systemkomponenten sind
beispielsweise die Antriebsmaschine, das Getriebe sowie die Verbindungselemente
zwischen diesen. Den Systemkomponenten zugeordnete Systeme oder
Komponenten sind beispielsweise Kühlsysteme, elektronische Systeme,
Leitungsverbindungen etc. Um eine vollständige Funktionsüberwachung
bzw. Protokollierung zu ermöglichen,
wird als das einzelne Ereignis von den jeweils aktuell zu einem
Zeitpunkt t vorliegenden, die Funktionsweise und/oder den Zustand
der Einzelkomponenten des Antriebsstranges und/oder der diesen zur
Funktionsgewährleistung
zugeordneten Komponenten beschreibenden Größen oder Parameter bestimmt,
wobei entweder nur der Normalzustand oder aber neben dem Normalzustand
auch Abweichungen von diesem miterfasst wird.
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Unter
Ereignissen werden auch wenigstens die von einem theoretischen vordefinierten
Normalzustand der diese beschreibenden Größen und Parameter während des
Betriebes des Fahrzeuges vorliegenden Abweichungen verstanden, wobei
die Abweichungen nicht unbedingt als Fehler vorliegen muss, welcher
die Funktionsweise beeinträchtigt,
sondern auch nur Abweichungen vom Normalfall beinhaltet, die zwangsläufig keine
Auswirkung auf die Fahrzeugverfügbarkeit
haben.
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Randbedingungen
sind wenigstens die Größen oder
Parameter, die bei Auftreten des Ereignisses den Zustand oder die
Funktion des Antriebssystems charakterisieren. Diese werden vorzugsweise immer
im Zusammenhang mit einem Ereignis zu Beurteilungszwecken gesehen.
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Bezüglich der
Auswahl der Ereignisart und der dazugehörigen Randbedingungsart ist
der Nutzer des Verfahrens frei. Vorzugsweise erfolgt eine entsprechende
Wahl bzw. Festlegung der Definition entsprechend den Wünschen des
Nutzers.
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Der
Normalzustand kann als
- – Größen- oder Parameterwert oder
- – Größen- oder
Parameterbereich definiert sein.
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Letzteres
bietet gerade bei der Erfassung nur von Abweichungen den Vorteil,
daß bei
diesen funktions- oder bauteilbedingte Schwankungen oder Toleranzen
nicht zusätzlich
mitberücksichtigt
werden müssen.
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Es
ist auch denkbar als Ereignisse die jeweils zu einem Zeitpunkt t
aktuell vorliegenden Größen und
Parameter zu ermitteln und die Abweichung durch Vergleich mit den
den Normalzustand definierenden Größen-oder Parameterwerten- oder
bereichenzu berechnen.
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Die
Erfassung der vordefinierten Ereignisse kann
- – fortlaufend
oder
- – in
vordefinierten zeitlichen Intervallen vorgenommen wird, wobei die
Intervalle für
alle Ereignisarten gleich oder unterschiedlich wählbar oder vorgegeben sind.
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Um
Manipulationen zu vermeiden, werden die Ereignisse vorzugsweise
nicht überschreibbar abgespeichert.
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Über die
Lebensdauer eines Fahrzeuges betrachtet, erfolgt die Erfassung der
Ereignisse vorzugsweise nur im Rahmen der Fahrzeugendabnahme durch
den Hersteller und/oder den Kunden. Die Fahrzeugabnahme kann dabei
durch mehrere Einzelinbetriebnahmen charakterisiert sein, wobei
für jede der
Inbetriebnahmen die Ereignisse ermittelt werden und mit den zugehörigen Randbedingungen
abgelegt werden. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, diese Daten mit
der Fahrzeugbauakte zu verknüpfen.
Weitergehend kann die Erfassung der vordefinierten Ereignisse und
der zugehörigen
Randbedingungen über
die kurze Lebensdauer betrachtet mit Abschluss der Endmontage des
Fahrzeuges und der theoretischen Betriebsbereitschaft bis zur Beendigung
der Fahrzeugabnahme vorgenommen werden.
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Vorzugsweise
wird der Auslesevorgang über entsprechende
Einrichtungen wenigstens in Protokollform. Ferner denkbar ist auch
die Einbindung dieser Daten in eine Auswertsoftware.
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Die
erfindungsgemäße Lösung wird
nachfolgend anhand von Figuren erläutert.
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1 verdeutlicht
anhand eines Antriebsstranges die Kopplung der Einzelkomponenten
zuordenbaren Erfassungseinrichtungen mit einem Ereignisspeicher;
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2 und 3 verdeutlichen
anhand von Signalflussbildern das Grundprinzip eines erfindungsgemäßen Verfahrens über die
Fahrzeuglebensdauer.
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Die 1 verdeutlicht
anhand einer schematisierten Darstellung eines Antriebsstranges 1,
wie er in Fahrzeugen 2 zum Einsatz gelangt und die funktionale
Zuordnung der Einzelkomponenten zur Durchführung des erfindungsgemäß gestalteten
Verfahrens zur Bereitstellung von Ereignisdaten im Rahmen der Fahrzeugabnahme
für den
Hersteller, einen Endkunden oder Endverbraucher. Der Antriebsstrang 1 umfasst
dazu mindestens eine Antriebsmaschine 3, die über eine
Getriebebaueinheit 4 wenigstens mittelbar mit den anzutreibenden
Rädern 5 koppelbar
ist. Die Verbindung zwischen der Antriebsmaschine 3 und
der Getriebebaueinheit 4 sowie der Getriebebaueinheit 4 und
den Rädern 5 kann
verschiedenartig ausgeführt
sein. Der Getriebebaueinheit 4 ist eine Steuereinrichtung 6 zugeordnet,
welche beispielsweise in Form eines Steuergerätes 7 oder in Form
eines virtuellen Steuergerätes 8 bei
räumlich getrennter
Anordnung der die Funktion der Steuereinrichtung übernehmenden
Einzelkomponenten ausgeführt
ist. Die der Getriebebaueinheit 4 zugeordnete Steuereinrichtung 6 umfasst
mindestens einen so genannten Ereignisspeicher 9. In diesem
können Daten
eingelesen werden und bei Bedarf wieder ausgelesen. Die Steuereinrichtung 6 kann
dabei der Getriebebaueinheit 4 unmittelbar, d.h. in räumlicher
Nähe, zugeordnet
sein. Die Anordnung kann ferner am Gehäuse der Getriebebaueinheit 4 oder
in dieser erfolgen. Denkbar sind ferner Anordnungen in räumlicher
Entfernung, wobei dann entsprechend der gewählten Signalübertragung
zum Getriebe und von der Getriebebaueinheit 4 entweder
Leitungen oder aber drahtlose Verbindungen vorgesehen sind. Den anderen
Komponenten im Antriebsstrang, beispielsweise der Antriebsmaschine 3,
der Getriebebaueinheit 4 oder weiteren zusätzlichen,
die Funktion des Antriebsstrangs 1 gewährleistenden Komponenten, beispielsweise
in Form von der Antriebsmaschine zugeordnete Kühlkreisläufen, elektronischen Bauelementen,
elektronischen oder hydraulischen Leitungsverbindungen etc. sind
Erfassungseinrichtungen 10.1 bis 10.n zur Erfassung
von vordefinierten, vom Endverbraucher beispielsweise zum Zwecke
der Auswertung oder Information gewählten Ereignissen zugeordnet.
Unter Ereignis wird dabei in der Regel ein Parameter oder eine Größe verstanden,
der die Funktion, Eigenschaft oder den Zustand der Komponente wenigstens
mittelbar beschreibt. Entsprechend der gewählten mit einer Aussage zu
belegenden Ereignisse erfolgt die Zuordnung von Erfassungseinrichtungen
zu den einzelnen Komponenten. Bei den Erfassungseinrichtungen 10.1 bis 10.n handelt
es sich im einfachsten Fall um entsprechende Sensoren, die aus den
zu erfassenden Größen oder
Parametern Signale generieren. Andere Erfassungseinrichtungen sind
ebenfalls denkbar. Die Erfassungseinrichtung 10.1 bis 10.n sind
dabei über
ein Datenkommunikationsnetzwerk 11 mit dem Ereignisspeicher 9 der
der Getriebebaueinheit 4 zugeordneten Steuereinrichtung 6 verbunden.
Das Datenkommunikationsnetzwerk 11 liegt im einfachsten
Fall in Form eines CAN-Busses 12 vor. Über diesen
werden dann die die Ereignisse bestimmenden Parameter oder Größen in den
Ereignisspeicher 9 überführt. Ferner werden
neben den vordefinierten Ereignissen die zum Zeitpunkt der Erfassung
dieser vorliegenden Randbedingungen in Form von Umgebungsbedingungen
mit ermittelt. Diese sind durch physikalische Größen oder Parameter beschreibbar.
Die Erfassung der Randbedingungen erfolgt ebenfalls über entsprechende
Erfassungseinrichtungen 13.1 bis 13.n, wobei je
nach Wahl des vordefinierten Ereignisses die Erfassungseinrichtungen
für die
Ereignisse 10.1 bis 10.n auch die erfassungseinrichtungen 13.x für die Randbedingungen
bilden können.
Dies hängt
im konkreten Fall von der Auswahl des zu erfassenden Ereignisses
und den zum Zeitpunkt t vorliegenden gewählten Randbedingungen ab. Über den
CAN-Bus werden die die Randbedingungen beschreibenden Größen und
Parameter ebenfalls in den Ereignisspeicher 9 abgelegt
bzw. abgespeichert. Die Abspeicherung kann dabei fortlaufend bei
fortlaufender Erfassung der Ereignisse oder aber in bestimmten Zeitintervallen Δt erfolgen.
Es besteht somit immer eine feste Zuordnung zwischen dem erfassten
Ereignis und den zum Zeitpunkt der Erfassung des Ereignisses taktuell ermittelten Randbedingungen. Wie
bereits ausgeführt,
kann die Wahl der zu erfassenden Ereignisart vordefiniert werden
und ist frei. Die konkrete Auswahl der zu erfassenden Ereignisarten
und der dazugehörigen
Randbedingungen hängt
dabei im Einzelnen von den gewünschten
zu erhaltenden Informationen im Rahmen eines Protokolls, einer allgemeinen
Information oder einer Auswertung ab. Dazu erfolgt im Vorfeld eine
Definition der im Rahmen der Fahrzeugabnahme interessierenden Ereignisse
mit dem jeweiligen Endkunden bzw. Endverbraucher und in diesem Zusammenhang
eine Definition der aufzuzeichnenden Randbedingungen. Wie bereits
ausgeführt,
werden diese Daten im Ereignisspeicher abgelegt, wobei die Abspeicherung
fortlaufend oder in vordefinierten Intervallen Δt erfolgen kann. Diese Daten sind
dann über
eine Diagnoseeinrichtung 14 oder eine andere Auswerteinheit
auslesbar, welche mit dem Ereignisspeicher 9 koppelbar
ist. Die Kopplung kann elektronisch via Leitung oder aber auch drahtlos erfolgen,
wobei hier die Datenübertragung
per Infrarot oder einem anderen Übertragungsverfahren
vorgenommen werden kann.
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Die 2 verdeutlicht
anhand eines Signalflussbildes das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Bereitstellung
von Daten in einem Antriebssystem. Dabei verdeutlicht das Signalflussbild
zeitlich den Zyklus zwischen der Fertigstellung des Fahrzeuges, d.h.
der Endmontage, bis zum Endkunden bzw. Verbraucher, wobei wenigstens
bei Endabnahme die erfindungsgemäße Bereitstellung
von Ereignisdaten vorgenommen wird. Dabei wird bei Endabnahme immer
bei Start des Fahrzeuges das erfindungsgemäße Verfahren in Gang gesetzt.
Es werden die vordefinierten Ereignisse erfasst und die zum Zeitpunkt
der Erfassungsereignisse vorliegenden Randbedingungen. Beides wird
im Ereignisspeicher abgelegt. Nach Beendigung der Endabnahme schließt sich
im nächsten
Verfahrensschritt das Auslesen der Daten an. Das Auslesen kann dabei über ein
im Fahrzeug integriertes Lesegerät
oder aber ein außerhalb
des Fahrzeuges befindliches und mit der Getriebesteuerung koppelbares
Gerät,
beispielsweise Diagnosegerät
oder eine andere Auswerteinrichtung erfolgen.
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Demgegenüber verdeutlicht
die 3 anhand eines Signalflussbildes über den
Lebenszyklus oder die Lebensdauer eines Fahrzeuges die Möglichkeit,
neben der Bereitstellung von Ereignisdaten bei Endabnahme auch die
vor Endabnahme, jedoch nach Fertigstellung des Fahrzeuges, d.h.
dass bei Endmontage des Antriebsstranges und Betriebsbereitschaft
bei Probeläufen
vorliegende Ereignisdaten, die den vordefinierten Ereignisdaten,
wie sie vom Endkunden für
die Endabnahme bestimmt sind, entsprechen, erfasst werden. In diesem
Fall werden zusätzlich
zwischen der theoretischen Betriebsbereitschaft des Fahrzeuges und
der eigentlichen Endabnahme durch den Hersteller oder Endkunden
bei Probeläufen
die einzelnen vordefinierten Ereignisse aufgezeichnet sowie die
dazu gehörigen
Randbedingungen und im Ereignisspeicher abgelegt. Dabei ist es möglich, diese
Daten im Ereignisspeicher noch einmal zu separieren, um hier eine
Differenzierung zwischen den einzelnen Bereichen vornehmen zu können. Dies
ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Vorzugsweise wird diese Möglichkeit
jedoch gewählt,
um auch hier eine Differenzierung zu erhalten, insbesondere hinsichtlich
möglicherweise
bei Fertigstellung aufgetretener Fehler oder Abweichungen, die dann im
Rahmen der Probeläufe
bzw. vor Übergabe
und Endabnahme noch korrigiert wurden. Mit dieser Lösung ist
für den
Endverbraucher in der Regel fast eine vollständige Historie zwischen der
Herstellung und der Endabnahme möglich,
wobei auch hier Schwachstellen des Systems gezielter aufgezeigt werden
können.
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Wie
bereits ausgeführt,
erfolgt die Erfassung der Ereignisdaten vorzugsweise fortlaufend.
Es ist jedoch auch denkbar, kurze vordefinierte Zeitintervalle Δtx zu wählen.
In diesem Fall erfolgt jedes Mal nach Ablauf des Zeitintervalls Δtx die erneute Abspeicherung der Ereignisdaten
und der zugehörigen
Randbedingungen.
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Wie
bereits ausgeführt,
beinhalten die Ereignisse mindestens Parameter oder Größen, die
die Funktionsweise oder den Zustand einer Komponente oder einer
zu deren Funktion erforderlichen Komponente wenigstens mittelbar
beschreiben, wobei das Ereignis mindestens eine Abweichung vom theoretischen
Normalzustand beinhaltet. Vorzugsweise wird der Ereignisbetreff
jedoch dahingehend erweitert, dass auch der Normalzustand mitprotokolliert
wird. Ziel ist es, gerade für
den Endverbraucher bei der Fahrzeugabnahme wenigstens anhand der
Abweichungen auf mögliche
Fehlerquellen schließen
zu können,
die im Ergebnis zwar zwangsläufig
keine Auswirkung auf die Fahrzeugverfügbarkeit haben und damit auch
nicht zwangsläufig
eine Überprüfung erfordern,
jedoch aufgrund der Abweichung vom Normalzustand auf eine mögliche Fehlerquelle
oder sich im Laufe des Betriebsbereiches eventuell negativ auswirkende
Störquelle
geschlossen werden kann.
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Dies
wird bei den Figuren insbesondere in den Signalflussbildern 2 und
3 dahingehend berücksichtigt,
dass als Ereignis entweder nur die Abweichung direkt ermittelt wird
oder aber die aktuelle Größe, wobei
diese an beliebiger Stelle im System eventuell auch im Ereignisspeicher
selbst mit dem theoretischen Normalzustand, d.h. der im Normalzustand vorliegenden
Größe, verglichen
wird und in Abhängigkeit
des Vergleiches dann die Abweichung ermittelt wird. Dies setzt jedoch
voraus, dass der Ereignisspeicher dann nicht nur als reiner Ereignisspeicher vorliegt,
sondern auch diese Funktion in Form einer Auswerteinrichtung mit übernimmt.
Denkbar ist es auch, diese Information im Getriebesteuergerät selbst
zu bilden, insbesondere einer speziell dafür vorgesehenen Auswerteinrichtung.
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- 1
- Antriebsstrang
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Antriebsmaschine
- 4
- Getriebebaueinheit
- 5
- Räder
- 6
- Steuereinrichtung
- 7
- Steuergerät
- 8
- virtuelles
Steuergerät
- 9
- Ereignisspeicher
- 10
- Erfassungseinrichtung
- 11
- Datenkommunikationsnetzwerk
- 12
- CAN-Bus
- 13.1 – 13.n
- Erfassungseinrichtung
- 14
- Diagnoseinrichtung