DE102017106919A1 - Method for determining a damage measurement uncertainty of a motor vehicle - Google Patents

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Stéphane Foulard
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (1) zur Bestimmung einer Schädigungsmaßunsicherheit (18) eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs (3). In einem Bestimmungsschritt (2) werden während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (3) in vorgegebenen zeitlichen Abständen fortlaufend Kraftfahrzeugparameter (6) auf Grundlage von in dem jeweiligen Kraftfahrzeug (3) verfügbarer Sensor- und Fahrzustandsinformationen (4, 5) ermittelt. Die Kraftfahrzeugparameter (6) werden nachfolgend in einem oder mehreren parallel und/oder aufeinanderfolgenden Auswertungsschritten (7, 9) verarbeitet und es wird ein Schädigungsmaß (11) des Bauteils ermittelt. Auf Grundlage vorgegebener Parameterunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen (12), die für jeden bestimmten Kraftfahrzeugparameter (6) ein Unsicherheitsmaß dafür darstellen, dass der bestimmte Kraftfahrzeugparameter (6) einem realen Kraftfahrzeugparameter (6) entspricht, und auf Grundlage vorgegebener Auswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen (14, 15), die für jeden Auswertungsschritt ein Unsicherheitsmaß dafür darstellen, dass von den Kraftfahrzeugparametern (6) unabhängige und in dem jeweiligen Auswertungsschritt (7, 9) berücksichtigte Auswertungsschritteinflussgrößen den realen Auswertungsschritteinflussgrößen entsprechen, wird eine Schädigungsmaßunsicherheit (18) ermittelt. Die Schädigungsmaßunsicherheit (18) stellt ein Maß dafür dar, dass das Bauteil tatsächlich eine dem ermittelten Schädigungsmaß (11) entsprechende Schädigung erfahren hat.The invention relates to a method (1) for determining a damage measurement uncertainty (18) of a component of a motor vehicle (3). In a determination step (2), during the operation of the motor vehicle (3), motor vehicle parameters (6) are continuously determined at predetermined time intervals on the basis of sensor and driving state information (4, 5) available in the respective motor vehicle (3). The motor vehicle parameters (6) are subsequently processed in one or more parallel and / or successive evaluation steps (7, 9) and a damage measure (11) of the component is determined. Based on predetermined parameter uncertainty quantities and / or functions (12) representing an uncertainty measure for each particular vehicle parameter (6) that the particular vehicle parameter (6) corresponds to a real motor vehicle parameter (6) and based on predetermined evaluation step uncertainties and / or Functions (14, 15) which represent an uncertainty measure for each evaluation step that independent of the motor vehicle parameters (6) and evaluated in the respective evaluation step (7, 9) evaluation step influence variables corresponding to the real evaluation steps influence variables, a damage measure uncertainty (18) is determined. The damage measure uncertainty (18) represents a measure that the component has actually suffered a damage corresponding to the determined damage measure (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Schädigungsmaßunsicherheit eines Kraftfahrzeugs, wobei in einem Bestimmungsschritt während des Betriebs des Kraftfahrzeugs in vorgegebenen zeitlichen Abständen fortlaufend Kraftfahrzeugparameter auf Grundlage von in dem jeweiligen Kraftfahrzeug verfügbarer Sensor- und Fahrzustandsinformationen ermittelt werden und wobei die Kraftfahrzeugparameter nachfolgend in einem oder mehreren parallel und/oder aufeinander folgenden Auswertungsschritten verarbeitet werden und ein Schädigungsmaß des Bauteils ermittelt wird.The invention relates to a method for determining a damage uncertainty of a motor vehicle, wherein in a determination step during operation of the motor vehicle at predetermined time intervals continuously vehicle parameters are determined based on available in the respective motor vehicle sensor and driving condition information and wherein the motor vehicle parameters below in one or more be processed in parallel and / or successive evaluation steps and a damage measure of the component is determined.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Bestimmung von Schädigungsmaßen bekannt. Beispielsweise ist es aus dem Stand der Technik bekannt, auf Grundlage von in dem Bestimmungsschritt ermittelten Kraftfahrzeugparametern zunächst ein Lastkollektiv für das Bauteil wie beispielsweise ein Getriebe zu ermitteln. In dem Lastkollektiv wird dabei der Verlauf der auf das Bauteil wirkenden Belastung, beispielsweise die einwirkenden Kräfte oder auftretenden Spannungen über die Zeit mit Hilfe bekannter Verfahren abgebildet. Ausgehend von dem so in einem ersten Auswertungsschritt ermittelten Lastkollektiv kann in einem darauffolgenden zweiten Auswertungsschritt auf Grundlage einer zuvor für das Bauteil ermittelten Wöhler-Kurve, die ein Ergebnis eines für ein baugleiches Bauteil vorab durchgeführten Wöhler-Versuchs abbildet, mit der linearen Schadensakkumulationshypothese nach Miner-Haibach das Schädigungsmaß bestimmt werden.Various methods for the determination of damage measurements are known from the prior art. For example, it is known from the prior art to first determine a load spectrum for the component, such as a transmission, on the basis of vehicle parameters determined in the determination step. In the load collective while the course of the load acting on the component, for example, the forces acting or voltages occurring over time by means of known methods mapped. Based on the load spectrum thus determined in a first evaluation step, the linear damage accumulation hypothesis according to Miner can be used in a subsequent second evaluation step on the basis of a Wöhler curve previously determined for the component, which displays a result of a Wöhler test carried out in advance for a component of identical design. Haibach the damage measure be determined.

Zudem sind aus dem Stand der Technik auch Verfahren bekannt, bei denen ausgehend von den in dem Bestimmungsschritt ermittelten Kraftfahrzeugparametern in einem ersten Auswertungsschritt zunächst ein oder mehrere Merkmale ermittelt werden, die eine vergleichsweise hohe Korrelation mit einer Schädigung des Bauteils aufweisen (z.B. anhand von sogenannten Condition-Monitoring- und/oder Condition-Prediction-Methoden). Anschließend werden diese Merkmale in einem weiteren Auswertungsschritt mit einem vorab ermittelten mathematischen Modell verarbeitet und auf diese Weise das Schädigungsmaß bestimmt. Das mathematische Modell wird dabei üblicherweise mit Hilfe geeigneter Parameteridentifikationsverfahren auf Grundlage vorliegender Kraftfahrzeugparameter und damit verbundener Schädigungsmaße ermittelt.In addition, methods are known from the prior art, in which starting from the determined in the determination step motor vehicle parameters in a first evaluation step, one or more features are determined, which have a relatively high correlation with damage to the component (eg on the basis of so-called Condition Monitoring and / or condition prediction methods). Subsequently, these features are processed in a further evaluation step with a previously determined mathematical model and determined in this way the damage measure. The mathematical model is usually determined by means of suitable parameter identification methods on the basis of existing motor vehicle parameters and associated damage measures.

Die Kraftfahrzeugparameter können in dem Bestimmungsschritt entweder unmittelbar durch geeignete Messeinrichtungen bestimmt werden oder auf Grundlage mathematischer Modelle beispielsweise zwischen von verschiedenen Messeinrichtungen bestimmten Messinformationen ermittelt werden. Beispielsweise ist es im Kraftfahrzeugbereich bekannt, das von einem Verbrennungsmotor an einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors bereitgestellte Drehmoment durch ein mathematisches Modell in Abhängigkeit einer messtechnisch erfassten Motordrehzahl sowie einer durch ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs vorgegebenen Solleinspritzmenge zu bestimmen. Im Sinne der Erfindung werden sowohl das auf Grundlage des mathematischen Modells ermittelte Drehmoment als auch die zur Ermittlung des Drehmoments verwendete und sensorisch erfasste Motordrehzahl sowie die die Solleinspritzmenge kennzeichnende Steuerungsgröße als Kraftfahrzeugparameter aufgefasst.The vehicle parameters can either be determined directly in the determination step by suitable measuring devices or can be determined on the basis of mathematical models, for example between measurement information determined by different measuring devices. For example, in the field of motor vehicles, it is known to determine the torque provided by an internal combustion engine on a crankshaft of the internal combustion engine by a mathematical model as a function of a metrologically detected engine speed and a target injection quantity predetermined by a control unit of the motor vehicle. For the purposes of the invention, both the torque determined on the basis of the mathematical model and the engine rotational speed used for determining the torque and detected by the sensor as well as the control variable characterizing the target injection quantity are understood as motor vehicle parameters.

Die Ermittlung des Schädigungsmaßes mit Hilfe der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist grundsätzlich mit Unsicherheiten behaftet. Diese Unsicherheit bei der Ermittlung des Schädigungsmaßes resultiert beispielsweise aus unvermeidbaren Fertigungstoleranzen unter anderem auf Grund schwankender Materialqualität und Unterschieden zwischen den jeweils verwendeten Produktionsanlagen bei der Herstellung des Bauteils.The determination of the degree of damage with the aid of the methods known from the prior art is fundamentally subject to uncertainties. This uncertainty in determining the degree of damage results, for example, from unavoidable manufacturing tolerances, inter alia due to fluctuating material quality and differences between the production equipment used in each case in the manufacture of the component.

Als Aufgabe der Erfindung wird es angesehen, ein Verfahren zur Bestimmung einer Schädigungsmaßunsicherheit für ein Schädigungsmaß anzugeben, die ein Maß dafür darstellt, dass das Bauteil tatsächlich eine dem ermittelten Schädigungsmaß entsprechende Schädigung erfahren hat.It is regarded as an object of the invention to specify a method for determining a damage measure uncertainty for a damage measure which represents a measure for the fact that the component has actually suffered a damage corresponding to the determined damage measure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf Grundlage vorgegebener Parameterunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen, die für jeden bestimmten Kraftfahrzeugparameter ein Unsicherheitsmaß dafür darstellen, dass der bestimmte Kraftfahrzeugparameter einem realen Kraftfahrzeugparameter entspricht, und auf Grundlage vorgegebener Auswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen, die für jeden Auswertungsschritt ein Unsicherheitsmaß dafür darstellen, dass von den Kraftfahrzeugparametern unabhängige und in dem jeweiligen Auswertungsschritt berücksichtigte Auswertungsschritteinflussgrößen den realen Auswertungsschritteinflussgrößen entsprechen, eine Schädigungsmaßunsicherheit ermittelt wird, wobei die Schädigungsmaßunsicherheit ein Maß dafür darstellt, dass das Bauteil tatsächlich eine dem ermittelten Schädigungsmaß entsprechende Schädigung erfahren hat. Bei der Bestimmung der Schädigungsmaßunsicherheit werden also sowohl Parameterunsicherheitsgrößen bzw. -funktionen, wie beispielsweise eine bekannte Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Messrauschens eines zur Ermittlung eines Kraftfahrzeugparameters verwendeten Sensors oder auch eine Modellunsicherheit eines zur Ermittlung eines Kraftfahrzeugparameters verwendeten mathematischen Modells berücksichtigt als auch verschiedene Auswertungsschrittunsicherheitsgrößen bzw. -funktionen, die beispielsweise eine Streuung bzw. eine Wahrscheinlichkeitsverteilung einer zur Ermittlung einer Teilschädigung verwendeten Wöhler-Kurve beschreibt, berücksichtigt. Ausgehend von den vorab ermittelten verschiedenen Unsicherheitsgrößen bzw. -funktionen kann mit Hilfe bekannter Verfahren aus der Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik die Schädigungsmaßunsicherheit berechnet werden.This object is achieved according to the invention in that, on the basis of predetermined parameter uncertainty variables and / or functions, which represent an uncertainty measure for each particular motor vehicle parameter that the specific motor vehicle parameter corresponds to a real motor vehicle parameter, and based on predetermined evaluation step uncertainty variables and / or functions for each evaluation step represents an uncertainty measure that independent of the vehicle parameters and evaluated in the respective evaluation step corresponding to the real evaluation process influence variables, a damage measure uncertainty is determined, the damage measure uncertainty is a measure that the component has actually suffered a damage corresponding to the determined injury measure. In the determination of the damage uncertainty, both parameter uncertainty quantities or functions, such as a known probability distribution of a measurement noise of a sensor used to determine a motor vehicle parameter or a model uncertainty of a mathematical model used to determine a motor vehicle parameter, are taken into account as well as different evaluation step uncertainties or functions; for example, a scatter or describes a probability distribution of a Wöhler curve used to determine partial damage. Based on the previously determined different uncertainty quantities or functions, the measure of damage uncertainty can be calculated using known methods from probability theory and statistics.

Bei den Kraftfahrzeugparametern kann es sich neben unmittelbar den Betrieb des Kraftfahrzeugs kennzeichnenden Größen errfindungsgemäß auch um weitere den Betrieb des Kraftfahrzeugs beeinflussende Größen wie beispielsweise die jeweilige Umgebungstemperatur und aktuelle Wetterdaten handeln.In the case of the motor vehicle parameters, in addition to the parameters directly indicative of the operation of the motor vehicle, it may also be, according to the invention, other variables influencing the operation of the motor vehicle, such as the respective ambient temperature and current weather data.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass es sich bei den Parameterunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen und/oder bei den Auswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen jeweils um eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion handelt. Mit Hilfe einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion kann durch Integration eine Wahrscheinlichkeit dafür bestimmt werden, dass der jeweils ermittelte Kraftfahrzeugparameter bzw. die in dem jeweiligen Auswertungsschritt ermittelte Größe tatsächlich einer entsprechenden realen Größe entspricht. Auf Grundlage der bekannten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen kann zudem eine gemeinsame Schädigungsmaßwahrscheinlichkeitsdichtefunktion angegeben werden, in der die verschiedenen Unsicherheiten bei der Bestimmung der Kraftfahrzeugparameter sowie bei der Weiterverarbeitung in den verschiedenen Auswertungsschritten berücksichtigt werden kann. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen können beispielsweise unter der Annahme einer Normalverteilung bei der Ermittlung der Kraftfahrzeugparameter sowie der in den jeweiligen Auswertungsschritten ermittelten Größen durch einen Erwartungswert sowie einer Varianz oder einer Standardabweichung der Kraftfahrzeugparameter bzw. Größen beschrieben werden.In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the parameter uncertainty quantities and / or functions and / or the evaluation step uncertainty quantities and / or functions are each a probability density function. With the aid of a probability density function, a probability can be determined by integration that the respectively determined motor vehicle parameter or the variable determined in the respective evaluation step actually corresponds to a corresponding real variable. On the basis of the known probability density functions, it is also possible to specify a common damage probability probability density function in which the various uncertainties in the determination of the motor vehicle parameters as well as in the further processing in the various evaluation steps can be taken into account. The probability density functions can be described, for example, assuming a normal distribution in the determination of the motor vehicle parameters and the variables determined in the respective evaluation steps by an expected value and a variance or a standard deviation of the motor vehicle parameters or variables.

Durch die Berücksichtigung der verschiedenen Unsicherheiten wird erfindungsgemäß also im Wesentlichen eine Streuung der Kraftfahrzeugparameter und Streuungen von in den jeweiligen Auswertungsschritten ermittelten Zwischengrößen berücksichtigt, die unter anderem auf Fertigungstoleranzen sowie in den verwendeten mathematischen Modellen nicht berücksichtigten Einflussgrößen zurückzuführen sind.By taking into account the various uncertainties, a scattering of the motor vehicle parameters and scatters of intermediate variables determined in the respective evaluation steps is thus taken into account in accordance with the invention, which are attributable inter alia to manufacturing tolerances as well as influencing variables not taken into account in the mathematical models used.

Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ausgehend von dem Schädigungsmaß und der Schädigungsmaßunsicherheit eine Ausfallwahrscheinlichkeit für vorgegebene Zeitpunkte in der Zukunft des Bauteils bestimmt wird, wobei die Ausfallwahrscheinlichkeit für jeden Zeitpunkt ein Maß dafür darstellt, dass das Bauteil zu diesem Zeitpunkt ausfallen wird. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, einen voraussichtlichen Ausfallzeitpunkt des Bauteils in der Zukunft durch eine lineare Fortschreibung der bis zu einem aktuellen Zeitpunkt ermittelten Schädigung bzw. des ermittelten Schädigungsmaßes in die Zukunft zu bestimmen. Auf Grundlage der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten Schädigungsmaßunsicherheit kann vorteilhafterweise unter zusätzlicher Berücksichtigung einer Nutzungsunsicherheit, die ein Unsicherheitsmaß dafür darstellt, dass die in der Vergangenheit erfolgte Schädigung auch zukünftig zu erwarten ist, eine Ausfallwahrscheinlichkeit dafür angegeben werden, dass das jeweilige Bauteil tatsächlich zu dem ermittelten Ausfallzeitpunkt ausfallen wird.Advantageously, the invention provides that based on the damage measure and the damage measure uncertainty a probability of failure for predetermined times in the future of the component is determined, the probability of failure for each time is a measure that the component will fail at this time. From the prior art, it is known to determine an expected failure time of the component in the future by a linear update of the determined up to a current time injury or the determined damage measure in the future. On the basis of the damage uncertainty determined with the aid of the method according to the invention, it is advantageously possible, with additional consideration of an inaccuracy of use representing an uncertainty measure that the damage occurred in the past to be expected in the future, to indicate that the respective component actually belongs to the failure time determined.

Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass in einem Lastkollektivauswertungsschritt mit dem ermittelten Kraftfahrzeugparameter ein Lastkollektiv bestimmt wird. Erfindungsgemäß kann in dem Lastkollektiv beispielsweise ein zeitlicher Verlauf einer Drehmomentbelastung eines Kraftfahrzeugbetriebes abgebildet sein.According to the invention, it is advantageously provided that a load collective is determined in a load collective evaluation step with the determined motor vehicle parameter. According to the invention, for example, a time profile of a torque load of a motor vehicle operation can be mapped in the load collective.

Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schädigungsmaß in einem Akkumulationsauswertungsschritt durch eine lineare Schadensakkumulation unter Verwendung einer vorab für das Bauteil ermittelten Wöhler-Kurve bestimmt wird.Advantageously, the invention provides that the damage measure in an accumulation evaluation step is determined by a linear damage accumulation using a Wöhler curve determined in advance for the component.

Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch Akkumulationsauswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen eine Streuung der Wöhler-Kurve berücksichtigt wird. Durch die Wöhler-Kurve wird üblicherweise ein Mittelwert einer in einem oder mehreren durchgeführten Wöhler-Versuchen ermittelten Spannungsamplitude über die ertragbare Schwingspielzahl aufgetragen. Eine Streuung von Messergebnissen bei dem Wöhler-Versuch ist üblicherweise vergleichsweise groß, so dass die Berücksichtigung dieser Streuung für die Bestimmung der Schädigungsmaßunsicherheit besonders relevant ist.Advantageously, it is provided according to the invention that scattering of the Wöhler curve is taken into account by accumulation evaluation step uncertainty variables and / or functions. The Wöhler curve usually plots an average value of a stress amplitude determined in one or more Wöhler tests over the number of cycles that can be sustained. A scattering of measurement results in the Wöhler test is usually comparatively large, so that the consideration of this scattering is particularly relevant for the determination of the damage uncertainty.

In den für den Akkumulationsauswertungsschritt bei der Bestimmung der Schädigungsmaßunsicherheit herangezogenen Auswertungsschrittunsicherheitsgrößen bzw. -funktionen kann erfindungsgemäß unter anderem auch berücksichtigt werden, dass bei der Ermittlung von Teilschädigungen auf Grundlage der Wöhler-Kurve ein zeitlicher Verlauf von auf das Bauteil wirkenden Lastwechseln unberücksichtigt bleibt, wobei dieser zeitliche Verlauf grundsätzlich einen Einfluss auf die tatsächliche Schädigung hat, aber aus Vereinfachungsgründen bei der Ermittlung des Schädigungsmaßes unberücksichtigt bleibt. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher vorgesehen, dass durch die Akkumulationsauswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen eine durch einen unberücksichtigten Verlauf von Lastwechseln hervorgerufenen Unsicherheit bei einer Bestimmung von Teilschädigungen im Rahmen der linearen Schadensakkumulation berücksichtigt wird.In the evaluation step uncertainty variables or functions used for the accumulation evaluation step in the determination of the damage uncertainty, according to the invention, inter alia, it can be taken into account that a temporal course of load changes acting on the component is not taken into account when determining partial damages based on the Wöhler curve time course has an influence on the actual damage, but for reasons of simplification is not considered in the determination of the damage measure. In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention Therefore, it is provided that the accumulation evaluation step uncertainty quantities and / or functions take into account an uncertainty caused by an unconsidered course of load changes in a determination of partial damage in the course of the linear damage accumulation.

Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das ermittelte Schädigungsmaß und die Schädigungsmaßunsicherheit in einem Diagnosesystem (z.B. anhand von sogenannten Condition-Monitoring- und/oder Condition-Prediction-Methoden) des Kraftfahrzeugs zur Ermittlung einer Fehlerursache verwendet wird. Die aus einer Schadensberechnung ermittelten Schädigungsmaße und Schädigungsmaßunsicherheiten können besonders vorteilhaft dazu verwendet werden, ein fehlerhaftes bzw. geschädigtes Bauteil zu ermitteln, das im Rahmen einer Fehlererkennung auf Grundlage von Fehlererkennungsfunktionen zu einem erkannten Fehlerzustand geführt hat. Entsprechende Fehlererkennungsfunktionen, die im Rahmen von Diagnosesystemen verwendet werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt.Advantageously, according to the invention, it is provided that the determined degree of damage and the degree of damage uncertainty in a diagnostic system (for example based on condition monitoring and / or condition prediction methods) of the motor vehicle is used to determine a cause of the error. The damage measurements and damage uncertainties determined from a damage calculation can be used particularly advantageously to determine a faulty or damaged component which has led to a detected fault condition in the context of an error detection on the basis of fault detection functions. Corresponding error detection functions that are used in the context of diagnostic systems are known from the prior art.

Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei der Bestimmung der Ausfallwahrscheinlichkeit Ergebnisse eines Diagnosesystems des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden. Durch die Berücksichtigung von Informationen zu Fehlern und Fehlerursachen aus einem Diagnosesystem bei der Bestimmung der Ausfallwahrscheinlichkeit können bestimmte und bei der Bestimmung der Schädigungsmaßunsicherheit unberücksichtigte Ereignisse berücksichtigt werden. Advantageously, the invention provides that, when determining the probability of failure, results of a diagnostic system of the motor vehicle are taken into account. By taking into account information on errors and causes of errors from a diagnostic system when determining the probability of failure, certain events that are not taken into account when determining the damage uncertainty can be taken into account.

Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die ermittelten Schädigungsmaße und die zugehörigen Schädigungsmaßunsicherheiten und/oder die Ausfallwahrscheinlichkeiten zusammen mit den Kraftfahrzeugparametern und/oder den Lastkollektiven an eine zentrale Datenbank übertragen werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Parameterunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen und/oder die Auswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen auf Grundlage der an die zentrale Datenbank von zahlreichen vergleichbaren Bauteilen einer Kraftfahrzeugflotte übertragenen Daten zentral bestimmt und nachfolgend je nach Bedarf an einzelne Kraftfahrzeuge übertragen werden. Vorteilhafterweise werden die Parameterunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen und/oder die Auswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen an sämtliche Kraftfahrzeuge der Kraftfahrzeugflotte übermittelt. Auf diese Weise kann die Bestimmung der Schädigungsmaße und Schädigungsmaßunsicherheiten sowie der Ausfallwahrscheinlichkeiten fortlaufend angepasst und verbessert werden. Vorteilhafterweise werden die ermittelten Schädigungsmaße und die zugehörigen Schädigungsmaßunsicherheiten und/oder die Ausfallwahrscheinlichkeiten zusammen mit den Kraftfahrzeugparametern und/oder den Lastkollektiven regelmäßig an die zentrale Datenbank übertragen. Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass die ermittelten Schädigungsmaße und die zugehörigen Schädigungsmaßunsicherheiten und/oder die Ausfallwahrscheinlichkeiten zusammen mit den Kraftfahrzeugparametern und/oder den Lastkollektiven dann an die zentrale Datenbank übertragen werden, wenn das zugehörige Bauteil unerwartet ausgefallen ist bzw. einen Fehler verursacht hat oder wenn das Bauteil nicht ausgefallen ist, obwohl der Ausfall erwartet wurde. Erfindungsgemäß werden die Daten dann an die Datenbank übermittelt, wenn die Ausfallwahrscheinlichkeit zum Zeitpunkt des Ausfalls oder eines Fehlers des Bauteils kleiner als ein erster vorgegebener Ausfallwahrscheinlichkeitsgrenzwert ist oder wenn die Ausfallwahrscheinlichkeit zu dem aktuellen Zeitpunkt größer als ein zweiter vorgegebener Ausfallwahrscheinlichkeitsgrenzwert ist und das Bauteil weder ausgefallen ist noch einen Fehler verursacht hat.It is advantageously provided according to the invention that the determined damage dimensions and the associated damage uncertainties and / or the failure probabilities are transmitted together with the motor vehicle parameters and / or the load collectives to a central database. According to the invention, the parameter uncertainty variables and / or functions and / or the evaluation step uncertainty variables and / or functions are determined centrally on the basis of the data transmitted to the central database of numerous comparable components of a motor vehicle fleet and subsequently transmitted to individual motor vehicles as required. Advantageously, the parameter uncertainty variables and / or functions and / or the evaluation step uncertainty variables and / or functions are transmitted to all motor vehicles of the motor vehicle fleet. In this way, the determination of the damage dimensions and damage uncertainties as well as the failure probabilities can be continuously adjusted and improved. Advantageously, the determined damage dimensions and the associated damage uncertainties and / or the failure probabilities are regularly transmitted together with the motor vehicle parameters and / or the load collectives to the central database. However, it is also possible and provided according to the invention that the determined damage dimensions and the associated damage uncertainties and / or the failure probabilities are then transmitted together with the vehicle parameters and / or the load collectives to the central database if the associated component has failed unexpectedly or an error caused or if the component has not failed even though the failure was expected. According to the invention, the data is then transmitted to the database if the probability of default at the time of failure or failure of the component is less than a first predetermined default probability threshold or if the default probability at the current time is greater than a second predetermined default probability threshold and the component has failed still caused a mistake.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further advantageous embodiments of the method according to the invention are explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.

Es zeigt:

  • 1 einen schematisch dargestellten Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Bestimmung eines Schädigungsmaßes für ein Getriebe nach dem Verfahren von Miner-Haibach.
It shows:
  • 1 a schematically illustrated sequence of the method according to the invention in a determination of a damage measure for a transmission according to the method of Miner-Haibach.

In 1 ist schematisch der Ablauf eines Verfahrens 1 zur Bestimmung einer Schädigungsmaßunsicherheit dargestellt. In einem Bestimmungsschritt 2 wird während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs 3 mit Hilfe eines aus dem Stand der Technik bekannten beobachterbasierten Verfahrens auf Grundlage messtechnisch erfasster physikalischer Größen 4 des Kraftfahrzeugs 3 sowie gegebenenfalls weiterer den Betrieb des Kraftfahrzeugs 3 kennzeichnenden Größen 5 ein auf ein Getriebe des Kraftfahrzeugs 3 wirkendes Drehmoment fortlaufend berechnet. Dieses fortlaufend berechnete Drehmoment stellt einen Kraftfahrzeugparameter 6 dar.In 1 is schematically the procedure of a method 1 to determine a damage measure uncertainty. In a determination step 2 is during operation of a motor vehicle 3 with the help of a known from the prior art observer-based method based on metrologically detected physical quantities 4 of the motor vehicle 3 and optionally further the operation of the motor vehicle 3 characteristic sizes 5 on a transmission of the motor vehicle 3 acting torque continuously calculated. This continuously calculated torque represents a motor vehicle parameter 6 represents.

Auf Grundlage des fortlaufend ermittelten Drehmoments wird in einem Lastkollektivauswertungsschritt 7 zunächst ein auf das Getriebe wirkendes Lastkollektiv 8 berechnet. Anschließend wird in einem Akkumulationsauswertungsschritt 9 durch eine lineare Schadensakkumulation unter Verwendung einer vorab für das Getriebe ermittelten Wöhler-Kurve 10 ein Schädigungsmaß 11 bestimmt.Based on the continuously determined torque, in a load collective evaluation step 7 First, a load collective acting on the transmission 8th calculated. Subsequently, in an accumulation evaluation step 9 by a linear damage accumulation using a Wöhler curve determined in advance for the transmission 10 a damage measure 11 certainly.

Gleichzeitig wird für jedes ermittelte und auf das Getriebe wirkende Drehmoment auf Grundlage vorgegebener Parameterunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen 12 eine Drehmomentparameterunsicherheit 13 dafür bestimmt, dass das ermittelte Drehmoment tatsächlich einem real auf das Getriebe wirkenden Drehmoments entspricht. Die Drehmomentparameterunsicherheit 13 ist insbesondere von einem Absolutwert des Drehmoments abhängig, da die beobachterbasierte Bestimmung des Drehmoments bei höheren Drehmomentwerten eine weniger exakte Berechnung des Drehmoments erlaubt.At the same time, a torque parameter uncertainty 13 is determined for each determined and acting on the transmission torque based on predetermined parameter uncertainty variables and / or functions 12 that the determined torque actually corresponds to a real torque acting on the transmission. The torque parameter uncertainty 13 is particularly dependent on an absolute value of the torque, since the observer-based determination of the torque at higher torque values allows a less accurate calculation of the torque.

Zudem werden auf Grundlage vorgegebener Akkumulationsauswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen 14, 15 eine durch einen unberücksichtigten Verlauf von Lastwechseln hervorgerufene Lastwechselunsicherheit 16 bei einer Bestimmung von Teilschädigungen im Rahmen der linearen Schadensakkumulation und eine Wöhler-Kurven-Unsicherheit 17, durch die eine Streuung der Wöhler-Kurve berücksichtigt wird, berechnet.In addition, based on predetermined accumulation evaluation step uncertainty quantities and / or functions 14, 15, a load change uncertainty 16 caused by an unconsidered course of load changes is determined for a partial damage damage in the context of linear damage accumulation and a Wöhler curve uncertainty 17 , by which a dispersion of the Wöhler curve is taken into account.

Ausgehend von der Drehmomentparameterunsicherheit 13, der Lastwechselunsicherheit 16 und der Wöhler-Kurven-Unsicherheit 17 wird eine Schädigungsmaßunsicherheit 18 bestimmt. Bei einer nicht dargestellten vorteilhaften Erweiterung des Verfahrens 1 wird auf Grundlage des Schädigungsmaßes 11 eine Restlebensdauer bzw. ein Ausfallzeitpunkt bestimmt und für diesen Ausfallzeitpunkt auf Grundlage der Schädigungsmaßunsicherheit 18 und unter zusätzlicher Berücksichtigung einer Ausfallunsicherheit, die ein Unsicherheitsmaß dafür darstellt, dass der berechnete Ausfallzeitpunkt einem realen Ausfallzeitpunkt entspricht, eine Ausfallwahrscheinlichkeit bestimmt.Based on the torque parameter uncertainty 13 , the load change uncertainty 16 and the Wöhler curve uncertainty 17 becomes a damage measure uncertainty 18 certainly. In an advantageous extension of the method, not shown 1 On the basis of the injury measure 11, a residual service life or a failure time is determined and for this failure time on the basis of the damage measurement uncertainty 18 and additionally taking into account a failure uncertainty representing an uncertainty measure that the calculated failure time corresponds to a real failure time, determines a probability of failure.

Claims (11)

Verfahren (1) zur Bestimmung einer Schädigungsmaßunsicherheit (18) eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs (3), wobei in einem Bestimmungsschritt (2) während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (3) in vorgegebenen zeitlichen Abständen fortlaufend Kraftfahrzeugparameter (6) auf Grundlage von in dem jeweiligen Kraftfahrzeug (3) verfügbarer Sensor- und Fahrzustandsinformationen (4, 5) ermittelt werden, und wobei die Kraftfahrzeugparameter (6) nachfolgend in einem oder mehreren parallel und/oder aufeinanderfolgenden Auswertungsschritten (7, 9) verarbeitet werden und ein Schädigungsmaß (11) des Bauteils ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage vorgegebener Parameterunsicherheitsgrößen und/oder - funktionen (12), die für jeden bestimmten Kraftfahrzeugparameter (6) ein Unsicherheitsmaß dafür darstellen, dass der bestimmte Kraftfahrzeugparameter (6) einem realen Kraftfahrzeugparameter (6) entspricht, und auf Grundlage vorgegebener Auswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen (14, 15), die für jeden Auswertungsschritt ein Unsicherheitsmaß dafür darstellen, dass von den Kraftfahrzeugparametern (6) unabhängige und in dem jeweiligen Auswertungsschritt (7, 9) berücksichtigte Auswertungsschritteinflussgrößen den realen Auswertungsschritteinflussgrößen entsprechen, eine Schädigungsmaßunsicherheit (18) ermittelt wird, wobei die Schädigungsmaßunsicherheit (18) ein Maß dafür darstellt, dass das Bauteil tatsächlich eine dem ermittelten Schädigungsmaß (11) entsprechende Schädigung erfahren hat.Method (1) for determining a damage uncertainty (18) of a component of a motor vehicle (3), wherein in a determination step (2) during operation of the motor vehicle (3) at predetermined time intervals continuously motor vehicle parameters (6) based on in the respective motor vehicle (3) available sensor and driving condition information (4, 5) are determined, and wherein the motor vehicle parameters (6) are subsequently processed in one or more parallel and / or successive evaluation steps (7, 9) and determines a damage measure (11) of the component characterized in that based on predetermined parameter uncertainty quantities and / or functions (12) representing for each particular motor vehicle parameter (6) an uncertainty measure that the particular motor vehicle parameter (6) corresponds to a real motor vehicle parameter (6) and based on predetermined evaluation step uncertainty variables and / or functions (14, 15), which represent for each evaluation step an uncertainty measure that independent of the motor vehicle parameters (6) and considered in the respective evaluation step (7, 9) evaluation step influence quantities corresponding to the real evaluation step influence quantities, a damage measure uncertainty (18) is determined, wherein the damage measure uncertainty (18) represents a measure that the component has actually suffered a damage measure (11) corresponding to the injury. Verfahren (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Parameterunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen (12) und/oder bei den Auswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen (14, 15) jeweils um eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion handelt.Method (1) according to Claim 1 Characterized in that it is in each case with the parameter uncertainty parameters and / or functions (12) and / or the evaluation step uncertainty parameters and / or functions (14, 15) is a probability density function. Verfahren (1) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem Schädigungsmaß (11) und der Schädigungsmaßunsicherheit (18) eine Ausfallwahrscheinlichkeit für vorgegebene Zeitpunkte in der Zukunft des Bauteils bestimmt wird, wobei die Ausfallwahrscheinlichkeit für jeden Zeitpunkt ein Maß dafür darstellt, dass das Bauteil zu diesem Zeitpunkt ausfallen wird.Method (1) according to Claim 1 or Claim 2 , characterized in that based on the damage measure (11) and the damage measure uncertainty (18) a probability of failure for predetermined times in the future of the component is determined, the probability of failure for each time is a measure that the component will fail at this time , Verfahren (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Lastkollektivauswertungsschritt (7) mit den ermittelten Kraftfahrzeugparametern (6) ein Lastkollektiv (8) bestimmt wird.Method (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a load collective (8) is determined in a load collective evaluation step (7) with the determined motor vehicle parameters (6). Verfahren (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schädigungsmaß (11) in einem Akkumulationsauswertungsschritt (9) durch eine lineare Schadensakkumulation unter Verwendung einer vorab für das Bauteil ermittelten Wöhler-Kurve (10) bestimmt wird.Method (1) according to Claim 4 , characterized in that the damage measure (11) in a Akkumulationsauswertungsschritt (9) by a linear damage accumulation using a previously determined for the component Wöhler curve (10) is determined. Verfahren (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch Akkumulationsauswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen (14, 15) eine Streuung der Wöhler-Kurve (10) berücksichtigt wird.Method (1) according to Claim 5 characterized in that accumulation evaluation step uncertainty quantities and / or functions (14, 15) take into account scattering of the Wöhler curve (10). Verfahren (1) gemäß Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Akkumulationsauswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen (14, 15) eine durch einen unberücksichtigten Verlauf von Lastwechseln hervorgerufene Unsicherheit bei einer Bestimmung von Teilschädigungen im Rahmen der linearen Schadensakkumulation berücksichtigt wird.Method (1) according to Claim 5 or Claim 6 characterized in that the accumulation evaluation step uncertainty quantities and / or functions (14, 15) take account of an uncertainty in a determination of partial damages in the course of the linear damage accumulation caused by a disregarded course of load changes. Verfahren (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Schädigungsmaß (11) und die Schädigungsmaßunsicherheit (18) in einem Diagnosesystem des Kraftfahrzeugs (3) zur Ermittlung einer Fehlerursache verwendet wird.Method (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the determined damage measure (11) and the Damage measure uncertainty (18) is used in a diagnostic system of the motor vehicle (3) to determine a cause of the error. Verfahren (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der Ausfallwahrscheinlichkeit Ergebnisse eines Diagnosesystems des Kraftfahrzeugs (3) berücksichtigt werden.Method (1) according to Claim 3 , characterized in that in determining the probability of failure results of a diagnostic system of the motor vehicle (3) are taken into account. Verfahren (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Schädigungsmaße (11) und die zugehörigen Schädigungsmaßunsicherheiten (18) und/oder die Ausfallwahrscheinlichkeiten zusammen mit den Kraftfahrzeugparametern (6) und/oder den Lastkollektiven (8) an eine zentrale Datenbank übertragen werden.Method (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the determined damage measurements (11) and the associated damage uncertainties (18) and / or the failure probabilities together with the motor vehicle parameters (6) and / or the load spectra (8) to a central Database transferred. Verfahren (1) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameterunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen (12) und/oder die Auswertungsschrittunsicherheitsgrößen und/oder -funktionen (14, 15) auf Grundlage der an die zentrale Datenbank von zahlreichen vergleichbaren Bauteilen einer Kraftfahrzeugflotte übertragenen Daten zentral bestimmt werden und nachfolgend je nach Bedarf an einzelne Kraftfahrzeuge (3) übertragen werden.Method (1) according to Claim 10 , characterized in that the parameter uncertainty quantities and / or functions (12) and / or the evaluation step uncertainty variables and / or functions (14, 15) are determined centrally on the basis of the data transmitted to the central database of numerous comparable components of a motor vehicle fleet and subsequently be transferred as required to individual motor vehicles (3).
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