DE102016212357A1

DE102016212357A1 - Verfahren zur vorausschauenden Diagnose eines Getriebes

Info

Publication number: DE102016212357A1
Application number: DE102016212357.2A
Authority: DE
Inventors: Joachim Straub; Stephane Klein; Dirk Leutheuser; Uwe Reitemeier; Marc Tomaschko
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Verfahren zur vorausschauenden Diagnose eines Getriebes (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei während der Fahrt des Kraftfahrzeugs und damit während des Betriebs des Getriebes (2) Getriebedaten erfasst werden, und wobei auf Grundlage der Getriebedaten auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes (2) geschlossen und abhängig hiervon eine Warnmeldung generiert wird. Bei einer Schaltungsausführung im Getriebe (2) werden als Getriebedaten schaltelementindividuelle Summenkollektive bezüglich Reibleistung und/oder Reibarbeit der Schaltelemente (4) des Getriebes (2) erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes (2) ausgewertet, und/oder bei einer Schaltungsausführung und/oder bei einem Lastwechsel im Getriebe (2) werden als Getriebedaten zeitliche Gradienten einer Getriebeabtriebsdrehzahl erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes (2) ausgewertet, und/oder bei einer Schaltungsausführung im Getriebe (2) werden als Getriebedaten Getriebeparameteradaptionen erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes (2) ausgewertet, und/oder bei einem Ausstieg aus einem Segelmodus des Kraftfahrzeugs werden als Getriebedaten zur Lastübernahme benötigte Zeiten und/oder Ansteuerdrücke erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes (2) ausgewertet. Abhängig davon, auf Grundlage welcher Getriebedaten und/oder wie vieler Getriebedaten auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird, wird ein potenzieller Schädigungsgrad des Getriebes (2) ermittelt, wobei abhängig vom potenziellen Schädigungsgrad eine an den Schädigungsgrad angepasste Warnmeldung generiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vorausschauenden Diagnose eines Getriebes.
Aus der Praxis ist es bereits bekannt, während der Fahrt eines Kraftfahrzeugs und damit während des Betriebs eines Getriebes des Kraftfahrzeugs, Getriebedaten zu erfassen und auf Grundlage der erfassten Getriebedaten auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes des Kraftfahrzeugs zu schließen, um abhängig hiervon eine Warnmeldung zu generieren. Dies dient dazu, im Sinne einer vorausschauenden Diagnose rechtzeitig eine Wartung und/oder Instandsetzung des Getriebes auszulösen und so ein Liegenbleiben des Kraftfahrzeugs im Feld bzw. auf der Straße zu vermeiden. Obwohl die Generierung von Warnmeldungen auf Grundlage vom im Betrieb erfassten Getriebedaten bereits grundsätzlich bekannt ist, besteht Bedarf daran, eine vorausschauende Diagnose für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs weiter zu verbessern, um die Gefahr von Liegenbleibern im Feld weiter zu reduzieren.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur vorausschauenden Diagnose eines Getriebes zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Bei einer Schaltungsausführung im Getriebe werden als Getriebedaten schaltelementindividuelle Summenkollektive bezüglich Reibleistung und/oder Reibarbeit der Schaltelemente des Getriebes erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes ausgewertet.
Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich werden bei einer Schaltungsausführung und/oder bei einem Lastwechsel im Getriebe als Getriebedaten zeitliche Gradienten einer Getriebeabtriebsdrehzahl erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes ausgewertet.
Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich werden bei einer Schaltungsausführung im Getriebe als Getriebedaten Getriebeparameteradaptionen erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes ausgewertet.
Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich werden bei einem Ausstieg aus einem Segelmodus des Kraftfahrzeugs als Getriebedaten zur Lastübernahme benötigte Zeiten und/oder Ansteuerdrücke erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes ausgewertet.
Abhängig davon, auf Grundlage welcher Getriebedaten und/oder wie vieler Getriebedaten auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird, wird ein potenzieller Schädigungsgrad des Getriebes ermittelt, wobei abhängig vom potenziellen Schädigungsgrad eine an den Schädigungsgrad angepasste Warnmeldung generiert wird.
Auf Grundlage der obigen vier Getriebedaten, die entweder alleine oder in beliebiger Kombination von zwei oder von drei Getriebedaten oder in Kombination aller vier Getriebedaten genutzt werden können, um auf eine potenzielle Schädigung eines Getriebes zu schließen, können Warnmeldungen abhängig von einem hiervon abhängig ermittelten Schädigungsgrad des Getriebes gezielter generiert werden, um die Gefahr von Liegenbleibern im Feld weiter zu reduzieren.
Nach einer Weiterbildung wird dann, wenn als Getriebedaten schaltelementindividuelle Summenkollektive bezüglich Reibleistung und/oder Reibarbeit der Schaltelemente des Getriebes erfasst, bei jeder Schaltungsausführung für jedes an der jeweiligen Schaltungsausführung beteiligte Schaltelement die vom jeweiligen Schaltelement verrichtete Reibleistung und/oder Reibarbeit vorzugsweise getriebetemperaturabhängig ermittelt und über alle Schaltungen aufsummiert. Die schaltelementindividuellen Summenkollektive werden mit Grenzwerten verglichen, wobei dann, wenn ein schaltelementindividuelles Summenkollektiv einen Grenzwert erreicht oder überscheitet, auf eine auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird. Über solche Summenkollektive kann eine potenzielle Schädigung eines Schaltelements des Getriebes besonders zuverlässig ermittelt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn als Getriebedaten bei einer Schaltungsausführung und/oder bei einem Lastwechsel zeitliche Gradienten einer Getriebeabtriebsdrehzahl erfasst werden, bei jeder Schaltungsausführung und/oder bei jedem Lastwechsel der zeitliche Gradient der Getriebeabtriebsdrehzahl ermittelt, wobei dann, wenn der zeitliche Gradient der Getriebeabtriebsdrehzahl einen Grenzwert erreicht oder überscheitet, auf eine auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird. Der zeitliche Gradient der Getriebeabtriebsdrehzahl lässt Rückschlüsse auf Schaltstöße sowie Lastwechselstöße im Getriebe zu, die zur Ermittlung einer potenziellen Schädigung des Getriebes vorteilhaft genutzt werden.
Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn als Getriebedaten bei einer Schaltungsausführung im Getriebe Getriebeparameteradaptionen erfasst werden, bei jeder Schaltungsausführung für jeden zu adaptierenden Getriebeparameter überprüft, ob derselbe Adaptionsgrenzen erreicht oder überschreitet, wobei dann, wenn dann, wenn dies der Fall ist, auf eine auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird. Auch über die Auswertung von Getriebeparameteradaptionen für das Getriebe im Verhältnis zu Grenzwerten für die adaptierten Getriebeparameter kann zuverlässig eine potenzielle Getriebeschädigung ermittelt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn als Getriebedaten bei einem Ausstieg aus einem Segelmodus zur Lastübernahme benötigte Zeiten und/oder Ansteuerdrücke erfasst werden, bei jedem Ausstieg aus dem Segelmodus überprüft, ob die für den Segelmodusausstieg am jeweiligen zu schließenden Schaltelement zur Lastübernahme benötigte Zeit und/oder der jeweilige benötigte Ansteuerdruck des für den Segelmodusausstieg zu schließenden Schaltelements des Getriebes einen Grenzwert erreicht oder überschreitet, wobei dann, wenn dies der Fall ist, auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird. Beim Ausstieg aus dem Segelmodus lässt sich auf diese Art und Weise besonders vorteilhaft auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes schließen.
Vorzugsweise wird immer dann, wenn auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird, eine Warnmeldung generiert und in einem Steuergerät gespeichert. Dann, wenn auf Grundlage einer ersten Anzahl vorzugsweise unterschiedlicher Getriebedaten jeweils unabhängig voneinander auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird, wird auf einen ersten potenziellen Schädigungsgrad geschlossen und eine an den ersten Schädigungsgrad angepasste Warnmeldung generiert und für den Fahrer wahrnehmbar ausgegeben. Dann, wenn auf Grundlage einer zweiten Anzahl vorzugsweise unterschiedlicher Getriebedaten, die größer als die erste Anzahl ist, jeweils unabhängig voneinander auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird, wird auf einen zweiten, größeren Schädigungsgrad geschlossen und eine an den zweiten potenziellen Schädigungsgrad angepasste Warnmeldung generiert und für den Fahrer wahrnehmbar ausgegeben. Besonders bevorzugt kommen mehrere Getriebedaten in Kombination miteinander zum Einsatz, um die potenzielle Schädigung des Getriebes zu ermitteln und damit auf einen Schädigungsgrad zu schließen. Je größer die Anzahl der aufgrund von vorzugsweise unterschiedlichen Getriebedaten detektierten potenziellen Schädigungen des Getriebes ist, desto höher ist der Schädigungsgrad des Getriebes und umso stärker fällt die Warnmeldung für den Fahrer aus, um eine entsprechende Getriebewartung oder Instandsetzung auszulösen.
Vorzugsweise wird abhängig vom potenziellen Schädigungsgrad ein Notschaltprogramm aktiviert und/oder es wird eine Schmierung und/oder Kühlung des Getriebes erhöht. Über derartige Ersatzmaßnahmen kann die Gefahr von Liegenbleibern im Feld weiter reduziert werden, um zumindest über einen Notbetrieb eine Fahrt in eine Werkstatt zu ermöglichen.
Alternativ oder ergänzend zum Notschaltprogramm kann auch abhängig vom potenziellen Schädigungsgrund eine Drehmomentenbegrenzung und/oder eine Drehzahlbegrenzung und/oder eine Geschwindigkeitsbegrenzung vorgesehen sein, durch die der Fahrbetrieb eingeschränkt, aber zumindest bedingt aufrechterhalten wird.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 ein Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs;
2 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung von Details des erfindungsgemäßen Verfahrens zur vorausschauenden Diagnose eines Getriebes;
3 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung von weiteren Details des erfindungsgemäßen Verfahrens zur vorausschauenden Diagnose eines Getriebes; und
4 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung von weiteren Details des erfindungsgemäßen Verfahrens zur vorausschauenden Diagnose eines Getriebes.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vorausschauenden Diagnose eines Getriebes.
1 zeigt stark schematisiert ein Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsaggregat 1, einem Getriebe 2 und einem Abtrieb 3, wobei das Getriebe 2 zwischen das Antriebsaggregat 1 und den Abtrieb 3 geschaltet ist. Das Getriebe 2 wandelt Drehzahlen und Drehmomente und stellt das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats 1 am Abtrieb 3 bereit.
Das Getriebe 2 umfasst mehrere Schaltelemente 4, wobei in 1 lediglich ein derartiges Schaltelement 4 gezeigt ist. Bei den Schaltelementen 4 kann es sich um reibschlüssige Schaltelemente sowie um formschlüssige Schaltelemente handeln. Reibschlüssige Schaltelemente 4 werden auch als Kupplungen oder Bremsen bezeichnet. Formschlüssige Schaltelemente 4 werden typischerweise als Klauen bezeichnet. In jedem eingelegten Gang des Getriebes 2 ist eine erste definierte Anzahl von Schaltelementen 4 geöffnet und eine zweite definierte Anzahl an Schaltelementen 4 geschlossen. Zur Ausführung einer Schaltung bzw. eines Gangwechsels im Getriebe 2 wird mindestens ein zuvor geschlossenes Schaltelement geöffnet und mindestens ein zuvor geöffnetes Schaltelement geschlossen.
1 zeigt weiterhin ein Motorsteuergerät 5 zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs des Antriebsaggregats 1 und ein Getriebesteuergerät 6 zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs des Getriebes 2. Das Motorsteuergerät 5 tauscht mit dem Antriebsaggregat 1 und das Getriebesteuergerät 6 mit dem Getriebe 2 Daten aus. Ferner tauschen Motorsteuergerät 5 und Getriebesteuergerät 6 untereinander Daten aus.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur vorausschauenden Diagnose des Getriebes 2 eines Kraftfahrzeugs, wobei hierzu während der Fahrt des Kraftfahrzeugs und damit während des Betriebs des Getriebes 2 Getriebedaten erfasst werden, und wobei auf Grundlage der erfassten Getriebedaten auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes 2 geschlossen und abhängig hiervon eine Warnmeldung generiert wird. 1 zeigt als Baugruppen des Getriebesteuergeräts 6 einen Speicher 7 sowie einen Prozessor 8, wobei der Prozessor 8 der Auswertung der erfassten Getriebedaten und der Speicher 7 der Speicherung der Getriebedaten und/oder der Auswertung der Getriebedaten dient.
Im Sinne der Erfindung werden zur vorausschauenden Diagnose des Getriebes bei einer Schaltungsausführung im Getriebe 2 als erste Getriebedaten schaltelementindividuelle Summenkollektive bezüglich Reibleistung und/oder Reibarbeit der Schaltelemente 4 des Getriebes 2 erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes ausgewertet.
Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich werden bei einer Schaltung und/oder bei einem Lastwechsel im Getriebe als zweite Getriebedaten zeitliche Gradienten einer Getriebeabtriebsdrehzahl erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes 2 ausgewertet.
Alternativ oder vorzugsweise werden bei einer Schaltungsausführung im Getriebe 2 als dritte Getriebedaten Getriebeparameteradaptionen erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes 2 ausgewertet.
Alternativ oder vorzugsweise werden bei Ausstieg aus einem Segelmodus des Kraftfahrzeugs als vierte Getriebedaten zur Lastübernahme benötigte Zeiten und/oder Ansteuerdrücke erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes 2 ausgewertet.
Die Erfindung beruht demnach auf der Auswertung von Getriebedaten zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes, wobei die Auswertung auf einer beliebigen Kombination der oben genannten Getriebedaten erfolgen kann.
So ist es möglich, dass nur die ersten Getriebedaten oder nur die zweiten Getriebedaten oder nur die dritten Getriebedaten oder nur die vierten Getriebedaten zur potenziellen Schädigung des Getriebes ausgewertet werden. Ferner können zwei dieser vier Getriebedaten in Kombination miteinander genutzt werden, um die potenzielle Schädigung des Getriebes 2 auszuwerten. Ebenso ist es möglich, drei der obigen vier Getriebedaten in beliebiger Kombination zu nutzen, um die potenzielle Schädigung des Getriebes 2 auszuwerten. Besonders bevorzugt ist eine Variante der Erfindung, die sämtliche vier Getriebedaten nutzt, um eine potenzielle Schädigung des Getriebes 2 auszuwerten.
Abhängig davon, auf Grundlage welcher Getriebedaten und/oder wie vieler Getriebedaten auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird, wird ein potenzieller Schädigungsgrad des Getriebes 2 ermittelt, wobei abhängig vom potenziellen Schädigungsgrad des Getriebes 2 eine an den Schädigungsgrad angepasste Warnmeldung generiert wird. Die potenzielle Schädigungsgrad kann von der Anzahl gleicher Getriebedaten und/oder der Anzahl unterschiedlicher Getriebedaten abhängig sein, auf Basis derer auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird.
Die Anzahl gleicher Getriebedaten ist z.B. die Anzahl der Summenkollektive unterschiedlicher Schaltelemente 4 des Getriebes 2, die den jeweiligen Grenzwert erreichen oder Überschreiten. Die Anzahl gleicher Getriebedaten kann auch die Anzahl der Getriebeparameter sein, die ihrer Adaptionsgrenzen erreichen. Die Anzahl unterschiedlicher Getriebedaten ist die Anzahl derjenigen Getriebedaten aus den ersten Getriebedaten und/oder zweiten Getriebedaten und/oder dritten Getriebedaten und/oder oder vierten Getriebedaten, auf Grundlage deren auf eine potenzielle Schädigung erkannt wird. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Getriebedaten können auch als unterschiedliche Getriebedatentypen bezeichnet werden. Wie ausgeführt kann innerhalb ein und desselben Getriebedatentyps die Anzahl der Getriebedaten, auf Basis derer auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird, unterschiedlich sein.
Vorzugsweise finden zur vorausschauenden Diagnose des Getriebes 2 zumindest schaltelementindividuelle Summenkollektive bezüglich Reibleistung und/oder Reibarbeit Verwendung.
Dann, wenn als Getriebedaten derartige schaltelementindividuelle Summenkollektive bezüglich Reibleistung und/oder Reibarbeit der Schaltelemente 4 des Getriebes 2 erfasst und ausgewertet werden, wird bei jeder Schaltungsausführung im Getriebe 2 für jedes an der jeweiligen Schaltungsausführung beteiligte Schaltelement 4 des Getriebes 2 die von dem jeweiligen Schaltelement 4 verrichtete Reibleistung und/oder die vom jeweiligen Schaltelement 4 verrichtete Reibarbeit ermittelt, wobei diese ermittelten Reibleistungen und/oder Reibarbeiten schaltelementindividuell über alle Schaltungen aufsummiert werden, um so für jedes Schaltelement 4 des Getriebes 2 ein individuelles Summenkollektiv hinsichtlich Reibleistung und vorzugsweise auch hinsichtlich Reibarbeit zu ermitteln.
Die Ermittlung der Summenkollektive kann getriebetemperaturabhängig erfolgen, nämlich derart, dass die jeweilige Reibleistung und die jeweilige Reibarbeit einer jeweiligen Schaltung mit einem von der Getriebetemperatur abhängigen Faktor gewichtet wird, der umso größer ist, je höher die Getriebetemperatur, insbesondere die Getriebeöltemperatur, ist.
Die schaltelementindividuellen Summenkollektive von Reibleistung und/oder Reibarbeit werden mit entsprechenden Grenzwerten verglichen. Dann, wenn ein schaltelementindividuelles Summenkollektiv einen entsprechenden Grenzwert erreicht oder überschreitet, wird auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes 2, nämlich des jeweiligen Schaltelements 4, geschlossen.
Dann, wenn für mindestens ein Schaltelement 4 des Getriebes 2 auf eine potenzielle Schädigung infolge eine solchen schaltelementindividuellen Summenkollektivs geschlossen wird, wird als Warnmeldung zumindest eine entsprechende Meldung in den Speicher 4 des Getriebesteuergeräts 6 geschrieben, der bei einem Werkstattbesuch von einem Werkstattpersonal ausgelesen werden kann.
Vorzugsweise in Kombination mit solchen schaltelementindividuellen Summenkollektiven werden als Getriebedaten bei der Ausführung einer Schaltung und/oder bei einem Lastwechsel im Getriebe 2 zeitliche Gradienten der Getriebeabtriebsdrehzahl erfasst. Dies visualisiert 2 stark schematisiert anhand von zeitlichen Kurvenverläufen am Beispiel einer Hochschaltung, wobei in 2 über Zeit t für die auszuführende Hochschaltung ein Kurvenverlauf 10 einer Getriebeeingangsdrehzahl, ein Kurvenverlauf 11 einer Längsbeschleunigung und ein Kurvenverlauf 12 eines zeitlichen Gradienten der Getriebeabtriebsdrehzahl gezeigt sind. Für den zeitlichen Gradienten der Getriebeabtriebsdrehzahl 12 sind ferner in 2 Grenzwerte gezeigt, nämlich ein oberer Grenzwert 13 und ein unterer Grenzwert 14. Dann, wenn bei der in 2 gezeigten, auszuführenden Hochschaltung der Gradient 12 der Getriebeabtriebsdrehzahl die Grenzwerte 13, 14 erreicht oder überschreitet, wird auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes 2 geschlossen, wobei ein solches Erreichen bzw. Überschreiten der Grenzwerte 13, 14 einem unzulässig hohen Schaltstoß bzw. Lastwechselstoß entspricht. Wird also bei einer Schaltungsausführung und/oder bei einem Lastwechsel im Getriebe auf Basis des Gradienten 12 der Getriebeabtriebsdrehzahl festgestellt, dass der zeitliche Gradient der Getriebeabtriebsdrehzahl einen entsprechenden Grenzwert 13, 14 erreicht oder überschreitet, so wird auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes 2 geschlossen und zumindest eine entsprechende Warnmeldung in den Speicher 7 des Getriebesteuergeräts 6 geschrieben, der bei einem Werkstattbesuch ausgelesen werden kann.
Wie bereits ausgeführt, ist es bevorzugt, wenn bei der Getriebediagnose die schaltelementindividuellen Summenkollektive sowie die Gradienten der Getriebeabtriebsdrehzahl in Kombination miteinander erfasst und ausgewertet werden. Wird z.B. festgestellt, dass sowohl auf Basis der schaltelementindividuellen Summenkollektive als auch auf Basis der Gradienten der Getriebeabtriebsdrehzahl auf potenzielle Schädigungen des Getriebes geschlossen wird, so wird vorzugsweise auf Basis der Anzahl und Art der Getriebedaten, die einer potenziellen Schädigung entsprechen, ein definierter potenzieller Schädigungsgrad für das Getriebe 2 ermittelt und abhängig hiervon eine Warnmeldung generiert und für den Fahrer wahrnehmbar ausgegeben, zum Beispiel in einer Ausgabeeinrichtung 9 des Kraftfahrzeugs, bei welcher es sich zum Beispiel um eine Display im Cockpit des Kraftfahrzeugs handeln kann.
Vorzugsweise zusätzlich zu den obigen Getriebedaten, also vorzugsweise zusätzlich zu den schaltelementindividuellen Summenkollektiven der Schaltelemente 4 des Getriebes 2 sowie den zeitlichen Gradienten der Getriebeabtriebsdrehzahl des Getriebes 2, werden als Getriebedaten bei einer Schaltungsausführung im Getriebe 2 Getriebeparameteradaptionen erfasst und bewertet, und zwar derart, dass bei jeder Schaltungsausführung für jeden zu adaptierenden Getriebeparameter überprüft wird, ob der Adaptionsgrenzen erreicht oder überschreitet. Dann, wenn ein zu adaptierender Getriebeparameter Adaptionsgrenzen erreicht oder überschreitet, wird wiederum auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes 2 geschlossen und zumindest im Speicher 7 eine Warnmeldung eingetragen, die später in der Werkstatt ausgelesen werden kann.
Bevorzugt erfolgt die Erfassung und Überprüfung der Getriebeparameteradaptionen im Hinblick auf das Erreichen oder Überschreiten entsprechender Adaptionsgrenzen in Kombination mit der Auswertung der schaltelementindividuellen Summenkollektive für die Schaltelemente 4 des Getriebes 2 sowie in Kombination mit der Auswertung der Gradienten der Getriebeabtriebsdrehzahl des Getriebes 2 bei Schaltungsausführung und/oder Lastwechsel im Getriebe 2.
Dabei kann vorgesehen sein, dass dann, wenn zwei unterschiedliche der obigen Getriebedaten unabhängig voneinander zur Bewertung einer potenziellen Schädigung des Getriebes 2 führen, auf einen ersten potenziellen Schädigungsgrad geschlossen wird und eine an den ersten Schädigungsgrad angepasste Warnmeldung generiert und für den Fahrer wahrnehmbar ausgegeben wird.
Dann, wenn auf Grundlage aller drei Getriebedaten jeweils unabhängig voneinander auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes 2 geschlossen wird, wird auf einen zweiten, größeren bzw. höheren Schädigungsgrad geschlossen und eine an diesen zweiten potenziellen Schädigungsgrad angepasste Warnmeldung generiert und für den Fahrer wahrnehmbar ausgegeben.
Abhängig von der Anzahl und Art der vorzugsweise unterschiedlichen Getriebedaten, auf Grundlage derer jeweils unabhängig voneinander auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird, können demnach Warnmeldungen in unterschiedlichen Eskalationsstufen für den Fahrer ausgegeben werden, die zum Beispiel bei Vorliegen eines ersten potenziellen Schädigungsgrads eine Warnmeldung, die den Fahrer veranlasst, in nächster Zeit die Werkstatt aufzusuchen, oder beim zweiten potenziellen Schädigungsgrad eine Warnmeldung, die den Fahrer veranlasst, eine Werkstatt sofort aufzusuchen.
Durch weitere Maßnahmen wie eine permanente Antriebsmomentenbegrenzung oder eine permanente Geschwindigkeitsbegrenzung kann die Fahrbarkeit des Kraftfahrzeugs schrittweise weiter reduziert werden, die dem Fahrer die Dringlichkeit des Werkstattbesuchs nahelegen. Bei Bedarf können parallel hierzu auch notwendige oder zumindest sinnvolle Schutzmaßnahmen für das Getriebe ausgelöst werden, beispielsweise temporäre Antriebsmomentenreduzierung während Gangschaltungen oder auch ein Verbot einzelner Schaltungen.
Ebenso ist es möglich, die unterschiedliche Getriebedaten derart miteinander zu verknüpfen, dass zum Beispiel abhängig von den schaltelementindividuellen Summenkollektiven bezüglich Reibleistung und/oder Reibarbeit auf einen definierten Schädigungsgrad des Getriebes 2 geschlossen wird. Dann, wenn zusätzlich durch Auswertung der zeitlichen Gradienten der Getriebeabtriebsdrehzahl bei Ausführung einer Schaltung und/oder bei einem Lastwechsel im Getriebe 2 und/oder bei Auswertung der Getriebeparameteradaptionen eine potenzielle Schädigung des Getriebes 2 ermittelt wird, kann der von den Summenkollektiven abhängige Schädigungsgrad mit einem Faktor gewichtet werden, um dann auf einen höheren potenziellen Schädigungsgrad zu schließen. Wird zum Beispiel auf Grundlage der schaltelementindividuellen Summenkollektive auf einen Schädigungsgrad von 50% geschlossen und wird zusätzlich bei einer Getriebeparameteradaption für einen definierten Getriebeparameter eine Adaptionsgrenze erreicht oder überschritten, so kann der summenkollektivabhängige Schädigungsgrad mit einem definierten Faktor von zum Beispiel 1,5 gewichtet werden, was dann zu einem Schädigungsgrad von 75% führt.
Für die obigen Getriebedaten, also für die schaltelementindividuellen Summenkollektive, die Getriebeabtriebsdrehzahlgradienten sowie die Parameteradaptionen können im Getriebesteuergerät 6, nämlich im Speicher 7 desselben, entsprechende Grenzwerte hinterlegt sein, die zum Beispiel vorab über Dauerläufe in der Fahrzeugentwicklung ermittelt wurden, oder die auch im Laufe der Betriebszeit eines Kraftfahrzeugs laufend angepasst und aktualisiert werden, nämlich auf Grundlage von Daten, die von unterschiedlichen Fahrzeugen ermittelt und dann in Datenbanken ausgewertet werden.
Vorzugsweise zusätzlich zu den oben drei erwähnten Getriebedaten kann vierte Getriebedaten genutzt werden, um auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes 2 zu schließen. Hierbei handelt es sich bei einem Ausstieg aus einem Segelmodus des Kraftfahrzeugs um Daten über zur Lastübernahme benötigte Zeiten und/oder Ansteuerdrücke, nämlich an dem für den Segelmodusausstieg zu schließenden Schaltelement 4 des Getriebes 2. Auf Basis der bei Ausstieg aus einem Segelmodus für die Lastübernahme benötigten Zeiten und/oder Ansteuerdrücke kann wiederum auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes 3 geschlossen werden.
3 zeigt über der Zeit t für einen Ausstieg aus einem Segelmodus zeitliche Kurvenverläufe 15 und 16, nämlich einen zeitlichen Kurvenverlauf 15 für die Druckansteuerung eines bei Ausstieg aus dem Segelmodus zu schließenden Schaltelements 4 sowie einen Kurvenverlauf 16 über ein von dem jeweiligen Schaltelement 4 übertragenes Moment. Dabei wird eine Zeit bzw. Zeitspanne bestimmt, die nach Beginn der Ansteuerung des zu schließenden Schaltelements 4 seit dem Zeitpunkt t₀ vergeht, bis dasselbe ein definiertes Moment überträgt. Für diese Zeit bzw. Zeitspanne ist ein unterer Grenzwert t_MIN und ein oberer Grenzwert t_MAX vorgegeben.
Dann, wenn die seit dem Zeitpunkt t₀ zur Lastübernahme benötigte Zeit bzw. Zeitspanne gemäß dem Kurvenverlauf 16 größer als t_MIN und kleiner als t_MAX ist, also innerhalb des durch die Grenzwerte t_MIN und t_MAX definierten Zeitintervalls bzw. Zeitfensters liegt, wird auf keine Getriebeschädigung geschlossen.
Dann hingegen, wenn gemäß dem Kurvenverlauf 16' die seit dem Zeitpunkt t₀ zur Lastübernahme benötigte Zeit kleiner als die untere Grenze t_MIN ist, oder wenn gemäß dem Kurvenverlauf 16'' die seit dem Zeitpunkt t₀ zur Lastübernahme benötigte Zeit größer als die obere Grenze t_MAX ist, also außerhalb des Zeitintervalls bzw. Zeitfensters liegt, wird auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen und zumindest eine Warnmeldung in den Speicher 7 des Getriebesteuergeräts 6 geschrieben, die nachfolgend ausgelesen werden kann
Anstelle der zur Lastübernahme benötigten Zeit kann auch der zur Lastübernahme benötigte Ansteuerdruck erfasst und zur Bewertung einer potenziellen Schädigung des Getriebes 2 herangezogen werden, wobei in 3 für den Ansteuerdruck Grenzwerte 17, 18 gezeigt sind, nämlich einen oberen Grenzwert 17 und einen unteren Grenzwert 18, bei dessen Erreichen oder Überschreiten bzw. Unterschreiten eine potenzielle Getriebeschädigung geschlossen werden kann.
4 zeigt für den Fall des Segelausstiegs eine Weiterbildung, in welcher beginnend zum Zeitpunkt t1 das für den Segelausstieg zu schließende Schaltelement 4 durch Absenken des Ansteuerdrucks 15 wieder geöffnet wird, um für dieses Schaltelement einen Hysteresebereich zu ermitteln. So zeigt 4, dass zum Zeitpunkt t1 die Übertragungsfähigkeit des Schaltelements zwar durch Reduzieren des Ansteuerdrucks 15 beginnend zum Zeitpunkt t1 reduziert wird, dass jedoch erst zum Zeitpunkt t2 das von dem Schaltelement 4 übertragene Moment tatsächlich abnimmt. Die zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 verstreichende Zeit bzw. Zeitspanne zwischen der Absenkung des Ansteuerdrucks und dem tatsächlichen Reduzieren der Übertragungsfähigkeit des Schaltelements 4 entspricht einem Hysteresebereich dieses Schaltelements, wobei dann, wenn die Zeit t2 zwischen den Grenzwerten t_H-MIN und t_H-MAX, also innerhalb des durch die Grenzwerte t_H-MIN und t_H-MAX definierten Zeitintervalls bzw. Zeitfensters liegt, auf einen ordnungsgemäßen Hysteresebereich geschlossen wird, wohingegen dann, wenn die Zeit t2 außerhalb dieses Zeitfensters liegt, auf eine potenzielle Schädigung des Schaltelements 4 des Getriebes 2 geschlossen wird.
Wie bereits ausgeführt, kommen alle vier obigen Getriebedaten vorzugsweise in Kombination miteinander parallel zum Einsatz, um jeweils unabhängig voneinander auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes zu schließen, wobei auf Grundlage der Anzahl und Art unterschiedlicher Getriebedaten, auf Basis derer jeweils unabhängig voneinander auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird, unterschiedlich abgestufte Schädigungsgrade und entsprechend angepasste Warnmeldungen generierend ausgegeben werden, um eine Wartung bzw. Inspektion des Getriebes fahrerseitig auszulösen.
Wird z.B. aus Grundlage von drei oder vier unterschiedlichen Getriebedaten jeweils unabhängig voneinander auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen, so ist der Schädigungsgrad größer als dann, wenn dies nur auf Basis ein und derselben Getriebedaten erfolgt.
Als weitere Maßnahmen, die abhängig vom potenziellen Schädigungsgrad des Getriebes 2 ergriffen werden können, zählen die Aktivierung eines Notschaltprogramms und/oder die Erhöhung einer Schmierung und/oder Kühlung des Getriebes. Wird auf Basis eines potenziellen Schädigungsgrads bekannt, dass einige Schaltelemente 4 potenziell defekt sind, so kann ein Notschaltprogramm aktiviert werden, welches diese Schaltelemente nicht nutzt, oder das Schaltmoment für diese Schaltelemente mittels einer gezielten Antriebsmomentenbegrenzung reduziert.
Ferner kann die Schmierleistung und/oder Kühlleistung des Getriebes 2 erhöht werden, um bei einem potenziell defekten Getriebe 2 durch erhöhte Schmierung und/oder Kühlung einen Notbetrieb des Getriebes 2 bis zum Aufsuchen einer Werkstatt zu ermöglichen. Ist im Regelfall die Schmierung und/oder Kühlung auf einen optimalen Wirkungsgrad ausgelegt, so kann abhängig vom potenziellen Schädigungsgrad des Getriebes 2 ohne Rücksicht auf den Wirkungsgrad die Schmierung und/oder Kühlung erhöht werden um ein Liegenbeleiben im Feld zu vermeiden.
Auf Grundlage der Erfindung kann auch auf die Art der Getriebeschädigung geschlossen werden. Ist z.B. ein Summenkollektiv noch relativ weit von seinem Grenzwert entfernt, wird jedoch ein Grenzwert für den zeitlichen Gradienten der Getriebeabtriebsdrehzahl erreicht oder überschritten, so kann auf einen abrupten Bauteilbruch geschlossen werden. Hat hingegen das jeweilige Summenkollektiv seinem Grenzwert erreicht oder überschritten und wird zusätzlich der Grenzwert für den zeitlichen Gradienten der Getriebeabtriebsdrehzahl erreicht oder überschritten, so kann auf allmählichen Bauteilverschleiß geschlossen werden.
Ferner kann anhängig vom Schädigungsgrad eine Anfilterung eines Fehlerzählers angepasst werden. Je höher der Schädigungsgrad ist, desto geringer kann der zu erreichende Zählerstand des Fehlerzählers festgelegt werden, bei dessen Erreichen ein Notschaltprogramm oder eine sonstige Aktion steuerungsseitig ausgelöst wird.
Zusätzlich zu den oben erwähnten vier Getriebedaten können weitere Getriebedaten genutzt werden, um auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes 2 zu schließen. So ist es möglich, einen sogenannten Fehlersymptomzähler eines Fehlerspeichers auszuwerten. Je höher der Zählerstand eines solchen Fehlersymptomzählers ist, desto höher ist die Gefahr einer potenziellen Schädigung des Getriebes 2. Ferner kann der Drehzahlverlauf getriebeseitiger Drehzahlen ausgewertet werden, um auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes 2 zu schließen. Ebenso kann die Zeit bewertet werden, die zur Ausführung einer Schaltung benötigt wird.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsaggregat
2: Getriebe
3: Abtrieb
4: Schaltelement
5: Motorsteuergerät
6: Getriebesteuergerät
7: Speicher
8: Prozessor
9: Ausgabeeinrichtung
10: Kurvenverlauf
11: Kurvenverlauf
12: Kurvenverlauf
13: oberer Grenzwert
14: unterer Grenzwert
15: Kurvenverlauf
16: Kurvenverlauf
17: oberer Grenzwert
18: unterer Grenzwert

Claims

Verfahren zur vorausschauenden Diagnose eines Getriebes (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei während der Fahrt des Kraftfahrzeugs und damit während des Betriebs des Getriebes (2) Getriebedaten erfasst werden, und wobei auf Grundlage der Getriebedaten auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes (2) geschlossen und abhängig hiervon eine Warnmeldung generiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schaltungsausführung im Getriebe (2) als Getriebedaten schaltelementindividuelle Summenkollektive bezüglich Reibleistung und/oder Reibarbeit der Schaltelemente (4) des Getriebes (2) erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes (2) ausgewertet werden, und/oder bei einer Schaltungsausführung und/oder bei einem Lastwechsel im Getriebe (2) als Getriebedaten zeitliche Gradienten einer Getriebeabtriebsdrehzahl erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes ausgewertet werden, und/oder bei einer Schaltungsausführung im Getriebe (2) als Getriebedaten Getriebeparameteradaptionen erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes (2) ausgewertet werden, und/oder bei einem Ausstieg aus einem Segelmodus des Kraftfahrzeugs als Getriebedaten zur Lastübernahme benötigte Zeiten und/oder Ansteuerdrücke erfasst und zur Bestimmung einer potenziellen Schädigung des Getriebes (2) ausgewertet werden, abhängig davon, auf Grundlage welcher Getriebedaten und/oder wie vieler Getriebedaten auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes geschlossen wird, ein potenzieller Schädigungsgrad des Getriebes (2) ermittelt wird, wobei abhängig vom potenziellen Schädigungsgrad eine an den Schädigungsgrad angepasste Warnmeldung generiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn als Getriebedaten schaltelementindividuelle Summenkollektive bezüglich Reibleistung und/oder Reibarbeit der Schaltelemente (4) des Getriebes (2) erfasst werden, bei jeder Schaltungsausführung für jedes an der jeweiligen Schaltungsausführung beteiligte Schaltelement (4) die vom jeweiligen Schaltelement (4) verrichtete Reibleistung und/oder Reibarbeit ermittelt und über alle Schaltungen aufsummiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltelementindividuellen Summenkollektive bezüglich Reibleistung und/oder Reibarbeit getriebetemperaturabhängig ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltelementindividuellen Summenkollektive bezüglich Reibleistung und/oder Reibarbeit mit Grenzwerten verglichen werden, und dass dann, wenn ein schaltelementindividuelles Summenkollektiv einen Grenzwert erreicht oder überscheitet, auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes (2) geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn als Getriebedaten bei einer Schaltungsausführung und/oder bei einem Lastwechsel zeitliche Gradienten der Getriebeabtriebsdrehzahl erfasst werden, bei jeder Schaltungsausführung und/oder bei jedem Lastwechsel überprüft wird, ob der zeitliche Gradient der Getriebeabtriebsdrehzahl einen Grenzwert erreicht oder überschreitet, wobei dann, wenn dies der Fall ist, auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes (2) geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn als Getriebedaten bei einer Schaltungsausführung im Getriebe (2) Getriebeparameteradaptionen erfasst werden, bei jeder Schaltungsausführung für jeden zu adaptierenden Getriebeparameter überprüft wird, ob derselbe Adaptionsgrenzen erreicht oder überschreitet, wobei dann, wenn dies der Fall ist, auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes (2) geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn als Getriebedaten bei einem Ausstieg aus einem Segelmodus zur Lastübernahme benötigte Zeiten und/oder Ansteuerdrücke erfasst werden, bei jedem Ausstieg aus dem Segelmodus überprüft wird, ob die für den Segelmodusausstieg am jeweiligen zu schließenden Schaltelement (4) zur Lastübernahme benötigte Zeit und/oder der jeweilige benötigte Ansteuerdruck des zu schließenden Schaltelements (4) einen Grenzwert erreicht oder überschreitet, wobei dann, wenn dies der Fall ist, auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes (2) geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausstieg aus einem Segelmodus weiterhin mindestens eine Größe eines Hysteresebereichs des für den Segelmodusausstieg zu schließenden Schaltelements (4) erfasst wird, wobei dann, wenn die jeweilige Größen des Hysteresebereichs einen Grenzwert erreicht oder überschreitet, auf eine auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes (2) geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass immer dann, wenn auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes (2) geschlossen wird, eine Warnmeldung generiert und in einem Steuergerät gespeichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn auf Grundlage einer ersten Anzahl vorzugsweise unterschiedlicher Getriebedaten jeweils unabhängig voneinander auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes (2) geschlossen wird, auf einen ersten potenziellen Schädigungsgrad geschlossen und eine an den ersten Schädigungsgrad angepasste Warnmeldung generiert und für den Fahrer wahrnehmbar ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn auf Grundlage einer zweiten Anzahl vorzugsweise unterschiedlicher Getriebedaten, die größer als die erste Anzahl ist, jeweils unabhängig voneinander auf eine potenzielle Schädigung des Getriebes (2) geschlossen wird, auf einen zweiten, größeren Schädigungsgrad geschlossen und eine an den zweiten potenziellen Schädigungsgrad angepasste Warnmeldung generiert und für den Fahrer wahrnehmbar ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom potenziellen Schädigungsgrad ein Notschaltprogramm aktiviert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom potenziellen Schädigungsgrad eine Schmierung und/oder Kühlung des Getriebes (2) erhöht wird.