DE112020005944T5

DE112020005944T5 - Fahrzeuggerät und kommunikationssystem

Info

Publication number: DE112020005944T5
Application number: DE112020005944.8T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Hoshino; Takaki Itaya
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2022-10-27
Also published as: US20230078306A1; CN115103782A; JPWO2021157219A1; WO2021157219A1; JP7319399B2

Abstract

Eine Anomalie in einer Komponente kann genau erkannt werden.
Ein Fahrzeuggerät ist ein Fahrzeuggerät, das an einem Fahrzeug angebracht ist, um mit einem Server zu kommunizieren. Das Fahrzeuggerät umfasst eine erste Informationserzeugungseinheit, die eine erste Information erzeugt, die eine Information über einen Zustand einer ersten am Fahrzeug angebrachten Komponente ist, indem sie eine Ausgabe eines am Fahrzeug angebrachten Sensors verwendet, und eine Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit, die an den Server die erste Information und eine zweite Information überträgt, die eine Information über einen Zustand einer zweiten Komponente ist, die eine von der ersten Komponente verschiedene Komponente ist, und vom Server ein Zustandssignal empfängt, das einen anormalen Zustand der ersten Komponente anzeigt, der vom Server auf der Grundlage der ersten Information und der zweiten Information berechnet wird.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeuggerät und ein Kommunikationssystem.
Stand der Technik
Ein Verfahren zur Erkennung einer Anomalie einer Komponente ist für die sichere Fahrt eines Fahrzeugs erforderlich. PTL 1 offenbart ein Managementsystem für eine Baumaschine, das einen Zustand jedes Maschinenkörpers in einer Maschinenkörpergruppe der Baumaschine verwaltet, die mindestens einen ersten Maschinenkörper mit einer ersten Informationserfassungsvorrichtung, die erste Informationen in Bezug auf einen Maschinenkörper der Baumaschine erfasst, und eine zweite Informationserfassungsvorrichtung, die zweite Informationen erfasst, umfasst, und mindestens einen zweiten Maschinenkörper, der die erste Informationserfassungsvorrichtung enthält und die zweite Informationserfassungsvorrichtung nicht enthält, wobei das Managementsystem eine Maschinenkörperzustandsdiagnosevorrichtung enthält, die eine Vorhersagediagnose eines Fehlerzustands in Bezug auf zweite Informationen des zweiten Maschinenkörpers auf der Grundlage von Korrelationsinformationen zwischen ersten Informationen und zweiten Informationen durchführt, die von dem ersten Maschinenkörper und ersten Informationen des zweiten Maschinenkörpers erhalten werden.
Zitierliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2016-109019 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der in PTL 1 beschriebenen Erfindung kann die Genauigkeit der Anomalieerkennung der Komponente noch verbessert werden.
Lösung des Problems
Ein Fahrzeuggerät gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeuggerät, das an einem Fahrzeug angebracht ist, um mit einem Server zu kommunizieren. n. Das Fahrzeuggerät umfasst eine erste Informationserzeugungseinheit, die eine erste Information, die eine Information über einen Zustand einer ersten am Fahrzeug angebrachten Komponente ist, unter Verwendung einer Ausgabe eines am Fahrzeug angebrachten Sensors erzeugt, und eine Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit, die an den Server die erste Information und eine zweite Information, die eine Information über einen Zustand einer zweiten Komponente ist, die eine von der ersten Komponente verschiedene Komponente ist, überträgt und vom Server ein Zustandssignal empfängt, das einen vom Server auf der Grundlage der ersten Information und der zweiten Information berechneten abnormalen Zustand der ersten Komponente anzeigt.
Ein Kommunikationssystem gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kommunikationssystem, das einen Server und ein an einem Fahrzeug angebrachtes Fahrzeuggerät umfasst, die in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren. Das Fahrzeuggerät umfasst eine erste Informationserzeugungseinheit, die eine erste Information, die eine Information über einen Zustand einer ersten am Fahrzeug angebrachten Komponente ist, unter Verwendung eines Ausgangs eines am Fahrzeug angebrachten Sensors erzeugt, und eine Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit, die die erste Information und eine zweite Information, die eine Information über einen Zustand einer zweiten Komponente ist, die eine von der ersten Komponente verschiedene Komponente ist, an den Server überträgt, der Server eine Ermüdungsauswertungseinheit, die ein Zustandssignal berechnet, das einen anormalen Zustand der ersten Komponente anzeigt, basierend auf der ersten Information und der zweiten Information, und eine Server-Kommunikationseinheit, die das Zustandssignal an das Fahrzeuggerät überträgt, umfasst, und die Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit des Fahrzeuggeräts das Zustandssignal empfängt.
Ein Fahrzeuggerät gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeuggerät, das an einem Fahrzeug angebracht ist. Das Fahrzeuggerät umfasst eine erste Informationserzeugungseinheit, die eine erste Information erzeugt, die eine Information über einen Zustand einer ersten an dem Fahrzeug angebrachten Komponente ist, indem sie eine Ausgabe eines an dem Fahrzeug angebrachten Sensors verwendet, und eine Fahrzeugspeichereinheit, die akkumulierte Werte von Ermüdungsgraden der ersten Komponente speichert. Die Fahrzeugspeichereinheit speichert ferner eine Ermüdungsgrenzeninformation, mit der eine Erhöhung des Ermüdungsgrades der ersten Komponente unter Verwendung der ersten Information und einer zweiten Information berechnet werden kann, die eine Information über einen Zustand einer zweiten Komponente ist, die eine von der ersten Komponente verschiedene Komponente ist, und das Fahrzeuggerät ferner eine Ermüdungsauswertungseinheit enthält, die den Anstieg des Ermüdungsgrads unter Verwendung der ersten Information, der zweiten Information und der Ermüdungsgrenzeninformation berechnet und bestimmt, dass sich die erste Komponente in einem anormalen Zustand befindet, wenn eine Summe der akkumulierten Werte der in der Fahrzeugspeichereinheit gespeicherten Ermüdungsgrads und des Anstiegs des Ermüdungsgrads einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Abnormalität der Komponente genau erkannt werden.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines arithmetischen Operationssystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
[2] 2 ist ein mechanisches Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugs.
[3] 3 ist ein elektrisches Konfigurationsdiagramm des Fahrzeugs.
[4] 4 ist ein konzeptionelles Diagramm, das die zeitlichen Veränderungen der Leistung und der Drehmomentreaktionskraft eines Beschleunigungsmessers zeigt.
[5] 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Spannungsinformation zeigt.
[6] 6 ist ein konzeptionelles Diagramm der Ermüdungsgrenzeninformation.
[7] 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Fahrzeugdatenbank zeigt.
[8] 8 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Fahrzeuggeräts illustriert.
[9] 9 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Servers illustriert.
[10] 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Spannungsimpulswellenformen einer Spannung V_UN und einer Spannung V_U'N in Modifikationsbeispiel 3 zeigt.
[11] 11 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels von Isolierungsinformation gemäß Modifikationsbeispiel 3.
[12] 12 ist ein konzeptionelles Diagramm der Schwellenwertänderungsverarbeitung einer Ermüdungsauswertungseinheit 23 in Modifikationsbeispiel 4.
[13] 13 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeuggeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
-Erste Ausführungsform - Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform eines arithmetischen Operationssystems unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine vorherige Erkennung von Ermüdungsbrüchen unter Verwendung einer linearen kumulativen Schadensregel angestrebt.
(Konfiguration) 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines arithmetischen Operationssystems S. Das arithmetische Operationssystem S umfasst ein Fahrzeuggerät 10 und einen Server 20. Obwohl in 1 nur ein Fahrzeuggerät 10 dargestellt ist, können mehrere Fahrzeuggeräte 10 in das arithmetische Operationssystem S einbezogen werden. Das Fahrzeuggerät 10 ist an einem Fahrzeug 9 angebracht. Das Fahrzeug 9, an dem das Fahrzeuggerät 10 angebracht ist, kann im Folgenden als „Trägerfahrzeug“ 9 bezeichnet werden, um es von anderen Fahrzeugen zu unterscheiden.
Das Fahrzeuggerät 10 ist z.B. ein elektronisches Steuergerät. Das Fahrzeuggerät 10 umfasst eine erste Informationserzeugungseinheit 11, eine zweite Informationserzeugungseinheit 12, eine Fahrzeug-Ein-Kommunikationseinheit 13, eine Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14, eine Fahrzeugsteuerungseinheit 15 und eine Mitteilungseinheit 16.
Die erste Informationserzeugungseinheit 11 erzeugt erste Informationen, die später beschrieben werden. Die zweite Informationserzeugungseinheit 12 erzeugt zweite Informationen, die später beschrieben werden. Die Fahrzeug-Ein-Kommunikationseinheit 13 kommuniziert mit einem anderen am Fahrzeug 9 angebrachten Gerät, z.B. einem Sensor. Die Fahrzeug-Ein-Kommunikationseinheit 13 ist z.B. eine Kommunikationsschnittstelle, die mit einem Kommunikationsstandard wie IEEE 802.3 kompatibel ist. Die Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14 kommuniziert mit einem Gerät außerhalb des Fahrzeugs 9, beispielsweise dem Server 20. Bei der Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14 handelt es sich zum Beispiel um ein drahtloses Kommunikationsmodul, das mit 4G oder 5G kompatibel ist. Die Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14 kann jedoch direkt mit dem Server 20 kommunizieren, oder sie kann mit dem Server 20 kommunizieren, indem sie ein oder mehrere Geräte weiterleitet.
Die Fahrzeugsteuerungseinheit 15 übernimmt die automatische Steuerung des Fahrzeugs 9. Das Fahrzeuggerät 10 enthält eine nichtflüchtige Fahrzeugspeichereinheit (nicht abgebildet), und die Fahrzeugsteuerungseinheit 15 steuert das Fahrzeug 9 unter Bezugnahme auf eine in der Fahrzeugspeichereinheit gespeicherte hochpräzise Karte. Das Fahrzeug 9 kann jedoch nicht nur durch die automatische Steuerung durch die Fahrzeugsteuerungseinheit 15, sondern auch durch einen Insassen des Fahrzeugs 9 bedient werden. Die Mitteilungseinheit 16 ist z.B. ein Lautsprecher oder eine Flüssigkristallanzeige. Die Mitteilungseinheit 16 meldet dem Insassen des Fahrzeugs 9, dass sich eine Komponente des Fahrzeugs 9 in einem problematischen Zustand befindet.
Die erste Informationserzeugungseinheit 11, die zweite Informationserzeugungseinheit 12 und die Fahrzeugsteuerungseinheit 15 werden durch eine im Fahrzeuggerät 10 enthaltene CPU (nicht dargestellt) implementiert, die ein in einem ROM (nicht dargestellt) gespeichertes Programm in einen RAM lädt und das Programm ausführt. Die erste Informationserzeugungseinheit 11, die zweite Informationserzeugungseinheit 12 und die Fahrzeugsteuerungseinheit 15 können jedoch auch durch ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine wiederbeschreibbare Logikschaltung, oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine integrierte Schaltung für spezifische Anwendungen, implementiert werden.
Der Server 20 ist ein oder zwei oder mehr Computer. Der Server 20 umfasst eine Spannungsberechnungseinheit 21, eine Anzahlberechnungseinheit 22, eine Ermüdungsauswertungseinheit 23, eine Serverkommunikationseinheit 24 und eine Serverspeichereinheit 30.
Die Spannungsberechnungseinheit 21 erzeugt Spannungsinformation 34, die später beschrieben wird, und speichert die Spannungsinformation in der Serverspeichereinheit 30. Die Anzahlberechnungseinheit 22 erzeugt Ermüdungsgrenzeninformation 35, die später beschrieben wird, und speichert die Ermüdungsgrenzeninformation in der Serverspeichereinheit 30. Die Ermüdungsauswertungseinheit 23 bewertet die Ermüdung der Komponente anhand der ersten und der zweiten vom Fahrzeuggerät empfangenen Information. Die Spannungsberechnungseinheit 21, die Anzahlberechnungseinheit 22 und die Ermüdungsauswertungseinheit 23 werden durch eine im Server 20 enthaltene CPU (nicht dargestellt) implementiert, die ein in einem ROM (nicht dargestellt) gespeichertes Programm in einen RAM lädt und das Programm ausführt. Die Spannungsberechnungseinheit 21, die Anzahlberechnungseinheit 22 und die Ermüdungsauswertungseinheit 23 können jedoch auch von einem FPGA, einer wiederbeschreibbaren Logikschaltung, oder einem ASIC implementiert werden.
Die Serverspeichereinheit 30 ist ein nichtflüchtiger Speicher, z.B. ein Festplattenlaufwerk. Die Serverspeichereinheit 30 speichert Komponenteninformation 31, Wert einer physikalischen Eigenschaft 32, eine Fahrzeugdatenbank 33, Spannungsinformation 34, und Ermüdungsgrenzeninformation 35. Die in der Serverspeichereinheit 30 gespeicherten Informationen werden später beschrieben.
2 ist ein mechanisches Konfigurationsdiagramm des Fahrzeugs 9, und 3 ist ein elektrisches Konfigurationsdiagramm des Fahrzeugs 9. Das Fahrzeug 9 umfasst eine Batterie 910, ein Gleichspannungskabel 911, einen Wechselrichter 920, ein Wechselspannungskabel 925, einen Motor 930, ein Getriebe 940, eine Antriebswelle 906, Bremsvorrichtungen 907, Räder 908, einen ersten Beschleunigungsmesser 951, einen zweiten Beschleunigungsmesser 952 und einen dritten Beschleunigungsmesser 953. Die Rads 908 umfassen jedoch die Rads 908a bis 908d, und die Bremsvorrichtungen 907 umfassen die Bremsvorrichtungen 907a bis 907d.
Die Batterie 910 versorgt den Wechselrichter 920 über das Gleichspannungskabel 911 mit Strom. Der Wechselrichter 920 besteht aus einem Glättungskondensator 921, der eine von der Batterie 910 angelegte Gleichspannung glättet, und einer Brückenschaltung jeder Phase. Ein Leistungsmodul 922 umfasst zwei bipolare Transistoren mit isolierter Steuerelektrode (IGBTs) 923, die als Schaltelemente des oberen und unteren Arms fungieren, sowie Dioden 924, die parallel zu den IGBTs 923 angeordnet sind. Das Leistungsmodul 922 führt einen Schaltvorgang durch, wandelt die von der Batterie 910 gelieferte Gleichstromleistung in Wechselstromleistung um und gibt die Wechselstromleistung über das Wechselspannungskabel 925 an den Motor 930 ab. Der Motor 930 verbraucht Strom, um Rotationsenergie zu erzeugen, und überträgt die Rotationsenergie an das Getriebe 940 und die Antriebswelle 906, um die Räder 908 zu drehen. Die Bremsvorrichtungen 907 sind an einem distalen Endabschnitt der Antriebswelle 906 angebracht, der mit den Rads 908 verbunden ist.
Der Motor 930 ist an mehreren Positionen am Fahrzeug 9 befestigt, in der vorliegenden Ausführungsform an drei Positionen am Fahrzeug 9. Der erste Beschleunigungsmesser 951, der zweite Beschleunigungsmesser 952 und der dritte Beschleunigungsmesser 953 sind jeweils an festen Positionen installiert. Im Folgenden werden der erste Beschleunigungsmesser 951, der zweite Beschleunigungsmesser 952 und der dritte Beschleunigungsmesser 953 auch gemeinsam als Beschleunigungsmesser 950 bezeichnet. Die Beschleunigungsmesser 950 geben Beschleunigungen für XYZ-Achsen bezogen auf das Fahrzeug 9 aus. Als Geschwindigkeit des Fahrzeugs 9 wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 9 berechnet, indem Drehgeschwindigkeiten von Raddrehzahlsensoren erfasst werden, die an den mit der Antriebswelle 906 verbundenen Bremsvorrichtungen 907a bis 907d angebracht sind, und die Drehgeschwindigkeiten der an den Bremsvorrichtungen 907a bis 907d angebrachten Raddrehzahlsensoren mit einem vorgegebenen Koeffizienten multipliziert werden.
4 ist ein konzeptionelles Diagramm, das die zeitlichen Veränderungen eines Ausgangs und einer Drehmomentreaktionskraft des Beschleunigungsmessers veranschaulicht. In jedem der vier in 4 dargestellten Diagramme stellt eine horizontale Achse die Zeit dar, eine vertikale Achse in den oberen drei Diagrammen eine Beschleunigung jeder Achse des ersten Beschleunigungsmessers 951, und eine vertikale Achse im untersten Diagramm eine Drehmomentreaktionskraft, die in die Antriebswelle 906 eingegeben wird. Genauer gesagt handelt es sich bei den drei Diagrammen von oben in dieser Reihenfolge um eine Beschleunigung fx11 des ersten Beschleunigungsmessers 951 in Richtung einer X-Achse, eine Beschleunigung fy11 des ersten Beschleunigungsmessers 951 in Richtung einer Y-Achse und eine Beschleunigung fz11 des ersten Beschleunigungsmessers 951 in Richtung einer Z-Achse.
(Auswertung Ermüdungsbruch) Die vom Motor 930 von einem Fahrzeugkörper aufgenommene Energie wird aus den Ausgaben des Beschleunigungsmessers 950 berechnet, und die vom Motor 930 über die Antriebswelle 906 aufgenommene Energie wird indirekt aus Informationen über das Fahrzeug berechnet. Insbesondere kann die vom Motor 930 über die Antriebswelle 906 aufgenommene Energie aus Informationen über ein Gewicht des Fahrzeugs 9, eine frontale projizierte Fläche, einen Luftwiderstandsbeiwert, ein Gesamtuntersetzungsverhältnis eines Geschwindigkeitsreduzierers, die Steifigkeit der Antriebswelle, einen Radius des Rades und eine auf das fahrende Fahrzeug 9 wirkende Kraft unter Verwendung der folgenden Gleichungen (1) bis (13) berechnet werden. Unter den Informationen sind die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 906 des Motors 930, der Radius des im Fahrzeug 9 vorgesehenen Rades und eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 9 variable Werte, und als weitere Werte werden in einem ROM (nicht dargestellt) gespeicherte Werte verwendet.
Die von der Antriebswelle 906 des Motors 930 aufgrund der Verdrehung der Antriebswelle 906 aufgenommene Drehmomentreaktionskraft kann auch aus einer erhaltenen Phasendifferenz berechnet werden, indem ein Wert eines an der Antriebswelle 906 des Motors 930 angebrachten Drehwinkelsensors und aus den Drehzahlen der an den Bremsvorrichtungen 907a bis 907d angebrachten Raddrehzahlsensoren umgerechnete Werte verwendet werden.
[Math. 1] $F_{V} = F_{W} + F_{B} + R_{t}$

[Math. 2] $R_{t} = R_{a} + R_{r} + R_{e} + R_{c}$

[Math. 3] $R_{a} = \frac{1}{2} * ρ * C_{d} * A_{v} * V_{V}^{2}$

[Math. 4] $R_{r} = μ * M_{V} * g * c o s θ$

[Math. 5] $R_{e} = M_{V} * g * s i n θ$

[Math. 6] $R_{c} = (M + M_{V}) α$

[Math. 7] $F_{W} = \frac{T_{W}}{R_{W}}$

[Math. 8] $T_{W} = T_{M} * R_{G}$

[Math. 9] $J_{W} * ω_{W}^{\cdot} = T_{W} - S_{D} (θ_{W} - \frac{θ_{M}}{R_{G}})$

[Math. 10] $J_{M} * ω_{M}^{\cdot} = T_{M} - S_{D} (θ_{M} - R_{G} θ_{W})$

[Math. 11] $θ_{W} = \int ω_{W} d t$

[Math. 12] $θ_{M} = \int ω_{M} d t$

[Math. 13] $T_{D} = S_{D} (θ_{M} - R_{G} θ_{W})$
In den Gleichungen (1) bis (13) ist F_V eine auf das fahrende Fahrzeug wirkende Kraft, V_V eine Fahrzeuggeschwindigkeit, α_V eine Beschleunigung, M_V ein Fahrzeuggewicht, M_i eine äquivalente Trägheitsmasse einer Antriebsrotationseinheit, A_V eine projizierte Frontfläche, R_G ein Gesamtuntersetzungsverhältnis, F_W ist die Antriebskraft der Radachse, T_W ist das Drehmoment der Radachse, J_W ist die Trägheit des Fahrzeugs in Bezug auf die Radachse, ω_W ist die Drehgeschwindigkeit des Rades, θ_W ist der Drehwinkel des Rades, R_w ist der Radius des Rades, F_B ist die von einer mechanischen Bremse erzeugte Bremskraft, S_D ist die Steifigkeit der Antriebswelle, T_D ist ein Torsionsmoment der Antriebswelle, T_M ist ein Motorachsendrehmoment, J_M ist eine Motorseitenträgheit, ω_M ist eine Drehgeschwindigkeit des Motors, θ_M ist ein Drehwinkel des Motors, R_t ist ein Fahrwiderstand, R_a ist ein Luftwiderstand, C_d ist ein Luftwiderstandskoeffizient, p ist eine Luftdichte, R_r ist ein Rollwiderstand, µ ist ein Rollwiderstandskoeffizient, θ ist eine Steigung, g ist eine Gravitationsbeschleunigung, R_e ist ein Steigungswiderstand und R_c ist ein Beschleunigungswiderstand.
Im Folgenden wird eine Kraft, die der Motor 930 vom Fahrzeugkörper 9 erhält, d. h. die Ausgaben der drei Beschleunigungsmesser 950, als „erste Information“ bezeichnet, und ein Modell des Fahrzeugs 9, in dem der Motor angebracht ist, eine Produktnummerninformation der Komponente, die nicht der Motor 930 ist, ein Radius des Rads, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Drehgeschwindigkeit des Rads und ein Gleichspannungswert der Batterie werden als „zweite Information“ bezeichnet. Die erste Informationserzeugungseinheit 11 erzeugt die erste Information unter Verwendung der Ausgänge des Beschleunigungsmessers 950. Die zweite Informationserzeugungseinheit 12 erzeugt die zweite Information unter Verwendung eines Ausgangs eines Luftdrucksensors des Rads, einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 9 und Drehzahlausgängen der an den Bremsvorrichtungen 907A bis 907D angebrachten Raddrehzahlsensoren. Zusätzlich zu den oben genannten Informationen kann ein dem Fahrzeug 9 zugeordneter Sensor für Wetterbedingungen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie für Steigungsinformationen bereitgestellt werden, oder es können Informationen über eine Zone aggregiert und im Server 20 verwendet werden.
Wie oben beschrieben, speichert die Serverspeichereinheit 30 des Servers 20 die Komponenteninformation 31, den Wert einer physikalischen Eigenschaft 32, die Fahrzeugdatenbank 33, die Spannungsinformation 34 und die Ermüdungsgrenzeninformation 35. Bei der Komponenteninformation 31 handelt es sich um Informationen über die Formen der verschiedenen am Fahrzeug 9 angebrachten Komponenten und die Werkstoffe für Teile der Komponenten. Die Werte einer physikalischen Eigenschaft 32 sind verschiedene mechanische und elektrische Kennwerte für jedes Material, z. B. Bruchfestigkeit und Isolationsfestigkeit. Das Modell des Fahrzeugs 9 und die Produktnummer der Komponente mit Ausnahme des Motors 930 werden als Teil der zweiten Information übermittelt und mit der Komponenteninformation der Serverspeichereinheit 30 abgeglichen.
Die Spannungsberechnungseinheit 21 des Servers 20 berechnet eine auf den Motor 930 ausgeübte Spannung durch Simulation unter Verwendung der Gleichungen (1) bis (12) auf der Grundlage der ersten Information und der zweiten Information und speichert die berechnete Spannung als Spannungsinformation 34 für jede Einheit des Motors 930. Die Anzahlberechnungseinheit 22 des Servers 20 berechnet die Anzahl der Wiederholungen bis zum Auftreten eines Ermüdungsbruchs für jede Spannung auf der Grundlage der physikalischen Eigenschaften des Materials des Motors 930 und speichert die Anzahl der Wiederholungen als Ermüdungsgrenzeninformation 35.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Spannungsinformation 34 zeigt. Wie in dargestellt, speichert die Spannungsinformation 34 die Spannung und die Anzahl der Male für jedes Strukturteil des Motors.
6 ist eine konzeptionelle Darstellung der Ermüdungsgrenzeninformation 35. Die Ermüdungsgrenzeninformation 35 wird für jedes Teilstück, z. B. ein Anbauteil zwischen Motor und Fahrzeug, erstellt. In 6 ist ein Teil des Motors dargestellt. Obwohl die Ermüdungsgrenzeninformation 35 in 6 zum leichteren Verständnis in einem Diagramm dargestellt ist, kann die Ermüdungsgrenzeninformation 35 durch eine Tabelle oder eine Gleichung ausgedrückt werden. In 6 stellt die horizontale Achse die Anzahl der Wiederholungen und die vertikale Achse die Spannung dar. Mit zunehmender Spannung wird die Anzahl der Wiederholungen bis zum Auftreten eines Ermüdungsbruchs tendenziell kleiner. Das in 6 dargestellte Beispiel zeigt, dass der Ermüdungsbruch auftritt, wenn die Anzahl der Wiederholungen einer Spannung σ1-1 das N1-1-fache erreicht. Wie in 6 dargestellt, kann in einem Fall, in dem die Spannung unter einem Ermüdungsgrenzwert liegt, kein Ermüdungsbruch auftreten, oder es kann die modifizierte Miner-Regel oder ähnliches angewendet werden, und die Spannung unter dem Ermüdungsgrenzwert kann den Ermüdungsbruch beeinflussen.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Fahrzeugdatenbank 33 zeigt. Die Fahrzeugdatenbank 33 speichert eine Identifikationsnummer des Fahrzeugs und kumulierte Werte von Ermüdungsgraden für jede Komponente. In dem in 7 dargestellten Beispiel werden zwar nur die Ermüdungsgrade des Motors und des Wechselrichters beschrieben, doch sind die Komponenten nicht auf den Motor und den Wechselrichter beschränkt, sondern es werden verschiedene am Fahrzeug angebrachte Komponenten berücksichtigt.
Nach Erhalt der ersten Information 41 und der zweiten Information 42 vom Fahrzeuggerät 10 berechnet die Ermüdungsauswertungseinheit 23 zunächst eine Spannung unter Bezugnahme auf die Spannungsinformation 34. Anschließend berechnet die Ermüdungsauswertungseinheit 23 unter Bezugnahme auf die Ermüdungsgrenzeninformation 35 einen erhöhten Wert im Ermüdungsgrad. Die Ermüdungsauswertungseinheit 23 addiert den berechneten erhöhten Wert des Ermüdungsgrades zu dem in der Fahrzeugdatenbank 33 gespeicherten Ermüdungsgrad und stellt fest, ob der Ermüdungsgrad den Wert „1,0“ überschreitet oder nicht. Wird festgestellt, dass der Gesamtermüdungsgrad „1,0“ überschreitet, sendet die Ermüdungsauswertungseinheit 23 ein Signal, um das Fahrzeuggerät 10, das die erste Information 41 und die zweite Information 42 übermittelt hat, darauf aufmerksam zu machen. Wenn festgestellt wird, dass der Gesamtermüdungsgrad gleich oder kleiner als „1,0“ ist, sendet die Ermüdungsauswertungseinheit 23 ein Signal, das anzeigt, dass es kein Problem mit der Fahrt zu dem Fahrzeuggerät 10 gibt, das die erste Information 41 und die zweite Information 42 übermittelt hat.
(Flussdiagramm) 8 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Fahrzeuggeräts 10 veranschaulicht. Das Fahrzeuggerät 10 führt die in 8 dargestellte Verarbeitung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt aus, zum Beispiel zum Zeitpunkt der Aktivierung des Fahrzeuggeräts 10 oder jede Stunde. Im Schritt S301 erfassen die erste Informationserzeugungseinheit 11 und die zweite Informationserzeugungseinheit 12 Sensorinformationen. Im nachfolgenden Schritt S302 erzeugen die erste Informationserzeugungseinheit 11 und die zweite Informationserzeugungseinheit 12 die erste Information und die zweite Information. Es ist wünschenswert, dass die erste Information und die zweite Information, die in Schritt S302 übertragen werden, Informationen über den gesamten Zeitraum enthalten, in dem das Fahrzeug 9 insgesamt in Betrieb ist.
Wenn die Ausführung von Schritt S302 beispielsweise einmal pro Stunde erfolgt, ist es wünschenswert, dass die erste Information und die zweite Information, die den vergangenen Sensorinformationen für eine Stunde entsprechen, gemeinsam übertragen werden. Die in Schritt S302 übertragenen Informationen sind beispielsweise Daten eines Zeitverlaufs, in dem die erste Information Erfassungswerte (fx11, fy11, fz11), (fx12, fy12, fz12) und (fx13, fy13, fz13) von drei Beschleunigungssensoren sind und die zweite Information (fx21, fy21, yz21) ist. Eine Leistungsspektraldichte an einer Position jedes Beschleunigungssensors in einer bestimmten Zeit kann berechnet und anstelle von Zeitreihendaten des Erfassungswertes jedes Beschleunigungssensors übertragen werden.
Im Folgeschritt S303 überträgt die Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14 die in Schritt S302 erstellte erste Information und die zweite Information an den Server 20. Im Folgeschritt S303 wartet die Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14 auf eine Antwort des Servers 20, und nach Erhalt der Antwort wird die Verarbeitung mit Schritt S305 fortgesetzt. In Schritt S305 stellt die Mitteilungseinheit 16 fest, ob das Trägerfahrzeug 9 fahren kann oder nicht, fährt mit Schritt S306 fort, wenn festgestellt wird, dass das Trägerfahrzeug fahren kann, und fährt mit Schritt S307 fort, wenn festgestellt wird, dass das Trägerfahrzeug nicht fahren kann. Zum Beispiel geht die Mitteilungseinheit 16 zu Schritt S306 über, wenn die Antwort des Servers 20 ein Signal ist, das anzeigt, dass es kein Problem mit der Fahrt gibt, und geht zu Schritt S307 über, wenn die Antwort des Servers 20 ein Signal ist, um Aufmerksamkeit zu erregen.
In Schritt S306 gibt die Mitteilungseinheit 16 eine Mitteilung aus, die anzeigt, dass es kein Problem gibt, und beendet die in 8 dargestellte Verarbeitung. In Schritt S307 meldet die Mitteilungseinheit 16, dass die Möglichkeit besteht, dass ein Problem beim Fahren auftritt, und beendet die in 8 dargestellte Verarbeitung. In Schritt S307 kann in einem Fall, in dem die Fahrzeugsteuerungseinheit 15 das Fahrzeug 9 steuert, ein Fahrzustand des Fahrzeugs durch Übergang zu einem Degenerationsfahrmodus oder dergleichen geändert werden.
9 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Servers 20 veranschaulicht. Nach dem Empfang der Mitteilung vom Fahrzeuggerät 10 startet der Server 20 die in 9 dargestellte Verarbeitung. Zunächst empfängt die Server-Kommunikationseinheit 24 des Servers 20 in Schritt S401 die erste Information und die zweite Information vom Fahrzeuggerät 10. In diesem Schritt können jedoch auch eine Kennung zur Identifizierung des Fahrzeugs, an dem das Fahrzeuggerät 10 angebracht ist, und ein Name der zu diagnostizierenden Komponente gemeinsam empfangen werden. Im anschließenden Schritt S402 berechnet die Ermüdungsauswertungseinheit 23 unter Bezugnahme auf die Spannungsinformation 34 Spannungen, die den in Schritt S401 empfangenen ersten Informationen und zweiten Informationen entsprechen. In einem Fall, in dem es eine Vielzahl von Kombinationen der ersten Information und der zweiten Information gibt, die in Schritt S401 empfangen wurden, werden die Spannungen für alle Kombinationen in Schritt S402 berechnet.
Im anschließenden Schritt S403 berechnet die Ermüdungsauswertungseinheit 23 die Erhöhung des Ermüdungsgrades aufgrund der in Schritt S402 berechneten Spannung unter Bezugnahme auf die Ermüdungsgrenzeninformation 35. Es wird beispielsweise angenommen, dass es nur eine Kombination aus der ersten Information und der zweiten Information gibt, die in Schritt S401 empfangen wurde, und die der Kombination entsprechende Spannung wird unter Bezugnahme auf die Spannungsinformation 34 als „σ1“ angegeben. In diesem Fall, wenn die der Spannung „σ1“ in der Ermüdungsgrenzeninformation 35 entsprechende Anzahl von Malen „1000“ und die Anzahl von Malen der in Schritt S401 empfangenen Kombination „10“ beträgt, ist die Erhöhung des Ermüdungsgrades ein Wert, der sich aus der Division von „10“ durch „1000“ ergibt, d.h. „0,01“.
Im anschließenden Schritt S404 liest die Ermüdungsauswertungseinheit 23 den Ermüdungsgrad des Fahrzeugs, das die erste Information und ähnliches übermittelt hat, aus der Fahrzeugdatenbank 33 aus und aktualisiert den Ermüdungsgrad durch Addition des in Schritt S403 berechneten Wertes. Die Angabe des Fahrzeugs in diesem Schritt verwendet beispielsweise die Kennung des Fahrzeugs, die zusammen mit den ersten Informationen und den zweiten Informationen in Schritt S401 empfangen wurde. Die Spezifikation der Komponente in diesem Schritt verwendet den Namen der zu diagnostizierenden Komponente in einem Fall, in dem die zu diagnostizierende Komponente im Voraus bestimmt wird, und den Namen der in Schritt S401 empfangenen Komponente in einem Fall, in dem die zu diagnostizierende Komponente nicht im Voraus bestimmt wird.
In Schritt S404 wird beispielsweise die Kennung des Fahrzeugs als „abc002“ angegeben, und „0,01“, die in Schritt S403 berechnete Erhöhung, wird zu „0,35“ addiert, wie in 7 dargestellt, und der Ermüdungsgrad wird auf „0,36“ aktualisiert. Im nachfolgenden Schritt S405 bestimmt die Ermüdungsauswertungseinheit 23, ob der in Schritt S404 aktualisierte Ermüdungsgrad kleiner als „1“ ist, was ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und fährt mit Schritt S406 fort, wenn festgestellt wird, dass der Ermüdungsgrad kleiner als „1“ ist, und fährt mit Schritt S407 fort, wenn festgestellt wird, dass der Ermüdungsgrad gleich oder größer als „1“ ist. In Schritt S406 meldet die Ermüdungsauswertungseinheit 23, dass es kein Problem mit dem Fahrzeug gibt, und beendet die in 9 dargestellte Verarbeitung. In Schritt S407 meldet die Ermüdungsauswertungseinheit 23 dem Fahrzeug die Aufmerksamkeit des Anrufers und beendet die in 9 dargestellte Verarbeitung.
Mit der vorgenannten ersten Ausführungsform werden die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzielt.
(1) Das Fahrzeuggerät 10 ist an dem Fahrzeug 9 angebracht und kommuniziert mit dem Server 20. Das Fahrzeuggerät 10 umfasst die erste Informationserzeugungseinheit 11, die die erste Information, die die Information über den Zustand des Motors 904 ist, der die am Fahrzeug 9 angebrachte Komponente ist, unter Verwendung des Ausgangs des Beschleunigungsmessers 950, der der am Fahrzeug 9 angebrachte Sensor ist, erzeugt, und die Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14, die die erste Information und die zweite Information, die die Information über den Zustand der Antriebswelle 906 ist, an den Server 20 überträgt, an den Server 20 die erste Information und die zweite Information, die die Information über den Zustand der Antriebswelle 906 ist, die die Komponente ist, die sich vom Motor 904 unterscheidet, und empfängt vom Server 20 das Zustandssignal, das den anormalen Zustand der ersten Komponente anzeigt, der vom Server 20 auf der Grundlage der ersten Information und der zweiten Information berechnet wird. Auf diese Weise kann die Abnormalität der ersten Komponente genau erkannt werden.
(2) Das Fahrzeuggerät 10 enthält die Fahrzeugsteuerungseinheit 15, die den Fahrzustand des Fahrzeugs 9 auf der Grundlage des von der Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14 empfangenen Zustandssignals ändert. Es ist möglich, Sicherheitsmaßnahmen zu ergreifen, wie z. B. die Verringerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 9, wenn die Anomalie in der Komponente erkannt wird.
(3) Das Fahrzeuggerät 10 enthält die Mitteilungseinheit 16, die einen Insassen des Fahrzeugs 9 über das von der Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14 empfangene Zustandssignal informiert. So kann die optimale Steuerung des Fahrzeugs 9 dem Insassen überlassen werden.
(4) Die erste Komponente ist der Motor 904. Die erste Information ist der Ausgang des Beschleunigungsmessers 950, der an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Motor 904 und dem Fahrzeug 9 vorgesehen ist. Die zweite Information ist die Drehzahl der Antriebswelle 906, die mechanisch direkt oder indirekt mit dem Motor 904 verbunden ist.
(5) Die erste Komponente ist der Motor 904, und die erste Information ist der Spannungswert, der an der Spule des Motors 904 anliegt. Der Server 20 berechnet den anormalen Zustand der ersten Komponente, indem er zusätzlich zu der ersten Information und der zweiten Information den atmosphärischen Druck verwendet.
(6) Das Rechenoperationssystem S umfasst den Server 20 und das am Fahrzeug 9 angebrachte Fahrzeuggerät 10, die miteinander kommunizieren können. Das Fahrzeuggerät 10 umfasst die erste Informationserzeugungseinheit 11, die die erste Information, nämlich die Information über den Zustand des Motors 904, der an dem Fahrzeug 9 angebrachten Komponente, erzeugt, und die Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14, die die erste Information und die zweite Information, nämlich die Information über den Zustand der Antriebswelle 906, an den Server 20 überträgt. Der Server 20 umfasst die Ermüdungsauswertungseinheit 23, die aus der ersten Information und der zweiten Information das Zustandssignal berechnet, das den anormalen Zustand der ersten Komponente anzeigt, und die Server-Kommunikationseinheit 24, die das Zustandssignal an das Fahrzeuggerät 10 überträgt. Die Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14 des Fahrzeuggerätes 10 empfängt das Zustandssignal.
(7) Der Server 20 enthält die Serverspeichereinheit 30, die die Fahrzeugdatenbank 33 speichert, in der die kumulierten Werte der Ermüdungsgrade der ersten Komponente gespeichert sind. Die Serverspeichereinheit 30 speichert ferner die Ermüdungsgrenzeninformation 35, mit der die Erhöhung des Ermüdungsgrades der ersten Komponente unter Verwendung der ersten Information und der zweiten Information berechnet werden kann. Die Ermüdungsauswertungseinheit 23 des Servers 20 berechnet die Erhöhung des Ermüdungsgrades unter Verwendung der vom Fahrzeuggerät 10 empfangenen ersten Information und der zweiten Information sowie der in der Serverspeichereinheit 30 gespeicherten Ermüdungsgrenzeninformation 35 und stellt fest, dass sich die erste Komponente in einem anormalen Zustand befindet, wenn eine Summe der kumulierten Werte der in der Serverspeichereinheit 30 gespeicherten Ermüdungsgrade und der Erhöhung des Ermüdungsgrades den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
(Modifikationsbeispiel 1) Der Server 20 enthält die Spannungsberechnungseinheit 21 und die Anzahlberechnungseinheit 22, und die Serverspeichereinheit 30 enthält die Komponenteninformation 31 und den Wert einer physikalischen Eigenschaft 32. Eine Recheneinheit oder ein anderer Bediener als das Fahrzeuggerät 10 oder der Server 20 kann jedoch die Spannungsinformation 34 und die Ermüdungsgrenzeninformation 35 erzeugen und die Spannungsinformation und die Ermüdungsgrenzeninformation in der Serverspeichereinheit 30 speichern. In diesem Fall darf der Server 20 die Spannungsberechnungseinheit 21 und die Anzahlberechnungseinheit 22 nicht enthalten, und die Komponenteninformation 31 und der Wert einer physikalischen Eigenschafts 32 dürfen nicht in der Serverspeichereinheit 30 gespeichert werden.
(Modifikationsbeispiel 2) In Schritt S306 von 8 kann die Mitteilungseinheit 16 keine spezielle Ausgabe vornehmen. Das heißt, dass die Mitteilungseinheit 16 in einem Fall, in dem die Abnormalität nicht erkannt wird, keine Operation durchführt. In einem Fall, in dem die Fahrzeugsteuerungseinheit 15 arbeitet, kann die Mitteilungseinheit 16 die Verarbeitung in Schritt S307 in nicht durchführen. Das heißt, dass in Schritt S307 mindestens eine der Mitteilungseinheit 16 und der Fahrzeugsteuerungseinheit 15 arbeiten kann.
(Modifikationsbeispiel 3) Das Rechenwerk kann auf einen Isolationsbruch abzielen, der eine elektrische Ermüdung darstellt. Im vorliegenden Modifikationsbeispiel umfasst der Server 20 ferner eine Isolationsberechnungseinheit 25, und Isolierungsinformation 36 wird ferner in der Serverspeichereinheit 30 gespeichert. Obwohl im vorliegenden Änderungsbeispiel beschrieben wurde, dass der Isolationsbruch anstelle des Ermüdungsbruchs erkannt wird, kann das Berechnungssystem den Isolationsbruch zusätzlich zum Ermüdungsbruch erkennen.
Der Isolationsbruch in der Spule des Motors 930 wird beeinflusst durch eine Impedanz des Motors 930, eine Temperatur der Spule des Motors 930, eine Gleichspannung der Batterie 910, eine Trägerfrequenz des Wechselrichters 920, eine Impedanz des Wechselspannungskabels 925, eine Spannungsänderungsbreite der Batterie 910, einen atmosphärischen Druck und Feuchtigkeit. Der Isolationsbruch in der Spule des Motors 930 entsteht durch eine Abnahme der Dicke der Lackschicht eines Lackdrahtes.
Die Spulentemperatur des Motors 930 und die Impedanz des Motors 930 werden auch als „erste Information über Isolationsbruch“ bezeichnet, und der Erfassungswert des Gleichspannungssensors der Batterie 910 oder der Erfassungswert des Gleichspannungssensors des Wechselrichters 920, die Trägerfrequenz des Wechselrichters 920 und die Impedanz des Wechselspannungskabels 925 werden auch als „zweite Information über Isolationsbruch“ bezeichnet. Informationen über den Luftdruck und die Luftfeuchtigkeit können durch Hinzufügen eines Sensors zum Fahrzeug 9 oder durch Übermittlung eines von einer nahegelegenen Basisstation, in der das Trägerfahrzeug unterwegs ist, beobachteten Wertes an den Server 20 genutzt werden.
Die Gleichspannung der Batterie 910 ändert sich in Abhängigkeit von einem Ladezustand (SOC) der Batterie 910 und einem Innenwiderstand der Batterie 910. Daher entspricht die Amplitude einer Spannungsimpulswellenform einer Spannung V_UN zwischen einem Anschluss U des Wechselrichters 920 und einem Referenzpotential N der Batterie 910, wie in 2 dargestellt, der Spannung der Batterie 910 und VPN , wie im oberen Teil von 10 dargestellt. Wenn der SOC niedrig ist, ist die Amplitude des Spannungsimpulses niedrig, und wenn der SOC hoch ist, ist die Amplitude des Spannungsimpulses hoch. Obwohl also eine Grundwellenkomponente der vom Wechselrichter angelegten Spannung gleich ist, unterscheidet sich die Impulswellenform der vom Wechselrichter angelegten Spannung in Abhängigkeit vom SOC der Batterie 910.
Die Klemmen U, V und W auf der AC-Seite des Wechselrichters 920 sind über das Wechselspannungskabel 925 mit den Klemmen U', V' und W' auf der Seite des Motors 930 verbunden. Da der Wert der Impedanz des Wechselspannungskabels 925 und der Wert der Impedanz des Motors 930 zu diesem Zeitpunkt sehr unterschiedlich sind, wird der Spannungsimpuls an den Klemmen U', V' und W' des Motors 930 reflektiert. Das heißt, an den Klemmen U', V' und W' des Motors 930 tritt zum Zeitpunkt des Ein- und Ausschaltens ein Spannungssprung auf, und dieses Phänomen wird als Überspannung des Wechselrichters bezeichnet.
10 zeigt eine Spannungsimpulskurve der Spannung V_UN zwischen der Klemme U des Wechselrichters 920 und dem Bezugspotential N der Batterie 910 und eine Spannungsimpulskurve der Spannung V_U'N zwischen der Klemme U' des Motors 930 und dem Bezugspotential N der Batterie 910. An den Klemmen U', V' und W' des Motors 930 wird zum Zeitpunkt des Ein- und Ausschaltens durch die Reflexion des Spannungsimpulses sofort eine Spannung von k mal der Spannungsamplitude der Batterie 910 angelegt. Zu diesem Zeitpunkt ergibt sich ein Wert von k ≥ 1.
Der altersbedingte Isolationsbruch des Motors 930 schreitet unter dem Einfluss der Verschlechterung aufgrund der Temperatur der Lackbeschichtung des Lackdrahtes, der das Material der Spule des Motors 930 ist, einer Änderung der Teilentladungsstartspannung aufgrund des atmosphärischen Drucks fort, einem Koeffizienten k einer Stoßspannung aufgrund einer Fehlanpassung zwischen der Impedanz des Motors 930 und der Impedanz des Wechselspannungskabels, der Anzahl der Anlegevorgänge der Stoßspannung, die durch die Trägerfrequenz des Wechselrichters 920 bestimmt wird, und der Gleichspannung der Batterie 910. Die Lackschicht des Lackdrahtes wird durch die Überspannung des Wechselrichters 920 abgetragen, die Dicke verringert sich, und es kommt zum Isolationsbruch.
Die Isolationsberechnungseinheit 25 des Servers 20 erfasst als erste Information die Impedanz des Motors 930 und die Temperatur der Spule des Motors 930. Die Isolationsberechnungseinheit 25 erfasst die Gleichspannung der Batterie 910, die Trägerfrequenz des Wechselrichters 920, die Impedanz des Wechselspannungskabels 925 als zweite Information und den Luftdruck und die Luftfeuchtigkeit als externe Information. Die Isolationsberechnungseinheit 25 berechnet mittels Simulation, wie oft die Spulenisolation unter den jeweiligen Bedingungen auftritt.
Die Isolationsberechnungseinheit 25 zeichnet als Merkmal des Zustandes einen Kehrwert der Anzahl der Male in der Isolationsinformation 36 auf. Wenn beispielsweise die Kombination aus der Impedanz des Motors 930, der Temperatur der Spule des Motors 930, der Gleichspannung der Batterie 910, der Trägerfrequenz des Wechselrichters 920, der Impedanz des Wechselspannungskabels 925 und dem atmosphärischen Druck und der Luftfeuchtigkeit als externe Information 100 Mal auftritt, ist in einem Fall, in dem die Spule des Motors 904 den Isolationsbruch verursacht, ein Merkmal der Kombination 1/100, also „0,01“.
Die Dicke der Lackschicht des Lackdrahtes, der die Spule des Motors 930 bildet, kann als Merkmal verwendet werden, und ein Fehler kann in einem Fall festgestellt werden, in dem die Dicke der Lackschicht des Lackdrahtes, der die Spule des Motors 930 bildet, gleich oder kleiner als ein bestimmter Schwellenwert ist.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Isolierungsinformation 36 zeigt. In der Isolierungsinformation 36 ist das von der Isolationsberechnungseinheit 25 berechnete Merkmal für jede Kombination aus der Spannungsänderungsbreite der Batterie 901, der Impedanz des Stromkabels 902 und dem atmosphärischen Druck gespeichert.
Im vorliegenden Änderungsbeispiel speichert die Fahrzeugdatenbank 33 anstelle des Ermüdungsgrades die bisher aufgelaufenen Merkmale.
Die erste Informationserzeugungseinheit 11 überträgt als erste Information des Motors 930 die Impedanz des Motors 930 und die erfasste Temperatur des an der Spule des Motors 930 angebrachten Temperatursensors an den Server 20. Die zweite Informationserzeugungseinheit 12 misst die Impedanz des Wechselspannungskabels 925 mit Hilfe des in der Batterie 910 eingebauten Voltmeters, der Spannung der im Wechselrichter 920 eingebauten Batterie 901 und der Trägerfrequenz des Wechselrichters 903 oder liest die bekannte Impedanz des Wechselspannungskabels 925 aus einem ROM (nicht abgebildet) o.ä. aus und überträgt als zweite Information über den Isolationsbruch die Impedanz an den Server 20.
Die Ermüdungsauswertungseinheit 23 des Servers 20, die die erste Information und die zweite Information erhalten hat, erfasst das Merkmal unter Bezugnahme auf die Isolierungsinformation 36 und fügt das erfasste Merkmal zu dem in der Fahrzeugdatenbank 33 gespeicherten Merkmal hinzu. Der Server 20 meldet dem Fahrzeuggerät 10 die Rufbereitschaft, wenn dieser Wert gleich oder größer als 1 ist, und meldet, dass kein Problem vorliegt, wenn dieser Wert kleiner als 1 ist.
Gemäß Modifikationsbeispiel 3 kann die elektrische Ermüdung festgestellt werden.
(Modifikationsbeispiel 4) Die Ermüdungsauswertungseinheit 23 des Servers 20 kann einen vorgegebenen Schwellenwert bei der Auswertung des Ermüdungsgrades ändern. Konkret kann die Ermüdungsauswertungseinheit 23 den in Schritt S405 zu vergleichenden Schwellenwert von „1“ auf einen anderen Wert wie „1,2“ oder „0,8“ unter Verwendung der zweiten Information ändern. Wenn beispielsweise bestätigt wird, dass die Verschlechterung eines zu diagnostizierenden Ziels schnell erfolgt, wenn das zu diagnostizierende Ziel in einer Zone mit großer Höhe, d. h. einer Zone mit niedrigem atmosphärischem Druck über einen längeren Zeitraum, verwendet wird, wird der Schwellenwert auf der Grundlage der in den zweiten Informationen enthaltenen Informationen über den atmosphärischen Druck von „1“ auf einen Wert kleiner als 1 geändert. Der spezifische Wert wird durch Bezugnahme auf eine Datenbank (nicht abgebildet) festgelegt, die im Voraus erstellt und auf dem Server 20 gespeichert wurde. Diese Datenbank (nicht abgebildet) kann durch das Sammeln einer großen Anzahl von Vergleichsfällen zwischen einem tatsächlichen Grad der Verschlechterung der Komponente bei einer regelmäßigen Inspektion des Fahrzeugs und einem Grad der Verschlechterung, der anhand der ersten Information und der zweiten Information über das Fahrzeug geschätzt wurde, erstellt werden.
12 ist ein konzeptionelles Diagramm der Verarbeitung der Änderung des Schwellenwerts durch die Ermüdungsauswertungseinheit 23. In 12 bezeichnet das Bezugszeichen L1 einen anfänglichen Schwellenwert, d. h. „1“, das Bezugszeichen L2 einen erhöhten Schwellenwert, d. h. „1,2“, und das Bezugszeichen L3 einen verringerten Schwellenwert, d. h. „0,8“.
Gemäß dem Modifikationsbeispiel 4 werden die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzielt.
(8) Die Ermüdungsauswertungseinheit 23 des Servers 20 ändert den vorgegebenen Schwellenwert auf der Grundlage der zweiten Information. Dadurch kann die Anomalie der ersten Komponente genauer erkannt werden.
-Zweite Ausführungsform - Eine zweite Ausführungsform des arithmetischen Operationssystems wird unter Bezugnahme auf 13 beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Komponenten wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und Unterschiede werden hauptsächlich beschrieben. Nicht näher beschriebene Punkte sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform vor allem dadurch, dass die Verarbeitung innerhalb des Fahrzeuggerätes erfolgt.
13 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeuggeräts 10A gemäß der zweiten Ausführungsform. Das Fahrzeuggerät 10A enthält zusätzlich zu der Konfiguration der ersten Ausführungsform eine Ermüdungsauswertungseinheit 23 und eine Fahrzeugspeichereinheit 130. Die Fahrzeugspeichereinheit 130 speichert Spannungsinformationen 34 und Ermüdungsgrenzeninformationen 35. Die Fahrzeugspeichereinheit 130 speichert aber auch Informationen über den Ermüdungsgrad der Komponente des Fahrzeugs 9. Die Ermüdungsauswertungseinheit 23 hat die gleiche Funktion wie die im Server 20 enthaltene Ermüdungsauswertungseinheit 23 in der ersten Ausführungsform. Die Fahrzeugspeichereinheit 130 ist ein nichtflüchtiger Speicher, beispielsweise ein Flash-Speicher. Die Spannungsinformation 34 und die Ermüdungsgrenzeninformation 35 ähneln den in der Serverspeichereinheit 30 in der ersten Ausführungsform gespeicherten Informationen mit demselben Namen. In der vorliegenden Ausführungsform kann das Fahrzeuggerät 10A die Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit 14 nicht enthalten.
In der vorliegenden Ausführungsform führt das Fahrzeuggerät 10A in der ersten Ausführungsform die beiden Verarbeitungen aus 8 und 9 durch. Das heißt, zunächst werden die Sensorinformationen erfasst (S301), und die erste Informationserzeugungseinheit 11 und die zweite Informationserzeugungseinheit 12 erzeugen die erste Information bzw. die zweite Information (S302). Anschließend berechnet die Ermüdungsauswertungseinheit 23 die Belastung und aktualisiert den in der Fahrzeugspeichereinheit 130 gespeicherten Ermüdungsgrad (S402 bis S404). Entsprechend der Höhe des Ermüdungsgrads nach der Aktualisierung wird eine Verarbeitung durchgeführt (S405, S306 und S307).
Mit der vorgenannten zweiten Ausführungsform werden die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzielt.
(9) Das Fahrzeuggerät 10A ist an dem Fahrzeug 9 angebracht. Das Fahrzeuggerät 10A umfasst die erste Informationserzeugungseinheit 11, die die erste Information erzeugt, die die Information über den Zustand der ersten am Fahrzeug angebrachten Komponente ist, indem sie die Ausgabe des am Fahrzeug 9 angebrachten Sensors verwendet, und die Fahrzeugspeichereinheit 130, die die akkumulierten Werte der Ermüdungsgrade der ersten Komponente speichert. Die Fahrzeugspeichereinheit 130 speichert ferner die Ermüdungsgrenzeninformation 35, mit der die Erhöhung des Ermüdungsgrades der ersten Komponente unter Verwendung der ersten Information und der zweiten Information, die die Information über den Zustand der zweiten Komponente ist, die die von der ersten Komponente verschiedene Komponente ist, berechnet werden kann. Das Fahrzeuggerät 10A umfasst ferner die Ermüdungsauswertungseinheit 23, die den Anstieg des Ermüdungsgrads unter Verwendung der ersten Information, der zweiten Information und der Ermüdungsgrenzeninformation 35 berechnet und feststellt, dass sich die erste Komponente in dem anormalen Zustand befindet, wenn die Summe der akkumulierten Werte der in der Fahrzeugspeichereinheit 130 gespeicherten Ermüdungsgrads und der Anstieg des Ermüdungsgrads einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Auf diese Weise kann das Fahrzeuggerät 10A die gleichen vorteilhaften Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielen, ohne mit dem Server 20 zu kommunizieren.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen und Änderungsbeispielen ist die Konfiguration des Funktionsblocks lediglich ein Beispiel. Einige Funktionskonfigurationen, die als separate Funktionsblöcke dargestellt sind, können integral aufgebaut sein, oder eine in einem Funktionsblockdiagramm dargestellte Konfiguration kann in zwei oder mehr Funktionen aufgeteilt sein. Einige der Funktionen jedes Funktionsblocks können in einem anderen Funktionsblock enthalten sein.
Die vorgenannten Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden. Obwohl verschiedene Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Inhalte beschränkt. Andere Aspekte, die im Rahmen der technischen Idee der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, sind ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthalten.
Bezugszeichenliste

9: Fahrzeug
10, 10A: Fahrzeuggerät
11: erste Informationserzeugungseinheit
12: zweite Informationserzeugungseinheit
15: Fahrzeugsteuerungseinheit
16: Mitteilungseinheit
20: Server
21: Spannungsberechnungseinheit
22: Anzahlberechnungseinheit
23: Ermüdungsauswertungseinheit
30: Serverspeichereinheit
31: Komponenteninformationen
32: Wert einer physikalischen Eigenschaft
33: Fahrzeugdatenbank
34: Spannungsinformationen
35: Ermüdungsgrenzeninformation
36: Isolationsinformationen
41: erste Informationen
42: zweite Information
910: Batterie
911: Gleichspannungskabel
920: Wechselrichter
921: Glättungskondensator
922: Leistungsmodul
923: IGBT
924: Diode
925: Wechselspannungskabel
930: Motor
931: Motordrehwinkeldetektor
940: Getriebe
950: Beschleunigungsmesser
906: Antriebswelle
907A, 907B, 907C, 907D: Bremsvorrichtung
908A, 908B, 908C, 908D: Rad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016109019 A [0003]

Claims

Fahrzeuggerät, das in einem Fahrzeug angebracht ist, um mit einem Server zu kommunizieren, wobei das Fahrzeuggerät umfasst: eine erste Informationserzeugungseinheit, die unter Verwendung eines Ausgangs eines am Fahrzeug angebrachten Sensors eine erste Information über den Zustand einer ersten am Fahrzeug angebrachten Komponente erzeugt; und eine Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit, die an den Server die erste Information und zweite Information, die eine Information über einen Zustand einer zweiten Komponente ist, die eine von der ersten Komponente verschiedene Komponente ist, sendet, und die vom Server ein Zustandssignal empfängt, das einen anormalen Zustand der ersten Komponente anzeigt, der vom Server auf der Grundlage der ersten Information und der zweiten Information berechnet wird.
Fahrzeuggerät nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Fahrzeugsteuerungseinheit, die einen Fahrzustand des Fahrzeugs auf der Grundlage des von der Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit empfangenen Zustandssignals ändert.
Fahrzeuggerät nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Mitteilungseinheit, die einen Fahrzeuginsassen über das von der Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit empfangene Zustandssignal informiert.
Fahrzeuggerät nach Anspruch 1, wobei die erste Komponente ein Motor ist, die erste Information ein Ausgang eines Beschleunigungsmessers ist, der an einem Verbindungsteil zwischen dem Motor und dem Fahrzeug vorgesehen ist, und die zweite Information umfasst eine Drehzahl einer mechanisch direkt oder indirekt mit dem Motor verbundenen Antriebswelle.
Fahrzeuggerät nach Anspruch 1, wobei die erste Komponente ein Motor ist, die erste Information ein Spannungswert ist, der an eine Spule des Motors angelegt wird, und der Server den anormalen Zustand der ersten Komponente berechnet, indem er zusätzlich zu der ersten Information und der zweiten Information einen atmosphärischen Druck verwendet.
Kommunikationssystem, das einen Server und ein an einem Fahrzeug angebrachtes Fahrzeuggerät umfasst, die in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren, wobei das Fahrzeuggerät Folgendes umfasst eine erste Informationserzeugungseinheit, die unter Verwendung eines Ausgangs eines am Fahrzeug angebrachten Sensors eine erste Information erzeugt, die eine Information über den Zustand einer ersten am Fahrzeug angebrachten Komponente ist, und eine Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit, die dem Server die erste Information und eine zweite Information übermittelt, bei der es sich um eine Information über einen Zustand einer zweiten Komponente handelt, die sich von der ersten Komponente unterscheidet, wobei der Server umfasst eine Ermüdungsauswertungseinheit, die auf der Grundlage der ersten Information und der zweiten Information ein Zustandssignal berechnet, das einen anormalen Zustand der ersten Komponente anzeigt, und eine Server-Kommunikationseinheit, die das Zustandssignal an das Fahrzeuggerät sendet, und die Fahrzeug-Aus-Kommunikationseinheit des Fahrzeuggerätes erhält das Zustandssignal.
Kommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei der Server ferner eine Serverspeichereinheit enthält, die eine Fahrzeugdatenbank speichert, in der die akkumulierten Werte der Ermüdungsgrade der ersten Komponente gespeichert sind, die Serverspeichereinheit ferner Ermüdungsgrenzeninformationen -, mit denen eine Erhöhung des Ermüdungsgrades der ersten Komponente unter Verwendung der ersten Information und der zweiten Information berechnet werden kann, und die Ermüdungsauswertungseinheit des Servers die Erhöhung des Ermüdungsgrades unter Verwendung der ersten Information und der zweiten Information, die von dem Fahrzeuggerät empfangen wurden, und der in der Serverspeichereinheit gespeicherten Ermüdungsgrenzeninformation berechnet und feststellt, dass sich die erste Komponente in einem anormalen Zustand befindet, wenn eine Summe der akkumulierten Werte der in der Serverspeichereinheit gespeicherten Ermüdungsgrade und der Erhöhung des Ermüdungsgrades einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Kommunikationssystem nach Anspruch 7, wobei die Ermüdungsauswertungseinheit des Servers den vorgegebenen Schwellenwert auf der Grundlage der zweiten Information ändert.
An ein Fahrzeug angebrachtes Fahrzeuggerät, mit: einer erste Informationserzeugungseinheit, die unter Verwendung eines Ausgangs eines am Fahrzeug angebrachten Sensors eine erste Information über den Zustand einer ersten am Fahrzeug angebrachten Komponente erzeugt; und einer Fahrzeugspeichereinheit, die die kumulierten Werte der Ermüdungsgrade der ersten Komponente speichert, wobei die Fahrzeugspeichereinheit ferner eine Ermüdungsgrenzeninformation speichert, mit der eine Erhöhung des Ermüdungsgrades der ersten Komponente unter Verwendung der ersten Information und einer zweiten Information, die eine Information über einen Zustand einer zweiten Komponente ist, die eine von der ersten Komponente verschiedene Komponente ist, berechnet werden kann, und das Fahrzeuggerät ferner eine Ermüdungsauswertungseinheit enthält, die den Anstieg des Ermüdungsgrads unter Verwendung der ersten Information, der zweiten Information und der Ermüdungsgrenzeninformation berechnet und feststellt, dass sich die erste Komponente in einem anormalen Zustand befindet, wenn eine Summe der akkumulierten Werte der in der Fahrzeugspeichereinheit gespeicherten Ermüdungsgrads und des Anstiegs des Ermüdungsgrads einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.