EP2056179A2 - Verfahren zur Schädigungsvorhersage von Bauteilen eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

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EP2056179A2
EP2056179A2 EP08166916A EP08166916A EP2056179A2 EP 2056179 A2 EP2056179 A2 EP 2056179A2 EP 08166916 A EP08166916 A EP 08166916A EP 08166916 A EP08166916 A EP 08166916A EP 2056179 A2 EP2056179 A2 EP 2056179A2
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components
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    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0808—Diagnosing performance data

Definitions

  • the invention relates to a method for damage prediction of components of a motor vehicle.
  • a vehicle is known management system, which provides that components are monitored by a sensor system and transmitted in the event of a problem to a central computer.
  • the central computer identifies the problem area and determines the damage of the parts of the system and makes a prediction about the further damage characteristic and lifetime.
  • the user of the vehicle is informed of the result of this evaluation.
  • various information is passed on to the dealer and stored in a database. In this way, recommendations for inspections and service appointments are given to the user prior to the occurrence of serious damage.
  • the disadvantage is that the information is transmitted to a central computer, which causes the further evaluation. As a result, a real-time evaluation of the measured data can not be guaranteed, so that in extreme cases damage may already have occurred before the evaluation takes place by the central computer.
  • Another disadvantage is that no damage database is used and that no calibration with static damage frequency is made.
  • the object of the invention is to avoid these disadvantages and to enable an early and reliable detection of damage and / or a prediction of the remaining service life in the simplest possible way.
  • the damage components of all damage paths and / or damage periods of the component are summed up and with a maximum value stored in a database, wherein it is particularly advantageous if damage to the component is detected when the maximum value is reached.
  • a prognosis can also be made about the remaining service life of a component or an overall system.
  • the remaining service life may be a period of time in the strict sense or a residual distance to the expected failure. It is essential that this residual life expectancy is always to be seen in relation to a defined burden.
  • component x has a remaining life of 7.2 laps.
  • a reliable prediction of the damage during the further damage can be created if the remaining life of the component is estimated from the difference to the maximum value.
  • the remaining service life is determined on the basis of at least one lifetime model stored in a database.
  • the system's claims database is constantly updated so that the latest statistical information can be used in evaluating the damage and predicting the remaining life.
  • the system is thus self-learning.
  • the loading of the component is at least partially obtained on the basis of simulation data. This makes it possible, for example, to make statements about a component which already has a specific load history, it being assumed that this component will still be used in a future race from which assumptions about the expected course are available. At the same time, however, it is also possible to examine a new component exclusively with the aid of simulations in order to predict the expected damage or residual service life.
  • a parameter relevant to the load of the component is calculated on the basis of a predetermined required remaining service life or residual travel distance. If, for example, During a race that lasts more than 30 laps, a simulation shows that under the given conditions the expected remaining life of a component is only 25 laps, appropriate measures can be taken to reduce the risk of failure. For example, the maximum engine speed can be reduced accordingly to increase the remaining life to the required value. In addition to the maximum engine speed can be understood as relevant parameters in the above sense and complex settings, i. For example, an alternative engine map can be activated which is less stressful for the critical component.
  • Relevant components of the vehicle are monitored continuously or discontinuously via an on-board diagnostic sensor device 9.
  • the data of this diagnostic sensor device 9 are supplied to the measuring system 2 and the evaluation software 3. Simultaneously with the state of the components, the actual duration of use, or the wegrange of the component is detected.
  • the data archive 4 are for each component to be observed reference paths, or reference periods that are stored to the occurrence of damage. If a damage is detected for the component, then the evaluation software 3 compares the damage path, or the damage period until the occurrence of this damage for the respective component with a reference path, or the reference time period for this damage in the data archive 4.
  • an acceleration factor is determined, which indicates whether the damage occurred before or after the statistically collected reference path, or reference period.
  • an update of the data archive 4 can be performed. Furthermore, it is possible to carry out an update for failed or faulty data and to send the status of the measurement evaluation to a central computer. However, the data volumes to be transmitted are low due to the evaluations carried out on board the vehicle. It is essential that the method for damage prediction can continue unhindered even if the radio signal 10 fails.
  • the damage components of all damage path or the damage periods of the component are summed and compared with a stored in the database 4 maximum value. Upon reaching this maximum value, damage to the component is detected. On the other hand, from the difference to the maximum value, the remaining life of the component can be estimated. More accurate results can be achieved if the remaining lifetime is determined on the basis of the lifetime model 6 stored in a database 8. It is particularly advantageous if the life models 6 are associated with damage models 7.
  • the engine torque M M and the engine speed n M are used as sensor signals for monitoring the plug-in pump.
  • the pump speed n is determined from the engine speed n M and the Hertz pressure p 0 from the respective injection pressures in the associated engine operating point.
  • the injection pressures can be stored in the basic map in the system.
  • Fig. 2 From the respective residence time and the damage in the various engine operating points results in the current damage to the plug-in pump, which exemplifies in Fig. 2 is shown.
  • the damage S of the plug-in pump per hour is plotted against the engine load L and the engine speed n M ( Fig. 2 ).
  • Fig. 3 the residence time V of the operating points in the engine map over the engine torque M M and the engine speed n M is specified.
  • Fig. 4 shows the normalized damage S n of the plug-in pump per hour and the normalized dwell time V n in the engine map in a diagram. From this, the concrete damage to the plug-in pump is calculated.
  • Fig. 5 the calculated damage S r for the specific case for a distance after the vehicle is parked above the engine torque M M and the engine speed n M is shown.
  • the damage distance is then set in relation to a reference distance.
  • the average load spectrum for the standard user is referred to here as reference collective. This is entered at the beginning of the measurements or during the measurements in the system.
  • the ratio of the distance profile to the reference profile gives the acceleration factor.
  • the method according to the invention allows a real-time identification of stress or damage to the entire vehicle during the test operation. It is possible to make life predictions related to the expected average load spectra. The results of the damage analysis can be incorporated into the damage models, allowing a self-calibration of the system.
  • the process significantly reduces test times, optimizes test runs / cycles for specific components, as well as the overall system, and monitors and records system behavior over time.
  • the damage models tuned to the particular system may be fed to the vehicle control unit for a more accurate prediction of service intervals.
  • An important advantage of the method is that the development time for vehicles can be significantly reduced. Another advantage of the method according to the invention is to minimize the probability of failure of components by appropriate measures.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schädigungsvorhersage von Bauteilen eines Kraftfahrzeuges mit folgenden Schritten: - Bereitstellen (7) eines Schädigungsmodells für zumindest einen Bauteil; - Erfassen (2,9) der Belastung des Bauteiles; - Ermitteln (3) der Beanspruchung und der Schädigung des Bauteils entlang einer Schädigungswegstrecke und/oder über eine Schädigungszeitdauer; - Ermitteln (3,4) einer Referenzwegstrecke und/oder Referenzzeitdauer aufgrund der festgestellten Beanspruchung und/oder Schädigung des Bauteils; - Vergleichen (3) der Schädigungswegstrecke und/oder der Schädigungszeitdauer mit der Referenzwegstrecke bzw. der Referenzzeitdauer; - Ermitteln (3) eines Beschleunigungsfaktors aus Schädigungswegstrecke und Referenzwegstrecke bzw. aus Schädigungszeitdauer und Referenzzeitdauer.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schädigungsvorhersage von Bauteilen eines Kraftfahrzeuges.
  • Aus der JP 2003-345421 A ist ein Fahrzeug mit Management System bekannt, welches vorsieht, dass Bauteile durch ein Sensorsystem überwacht und im Falle eines Problems an einen Zentralcomputer übermittelt werden. Der Zentralcomputer identifiziert den Problembereich und ermittelt die Schädigung der Teile des Systems und macht eine Vorhersage über die weitere Schädigungscharakteristik und Lebenszeit. Der Benutzer des Fahrzeuges wird vom Ergebnis dieser Auswertung informiert. Weiters werden verschiedene Informationen dem Händler weitergegeben und in einer Datenbank gespeichert. Auf diese Weise werden dem Benutzer noch vor Auftreten eines schwerwiegenden Schadens Empfehlungen für Inspektionen und Servicetermine gegeben. Nachteilig ist, dass die Informationen an einen Zentralcomputer übermittelt werden, welcher die weitere Auswertung veranlasst. Dadurch kann eine Echtzeitauswertung der gemessenen Daten nicht garantiert werden, so dass im Extremfall bereits ein Schaden aufgetreten sein kann, bevor die Auswertung durch den Zentralcomputer erfolgt. Ein weiterer Nachteil ist, dass keine Schadensdatenbank verwendet wird und dass keine Kalibrierung mit statischer Schadenshäufigkeit vorgenommen wird.
  • Aus der DE 102 57 793 A ist eine Vorrichtung zur Abschätzung der Lebensdauer von technischen Bauteilen bekannt. Die Prognose über die zu erwartende Lebensdauer wird anhand eines Schädigungsmodells erstellt, wobei über eine entsprechende Sensorik die Systembelastungen aufgrund lokaler Bauteil-spezifischer Beanspruchungen berücksichtigt werden. Durch zeitliche Integration des Modellverhaltens unter Einwirkung des vollständigen Satzes der zeitabhängigen Systembelastungen werden bei diesem Vorschlag Zeitverläufe lokaler Bauteilbeanspruchungen ermittelt. Diese Bauteilbeanspruchungen können dabei in Form eines zeitlichen Verlaufs lokaler Reaktionskräfte Spannungen oder Dehnungen am ausgewählten Bauteil vorliegen. Die Bewertung der als Folge der erfahrenen Beanspruchungen akkumulierten Bauteilschädigung erfolgt im Umfeld einer Betriebsfestigkeitsanalyse durch Auswertung der Beanspruchungszeitverläufe in einer Schadensakkumulationsrechnung.
  • Etwaige Ungenauigkeiten in den Schadensmodellen oder ungenaue Eingangsdaten können über den Zeitablauf zu nennenswerten Abweichungen der Prognosen von den tatsächlichen Werten der Restlebensdauer führen, so dass solche Ansätze mit relativ hohen Ungenauigkeiten behaftet sind.
  • Weiters ist es im Rennsport erforderlich, Bauteile extrem genau an die zu erwartenden Belastungen anzupassen. So ist es beispielsweise zur Vermeidung von Nachteilen erforderlich, dass ein Motor eine bestimmte Anzahl von Rennen ohne Defekt einsetzbar ist. Die optimale Auslegung der einzelnen Bauteile des Motors ist dann gegeben, wenn die Lebensdauer der einzelnen Komponenten nach der letzten Runde auf Null abgesunken ist. Es hat sich herausgestellt, dass es nicht ausreicht, bei einer Auslegung der einzelnen Komponenten eine bestimmte Betriebsstundenanzahl oder Laufleistung vorzugeben, da die Bauteile in Abhängigkeit von den Betriebszuständen sehr unterschiedlich belastet werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und auf möglichst einfache Weise eine frühzeitige und zuverlässige Erkennung von Schäden und/ oder eine Vorhersage über die Restlebensdauer zu ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch folgende Schritte erreicht:
    • Bereitstellen eines Schädigungsmodells für zumindest einen Bauteil;
    • Erfassen der Belastung des Bauteiles;
    • Ermitteln der Beanspruchung und der Schädigung des Bauteils entlang einer Schädigungswegstrecke und/oder über eine Schädigungszeitdauer;
    • Ermitteln einer Referenzwegstrecke und/oder Referenzzeitdauer aufgrund der festgestellten Beanspruchung und/oder Schädigung des Bauteils;
    • Vergleichen der Schädigungswegstrecke und/oder der Schädigungszeitdauer mit der Referenzwegstrecke bzw. der Referenzzeitdauer;
    • Ermitteln eines Beschleunigungsfaktors aus Schädigungswegstrecke und Referenzwegstrecke bzw. aus Schädigungszeitdauer und Referenzzeitdauer.
  • Ähnlich wie beim oben zitierten Stand der Technik wird ein Schädigungsmodell verwendet, um aus der Belastung des Bauteils auf eine Restlebensdauer bzw. Restwegstrecke zu schließen. Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt aber aufgrund der während des Betriebs gewonnen Erfahrungen eine stetige Anpassung und Optimierung des Modells.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schädigungsanteile aller Schädigungswegstrecken und/oder Schädigungszeitdauern des Bauteiles aufsummiert und mit einem in einer Datenbank abgelegten Maximalwert verglichen werden, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn bei Erreichen des Maximalwertes eine Schädigung des Bauteiles festgestellt wird.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die individuelle Belastung der einzelnen Bauteile, aber auch einzelner kritischer Stellen eines einzelnen Bauteiles, in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen angemessen zu berücksichtigen. So ist etwa die Schädigung eines Pleuels bei hohen Drehzahlen erheblich kritischer als bei niederen Drehzahlen, aber es spielen auch weitere Parameter, wie beispielsweise die Motortemperatur oder die Last, eine erhebliche Rolle.
  • Besonders bevorzugt kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem wieteren Schritt auch eine Prognose über die Restlebensdauer eines Bauteiles oder eines Gesamtsystems abgegeben werden. Je nach Bedarf kann es sich bei der Restlebensdauer um eine Zeitdauer im eigentlichen Sinn oder um eine Restwegstrecke bis zum erwarteten Versagen handeln. Wesentlich dabei ist, dass diese restliche Lebenserwartung stets in Bezug auf eine definierte Belastung zu sehen ist. Somit sind beispielsweise während eines Rennens Aussagen möglich, wie etwa: bei gleichbleibender Fahrweise wie in den letzten fünf Runden hat Bauteil x eine restliche Lebensdauer von 7,2 Runden.
  • Eine zuverlässige Vorhersage über die im Verlauf der weiteren Schädigung lässt sich erstellen, wenn aus der Differenz zum Maximalwert die restliche Lebensdauer des Bauteiles abgeschätzt wird.
  • Im Rahmen der Erfindung ist weiters vorgesehen, dass die restliche Lebensdauer aufgrund zumindest eines in einer Datenbank abgelegten Lebensdauermodells bestimmt wird.
  • Wesentlich ist, dass die Schadensdatenbank des Systems laufend aktualisiert wird, so dass die neuesten statistischen Informationen bei der Auswertung der Schäden und bei der Vorhersage der Restlebensdauer verwendet werden können. Das System ist somit selbstlernend konzipiert.
  • Eine wichtige Eigenschaft des Verfahrens ist, dass eine Online-Schädigungsrechnung erfolgt. Eine Datennachbearbeitung ist somit nicht notwendig. Der Zustand von Komponenten kann in Echtzeit ausgewertet und Prognosen über die weitere Schädigung erstellt werden. Schon während einer Testfahrt ist die aktuelle Beanspruchung erkennbar.
  • Auch eine nachträgliche Simulation ist auf diese Weise möglich, um Anhaltspunkte für die Feinabstimmung des Systems zu gewinnen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es möglich, dass die Belastung des Bauteiles zumindest teilweise aufgrund von Simulationsdaten gewonnen wird. Dies ermöglicht es beispielsweise über einen Bauteil, der bereits eine bestimmte Belastungsgeschichte aufweist, Aussagen zu machen, wobei angenommen wird, dass dieser Bauteil noch in einem künftigen Rennen eingesetzt wird, von dem Annahmen über den zu erwartenden Verlauf zur Verfügung stehen. Es ist aber gleichzeitig auch möglich, einen neuen Bauteil ausschließlich mit Hilfe von Simulationen zu untersuchen, um die zu erwartende Schädigung bzw. Restlebensdauer zu prognostizieren.
  • Eine weitere besonders begünstigte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass aufgrund einer vorgegebenen erforderlichen Restlebensdauer bzw. Restwegstrecke ein für die Belastung des Bauteiles maßgeblicher Parameter berechnet wird. Wenn sich z.B. während eines Rennens, das noch über 30 Runden geht, aufgrund einer Simulation herausstellt, dass unter den gegebenen Bedingungen die zu erwartende Restlebensdauer eines Bauteiles nur 25 Runden beträgt, können entsprechende Maßnahmen gesetzt werden, um die Gefahr eines Ausfalls zu verringern. So kann beispielsweise die maximale Motordrehzahl entsprechend verringert werden, um die Restlebensdauer auf den erforderlichen Wert anzuheben. Neben der maximalen Motordrehzahl können als maßgebliche Parameter im obigen Sinn auch komplexe Einstellungen verstanden werden, d.h. es kann beispielsweise ein alternatives Motorkennfeld aktiviert werden, das für den kritischen Bauteil weniger belastend ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens;
    Fig. 2
    die Schädigung eines Bauteiles über der Motorlast und der Motordrehzahl aufgetragen;
    Fig. 3
    die Verweildauer für diesen Bauteil im Motorkennfeld;
    Fig. 4
    die normierte Schädigung des Bauteils und die Verweildauer im Motorkennfeld; und
    Fig. 5
    die errechnete Schädigung für diesen Bauteil im Motorkennfeld.
  • Das System zur Schädigungsvorhersage weist folgende Komponenten auf:
    • Übertragungseinheit 1,
    • Messsystem und Datenlogger 2,
    • Auswertesoftware 3,
    • Datenarchiv 4,
    • Anzeigemodul 5 für den Fahrer,
    • Lebensdauermodelle 6,
    • Schädigungsmodelle 7 und
    • Lebensdauerdatenbank 8
  • Relevante Bauteile des Fahrzeuges werden kontinuierlich oder diskontinuierlich über eine fahrzeugeigene Diagnose-Sensorik-Einrichtung 9 überwacht. Die Daten dieser Diagnose-Sensorik-Einrichtung 9 werden dem Messsystem 2 und der Auswertesoftware 3 zugeführt. Gleichzeitig mit dem Zustand der Bauteile wird die tatsächliche Einsatzdauer, bzw. die Einsatzwegstrecke des Bauteils erfasst. Im Datenarchiv 4 sind für jeden zu beobachtenden Bauteil Referenzwegstrecken, bzw. Referenzzeitdauern, die zum Auftreten eines Schadens abgelegt. Wird ein Schaden für den Bauteil festgestellt, so vergleicht die Auswertesoftware 3 die Schädigungswegstrecke, bzw. die Schädigungszeitdauer bis zum Auftreten dieses Schadens für den jeweiligen Bauteil mit einer Referenzwegstrecke, bzw. der Referenzzeitdauer für diesen Schaden im Datenarchiv 4. Aufgrund der Abweichung zwischen Schädigungswegstrecke und Referenzwegstrecke, bzw. Schädigungszeitdauer und Referenzzeitdauer wird ein Beschleunigungsfaktor ermittelt, welcher angibt, ob der Schaden vor oder nach der statistisch erhobenen Referenzwegstrecke, bzw. Referenzzeitdauer aufgetreten ist. Über die Übertragungseinheit 1 kann eine Aktualisierung des Datenarchivs 4 durchgeführt werden. Weiters ist es möglich, ein Update für ausgefallene oder fehlerhafte Daten durchzuführen und den Status der Messungsauswertung an einen Zentralrechner zu senden. Die zu übertragenden Datenmengen sind aber aufgrund der an Bord des Fahrzeuges durchgeführten Auswertungen gering. Wesentlich ist, dass das Verfahren zur Schädigungsvorhersage auch bei Ausfall des Funksignals 10 ungehindert fortgesetzt werden kann.
  • Die Schädigungsanteile aller Schädigungswegstrecke bzw. die Schädigungszeitdauern des Bauteils werden aufsummiert und mit einem in der Datenbank 4 abgelegten Maximalwert verglichen. Bei Erreichen diese Maximalwertes wird eine Schädigung des Bauteils festgestellt. Andererseits kann aus der Differenz zum Maximalwert die restliche Lebensdauer des Bauteils abgeschätzt werden. Genauere Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die restliche Lebensdauer aufgrund des in einer Datenbank 8 abgelegten Lebensdauermodells 6 bestimmt wird. Dabei ist es besonders von Vorteil, wenn die Lebensdauermodelle 6 mit Schädigungsmodellen 7 verknüpft werden.
  • Am Anzeigemodul 6 werden dem Fahrer Informationen über
    1. a) eine aktuelle Schädigung, bzw. eine Lebensdauerreserve,
    2. b) Prognosen von zu erwartenden Schädigungen (Beschleunigungsfaktor),
    3. c) das Verhältnis Soll/Ist-Schädigung und
    4. d) Empfehlungen zur weiteren Fahrweise für die Zielerreichung mitgeteilt. Die Informationen über akute Schädigungen können optisch, akustisch oder taktil mitgeteilt werden.
  • Das Verfahren wird im Folgenden am konkreten Beispiel einer Steckpumpe näher erläutert.
  • Als Sensorsignale für die Überwachung der Steckpumpe werden das Motordrehmoment MM und die Motordrehzahl nM verwendet. Die prinzipielle Lebensdauerformel für den Verschleiß des Nocken-Rollen-Kontaktes der Steckpumpe kann als Funktion der Hertzschen Pressung p0 der Pumpendrehzahl n und eines konstanten Faktors C angesetzt werden: L10 = f(p0, n, C), wobei L10 die zu erwartende Lebensdauer ist.
  • Die Pumpendrehzahl n wird aus der Motordrehzahl nM und der Hertzschen Pressung p0 aus den jeweiligen Einspritzdrücken im zugehörigen Motorbetriebspunkt ermittelt. Die Einspritzdrücke können im Basiskennfeld im System hinterlegt werden.
  • Aus der jeweiligen Verweilzeit und der Schädigung in den verschiedenen Motorbetriebspunkten ergibt sich die aktuelle Schädigung der Steckpumpe, welche beispielhaft in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei ist die Schädigung S der Steckpumpe pro Stunde über der Motorlast L und der Motordrehzahl nM aufgetragen (Fig. 2). In Fig. 3 ist die Verweildauer V der Betriebspunkte im Motorkennfeld über dem Motordrehmoment MM und der Motordrehzahl nM angegeben. Fig. 4 zeigt die normierte Schädigung Sn der Steckpumpe pro Stunde und die normierte Verweildauer Vn im Motorkennfeld in einem Diagramm. Daraus wird die konkrete Schädigung der Steckpumpe errechnet. In Fig. 5 ist die errechnete Schädigung Sr für den konkreten Fall für eine Strecke nach Abstellen des Fahrzeuges über dem Motordrehmoment MM und der Motordrehzahl nM dargestellt.
  • Die Schädigungsstrecke wird anschließend zu einer Referenzstrecke ins Verhältnis gesetzt. Das mittlere Lastkollektiv für den Standardanwender wird hier als Referenzkollektiv bezeichnet. Dieses wird am Beginn der Messungen oder aber auch während der Messungen in das System eingegeben.
  • Das Verhältnis des Streckenprofils zum Referenzprofil ergibt den Beschleunigungsfaktor.
  • Alle Schädigungsanteile werden summiert und mit einem Maximalwert verglichen. Ist der Maximalwert erreicht, ist das Bauteil beschädigt und muss ausgetauscht werden. Gleichzeitig kann die Lebensdauerreserve unter der Annahme eines ähnlichen Lastkollektivs bis zu dem Zeitpunkt der Berechnung, ausgegeben werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine Echtzeitidentifikation von Beanspruchung bzw. Schädigung des Gesamtfahrzeuges während des Testbetriebes. Es können Vorhersagen über die Lebensdauer bezogen auf die wahrscheinlich zu erwartenden mittleren Lastkollektive getroffen werden. Die Ergebnisse der Schädigungsanalyse können in die Schädigungsmodelle einfließen, wodurch eine Selbstkalibrierung des Systems möglich ist.
  • Durch das Verfahren lassen sich Testzeiten wesentlich einsparen, Teststrecken/ Zyklen für spezifische Bauteile, als auch für das Gesamtsystem optimieren und das Systemverhalten über der Zeit beobachten und aufzeichnen. Die auf das spezielle System abgestimmten Schädigungsmodelle können in die Fahrzeug-Steuereinheit eingespeist werden, um eine genauere Vorhersage der Serviceintervalle zu ermöglichen.
  • Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens ist, dass die Entwicklungszeit für Fahrzeuge entscheidend reduziert werden kann. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die Ausfallwahrscheinlichkeit von Bauteilen durch entsprechende Maßnahmen zu minimieren.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Schädigungsvorhersage von Bauteilen eines Kraftfahrzeuges mit folgenden Schritten:
    - Bereitstellen eines Schädigungsmodells für zumindest einen Bauteil;
    - Erfassen der Belastung des Bauteiles;
    - Ermitteln der Beanspruchung und der Schädigung des Bauteils entlang einer Schädigungswegstrecke und/oder über eine Schädigungszeitdauer;
    - Ermitteln einer Referenzwegstrecke und/oder Referenzzeitdauer aufgrund der festgestellten Beanspruchung und/oder Schädigung des Bauteils;
    - Vergleichen der Schädigungswegstrecke und/oder der Schädigungszeitdauer mit der Referenzwegstrecke bzw. der Referenzzeitdauer;
    - Ermitteln eines Beschleunigungsfaktors aus Schädigungswegstrecke und Referenzwegstrecke bzw. aus Schädigungszeitdauer und Referenzzeitdauer.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiters die zu erwartende Restlebensdauer bzw. Restwegstrecke ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schädigungsanteile aller Schädigungswegstrecken und/oder Schädigungszeitdauern des Bauteiles aufsummiert und mit einem in einer Datenbank abgelegten Maximalwert verglichen werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen des Maximalwertes eine Schädigung des Bauteiles festgestellt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die restliche Lebensdauer bzw. Restwegstrecke des Bauteiles aus der Differenz zum Maximalwert abgeschätzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die restliche Lebensdauer aufgrund zumindest eines in einer Datenbank abgelegten Lebensdauermodells bestimmt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer Informationen über eine aktuelle Schädigung, eine Lebensdauerreserve, eine Prognose einer zu erwartenden Schädigung, des Beschleunigungsfaktors und/oder Empfehlungen zur weiteren Fahrweise optisch, akustisch oder taktil mitgeteilt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über eine drahtlose Verbindung der Datenbanken aktuelle Informationen über Schädigungsmodelle, Lebensdauermodelle, Referenzwegstrecken, Referenzzeitdauern und maximale Schädigungsanteile übermittelt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Belastung des Bauteiles zumindest teilweise aus Simulationsdaten gewonnen wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund einer vorgegebenen erforderlichen Restlebensdauer bzw. Restwegstrecke ein für die Belastung des Bauteils maßgeblicher Parameter berechnet wird.
EP08166916A 2007-11-02 2008-10-17 Verfahren zur Schädigungsvorhersage von Bauteilen eines Kraftfahrzeuges Withdrawn EP2056179A3 (de)

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