DE102019203380A1

DE102019203380A1 - Method for monitoring the condition of a drive arrangement and drive arrangement

Info

Publication number: DE102019203380A1
Application number: DE102019203380.6A
Authority: DE
Inventors: Jörg Amann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-09-17
Also published as: WO2020182931A1; EP3938754A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Antriebsanordnung (1). Das Verfahren umfassend folgende Schritte,• Erfassen von Messwerten verschiedener Parameter durch mehrere Sensoren (7, 8, 9, 10, 11) zu definierten Zeitpunkten,• Abspeichern von jeweils zumindest einer zeitabhängigen Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) zu jedem Parameter in einem Datenspeicher (14),• Auswerten der Messwertreihen (15, 16,17, 18, 19) durch eine Steuereinrichtung (13) zum Zweck einer Zustandsüberwachung zumindest einer Komponente der Antriebsanordnung (1). Beim Auswerten einer ersten Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) werden nur die Messwerte berücksichtigt, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte zumindest einer zweiten Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen.Ferner wird eine entsprechende Antriebsanordnung (1) zur Durchführung eines solchen Verfahrens angegeben.The invention relates to a method for monitoring the status of a drive arrangement (1). The method comprises the following steps, • Acquisition of measured values of various parameters by several sensors (7, 8, 9, 10, 11) at defined times, • Storage of at least one time-dependent series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) each parameter in a data memory (14), • evaluation of the series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) by a control device (13) for the purpose of monitoring the status of at least one component of the drive arrangement (1). When evaluating a first series of measured values (15, 16, 17, 18, 19), only those measured values are taken into account for which the simultaneously recorded measured values of at least one second series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) lie in a determinable measured value range. A corresponding drive arrangement (1) for carrying out such a method is also specified.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Antriebsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Antriebsanordnung gemäß Anspruch 11.The present invention relates to a method for monitoring the status of a drive arrangement according to the preamble of claim 1, as well as a drive arrangement according to claim 11.

Aus der DE 10 2008 019 463 A1 ist ein Verfahren zum Vorhersagen von Ausfallereignissen für eine Komponente eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dabei werden Lastdaten der Komponente von einer Verarbeitungseinheit erfasst und in bestimmbaren Zeitabständen an eine außerhalb des Fahrzeugs angeordnete Diagnoseeinrichtung übermittelt. Von der Diagnoseeinrichtung wird durch Anwendung einer Schädigungsfunktion aus den Lastdaten ein Schädigungswert für die Komponente ermittelt. Bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Ausfallschädigungswertes wird schließlich eine Ausfallwarnung generiert. Dabei können die Lastdaten als Elemente einer zeitabhängigen Datenreihe in eine Mehrzahl von Lastklassen eingeordnet und für jede Lastklasse gezählt werden. Aus der Häufigkeitsverteilung, mit der die erfassten Lastdaten in die Mehrzahl von Lastklassen fallen wird ein der Komponente zugeordnetes Lastkollektiv ermittelt. Der Aussagewert der Ergebnisse eines solchen Verfahrens ist begrenzt, weil bei diesem Verfahren keine sich gegenseitig beeinflussende Veränderungen von verschiedenen Betriebsparametern berücksichtigt werden. Ferner tritt bei der Datenklassierung ein Datenverlust auf, weil bei der Auswertung nur die Anzahl an Elementen in jeder Klasse berücksichtigt wird, aber nicht deren exakter Wert.From the DE 10 2008 019 463 A1 a method for predicting failure events for a component of a motor vehicle is known. Load data of the component are recorded by a processing unit and transmitted to a diagnostic device located outside of the vehicle at definable time intervals. The diagnostic device uses a damage function to determine a damage value for the component from the load data. Finally, when a predetermined failure damage value is reached or exceeded, a failure warning is generated. The load data can be classified as elements of a time-dependent data series in a plurality of load classes and counted for each load class. A load spectrum assigned to the component is determined from the frequency distribution with which the recorded load data fall into the plurality of load classes. The informative value of the results of such a method is limited because this method does not take into account any mutually influencing changes in various operating parameters. In addition, data is lost when classifying data because only the number of elements in each class is taken into account in the evaluation, but not their exact value.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein verbessertes Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Antriebsanordnung sowie eine entsprechende Antriebsanordnung anzugeben.The object of the present invention is to specify an improved method for monitoring the status of a drive arrangement and a corresponding drive arrangement.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch eine Antriebsanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These objects are achieved by a method with the features of claim 1 and by a drive arrangement with the features of claim 11. Advantageous designs are given in the dependent claims.

Es wird ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Antriebsanordnung vorgeschlagen. Dabei werden Messwerte verschiedener Parameter durch mehrere Sensoren zu definierten Zeitpunkten erfasst. Die erfassten Messwerte werden dann in jeweils zumindest einer zeitabhängigen Messwertreihe zu jedem Parameter in einem Datenspeicher abgespeichert. Eine zeitabhängige Messwertreihe besteht also aus mehreren nacheinander erfassten und abgespeicherten Messwerten eines Parameters, beispielsweise einer Temperatur, eines Drucks oder einer Drehzahl. Messwerte der verschiedenen Messwertreihen werden jeweils zu demselben Zeitpunkt, also gleichzeitig erfasst. Jedem Messwert ist dabei ein Zeitpunkt von dessen Erfassung zugeordnet, sodass jedem Messwert einer Messwertreihe jeweils ein gleichzeitig erfasster Messwert der anderen Messwertreihen zugeordnet werden kann. Zu jedem abgespeicherten Messewert wird also auch die Information über den jeweiligen Zeitpunkt seiner Erfassung abgespeichert.A method for monitoring the condition of a drive arrangement is proposed. Measured values of various parameters are recorded by several sensors at defined times. The recorded measured values are then stored in at least one time-dependent series of measured values for each parameter in a data memory. A time-dependent series of measured values therefore consists of several successively recorded and stored measured values of a parameter, for example a temperature, a pressure or a speed. Measured values from the various series of measured values are each recorded at the same point in time, that is to say simultaneously. Each measured value is assigned a point in time when it was recorded, so that a simultaneously recorded measured value of the other series of measured values can be assigned to each measured value of a series of measured values. For each stored measured value, the information about the time at which it was recorded is also stored.

Die Messwerte jeder Messwertreihe werden vorzugsweise in regelmäßigen Zeitabständen erfasst und abgespeichert. Die Zeitabstände können in einer Steuereinrichtung eingestellt und vorgegeben werden. Je kürzer die Zeitabstände, das heißt je häufiger die Messwerte erfasst und abgespeichert werden, desto genauer können Änderungen im Zustand der überwachten Antriebsanordnung erkannt und analysiert werden. Es kann beispielsweise alle 2 Sekunden ein Messwert in jeder Messwertreihe erfasst und abgespeichert werden. Abgespeichert werden dabei die Messwerte selbst, also nicht nur eine Anzahl von Messwerten in einer bestimmten Klasse oder einem bestimmten Messwertbereich.The measured values of each series of measured values are preferably recorded and stored at regular time intervals. The time intervals can be set and specified in a control device. The shorter the time intervals, i.e. the more frequently the measured values are recorded and stored, the more precisely changes in the state of the monitored drive arrangement can be recognized and analyzed. For example, a measured value can be recorded and saved in each series of measured values every 2 seconds. The measured values themselves are saved, i.e. not just a number of measured values in a certain class or a certain measured value range.

In einem weiteren Verfahrensschritt werden die abgespeicherten Messwertreihen durch eine Steuereinrichtung zum Zweck einer Zustandsüberwachung zumindest einer Komponente der Antriebsanordnung ausgewertet. Beim Auswerten einer ersten Messwertreihe werden nur die Messwerte berücksichtigt, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte zumindest einer zweiten Messwertreihe in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen. Das heißt die Entwicklung eines Parameters im zeitlichen Verlauf wird im Zusammenhang mit dem Verlauf mindestens eines weiteren Parameters betrachtet und beurteilt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass beim Auswerten jeweils nur Messwerte der ersten Messwertreihe berücksichtigt werden, die unter gleichen oder zumindest ähnlichen Betriebsbedingungen entstanden sind. Dadurch haben die Ergebnisse der Auswertung eine höhere Aussagekraft und Reproduzierbarkeit.In a further method step, the stored series of measured values are evaluated by a control device for the purpose of monitoring the status of at least one component of the drive arrangement. When evaluating a first series of measured values, only those measured values are taken into account for which the measured values recorded at the same time of at least one second series of measured values lie in a determinable measured value range. This means that the development of a parameter over time is viewed and assessed in connection with the development of at least one further parameter. In this way it can be achieved that, during the evaluation, only measured values of the first series of measured values are taken into account that have arisen under the same or at least similar operating conditions. As a result, the results of the evaluation are more informative and reproducible.

Zur Festlegung des bestimmbaren Messwertbereichs der zweiten und gegebenenfalls weiterer Messwertreihen kann entweder ein engerer oder weiterer Bereich um einen bestimmten Wert des jeweiligen Parameters bzw. der jeweiligen Messgröße bestimmt werden, also beispielsweise eine Drehzahl von 2000 +/- 50 Umdrehungen pro Minute oder eine Temperatur von 70 +/- 1 Grad Celsius. Alternativ dazu kann als bestimmbarer Messwertbereich der Messwertbereich einer Messwertreihe bestimmt werden, in dem die größte Anzahl an Messwerten liegt. Auf diese Weise ergibt sich eine große Flexibilität bei der Auswertung der Messwerte. Abhängig von der Zielrichtung und dem jeweiligen Interesse bei der Auswertung kann beispielsweise ein in einer ersten Messwertreihe abgespeicherter und dokumentierter Druckverlauf stets bei einer in einer zweiten Messwertreihe abgespeicherten Drehzahl von ca. 2000 Umdrehungen betrachtet bzw. überwacht werden. Alternativ kann der Druckverlauf auch nur anhand der Messwerte der ersten Messwertreihe überwacht werden, bei denen in der zweiten Messwertreihe der Messwertbereich mit den meisten erfassten Messwerten der Drehzahl liegt. Mit anderen Worten ist der bestimmbare Messwertbereich nicht fest vorgegeben sondern definiert sich dadurch, ob der Druckverlauf bei einer bestimmten Drehzahl oder in einem überwiegend gefahrenen Drehzahlbereich von größerem Interesse ist.To determine the determinable measured value range of the second and possibly further series of measured values, either a narrower or wider range around a specific value of the respective parameter or the respective measured variable can be determined, for example a speed of 2000 +/- 50 revolutions per minute or a temperature of 70 +/- 1 degrees Celsius. Alternatively, the measured value range of a series of measured values in which the largest number of measured values lies can be determined as the determinable measured value range. In this way there is great flexibility in the evaluation of the measured values. Depending on the target direction and the respective interest in the evaluation, for example, a pressure curve stored and documented in a first series of measured values can always be used in a second series The stored speed of approx. 2000 revolutions can be viewed or monitored. Alternatively, the pressure profile can also only be monitored on the basis of the measured values of the first series of measured values in which the measured value range with the most recorded measured values of the rotational speed lies in the second series of measured values. In other words, the determinable measured value range is not fixed, but rather is defined by whether the pressure curve is of greater interest at a certain speed or in a predominantly driven speed range.

Vorzugsweise werden beim Auswerten der ersten Messwertreihe nur die Messwerte berücksichtigt, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte zumindest der zweiten Messwertreihe und einer dritten Messwertreihe in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen. Das Vorliegen von gleichen Betriebsbedingungen beim Auswerten der Messwerte der ersten Messwertreihe ist dann gegeben, wenn möglichst viele weitere Parameter berücksichtigt werden. Dazu kann insbesondere vorgesehen sein, dass in jeweils einer weiteren Messwertreihe Druckwerte und Temperaturwerte erfasst werden. Dabei können Druckwerte insbesondere von Druckmitteln in hydraulischen oder pneumatischen Systemen erfasst werden. Temperaturen können beispielsweise in flüssigen Betriebsmitteln wie Kühlfluiden erfasst werden. In noch weiteren Messwertreihen können beispielsweise Drehzahlwerte eines rotierenden Elements der Antriebsanordnung und/oder die jeweilige Schaltstellung einer schaltbaren Kupplung erfasst werden.When evaluating the first series of measured values, only those measured values are preferably taken into account for which the measured values recorded at the same time at least of the second series of measured values and a third series of measured values are in a determinable measured value range. The existence of the same operating conditions when evaluating the measured values of the first series of measured values is given if as many other parameters as possible are taken into account. For this purpose, it can be provided in particular that pressure values and temperature values are recorded in a further series of measured values. In this case, pressure values, in particular of pressure media, can be recorded in hydraulic or pneumatic systems. Temperatures can, for example, be recorded in liquid operating media such as cooling fluids. For example, rotational speed values of a rotating element of the drive arrangement and / or the respective switching position of a switchable clutch can be recorded in further series of measured values.

Generell kann das Verfahren genutzt werden, um einen Öldruck in einem Ölversorgungssystem eines Getriebes zu überwachen und auszuwerten. Würden dazu lediglich Messwerte des Öldrucks erfasst, gespeichert und ausgewertet werden, so würden andere Betriebsbedingungen vernachlässigt, die einen erheblichen Einfluss auf den Druckverlauf des Öldrucks haben können. Folglich würden aus einer solchen Auswertung falsche Rückschlüsse gezogen und ungeeignete Maßnahmen getroffen werden. Um dies zu vermeiden werden Messwerte des Öldrucks in einem Ölversorgungssystems zu bestimmten Zeitpunkten erfasst und in einer ersten Messwertreihe abgespeichert, während Messwerte zu Temperaturen und Pumpendrehzahlen einer Pumpe des Ölversorgungssystems zu denselben Zeitpunkten erfasst werden und dann in weiteren Messwertreihen abgespeichert werden. Wird die Pumpe von einer Welle der Antriebsanordnung angetrieben, so kann dazu auch die Drehzahl dieser Welle verwendet werden. Zusätzlich kann auch eine jeweils vorliegende Schaltstellung einer schaltbaren Kupplung in dem Getriebe zu denselben Zeitpunkten in einer weiteren Messwertreihe erfasst und abgespeichert werden. Insofern werden auch die erfassten Schaltstellungen der schaltbaren Kupplung, beispielsweise Gleichlauf, Neutralstellung oder Gegenlauf, als Messwerte verstanden, die in Messwertreihen abgespeichert werden. Zu jedem abgespeicherten Messewert wird auch die Information über den jeweiligen Zeitpunkt seiner Erfassung abgespeichert. Dies kann auch über einen definierten Startzeitpunkt einer ersten Erfassung der Messwerte, regelmäßige Zeitintervalle zwischen den Zeitpunkten der Erfassung der Messwerte und einer fortlaufenden Nummerierung der Messwerte geschehen.In general, the method can be used to monitor and evaluate an oil pressure in an oil supply system of a transmission. If only measured values of the oil pressure were to be recorded, stored and evaluated for this purpose, then other operating conditions would be neglected, which can have a significant influence on the pressure curve of the oil pressure. Consequently, incorrect conclusions would be drawn from such an evaluation and unsuitable measures would be taken. To avoid this, measured values of the oil pressure in an oil supply system are recorded at certain times and stored in a first series of measured values, while measured values for temperatures and pump speeds of a pump of the oil supply system are recorded at the same times and then saved in further series of measured values. If the pump is driven by a shaft of the drive arrangement, the speed of this shaft can also be used for this purpose. In addition, a current shift position of a shiftable clutch in the transmission can also be recorded and stored at the same points in time in a further series of measured values. In this respect, the detected shift positions of the switchable clutch, for example synchronism, neutral position or counter-rotation, are understood as measured values that are stored in series of measured values. For each stored measured value, the information about the time of its acquisition is also stored. This can also take place via a defined starting point in time for a first acquisition of the measured values, regular time intervals between the points in time at which the measured values are acquired, and consecutive numbering of the measured values.

Es kann beispielsweise ein Verfahren zum Überwachen des Zustands bzw. Verschmutzungsgrads eines Filters in einem Ölversorgungssystem durchgeführt werden, indem eine erste Messwertreihe ausgewertet wird, in welcher Messwerte des Öldrucks abgespeichert sind, die eingangsseitig an dem Filter erfasst wurden, wobei bei der Auswertung nur die Messwerte des Öldrucks berücksichtigt werden, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte einer zweiten und einer dritten Messwertreihe, jeweils in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen. Vorzugsweise sind in der zweiten Messwertreihe Öltemperaturwerte und in der dritten Messwertreihe Drehzahlwerte eines eine Pumpe des Ölversorgungssystems antreibenden Elements abgespeichert. Die Berücksichtigung der jeweiligen Öltemperaturwerte und Drehzahlwerte bei der Auswertung der Messwertreihe des Öldrucks bedeutet, dass die Betriebsbedingungen Öltemperatur und Pumpendrehzahl mit berücksichtigt werden, die zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Öldrucks vorlagen. Besonders bevorzugt kann zusätzlich die die jeweilige Schaltstellung einer schaltbaren Kupplung der Antriebsanordnung berücksichtigt werden, sofern die Schaltstellung der Kupplung den Öldruck ebenfalls beeinflusst. Dazu werden in einer vierten Messwertreihe die jeweilige Schaltstellung einer schaltbaren Kupplung erfasst und beim Auswerten der ersten Messwertreihe werden nur die Druckwerte berücksichtigt, bei denen jeweils eine gleiche Schaltstellung der Kupplung vorlag.For example, a method for monitoring the condition or degree of contamination of a filter in an oil supply system can be carried out by evaluating a first series of measured values in which measured values of the oil pressure are stored that were recorded on the input side of the filter, with only the measured values during the evaluation of the oil pressure are taken into account, in which the simultaneously recorded measured values of a second and a third series of measured values are each in a determinable measured value range. Oil temperature values are preferably stored in the second series of measured values and rotational speed values of an element driving a pump of the oil supply system are stored in the third series of measured values. The consideration of the respective oil temperature values and speed values in the evaluation of the measured value series of the oil pressure means that the operating conditions oil temperature and pump speed are also taken into account that were present at the time the respective oil pressure was recorded. Particularly preferably, the respective shift position of a switchable clutch of the drive arrangement can also be taken into account, provided that the shift position of the clutch also influences the oil pressure. For this purpose, the respective switching position of a switchable clutch is recorded in a fourth series of measured values and when evaluating the first series of measured values, only those pressure values are taken into account for which the clutch was in the same switching position.

Die abgespeicherten Messwertreihen können dann mit dem Ziel den Öldruckverlauf in dem Ölversorgungssystem zu überwachen unter Berücksichtigung der jeweiligen Betriebsbedingungen ausgewertet werden. Dazu werden bei der Auswertung nur die Messwerte der ersten Messwertreihe, nämlich die Messwerte des Öldrucks, berücksichtigt, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte der weiteren Messwertreihen jeweils in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen. Beispielsweise werden nur die Messwerte des Öldrucks berücksichtigt bei denen sich die schaltbare Kupplung in einer Schaltstellung Gleichlauf befand, die Pumpendrehzahl zwischen 2000 und 2100 Umdrehungen pro Minute und die Öltemperatur zwischen 60 und 70 Grad Celsius lag. Liegen die Messwerte der Schaltstellung der Kupplung, der Pumpendrehzahl und der Öltemperatur in den genannten Messwertbereichen, so kann von gleichen Betriebsbedingungen ausgegangen werden und es können reproduzierbare und aussagekräftige Ergebnisse erreicht werden. Auf diese Weise ist eine sinnvolle Trendbeobachtung des Öldruckverlaufs möglich.The stored series of measured values can then be evaluated with the aim of monitoring the oil pressure profile in the oil supply system, taking into account the respective operating conditions. For this purpose, only the measured values of the first series of measured values, namely the measured values of the oil pressure, are taken into account in the evaluation, for which the measured values of the further measured value series recorded at the same time are each in a determinable measured value range. For example, only the measured values of the oil pressure are taken into account when the switchable clutch was in a synchronous switching position, the pump speed was between 2000 and 2100 revolutions per minute and the oil temperature between 60 and 70 degrees Celsius. Are the measured values for the switching position of the clutch, the pump speed and the If the oil temperature is in the stated measurement value ranges, the same operating conditions can be assumed and reproducible and meaningful results can be achieved. In this way, a meaningful trend monitoring of the oil pressure curve is possible.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird demnach eine große Zahl an Messwerten erfasst und abgespeichert, wodurch eine große Datenmenge gehandhabt werden muss. Elektronische Steuereinrichtungen mit entsprechend großen Datenspeichern sind jedoch in der Lage derart große Datenmengen zu speichern, zu bearbeiten und auszuwerten. Aus allen gespeicherten Messwerten bzw. Messwertreihen können verschiedene Auswertungen und Analysen erfolgen, bei denen jeweils gezielt bestimmte Umgebungs- und Betriebsbedingungen berücksichtigt werden können, um verlässliche und aussagekräftige Ergebnisse zum Zustand der Antriebsanordnung zu erhalten. Aus der Zusammenführung und Aufbereitung von Sensordaten bzw. Messwerten, die zu einem gemeinsamen Zeitpunkt erfasst wurden, kann ein sinnvolles Gesamtbild des Zustands der Antriebsanordnung zu dem genannten Zeitpunkt erstellt werden. Durch eine derartige Sensordatenfusion kann die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse erhöht werden.In the proposed method, a large number of measured values is accordingly recorded and stored, which means that a large amount of data has to be handled. Electronic control devices with correspondingly large data memories are, however, able to store, process and evaluate such large amounts of data. Various evaluations and analyzes can be carried out from all stored measured values or series of measured values, in which specific environmental and operating conditions can be taken into account in order to obtain reliable and meaningful results on the state of the drive arrangement. From the merging and processing of sensor data or measured values that were recorded at a common point in time, a meaningful overall picture of the state of the drive arrangement at that point in time can be created. Such a sensor data fusion can increase the accuracy and reliability of the results.

Dazu kann jede Messwertreihe beispielsweise als ein Datensatz in einer Tabelle einer relationalen Datenbank abgespeichert werden. Eine relationale Datenbank und ein entsprechendes Datenbankmanagementsystem bieten umfassende Möglichkeiten zur Auswertung der gespeicherten Messwertreihen bzw. Datensätze. Insbesondere die Möglichkeiten abgespeicherte Datensätze in einer relationalen Datenbank auf verschiedene Weise miteinander zu verknüpfen erlauben eine umfassende Auswertung der im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens erfassten Messwertreihen. FernerFor this purpose, each series of measured values can be stored, for example, as a data record in a table of a relational database. A relational database and a corresponding database management system offer extensive options for evaluating the stored series of measured values or data sets. In particular, the possibilities of linking stored data records in a relational database in various ways allow a comprehensive evaluation of the series of measured values recorded within the framework of the proposed method. Further

Ein vorteilhafter Aspekt der Erfindung ergibt sich demnach dadurch, dass durch die Erfassung und Abspeicherung von Messwerten möglichst vieler Parameter in dementsprechend vielen Messwertreihen bei der nachfolgenden Auswertung einer Messwertreihe viele weitere Betriebsbedingungen berücksichtigt werden können. Insbesondere können durch Trendbeobachtungen bestimmter Parameter sich ankündigende Schäden und Ausfälle an der Antriebsanordnung frühzeitig erkannt und idealerweise vermieden werden. Somit kann das vorgeschlagene Verfahren im Sinne einer vorausschauenden Instandhaltung, die auch unter dem englischsprachigen Begriff Predictive Maintenance bekannt ist, verwendet werden. Aus der Gesamtheit der abgespeicherten Messwertreihen lassen sich bei der späteren Auswertung verschiedene Messwertreihen miteinander verknüpfen, so dass je nach Zielsetzung der jeweiligen Auswertung verschiedene Aussagen und Prognosen zum Zustand der Antriebsanordnung gemacht werden können.An advantageous aspect of the invention results from the fact that by acquiring and storing measured values as many parameters as possible in a correspondingly large number of series of measured values can be taken into account in the subsequent evaluation of a series of measured values. In particular, by observing trends in certain parameters, impending damage and failures in the drive arrangement can be recognized at an early stage and ideally avoided. The proposed method can thus be used in the sense of predictive maintenance, which is also known under the English term predictive maintenance. From the totality of the stored series of measured values, different series of measured values can be linked to one another during the subsequent evaluation, so that different statements and prognoses can be made about the state of the drive arrangement depending on the objective of the respective evaluation.

In Abhängigkeit eines Verlaufs der bei der Auswertung der ersten Messwertreihe berücksichtigten Messwerte kann eine Meldung ausgegeben oder eine Wartungsmaßnahme veranlasst werden oder beides. Für die Ausgabe einer Meldung oder das Veranlassen einer Wartungsmaßnahme können Grenzwerte angewendet werden, bei deren Überschreitung automatisch bzw. durch die Steuereinrichtung eine dieser Maßnahmen veranlasst wird. Ein solcher Grenzwert könnte bei der beschriebenen Überwachung eines Öldruckverlaufs beispielsweise ein absoluter Öldruckwert oder ein Gradient beim Anstieg einer Öldruckkurve sein. Es sind jedoch auch andere Grenzwerte anwendbar, die beispielsweise auf erfassten Temperaturen oder Drehzahlen basieren.Depending on a course of the measured values taken into account in the evaluation of the first series of measured values, a message can be output or a maintenance measure can be initiated, or both. For the output of a message or the initiation of a maintenance measure, limit values can be used, and when these are exceeded, one of these measures is initiated automatically or by the control device. Such a limit value could be, for example, an absolute oil pressure value or a gradient when an oil pressure curve rises in the described monitoring of an oil pressure curve. However, other limit values can also be used which are based, for example, on recorded temperatures or speeds.

Schließlich umfasst die Erfindung auch eine Antriebsanordnung zur Durchführung eines beschriebenen Verfahrens. Eine solche Antriebsanordnung umfasst mehrere Sensoren zum Erfassen von Messwerten verschiedener Parameter, einen Datenspeicher zum Abspeichern der Messwerte in zeitabhängigen Messwertreihen und eine Steuereinrichtung zum Auswerten der abgespeicherten Messwertreihen. Die genannte Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet eines der beschriebenen Verfahren zu steuern. Die genannte Steuereinrichtung kann auch als Teil einer übergeordneten Steuerung ausgebildet sein, sodass insbesondere Hardwarekomponenten der übergeordneten Steuereinrichtung zur Steuerung des vorgeschlagenen Verfahrens und für andere Zwecke genutzt werden können.Finally, the invention also includes a drive arrangement for carrying out a described method. Such a drive arrangement comprises several sensors for capturing measured values of various parameters, a data memory for storing the measured values in time-dependent measured value series and a control device for evaluating the stored measured value series. The named control device is set up to control one of the described methods. Said control device can also be designed as part of a higher-level controller, so that in particular hardware components of the higher-level control device can be used to control the proposed method and for other purposes.

Die genannte Antriebsanordnung kann beispielsweise zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs, eines Schienenfahrzeugs oder eines Wasserfahrzeugs verwendet werden. Die Antriebsanordnung kann eine oder mehrere Komponenten eines Antriebsstrangs umfassen. Beispielsweise einen Motor, ein Getriebe, eine Kupplung oder andere drehmomentübertragende Komponenten. Es kann auch der Zustand von nur einem Teil einer solchen Komponente überwacht werden. Beispielsweise kann der Zustand eines Ölversorgungsystems eines Getriebes überwacht werden, wobei ein solches Ölversorgungsystems zur Schmierung und Kühlung von Getriebebauteilen sowie zur Betätigung von druckmittelbetätigten Kupplungen und Bremsen genutzt werden kann.Said drive arrangement can be used, for example, to drive a motor vehicle, a rail vehicle or a watercraft. The drive arrangement can comprise one or more components of a drive train. For example a motor, a gearbox, a clutch or other torque-transmitting components. The status of only part of such a component can also be monitored. For example, the state of an oil supply system of a transmission can be monitored, such an oil supply system being able to be used to lubricate and cool transmission components and to actuate clutches and brakes actuated by pressure medium.

Durch die Verwendung mehrerer Sensoren, insbesondere bei mehreren Sensoren, die nach unterschiedlichen Messprinzipien arbeiten, erhöht sich auch die Detektionswahrscheinlichkeit. Das heißt, Phänomene werden vom Gesamtsystem auch dann erkannt, wenn einzelne Sensoren aufgrund von bestimmten Betriebsbedingungen oder Umweltbedingungen in ihrer Wahrnehmung eingeschränkt sind. Es sind digitale und analoge Sensoren verwendbar, wobei die Signale der analogen Sensoren vorzugsweise direkt im Sensor in digitale Sensoren umgewandelt werden. Geeignete Sensoren zum Erfassen der Messwerte zu jedem Parameter bzw. der entsprechenden physikalischen Größe sind dem Fachmann bekannt und in einer großen Auswahl am Markt erhältlich. Dazu können beispielsweise Sensoren mit integrierter Signalverarbeitung verwendet werden, bei denen eine Signalverstärkung, Analog-Digital-Wandlung und/oder Signalverarbeitung intern erfolgt, sodass der jeweilige Sensor bereits vorbearbeitete Messwerte liefert.The use of multiple sensors, in particular with multiple sensors that work according to different measurement principles, also increases the detection probability. This means that phenomena are recognized by the overall system even if individual sensors are due to certain operating conditions or Environmental conditions are limited in their perception. Digital and analog sensors can be used, the signals from the analog sensors preferably being converted into digital sensors directly in the sensor. Suitable sensors for acquiring the measured values for each parameter or the corresponding physical variable are known to the person skilled in the art and a large selection is available on the market. For this purpose, sensors with integrated signal processing can be used, for example, in which signal amplification, analog-to-digital conversion and / or signal processing takes place internally, so that the respective sensor delivers pre-processed measured values.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der anliegenden Figur dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Die Figur zeigt einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung.In the following, the invention is explained in more detail using the exemplary embodiment shown in the attached figure. The figure shows a drive train of a vehicle with a drive arrangement according to the invention.

Die vorliegende Antriebsanordnung 1 weist einen Verbrennungsmotor als Antriebsmotor 2 auf, der über eine Antriebswelle 3 mit einem Getriebe 4 verbunden ist. Auf der Antriebsseite des Getriebes 4 ist eine Schaltkupplung 5 angeordnet, mit der der Leistungsfluss in der Antriebsanordnung 1 getrennt werden kann. Abtriebsseitig weist das Getriebe 4 eine Abtriebswelle 6 auf, über die die Antriebsleistung beispielsweise einer Propellerwelle eines Wasserfahrzeugs oder zumindest einem antreibbaren Rad eines Landfahrzeugs zugeführt werden kann.The present drive arrangement 1 has an internal combustion engine as the drive motor 2 on, which has a drive shaft 3 with a gear 4th connected is. On the drive side of the gearbox 4th is a clutch 5 arranged with which the power flow in the drive arrangement 1 can be separated. The gear unit has on the output side 4th an output shaft 6th on, via which the drive power can be supplied, for example, to a propeller shaft of a watercraft or at least to a drivable wheel of a land vehicle.

Im Bereich des Getriebes 4 sind mehrere Sensoren 7, 8, 9, 10, 11 zum Erfassen von Messwerten verschiedener Parameter angeordnet. Die Sensoren 7, 8, 9, 10, 11 sind über datenübertragende Verbindungen 12 mit einem Datenspeicher 14 einer Steuereinrichtung 13 verbunden. Die von den Sensoren 7, 8, 9, 10, 11 erfassten Messwerte werden in zeitabhängigen Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 in dem Datenspeicher abgespeichert.In the area of the transmission 4th are multiple sensors 7th , 8th , 9 , 10 , 11 arranged for the acquisition of measured values of various parameters. The sensors 7th , 8th , 9 , 10 , 11 are over data-transmitting connections 12 with a data store 14th a control device 13 connected. The ones from the sensors 7th , 8th , 9 , 10 , 11 recorded measured values are in time-dependent measured value series 15th , 16 , 17th , 18th , 19th stored in the data memory.

Im vorliegenden Beispiel ist ein Sensor 7 zum Erfassen einer Antriebsdrehzahl, ein Sensor 8 zum Erfassen eines Kupplungsdrucks zur Betätigung der Schaltkupplung 5, ein Sensor 9 zum Erfassen eines Öldrucks, ein Sensor 10 zum Erfassen einer Sumpföltemperatur und ein Sensor 11 zum Erfassen einer Abtriebsdrehzahl vorgesehen.In this example there is a sensor 7th for detecting a drive speed, a sensor 8th for detecting a clutch pressure for actuating the clutch 5 , a sensor 9 for detecting an oil pressure, a sensor 10 for detecting a sump oil temperature and a sensor 11 provided for detecting an output speed.

Die datenübertragenden Verbindungen 12 können kabellos oder als Kabelverbindungen ausgeführt sein. Insbesondere können die datenübertragende Verbindungen 12 mittels eines Datenbussystems, beispielsweise mittels eines CAN-Busses, realisiert werden.The data transferring connections 12 can be wireless or wired. In particular, the data-transmitting connections 12 by means of a data bus system, for example by means of a CAN bus.

Die Steuereinrichtung 13 ist dazu eingerichtet, die Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 auszuwerten. Die Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 werden in Tabellenform in dem Datenspeicher 14 abgelegt. Jeder der Sensoren 7, 8, 9, 10, 11 erfasst dauerhaft oder in regelmäßigen Zeitabständen ein Signal, das in Form eines Messwertes an die Steuereinrichtung 13 übertragen wird. Die Signalübertragung von den Sensoren 7, 8, 9, 10, 11 zur Steuereinrichtung 13 erfolgt hier über ein Datenbussystem, wobei die Signale beispielsweise mit einer typischen Taktfrequenz von 50-100 Millisekunden übertragen werden. In der Steuereinrichtung werden die Messwerte in regelmäßigen Zeitabständen, beispielsweise alle zwei Sekunden abgespeichert in dem Datenspeicher 14. Das heißt, dass alle zwei Sekunden sämtliche Messwerte abgespeichert. Um die Messwerte später zuordnen zu können wird jeder Messwert mit einem Zeitstempel abgespeichert oder die Messwerte werden fortlaufend nummeriert.The control device 13 is set up for this purpose, the measured value series 15th , 16 , 17th , 18th , 19th to evaluate. The series of measurements 15th , 16 , 17th , 18th , 19th are in tabular form in the data memory 14th filed. Any of the sensors 7th , 8th , 9 , 10 , 11 records a signal permanently or at regular time intervals, which is sent to the control device in the form of a measured value 13 is transmitted. The signal transmission from the sensors 7th , 8th , 9 , 10 , 11 to the control device 13 takes place here via a data bus system, the signals being transmitted, for example, with a typical clock frequency of 50-100 milliseconds. In the control device, the measured values are stored in the data memory at regular time intervals, for example every two seconds 14th . This means that all measured values are saved every two seconds. In order to be able to assign the measured values later, each measured value is saved with a time stamp or the measured values are numbered consecutively.

Die Steuereinrichtung 13 ist so ausgestattet und konfiguriert, dass sie ein Verfahren zum Zweck der Zustandsüberwachung der Antriebsanordnung 1 durchführen kann. Dazu umfasst die Steuereinrichtung 13 neben geeigneten elektronischen Hardwarekomponenten wie dem genannten Datenspeicher 14 einen oder mehreren Prozessoren, Arbeits- oder Zwischenspeicher, entsprechende Schnittstellen und Verbindungen insbesondere auch geeignete Software-Programme zur Auswertung der abgespeicherten Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19. Dabei werden die einzelnen Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 so miteinander verknüpft, dass beim Auswerten einer ersten Messwertreihe 15 nur die Messwerte berücksichtigt werden, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte zumindest einer zweiten Messwertreihe 16,17, 18, 19 in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen.The control device 13 is equipped and configured in such a way that it provides a method for the purpose of monitoring the condition of the drive arrangement 1 can perform. To this end, the control device comprises 13 in addition to suitable electronic hardware components such as the aforementioned data memory 14th one or more processors, work or intermediate memories, corresponding interfaces and connections, in particular also suitable software programs for evaluating the stored series of measured values 15th , 16 , 17th , 18th , 19th . The individual series of measured values 15th , 16 , 17th , 18th , 19th linked so that when evaluating a first series of measured values 15th only those measured values are taken into account for which the measured values recorded at the same time from at least one second series of measured values 16, 17th , 18th , 19th lie in a determinable measured value range.

Über eine weitere datenübertragende Verbindung 20 kann die Steuereinrichtung 13 mit einer weiteren Steuereinheit 21 kommunizieren. Dies kann beispielsweise ein zentraler Fahrzeugrechner sein. Über diese weitere datenübertragende Verbindung 20 kann die Steuereinrichtung 13 Ergebnisse der Auswertung der Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 und Meldungen weitergeben. Dies kann beispielsweise eine Warnmeldung sein, wenn die Auswertung der Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 einen kritischen Zustand der Antriebsanordnung 1 ergibt. In besonders kritischen Fällen können auch direkte Maßnahmen zum Stillsetzen des Antriebsaggregats 1 oder zum Abschalten des Antriebsmotors 2 durch die Steuereinrichtung 13 veranlasst werden.Via another data-transferring connection 20th can the control device 13 with another control unit 21st communicate. This can be a central vehicle computer, for example. Via this further data-transferring connection 20th can the control device 13 Results of the evaluation of the series of measurements 15th , 16 , 17th , 18th , 19th and pass on messages. This can be a warning message, for example, when the evaluation of the series of measured values 15th , 16 , 17th , 18th , 19th a critical condition of the drive assembly 1 results. In particularly critical cases, direct measures to shut down the drive unit can also be taken 1 or to switch off the drive motor 2 by the control device 13 be initiated.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: AntriebsanordnungDrive arrangement
22: AntriebsmotorDrive motor
33: Antriebswelledrive shaft
4 4th: Getriebetransmission
55: SchaltkupplungClutch
66th: AbtriebswelleOutput shaft
77th: Sensorsensor
88th: Sensorsensor
99: Sensorsensor
1010: Sensorsensor
1111: Sensorsensor
1212: datenübertragende Verbindungendata-transmitting connections
1313: SteuereinrichtungControl device
1414th: DatenspeicherData storage
1515th: MesswertreiheSeries of measured values
1616: MesswertreiheSeries of measured values
1717th: MesswertreiheSeries of measured values
1818th: MesswertreiheSeries of measured values
1919th: MesswertreiheSeries of measured values
2020th: datenübertragende Verbindungdata transferring connection
2121st: SteuereinheitControl unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102008019463 A1 [0002]

Claims

Method for monitoring the condition of a drive arrangement (1), comprising the following steps, • Acquisition of measured values of various parameters by several sensors (7, 8, 9, 10, 11) at defined times, • Saving of at least one time-dependent series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) for each parameter in a data memory (14), • evaluation of the series of measured values by a control device (13) for the purpose of monitoring the status of at least one component of the drive arrangement (1), characterized in that when evaluating a first series of measured values (15 , 16, 17, 18, 19), only those measured values are taken into account for which the measured values recorded at the same time at least one second series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) lie in a determinable measured value range.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that when evaluating the first series of measured values (15, 16, 17, 18, 19), only those measured values are taken into account for which the measured values recorded at the same time in at least one third series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) in lie within a determinable measurement range.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that each series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) is stored as a data record in a relational database.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that pressure values and temperature values are recorded in a respective series of measured values (15, 16, 17, 18, 19).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a further series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) speed values of a rotating element (3, 6) of the drive arrangement (1) and / or the respective switching position of a switchable clutch (5) can be recorded.

Procedure according to Claim 5 , characterized in that in the method a condition of a filter in an oil supply system is monitored by evaluating a first series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) in which measured values of the oil pressure are stored, which are recorded on the input side of the filter only those measured values of the oil pressure are taken into account in the evaluation, for which the simultaneously recorded measured values of a second and a third series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) are each in a determinable measured value range.

Procedure according to Claim 6 , characterized in that oil temperature values are recorded in the second series of measured values (15, 16, 17, 18, 19), and that rotational speed values of an element driving a pump of the oil supply system are recorded in the third series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) are.

Procedure according to Claim 7 , characterized in that the respective switching position of a switchable clutch (5) is recorded in a fourth series of measured values (15, 16, 17, 18, 19), and that when evaluating the first series of measured values (15, 16, 17, 18, 19) only those pressure values are taken into account for which the same switch position was present.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measured value range of a series of measured values in which the largest number of measured values lies is determined as the determinable measured value range.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a message is output and / or a maintenance measure is initiated as a function of a course of the measured values taken into account in the evaluation of the first series of measured values (15, 16, 17, 18, 19).

Drive arrangement (1) with sensors (7, 8, 9, 10, 11) for recording measured values of various parameters, with a data memory (14) for storing the measured values in time-dependent measured value series, and with a control device (13) for evaluating the stored measured value series (15, 16, 17, 18, 19), characterized in that the control device (13) is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.