EP3292489A1 - Verfahren zur auslegung und dimensionierung eines neuteils eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur auslegung und dimensionierung eines neuteils eines kraftfahrzeugs

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EP3292489A1
EP3292489A1 EP16805984.8A EP16805984A EP3292489A1 EP 3292489 A1 EP3292489 A1 EP 3292489A1 EP 16805984 A EP16805984 A EP 16805984A EP 3292489 A1 EP3292489 A1 EP 3292489A1
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EP
European Patent Office
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motor vehicle
load
damage
reference parts
stress
Prior art date
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Ceased
Application number
EP16805984.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stéphane Foulard
Stephan Rinderknecht
Rafael Fietzek
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Compredict GmbH
Original Assignee
Technische Universitaet Darmstadt
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Filing date
Publication date
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • G—PHYSICS
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    • G06F2119/18—Manufacturability analysis or optimisation for manufacturability
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    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/32—Circuit design at the digital level
    • G06F30/333—Design for testability [DFT], e.g. scan chain or built-in self-test [BIST]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a method for the design and dimensioning of a new part of a motor vehicle.
  • the new components are basically designed so that they affect the loads occurring during the life of the motor vehicle as well as over the life of the vehicle
  • Component type are, with continuous load and collective
  • Algorithms are determined and where the load spectra and damage levels in a central database
  • Reference load is less than the maximum load of all reference parts.
  • the method according to the invention is thus intended to continuously determine load spectra and damage levels for each vehicle using known methods.
  • Life of the examined reference part for the design and dimensioning of the new part can be used.
  • the At the beginning of the development already available load spectra and damage levels are processed in order to determine the anticipated stress on the reference components over the intended service life of the reference components.
  • This reference stress can be regularly adjusted during the development process by load collectives and damage levels newly gained during the operation of the vehicles of the motor vehicle fleet in order to further improve the dimensioning and design of the new part.
  • the new part can be designed based on a sufficiently large database and
  • Control units the load collectives and damage levels determined in each case regularly to the central database connected to the control units for data transmission
  • the load collectives and damage levels are thus determined on appropriate ECUs - onboard - and using modern Communication systems regularly transmitted to a central database.
  • Damage levels are demand-oriented carried out at a later date, the computational power and storage capacity required for the calculation of the given algorithms does not have to be provided in the individual control units, but the load collectives and damage levels on appropriately established
  • the method according to the invention allows more precise dimensioning and dimensioning of the new part
  • the vehicles whose components are expected to fail in the near future will be identified.
  • the new part for example, for a normal driver who is expected to burden the new part in an average manner, so that, for example, 90% of the new parts installed over the entire vehicle fleet will reach the intended service life and only 10% the new parts must be replaced as a precautionary measure before expiry of the planned period of use.
  • the reference stress is often referred to as the reference utility profile.
  • ECUs the respectively determined sensor and Transmit driving status information and / or load collectives and damage levels to the database via wireless data links.
  • Data transmission for example via mobile networks or the like can be used.
  • mobile networks or the like can be used.
  • new technologies such as
  • control devices transmit additional vehicle state parameters to the database in addition to the load collectives and damage levels.
  • vehicle state parameters may be, for example, information about each
  • Vehicles provided sensors are determined and available.
  • the invention provides that the reference stress, taking into account weight ⁇ and cost models for the production of the new part and / or CC> 2 models for estimating that of the
  • the expected fuel consumption and the expected service life of the new part can advantageously be taken into account.
  • Reference parts is. In particular, even if at least individual new parts of the motor vehicle fleet already based on the
  • Damage level limit is exchanged. This replacement is advantageously carried out at the expense of the manufacturer in the context of regular vehicle maintenance, so that the customer no disadvantages arise through the exchange.
  • the determined load collectives and damage levels suggest too rapid an increase in the actual damage and, for example, a minimum service life of the respective reference part can not be achieved without adapting the operating strategy.
  • Motor vehicles can also be used to determine a residual value of the respective motor vehicle.
  • Motor vehicles can also be used to determine a residual value of the respective motor vehicle.
  • Load collective criteria and / or damage level criteria are selected and subsequently exchanged in order to be able to examine in more detail the specific reference parts in laboratories.
  • the information obtained here can in turn be used for the design and dimensioning of the new part.
  • the information determined in this way can be used according to the invention in that, on the basis of the examination of the exchanged reference parts for determining the
  • the invention provides that the injury level limit regularly based on the in the central database at a given time
  • Motor vehicle fleet is redetermined. On the basis of the information on the new part determined during the operation of the motor vehicle fleet can be determined in advance
  • Damage level limit be adjusted continuously, so that a needs-based exchange of the
  • Reference parts of the motor vehicle fleet is reached, which will fail with a high probability within the next maintenance interval. As a result, an unnecessary exchange of reference parts can be avoided or the number of unnecessarily exchanged reference parts can be reduced.
  • FIG. 1 shows a schematically represented flow chart of the method 1 according to the invention for the design
  • the information contained in the database 9 are then used to interpret the new part 2 in a design step 10 and for this purpose a
  • Damage level check step 11 is determined that a concrete reference part 4 a predetermined

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (1) zur Auslegung und Dimensionierung eines Neuteils (2) eines Kraftfahrzeugs (3), wobei sämtliche Kraftfahrzeuge (5) einer Kraftfahrzeugflotte (6) ein baugleiches Referenzteil (4) aufweisen und die Referenzteile (4) und das Neuteil (2) vom gleichen Bauteiltyp sind, wobei fortlaufend Lastkollektive und Schädigungsniveaus der Referenzteile sämtlicher Kraftfahrzeuge (5) der Kraftfahrzeugflotte (6) auf Grundlage von in dem jeweiligen Kraftfahrzeug (5) verfügbarer Sensor- und Fahrzustandsinformationen mit Hilfe vorgegebener Algorithmen ermittelt werden. Die Lastkollektive und Schädigungsniveaus werden in einer zentralen Datenbank (9) gespeichert. Auf Grundlage der in der zentralen Datenbank (9) zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden Lastkollektive und Schädigungsniveaus der Referenzteile (4) sämtlicher Kraftfahrzeuge (5) der Kraftfahrzeugflotte (6) wird regelmäßig eine Referenzbeanspruchung eines Bauteils des Bauteiltyps ermittelt. Das Neuteil (2) wird unter Berücksichtigung der Referenzbeanspruchung ausgelegt und dimensioniert. Die Referenzbeanspruchung ist kleiner als die maximal aufgetretene Beanspruchung sämtlicher Referenzteile (4).

Description

Technische Universität Darmstadt
Verfahren zur Auslegung und Dimensionierung eines Neuteils eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auslegung und Dimensionierung eines Neuteils eines Kraftfahrzeugs.
Bei der Entwicklung neuer Kraftfahrzeuge werden die
verschiedenen Komponenten des neu zu entwickelnden
Kraftfahrzeugs mit Hilfe bekannter Methoden ausgelegt und dimensioniert. Um die Funktionsfähigkeit des Kraftfahrzeugs über dessen Lebensdauer sicherstellen zu können, werden die neuen Komponenten grundsätzlich so ausgelegt, dass sie den während der Lebensdauer des Kraftfahrzeugs auftretenden Belastungen sowie dem über die Lebensdauer des
Kraftfahrzeugs auftretenden Bauteilverschleiß standhalten können. Zu diesem Zweck werden üblicherweise Testfahrten und Computersimulationen durchgeführt, um die
voraussichtlich während der Lebensdauer des Neuteils auftretenden Belastungen zu ermitteln und anschließend auf Grundlage dieser Ergebnisse das Neuteil auszulegen.
Ein alternatives Verfahren zur Auslegung und
Dimensionierung eines Neuteils eines Kraftfahrzeugs, nämlich eines neu zu entwickelnden Getriebes, wird in der Druckschrift WO 2010/121 693 AI beschrieben. Bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren werden auf Grundlage verschiedener Sensorinformationen während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs Lastkollektive des Getriebes ermittelt und in einem nicht flüchtigen Speicher
abgespeichert. Die über die Lebensdauer des Getriebes bzw. des Kraftfahrzeugs ermittelten Lastkollektive werden dann zur Auslegung des neuen Getriebes verwendet. Auf diese Weise ist es möglich, eine Überdimensionierung bestimmter Komponenten des neu zu entwickelnden Getriebes zu vermeiden und dadurch eine Gewichtsreduzierung ohne Einbußen bei Funktion und Festigkeit zu erreichen. Ein anderes Verfahren zur Lastkollektivermittlung wird in der deutschen
Patentanmeldung 10 2014 112 147.3 beschrieben.
Insbesondere im Hinblick auf die immer kürzeren
Entwicklungszyklen der Komponenten neuer Kraftfahrzeuge stehen bei Anwendung dieses Verfahrens zum Zeitpunkt des Beginns der Neuentwicklung jeweils lediglich Informationen vergleichsweise weniger Getriebe über deren gesamte
Lebensdauer zur Verfügung. Auf Grund der geringen zur Verfügung stehenden Datenbasis ist daher auch bei Anwendung dieses Verfahrens heutzutage keine exakte Auslegung und Dimensionierung des Getriebes unter Vermeidung deutlicher Überdimensionierung einzelner Komponenten des Getriebes möglich .
Als Aufgabe der Erfindung wird es angesehen, eine
üblicherweise erforderliche Überdimensionierung von
Neuteilen zu vermeiden und darüber hinaus weitergehende Kosteneinsparungen durch eine angepasste Dimensionierung und Auslegung über sämtliche Kraftfahrzeuge einer
Kraftfahrzeugflotte hinweg zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Auslegung und Dimensionierung eines Neuteils eines Kraftfahrzeugs gelöst, wobei sämtliche Kraftfahrzeuge einer Kraftfahrzeugflotte ein baugleiches Referenzteil aufweisen und die Referenzteile und das Neuteil vom gleichen
Bauteiltyp sind, wobei fortlaufend Lastkollektive und
Schädigungsniveaus der Referenzteile sämtlicher
Kraftfahrzeuge der Kraftfahrzeugflotte auf Grundlage von in dem jeweiligen Kraftfahrzeug verfügbarer Sensor- und
Fahrzustandsinformationen mit Hilfe vorgegebener
Algorithmen ermittelt werden und wobei die Lastkollektive und Schädigungsniveaus in einer zentralen Datenbank
gespeichert werden, wobei auf Grundlage der in der
zentralen Datenbank zu einem bestimmten Zeitpunkt
vorliegenden Lastkollektive und Schädigungsniveaus der Referenzteile sämtlicher Kraftfahrzeuge der
Kraftfahrzeugflotte regelmäßig eine Referenzbeanspruchung eines Bauteils des Bauteiltyps ermittelt wird, wobei das Neuteil unter Berücksichtigung der Referenzbeanspruchung ausgelegt und dimensioniert wird und wobei die
Referenzbeanspruchung kleiner als die maximal aufgetretene Beanspruchung sämtlicher Referenzteile ist. Bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren ist also vorgesehen, dass kontinuierlich Lastkollektive und Schädigungsniveaus mit Hilfe bekannter Verfahren für jedes Fahrzeug ermittelt werden .
Diese, bereits unmittelbar nach Inbetriebnahme erster
Neufahrzeuge der Kraftfahrzeugflotte in der zentralen
Datenbank zur Verfügung stehende Lastkollektive und
Schädigungsniveaus können bereits noch während der
Lebensdauer des untersuchten Referenzteils zur Auslegung und Dimensionierung des Neuteils verwendet werden. Zu diesem Zweck können mit Hilfe vorgegebener Algorithmen die zu Beginn der Entwicklung bereits zur Verfügung stehenden Lastkollektive und Schädigungsniveaus verarbeitet werden, um die voraussichtliche Beanspruchung der Referenzbauteile über die beabsichtigte Lebensdauer der Referenzbauteile zu ermitteln. Diese Referenzbeanspruchung kann durch während des Betriebs der Kraftfahrzeuge der Kraftfahrzeugflotte neu gewonnene Lastkollektive und Schädigungsniveaus während des Entwicklungsprozesses regelmäßig angepasst werden, um die Dimensionierung und Auslegung des Neuteils weiter zu verbessern. Auf diese Weise kann das Neuteil auf Grundlage einer ausreichend großen Datenbasis ausgelegt und
dimensioniert werden. Sofern ein einzelnes Referenzteil während des Betriebs des jeweiligen Kraftfahrzeugs
ausfallen sollte, kann auf Grundlage der vorliegenden
Historie der Belastungen dieses Referenzteils die
aufgetretene Schädigung besser nachvollzogen werden, sodass diese Informationen bei der Auslegung des Neuteils
zusätzlich berücksichtigt werden können. Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass Steuergeräte sämtlicher Kraftfahrzeuge der
Kraftfahrzeugflotte fortlaufend die Lastkollektive und die Schädigungsniveaus der Referenzteile auf Grundlage der in dem jeweiligen Kraftfahrzeug verfügbaren Sensor- und
Fahrzustandsinformationen ermitteln und wobei die
Steuergeräte die jeweils ermittelten Lastkollektive und Schädigungsniveaus regelmäßig an die datenübertragend mit den Steuergeräten verbundene zentrale Datenbank
übermitteln. Die Lastkollektive und Schädigungsniveaus werden also auf entsprechenden Steuergeräten - Onboard - ermittelt und unter Verwendung moderner Kommunikationssysteme regelmäßig an eine zentrale Datenbank übermittelt .
Es ist jedoch auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuergeräte sämtlicher Kraftfahrzeuge der
Kraftfahrzeugflotte fortlaufend in dem jeweiligen
Kraftfahrzeug verfügbare Sensor- und
Fahrzustandsinformationen ermitteln und regelmäßig an die datenübertragend mit den Steuergeräten verbundene zentrale Datenbank übermitteln, wobei die Lastkollektive und die Schädigungsniveaus der Referenzteile auf Grundlage der in der zentralen Datenbank zur Verfügung stehenden Sensor- und Fahrzustandsinformationen ermittelt werden. Auf diese Weise kann die Bestimmung der Lastkollektive und
Schädigungsniveaus bedarfsorientiert zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen, wobei die für die Berechnung der vorgegebenen Algorithmen erforderliche Rechenleistung und Speicherkapazität nicht in den einzelnen Steuergeräten bereitgestellt werden muss, sondern die Lastkollektive und Schädigungsniveaus auf entsprechend eingerichteten
Computern berechnet werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt über eine exaktere Auslegung und Dimensionierung des Neuteils hinaus
weitergehende Gewichts-, CO2- und Kosteneinsparungen dadurch, dass die Referenzbeanspruchung so bestimmt wird, dass die Referenzbeanspruchung kleiner als die maximal aufgetretene Beanspruchung sämtlicher Referenzteile ist. Durch diese Vorgabe wird das Neuteil bewusst so ausgelegt, dass das Neuteil bei einigen im realen Betrieb zu
erwartenden Belastungen die vorgesehene Lebensdauer nicht erreichen wird und vorzeitig ausgetauscht werden muss. Ein solcher Austausch von Komponenten noch während der
erwarteten Lebensdauer der Komponente wird von den Kunden jedoch nur dann akzeptiert, wenn die jeweilige Komponente erstens vorteilhafterweise kostenfrei ausgetauscht wird und zweitens der Austausch im Rahmen der regelmäßigen Wartung durchgeführt werden kann. Eine Kosteneinsparung und ein ressourcenschonender Einsatz dieses neuen Verfahrens ist dadurch möglich, dass nicht sämtliche Komponenten
regelmäßig im Zuge der Wartung ausgetauscht werden müssen, sondern dass auf Grundlage der ermittelten und regelmäßig an die zentrale Datenbank übermittelten Lastkollektive und Schädigungsniveaus die Kraftfahrzeuge ermittelt werden, bei denen die jeweilige Komponente voraussichtlich in naher Zukunft ausfallen wird. Auf diese Weise ist es möglich, das Neuteil beispielsweise auf einen Normalfahrer auszulegen, der das Neuteil voraussichtlich auf eine durchschnittliche Art und Weise belasten wird, so dass zum Beispiel 90 % der über die gesamte Kraftfahrzeugflotte verbauten Neuteile die beabsichtigte Lebensdauer erreichen werden und lediglich 10 % der Neuteile vor Ablauf der geplanten Nutzungsdauer vorsorglich ausgetauscht werden müssen. Die
Referenzbeanspruchung entspricht in diesem Fall der
Beanspruchung, die bei 90% der unterschiedlichen
Nutzungsprofile maximal auftritt. Die Referenzbeanspruchung wird häufig auch als Referenznutzungsprofil bezeichnet.
Um möglichst frühzeitig eine ausreichende Datenbasis für die Neuentwicklung zu erhalten und diese Datenbasis ständig ergänzen zu können sowie um voraussichtlich in naher
Zukunft ausfallende Referenzteile rechtzeitig austauschen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die
Steuergeräte die jeweils ermittelten Sensor- und Fahrzustandsinformationen und/oder die Lastkollektive und Schädigungsniveaus über drahtlose Datenverbindungen an die Datenbank übermitteln. Zu diesem Zweck können die bereits bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur drahtlosen
Datenübertragung beispielsweise über Mobilfunknetze oder dergleichen verwendet werden. Auf diese Weise stehen insbesondere auch für die Entwicklung von Neuteilen von Kraftfahrzeugen, in denen neue Technologien wie
beispielsweise die Hybrid-Technik eingesetzt werden, frühzeitig Informationen über die auftretenden Belastungen zur Verfügung. Insbesondere bei dem Einsatz solcher neuen Technologien, zu denen noch keine oder lediglich wenig Erfahrung vorhanden ist, ist die Auslegung auf Grundlage der bekannten Verfahren durch Simulationen und dergleichen schwierig, sodass eine erhebliche Überdimensionierung der einzelnen Neuteile nach den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren unvermeidbar ist.
Um die Auslegung und Dimensionierung weiter zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuergeräte zusätzlich zu den Lastkollektiven und Schädigungsniveaus ergänzende Fahrzeugzustandsparameter an die Datenbank übermitteln. Bei diesen Fahrzeugszustandsparametern kann es sich beispielsweise um Informationen zu den jeweils
gefahrenen Strecken, den aufgetretenen Umgebungsbedingungen usw. handeln, die mittels der verschiedenen, in den
Kraftfahrzeugen vorgesehenen Sensoren ermittelt werden und zur Verfügung stehen. Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Referenzbeanspruchung unter Berücksichtigung von Gewichts¬ und Kostenmodellen für die Herstellung des Neuteils und/oder von CC>2-Modellen zur Abschätzung des von dem
Neuteil erzeugten CC>2-Fußabdrucks und/oder von
Bewertungsmodellen zur Bewertung verschiedener
Betriebsstrategien bestimmt wird. Bei den Gewichts- und Kostenmodellen können erfindungsgemäß vorteilhafterweise die Entwicklungs-, Material- und Herstellungskosten, die Kosten für die Endkunden, Kosten zum Austausch des Neuteils usw. einbezogen werden. In den Modellen zur Abschätzung des von dem Neuteil erzeugten C02-Fußabdrucks werden
erfindungsgemäß das verwendete Material, das
Herstellungsverfahren, der auf Grund des zu
transportierenden Gewichts des Neuteils zu erwartende
Kraftstoffverbrauch etc. berücksichtigt. Bei der Bewertung verschiedener Betriebsstrategien können vorteilhafterweise beispielsweise der zu erwartende Kraftstoffverbrauch und die zu erwartende Lebensdauer des Neuteils berücksichtigt werden. Auf Grundlage dieser Modelle bzw. der mit Hilfe dieser Modelle ermittelten Parameter kann die
Referenzbeanspruchung des zu entwickelnden Neuteils
hinsichtlich der verschiedenen und miteinander in einem Zielkonflikt stehenden Ziele wie unter anderem die
Erreichung von Kosteneinsparungen, eine möglichst hohe Lebensdauer und ein möglichst geringer CC>2-Fußabdruck bestimmt werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des
erfindungsgemäß Verfahrens ist vorgesehen, dass die
Referenzbeanspruchung kleiner als 95%, vorzugsweise kleiner als 90% und besonders vorteilhafterweise kleiner als 85% der maximal aufgetretenen Beanspruchung sämtlicher
Referenzteile ist. Insbesondere auch sofern zumindest einzelne Neuteile der Kraftfahrzeugflotte bereits auf Grundlage des
erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt und dimensioniert wurden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein einzelnes Referenzteil bei Erreichen einer vorgegebenen
Schädigungsniveaugrenze ausgetauscht wird. Dieser Austausch erfolgt vorteilhafterweise auf Kosten des Herstellers im Rahmen der regelmäßigen Kraftfahrzeugwartung, so dass dem Kunden durch den Austausch keine Nachteile entstehen.
Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Betriebsstrategie des Kraftfahrzeugs bei
Erreichen der vorgegebenen Schädigungsniveaugrenze
angepasst wird. Auf diese Weise kann ein Ausfall des einzelnen Referenzteils vermieden werden, sodass der
Austausch im Rahmen der regelmäßigen Wartung erfolgen kann und das Kraftfahrzeug nicht außerplanmäßig in die Werkstatt gerufen werden muss. Eine Anpassung der Betriebsstrategie kann erfindungsgemäß alternativ auch frühzeitig vor
Erreichen der vorgegebenen Schädigungsniveaugrenze
erfolgen. Eine solche frühzeitige Anpassung kann
insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn die ermittelten Lastkollektive und Schädigungsniveaus eine zu schnelle Erhöhung der tatsächlichen Schädigung nahelegen und beispielsweise eine Mindestlebensdauer des jeweiligen Referenzteils ohne Anpassung der Betriebsstrategie nicht erreicht werden kann.
Die ermittelten Schädigungsniveaus der einzelnen
Kraftfahrzeuge können auch dazu genutzt werden, um einen Restwert des jeweiligen Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Zudem können auf Grundlage der zur Verfügung stehenden Schädigungsniveaus Wartungsintervalle einzelner
Kraftfahrzeuge oder auch der gesamten Kraftfahrzeugflotte angepasst werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass auf Grundlage der in der zentralen Datenbank zu einem
bestimmten Zeitpunkt vorliegenden Lastkollektive und
Schädigungsniveaus der Referenzteile sämtliche
Kraftfahrzeuge der Kraftfahrzeugflotte bestimmte
Referenzteile auf Grundlage vorgegebener
Lastkollektivkriterien und/oder Schadensniveaukriterien ausgewählt werden und nachfolgend ausgetauscht werden, um die bestimmten Referenzteile in Labors genauer untersuchen zu können. Auf Grundlage der ständig aktuellen und in der zentralen Datenbank vorliegenden Informationen über die verschiedenen Referenzteile der Kraftfahrzeuge der gesamten Kraftfahrzeugflotte können solche Referenzteile bestimmt und ausgewählt werden, die beispielsweise besonderen
Belastungen unterlagen, um die Auswirkungen dieser
Belastungen auf das jeweilige Referenzteil im Detail untersuchen zu können. Die hierbei gewonnenen Informationen können wiederum zur Auslegung und Dimensionierung des Neuteils verwendet werden. Zudem können die auf diese Weise ermittelten Informationen erfindungsgemäß dazu verwendet werden, dass auf Grundlage der erfolgten Untersuchung der ausgetauschten Referenzteile zur Bestimmung des
Schädigungsniveaus verwendete Algorithmen und/oder die Lastkollektivkriterien und/oder die Schadensniveaukriterien und/oder die Schadensniveaugrenze angepasst werden. Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schädigungsniveaugrenze regelmäßig auf Grundlage der in der zentralen Datenbank zu einem bestimmten Zeitpunkt
vorliegenden Lastkollektive und Schädigungsniveaus der Referenzteile sämtlicher Kraftfahrzeuge der
Kraftfahrzeugflotte neu bestimmt wird. Auf Grundlage der während des Betriebs der Kraftfahrzeugflotte ermittelten Informationen zu dem Neuteil kann die vorab bestimmte
Schädigungsniveaugrenze kontinuierlich angepasst werden, so dass ein möglichst bedarfsgerechter Austausch der
Referenzteile der Kraftfahrzeugflotte erreicht wird, die mit einer hohen Wahrscheinlichkeit innerhalb des nächsten Wartungsintervalls ausfallen werden. Dadurch kann ein unnötiger Austausch von Referenzteilen vermieden bzw. die Anzahl unnötig ausgetauschter Referenzteile verringert werden .
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Figur 1 zeigt ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens 1 zur Auslegung und
Dimensionierung eines Neuteils 2 eines Kraftfahrzeugs 3. Zur Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens 1 ist es zunächst erforderlich, geeignete Algorithmen zur Online- Lastkollektivermittlung und Online- Schädigungsniveaubestimmung von Referenzteilen 4 zu
entwickeln und auf den jeweiligen Steuergeräten der
Kraftfahrzeuge 5 der Kraftfahrzeugflotte 6 zu
implementieren. Mit Hilfe dieser Algorithmen werden während des Betriebs der Kraftfahrzeuge 5 andauernd aktuelle Lastkollektive, Schädigungsniveaus und gegebenenfalls ergänzende Fahrzeugzustandsparameter in auf sämtlichen Kraftfahrzeugen durchgeführten Bestimmungsschritten 7 ermittelt und in Übertragungsschritten 8 drahtlos an eine zentrale Datenbank 9 übermittelt. Die für unterschiedliche Kraftfahrzeuge 5 durchgeführten Bestimmungsschritte 7 und Übertragungsschritte 8 sind zeitlich nicht miteinander synchronisiert und laufen unabhängig voneinander ab.
Die in der Datenbank 9 enthaltenen Informationen werden anschließend dazu verwendet, um in einem Auslegungsschritt 10 das Neuteil 2 auszulegen und zu diesem Zweck eine
Referenzbeanspruchung zu ermitteln. Zudem werden diese Informationen auch dazu verwendet, um einzelne
Referenzteile 4 bestimmter Kraftfahrzeuge 5 der
Kraftfahrzeugflotte 6 auszutauschen, wenn in einem
Schädigungsniveauüberprüfungsschritt 11 festgestellt wird, dass ein konkretes Referenzteil 4 eine vorgegebene
Schädigungsniveaugrenze erreicht hat. Schließlich werden diese Informationen dazu verwendet, um in einem
Untersuchungsschritt 12 solche Referenzteile 4 einzelner Kraftfahrzeuge 5 der Kraftfahrzeugflotte 6 zu bestimmen, die vorgegebene Lastkollektivkriterien und/oder
Schadensniveaukriterien erfüllen und daher
vorteilhafterweise ausgetauscht werden sollten, um weitere Untersuchungen in einem Labor vornehmen zu können.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren (1) zur Auslegung und Dimensionierung eines Neuteils (2) eines Kraftfahrzeugs (3), wobei sämtliche Kraftfahrzeuge (5) einer Kraftfahrzeugflotte (6) ein baugleiches Referenzteil (4) aufweisen und die
Referenzteile (4) und das Neuteil (2) vom gleichen
Bauteiltyp sind, wobei fortlaufend Lastkollektive und
Schädigungsniveaus der Referenzteile sämtlicher
Kraftfahrzeuge (5) der Kraftfahrzeugflotte (6) auf
Grundlage von in dem jeweiligen Kraftfahrzeug (5)
verfügbarer Sensor- und Fahrzustandsinformationen mit Hilfe vorgegebener Algorithmen ermittelt werden und wobei die Lastkollektive und Schädigungsniveaus in einer zentralen Datenbank (9) gespeichert werden, wobei auf Grundlage der in der zentralen Datenbank (9) zu einem bestimmten
Zeitpunkt vorliegenden Lastkollektive und
Schädigungsniveaus der Referenzteile (4) sämtlicher
Kraftfahrzeuge (5) der Kraftfahrzeugflotte (6) regelmäßig eine Referenzbeanspruchung eines Bauteils des Bauteiltyps ermittelt wird, wobei das Neuteil (2) unter
Berücksichtigung der Referenzbeanspruchung ausgelegt und dimensioniert wird und wobei die Referenzbeanspruchung kleiner als die maximal aufgetretene Beanspruchung
sämtlicher Referenzteile (4) ist.
2. Verfahren (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Steuergeräte sämtlicher Kraftfahrzeuge (5) der
Kraftfahrzeugflotte (6) fortlaufend die Lastkollektive und die Schädigungsniveaus der Referenzteile auf Grundlage der in dem jeweiligen Kraftfahrzeug (5) verfügbaren Sensor- und Fahrzustandsinformationen ermitteln und wobei die
Steuergeräte die jeweils ermittelten Lastkollektive und Schädigungsniveaus regelmäßig an die datenübertragend mit den Steuergeräten verbundene zentrale Datenbank (9)
übermitteln .
3. Verfahren (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte sämtlicher Kraftfahrzeuge (5) der Kraftfahrzeugflotte (6) fortlaufend in dem jeweiligen
Kraftfahrzeug (5) verfügbare Sensor- und
Fahrzustandsinformationen ermitteln und regelmäßig an die datenübertragend mit den Steuergeräten verbundene zentrale Datenbank (9) übermitteln, wobei die Lastkollektive und die Schädigungsniveaus der Referenzteile auf Grundlage der in der zentralen Datenbank (9) zur Verfügung stehenden Sensor- und Fahrzustandsinformationen ermittelt werden.
4. Verfahren (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte die jeweils ermittelten Sensor- und Fahrzustandsinformationen und/oder die Lastkollektive und Schädigungsniveaus über drahtlose Datenverbindungen an die Datenbank (9) übermitteln.
5. Verfahren (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte zusätzlich zu den Lastkollektiven und Schädigungsniveaus ergänzende
Fahrzeugzustandsparameter an die Datenbank (9) übermitteln.
6. Verfahren (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzbeanspruchung unter Berücksichtigung von Gewichts- und Kostenmodellen für die Herstellung des Neuteils (2) und/oder von C02-Modellen zur Abschätzung des von dem Neuteil (2) erzeugten C02- Fußabdrucks und/oder von Bewertungsmodellen zur Bewertung verschiedener Betriebsstrategien bestimmt wird.
7. Verfahren (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzbeanspruchung kleiner als 95%, vorzugsweise kleiner als 90% und besonders vorteilhafterweise kleiner als 85% der maximal
aufgetretenen Beanspruchung sämtlicher Referenzteile (4) ist .
8 Verfahren (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelnes Referenzteil (4) bei Erreichen einer vorgegebenen Schädigungsniveaugrenze ausgetauscht wird.
9. Verfahren (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betriebsstrategie des Kraftfahrzeugs (5) bei Erreichen der vorgegebenen
Schädigungsniveaugrenze angepasst wird.
10. Verfahren (1) gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schädigungsniveaugrenze regelmäßig auf Grundlage der in der zentralen Datenbank (9) zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden Lastkollektive und
Schädigungsniveaus der Referenzteile (4) sämtlicher
Kraftfahrzeuge (5) der Kraftfahrzeugflotte (6) neu bestimmt wird .
11. Verfahren (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage der in der zentralen Datenbank (9) zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden Lastkollektive und Schädigungsniveaus der Referenzteile (4) sämtlicher Kraftfahrzeuge (5) der Kraftfahrzeugflotte (6) bestimmte Referenzteile (4) auf Grundlage vorgegebener Lastkollektivkriterien und/oder Schadensniveaukriterien ausgewählt werden und nachfolgend ausgetauscht werden, um die bestimmten Referenzteile (4) Labors genauer untersuchen zu können.
12. Verfahren (1) gemäß Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass auf Grundlage der erfolgten
Untersuchung der ausgetauschten Referenzteile (4) zur Bestimmung des Schädigungsniveaus verwendete Algorithmen und/oder die Lastkollektivkriterien und/oder die
Schadensniveaukriterien und/oder die
Schädigungsniveaugrenze angepasst werden.
EP16805984.8A 2015-11-19 2016-11-11 Verfahren zur auslegung und dimensionierung eines neuteils eines kraftfahrzeugs Ceased EP3292489A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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