DE102005048532A1 - Mechanical component e.g. engine, monitoring method for motor vehicle, involves determining imminent malfunction of component based on parameter, controlling component, and reducing or limiting momentary load of component - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Überwachen einer mechanischen Komponente eines Fahrzeugs, wobei Betriebsdaten der Komponente erfasst und anhand der Betriebsdaten wenigstens eine Kenngröße für den Zustand der Komponente ermittelt wird.The The invention relates to a method and an arrangement for monitoring a mechanical component of a vehicle, wherein operating data of the Component detected and based on the operating data at least one Parameter for the condition the component is determined.
Im Stand der Technik sind Verfahren zum Identifizieren und Vorhersagen von Fehlfunktionen von Komponenten eines Fahrzeugs bekannt.in the The prior art are methods for identifying and predicting known from malfunctions of components of a vehicle.
So
beschreibt die
Aus
Die
In
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.The Although known methods and systems allow the prediction a future appearance a fault a vehicle component and thus a predictive maintenance. One is during However, the vehicle operation for the first time impending disturbance is not considered yet predicted, leaving an immediate or at least timely Maintenance not possible is because the driver of the vehicle does not inform about an initiation of a fault and at least does not have the technical knowledge and means for servicing or replacing the error-prone component features. A workshop capable of maintenance is generally not immediately available. The vehicle is thereby acutely from a disorder the component or even a failure of the entire vehicle threatened, especially if the vehicle operation for a long time ongoing. Lying the vehicle causes a huge Time and thus high costs.
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.The invention is therefore based on the object, a method and an arrangement of a specify the type mentioned above, which make it possible to prevent a short-term stoppage of the vehicle.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch eine Anordnung, welche die in Anspruch 11 angegebenen Merkmale aufweist, gelöst.According to the invention Task by a method which specified in claim 1 Features, and by an arrangement which the in claim 11 specified features, solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.advantageous Embodiments are the subject of the respective subclaims.
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 der Motor, und/oder eine andere Einrichtung des Fahrzeugs so gesteuert oder geregelt wird, dass eine momentane Belastung der Komponente, insbesondere des Motors, verringert und/oder begrenzt wird, falls anhand der Kenngröße eine drohende Störung der Komponente, insbesondere des Motors, 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 Motors, verlängert und damit der Zeitpuffer bis zum Auftreten der Störung vergrößert.The inventive method and allow the arrangement it to prevent a short-term stoppage of the vehicle by providing a predictable failure of a component and thus one in it reasonable Failure of the vehicle delayed becomes. This is achieved by the component, in particular the engine, and / or another device of the vehicle so controlled or is regulated that a momentary load of the component, in particular of the engine, reduced and / or limited, if based on the Characteristic one impending disorder the component, in particular the engine is identified. By the direct or indirect reduction and / or limitation of momentary load, which causes less wear, is the life of the component, in particular of the engine, extended and so that the time buffer increases until the occurrence of the fault.
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.The Functional and efficiency the component and the vehicle will not be affected during normal operation. Only in the case of a predictable error is the load the trouble-threatening Component reduced or limited. In particular, will the efficiency of the vehicle or at least individual components restricted. hereby a short-term lying can be prevented. Such temporary restriction is opposite You may be left prematurely without affecting the component the vehicle preferable. After maintenance of the fault-prone Component is the full capacity again available.
Zumindest die Erfassung der Betriebsdaten wird für eine bestimmte Komponente zweckmäßigerweise über deren gesamte Lebensdauer während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt.At least The collection of operating data is for a specific component expediently about their entire life during the Operation of the vehicle carried out.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Steuern oder Regeln des Motors 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.In a preferred embodiment The invention is the control or regulation of the engine and / or the institution in dependence from the characteristic step by step. This can be the limitation the efficiency be kept low as long as there is still a sufficient time buffer up to the predicted disorder consists. With closer back forming disorder The load is gradually reduced, reducing the efficiency is gradually reduced. This will increase the risk of short-term Lying down with high ease of use reduced.
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 Rainflowzählung, verwendet werden.Of the Memory requirement of the method is low, if from the operating data repeated load conditions be identified and logged as load data, where the load data is used in determining the characteristic. For logging can known counting methods, z. As instantaneous or rainflow count, are used.
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 Motorkomponenten oder weitere Antriebsstrangkomponenten werden als Belastungskenngrößen beispielsweise die Drehzahl, das Drehmoment und/oder die Motortemperatur ermittelt.Preferably become a parameter of probability of default and / or a degree of damage and / or a load characteristic used. This is a simple and quick identification of an impending disorder allows. For engine components or other powertrain components are used as load characteristics, for example determines the speed, the torque and / or the engine temperature.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass eine optische und/oder akustische Warnung betreffend den Zustand der Komponente, insbesondere des Motors, 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 und planbaren Zeitpunkt eine Wartung einleiten. Mit anderen Worten: Der Fahrer kann in einer möglichen Ausführungsform mit stufenweiser Einschränkung eine Stufe mit geringer Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit wählen.A advantageous embodiment provides that an optical and / or acoustic warning concerning the condition of the component, in particular the Motors, is output to a driver of the vehicle. Such Warning may be the predicted period or mileage until the occurrence of the disorder contain. The driver can thereby to a predetermined and plannable Initiate maintenance. In other words: the driver can in one possible embodiment with gradual restriction one Stage with low impairment the efficiency choose.
Vorteilhafterweise wird das Ermitteln der Kenngröße anhand von vorgebbaren Symptomdaten durchgeführt. So ermöglichen vorhandene Erkenntnisse über potentielle kritische Zustände einer Komponente, insbesondere eines Motors, eine genauere Vorhersage der Störung. Beispielsweise werden bei einem Motor die Häufung bestimmter Betriebspunkte, wie das Überschreiten von vorgegebenen Motor-Drehzahlen, ermittelt und anhand von einen möglichen Ringfederbruch im Getriebe repräsentierenden Symptomdaten bestimmt, ob eine Störung sich anbahnt und die Belastung des Motors zur verlängerten Betriebsdauer angepasst werden sollte.advantageously, the determination of the characteristic is based on performed by prescribable symptom data. Thus, existing knowledge about potential critical states a component, in particular an engine, a more accurate prediction the disorder. For example, in an engine, the accumulation of certain operating points, like crossing from predetermined engine speeds, determined and based on a potential Ring spring break in the gearbox representing Symptom data determines whether a disorder is occurring and the strain of the engine to the extended one Operating time should be adjusted.
Dabei werden beispielsweise die Symptomdaten anhand von Betriebsdaten von gleichartigen Motoren anderer, insbesondere gleichartiger Fahrzeuge ermittelt. Auf diese Weise steht eine statistisch gesicherte Basis für die Vorhersage zur Verfügung.there For example, the symptom data is based on operational data of similar engines of other, in particular similar vehicles determined. This is a statistically secure basis for the Prediction available.
Indem vorteilhafterweise anhand von signifikanten Veränderungen im Verhalten des Motors Symptomdaten für gleichartige Motoren ermittelt werden, kann eine statistische Basis für die Vorhersage von gleichartigen Störungen bereitgestellt und laufend verbessert werden.By advantageously using Signifi Changes in the behavior of the engine Symptom data for similar engines can be used to provide a statistical basis for the prediction of similar disturbances and to constantly improve them.
In einer besonderen Ausführungsform werden die Betriebsdaten und/oder Belastungsdaten und/oder die Kenngröße und/oder eine Warnung betreffend den Zustand des Motors 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 Motors, Informationen über potentielle, zu verbessernde Schwachstellen der Komponente, insbesondere des Motors, beziehungsweise des Fahrzeugs zur Verfügung.In a particular embodiment the operating data and / or load data and / or the characteristic and / or sends a warning regarding the condition of the engine to a remote monitoring station. The monitoring body may then take further action knowing the expected failure for one Maintenance, for example, spare parts in time for an exchange order or specialists for request a repair. In addition, this represents the production of the component, especially the engine, information about potential, to be improved vulnerabilities the component, in particular of the engine, or of the vehicle to disposal.
Die erfindungsgemäße Anordnung weist einen Sensor und eine Steuereinheit auf, wobei die Steuereinheit mittels des Sensors Betriebsdaten einer Komponente des Fahrzeugs, insbesondere des Motors, und anhand der Betriebsdaten wenigstens eine Kenngröße für den Zustand der Komponente, insbesondere des Motors, ermittelt und, falls anhand der Kenngröße eine drohende Störung der Komponente, insbesondere des Motors, identifizierbar ist, die Komponente, insbesondere den Motor, und/oder eine andere Einrichtung des Fahrzeugs so steuert oder regelt, dass eine verringerte und/oder begrenzte momentane Belastung der Komponente, insbesondere des Motors, einstellbar ist.The inventive arrangement comprises a sensor and a control unit, wherein the control unit by means of the sensor operating data of a component of the vehicle, in particular of the engine, and based on the operating data at least one Parameter for the condition the component, in particular the engine, determined and, if based on the Characteristic one impending disorder the component, in particular of the engine, is identifiable, the Component, in particular the engine, and / or another device the vehicle controls or regulates a reduced and / or limited momentary loading of the component, in particular of the engine, is adjustable.
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.there The control unit can also carry out the other steps of the method according to the invention for example, issuing a warning to a driver, involving symptom data for determining the characteristic or the Determine load data and include it while determining the characteristic.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.The Invention will be explained below with reference to an embodiment.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Der
Sensor
Die
Lastzustände
werden in einer Belastungsdatenermittlung
In
der Steuereinheit
In
der Störungsprognose-Einheit
Die
Steuerelektronik
In
der Steuerungselektronik
Als weitere oder andere Sonderfunktionen für den Antriebsmotor oder für weitere Antriebsstrangkomponente können verschleißintensive Lastzustände, z. B. hohe Drehzahlen, hohe Drehmomente, hohe Motortemperaturen, zum einen über eine vorgebbare Schaltstrategie und zum anderen über automatisierte und vorgebbare Eingriffe im Motorkennfeld vermieden werden. Hierzu wird der Antriebsmotor entsprechend gesteuert und geregelt.When additional or different special functions for the drive motor or for further Powertrain component can wearintensive Load conditions, z. High speeds, high torques, high engine temperatures, on the one hand over a predefined switching strategy and on the other via automated and predefinable Interventions in the engine map are avoided. For this purpose, the drive motor controlled and regulated accordingly.
Das
Steuern und Regeln des Antriebsmotors wird stufenweise von der Steuereinheit
Mit
einer Telematikeinheit
Der
Fahrer wird über
die Anzeige
In
Die
Belastungsdaten L werden in einem nicht-flüchtigen Speicher gesichert,
so dass sie beim Abschalten der Steuereinheit
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