WO2009138284A2 - Verfahren zum erfassen eines betriebsalters einer komponente eines hybridfahrzeugs - Google Patents

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WO2009138284A2
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Joerg Kieser
Danny Mueller
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Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting an operating age of a component of a hybrid vehicle.
  • an electric motor is used in hybrid vehicles in addition to an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is separated in predetermined operating modes by means of a separating clutch of a drive train and automatically stopped and the vehicle is operated by an electric motor, wherein the energy is provided by a high-voltage battery.
  • This state is referred to as eDrive, the duration of which depends primarily on a desired state of motion of the vehicle, but above all on the capacity of the energy store. If the high-voltage battery discharges so that a predetermined energy threshold is exceeded, the internal combustion engine is automatically coupled to the drive train by closing the separating clutch and started.
  • the starting energy in carrying out the automatic loading and unloading operations depends on the respective operating strategy, for example stored in the control unit. This depends fundamentally on the nature of the high-voltage battery, as it can not be discharged deeply due to the system.
  • 6 shows a basic structure of a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine 601, a separating clutch 603, an electric motor 605, a transmission converter 607 and, for example, an automatic clutch 609, which is assigned to the transmission converter 607.
  • the hybrid vehicle includes a high-voltage system for operating the electric motor 605 with a high-voltage battery, power electronics and a voltage converter.
  • FIG. 5 illustrates the essential components of a parallel hybrid comprising an engine 501, a fuel tank 503, an electric motor 505, and a clutch that may be configured, for example, as a disconnect clutch 507 or as a startup clutch 509. Further, a high-voltage battery 511 and an inverter 513 are provided.
  • the invention is based on the recognition that the operating age of a component of a hybrid vehicle by detecting state changes the component can be done.
  • a state change is detected according to the invention when a state transition between a first predetermined state of the component and a second predetermined state of the component is detectable. For example, opening or closing or actuation of a disconnect clutch may be detected as a change of state.
  • the invention relates to a method for detecting an operating age of a component of a hybrid vehicle, detecting a change in state of the component and changing a state counter value in the presence of the state change, the state counter value indicating the operating age of the component.
  • the component is a clutch or a transmission or an inverter or a fuel pump or an internal combustion engine or an electric motor.
  • Component and a second predetermined state of the component detected in particular opening or closing a clutch or a torque change or a gear change or a change in electrical power or opening a brake or closing a brake or ignition of an internal combustion engine or starting an electric motor or stopping the component or starting the component or directly starting a drive of the hybrid vehicle, in particular a combustion drive or an electric drive, or a pulse start of a drive, in particular a combustion drive or an electric drive, or a torn start of a drive, in particular a combustion drive or an electric drive, or a clutch adaptation.
  • the state count is a state count that is increased or decreased by a predetermined or state specific increment or decrement.
  • a change of a predetermined state among a plurality of states is detected.
  • a further change of state of the component which differs from the state change, is detected, wherein the state value or a further state value is detected in the presence of the further state change.
  • the invention further relates to an apparatus for detecting an operating age of a component of a hybrid vehicle, comprising a detection device for detecting a change in state of the component and a state counter, which is adapted to change a state counter value in the presence of the state change, the state counter value indicating the operating age of the component ,
  • the detection device is designed to detect a further state change of the component that differs from the state change, and wherein the state counter is designed to change, in particular to increase or decrease, the state value or a further state value in the presence of the further state change ,
  • the detection means is adapted to a state transition between a first predetermined state of Component and a second predetermined state of the component to detect, in particular an opening or closing a clutch or a torque change or a gear change or a change in electrical power or opening a brake or closing a brake or ignition of an internal combustion engine or starting a Electric motor or a stop of the component or a startup of the component or a direct start of a drive of the hybrid vehicle, in particular a combustion drive or an electric drive, or a pulse start of a drive, in particular a combustion drive or an electric drive, or a cracked start a drive, in particular a Combustion drive or an electric drive, or a clutch adaptation.
  • the invention further relates to a program-technically configured device which is designed to execute a computer program for carrying out the method according to the invention.
  • Fig. 1 method steps of a method for detecting an operating age of a component
  • FIG. 2 is a block diagram of an apparatus for detecting an operating age of a component of a hybrid vehicle
  • Fig. 3 is a block diagram of an apparatus for detecting an operating age of a component; 4 shows a device for determining an operating age of a component;
  • Fig. 5 is a parallel hybrid system
  • Fig. 6 is a parallel hybrid system.
  • step 101 shows the steps of a method for detecting an operating age of a component of a hybrid vehicle, in which a state change is detected in step 101 and in which, in the presence of the state change, a state counter value is changed, for example increased or decreased, in step 103.
  • FIG. 2 shows a block diagram of an apparatus for detecting an operating age of a component corresponding to the method from FIG. 1 with a detection device 201 for detecting a state change of the component and a state counter 203 which changes, in particular increases or decreases, a state count in the presence of the state change ,
  • the resulting state count indicates the age of the component of the hybrid vehicle and may be read by, for example, a tester. Further functionality of the device of FIG. 2 results directly from the functional steps of the method for detecting the operating age of the component.
  • Fig. 3 shows a block diagram of an apparatus for detecting a
  • the device comprises a first comparison element 301, a second comparison element 303 and a logic operation element 305, for example an OR element, which corresponds to an output of the first comparison element 301 and an output of the second comparison element 303 is connected downstream.
  • An output of the logic element 305 is connected to a bit network element 307 whose output is connected to a detection element 309.
  • An output of the detection element 309 is connected via an optional control element 311 to a counter having an addition element 313, a memory 315 and another bit network element 317.
  • the memory 315 is provided to store and provide a current count.
  • the bit network elements 307 and 317 are provided, for example, to permanently output a logical "1", for example in the form of a suitable voltage value.
  • a signal is applied, which corresponds for example to a Kupplungsverfahrweg, ie a Ausgurweg that travels a clutch plate until a clutch closes.
  • a first threshold value is applied, which corresponds to a Kupplungsverfahrweg in an opened clutch, for example, 5 mm or 10 mm.
  • the first comparison element 301 checks whether both signals are equal or whether the signal applied to the first input 319 is greater than the first threshold value.
  • a signal is applied, which corresponds to a second threshold corresponding, for example, a Kupplungsverfahrweg in a closed clutch, for example, 15 mm or 18 mm.
  • the second comparison element 303 further receives the signal applied to the first input 319 of the first comparison element and outputs a comparison result to the connection element 305.
  • the logic element 305 compares the comparison result with an output of the first comparison element 301, wherein the bit network element 307 sets a bit in the presence of a state change, for example.
  • the detector 301 is configured to supply the bit with, for example, the rising edge and to supply the detection result to the optional element 311, which for example outputs a one if the rising edge has detected a state change.
  • the device shown in Fig. 3 counts, for example, the number of actuations of an actuator of the clutch, which can be read, for example, a workshop tester. This makes it possible to draw a conclusion about the operating time of the actuator, which can be done, for example, using a logic circuit implemented in a control unit of the actuator or of the motor.
  • a counter can be used for counting the state changes, which can also be used, for example, in one
  • Clutch actuation module is used to count the number of clutch actuations to initiate a decision on a necessary clutchable adaptation. A count of this counter may be used in a logic such as an input signal.
  • NV-RAM non-volatile RAM
  • the counted driving events can be stored, for example, in an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read On Memory).
  • the counter of the function in the NV-RAM can be initialized with the value 0, for example, when ignition has occurred, so that the clutch actuations or actuator controls in the current drive cycle can be counted.
  • the counter values stored in the EEPROM can then be transferred to a control unit of the actuator in the motor overrun.
  • the clutch actuations or the Aktuatoran horrungen can be stored on an actuator, so that in a removal or conversion of the actuator, the runtime information is not lost.
  • the storage of the counter it is also possible to record the entire mileage traveled with the respective component.
  • the relatively traveled distance can be detected and transmitted to the counting function. If the storage of the counter data for the caster is detected, then the distance traveled relatively per drive cycle can be summed up in a counter.
  • This counter can be transmitted to the control unit of the respective component, with which the actual mileage can be detected.
  • the counters can be reset at the level of the engine control and, for example, not at the level of the actuator, for example, at a program level change. As a result, it is also possible to extract and evaluate program-level-specific differences in vehicle endurance.
  • start and stop cycles of a hybrid system can be counted to detect actuator components and actuators that are significantly involved in the start and stop behavior of the hybrid vehicle. For example, this information can be created in a field database and used to analyze start or stop cycles. By a return of the so obtained
  • the devices illustrated in FIGS. 2 and 3 can be connected, for example, to a workshop tester, wherein an interface can be provided for the evaluations of the respective errors.
  • a platform tester interface can be reconfigured in order to adopt and forward the state counts.
  • the inventive concept for detecting an operating age of any components of a hybrid vehicle can be used. For example, a total vehicle travel cycle counter, the total number of vehicle launches, and / or the total number of vehicle stoppages may be used over the entire vehicle mileage, for example.
  • component-specific detect the operating age for example, by a counter for the total number of starts of the component, for the total number of stops of the component and for the total number of starts and stops of the component can be used.
  • the state changes of a clutch actuator can be detected efficiently.
  • the concept according to the invention further makes it possible to detect a total number of direct starts, a total number of pulse starts, a total number of started starts or a total number of clutch adaptations, wherein the counts can be selected, for example, depending on a start-up mode.
  • FIG. 4 exemplarily shows an apparatus 401 for detecting an operating age of a component based on a model of the component as well as a plurality of system parameters supplied to the apparatus 401 via a plurality of inputs.
  • a temperature of the clutch lining which may be measured or estimated, may be provided at a first input 403.
  • an input 405 a differential speed between a rotational speed of an electric motor and an internal combustion engine
  • via an input 407 a torque difference between a torque of the electric motor and a torque of the electric motor via an input 409 an input about how long the clutch is in the slip state or about the time of action (slip-time)
  • an input 411 an input about what kind of startup is provided.
  • the counter 401 can be communicated to the device 401, which indicates the number of state changes of the coupling system.
  • Component 401 combines the parameters applied to its inputs with, for example, a characteristic curve that can be determined empirically or by means of simulations to determine the operational aging of the coupling system. This operational aging may vary depending on the start, so that, for example, at a comfort start, the aging of the engine is less pronounced than at a power start or at a torque start.
  • the device 401 also has an output 415, via which the determined operating aging value is output.
  • both the counter indicating the number of state changes such as the actuations and the model age value resulting from the model may be output.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente eines Hybridfahrzeugs mit Erfassen (101) einer Zustandsänderung der Komponente und Ändern (103) eines Zustandszählwertes bei Vorliegen der Zustandsänderung, wobei der Zustandszählwert auf das Betriebsalter der Komponente hinweist.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente eines Hybridfahrzeugs
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente eines Hybridfahrzeugs.
Stand der Technik
Zur Reduktion von Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen wird in Hybridfahrzeugen neben einem Verbrennungsmotor ein Elektromotor eingesetzt. Dabei wird der Verbrennungsmotor in vorbestimmten Betriebsmodi mittels einer Trennkupplung von einem Antriebsstrang getrennt und automatisch gestoppt und das Fahrzeug wird elektromotorisch betrieben, wobei die Energie durch eine Hochvoltbatterie bereitgestellt wird. Dieser Zustand wird als eDrive bezeichnet, wobei dessen Dauer in erster Linie von einem gewünschten Bewegungszustand des Fahrzeugs, vor allem jedoch von der Kapazität des Energiespeichers abhängt. Entlädt sich die Hochvoltbatterie derart, dass eine vorbestimmte Energieschwelle unterschritten wird, so wird der Verbrennungsmotor automatisch an den Antriebsstrang durch das Schließen der Trennkupplung angekuppelt und gestartet. Durch eine Umschaltung des Elektromotors in einen generatorischen Betrieb kann erneut Leistung in dem so genannten Rekuperationsmodus in die Hochvoltbatterie zurückgespeist werden, wodurch diese geladen wird. Die Startenergie bei der Durchführung der automatischen Lade- und Entladevorgänge hängt jedoch von der jeweiligen und beispielsweise im Steuergerät hinterlegten Betriebsstrategie ab. Diese richtet sich grundlegend nach der Beschaffenheit der Hochvoltbatterie aus, da diese systembedingt nicht tief entladen werden darf. Fig. 6 zeigt einen prinzipiellen Aufbau eines Hybhdfahrzeugs umfassend einen Verbrennungsmotor 601 , eine Trennkupplung 603, einen Elektromotor 605, einen Transmissionswandler 607 und beispielsweise eine automatische Kupplung 609, der der Transmissionswandler 607 zugeordnet ist. Daneben umfasst das Hybridfahrzeug ein Hochvoltsystem zum Betreiben des Elektromotors 605 mit einer Hochvoltbatterie, einer Leistungselektronik sowie einem Spannungswandler.
Fig. 5 verdeutlicht die wesentlichen Komponenten eines Parallel-Hybrids, der einen Verbrennungsmotor 501 , einen Kraftstofftank 503, einen Elektromotor 505 sowie eine Kupplung, die beispielsweise als eine Trennkupplung 507 oder als eine Anfahrkupplung 509 ausgebildet sein kann, umfasst. Ferner sind eine Hochvoltbatterie 511 und ein Inverter 513 vorgesehen.
Zum Erreichen der vorstehend genannten Vorteile des Hybrid-Konzeptes ist es von entscheidender Bedeutung, dass insbesondere die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Komponenten fehlerfrei über eine gewisse Betriebslaufzeit arbeiten. Hierzu wird beispielsweise gefordert, dass jede Komponente mindestens 7.000 Betriebsstunden oder eine Laufleistung von mindestens 300.000 km oder eine Anzahl von Startvorgängen von mindestens 1.200.000 schadlos überstehen soll. Daher ist es wichtig, das Betriebsalter der jeweiligen Komponente oder deren bethebsaltersbedingten Betriebszustand zu erfassen. Die DE 10 2005 042 062 A1 beschreibt diesbezüglich ein Prognoseverfahren für Bauteile von Hybrid- und Elektrofahrzeugen, bei dem ein Betriebszustand eines Bauteils auf der Basis einer Reaktion des Bauteils auf ein Testsignal bestimmt wird. Dieses Verfahren ist jedoch kompliziert und erfordert ein gezieltes Ansteuern eines jeden Bauteils.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass das Betriebsalter einer Komponente eines Hybridfahrzeugs durch das Erfassen von Zustandsänderungen der Komponente erfolgen kann. Eine Zustandsänderung wird erfindungsgemäß dann erfasst, wenn ein Zustandsübergang zwischen einem ersten vorbestimmten Zustand der Komponente und einem zweiten vorbestimmten Zustand der Komponente feststellbar ist. Beispielsweise kann als eine Zustandsänderung ein Öffnen oder ein Schließen oder ein Betätigen einer Trennkupplung erfasst werden. Durch eine fortlaufende Aufsummierung der erfassten Zustandsänderungen kann somit zuverlässig auf das beispielsweise in einer Anzahl der Zustandsänderungen gezählte Betriebsalter der Komponente geschlossen werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente eines Hybridfahrzeugs, mit Erfassen einer Zustandsänderung der Komponente und Ändern eines Zustandszählwertes bei Vorliegen der Zustandsänderung, wobei der Zustandszählwert auf das Betriebsalter der Komponente hinweist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Komponente eine Kupplung oder ein Getriebe oder ein Wechselrichter oder eine Kraftstoffpumpe oder ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird als die Zustandsänderung ein Zustandsübergang zwischen einem ersten vorbestimmten Zustand der
Komponente und einem zweiten vorbestimmten Zustand der Komponente erfasst, insbesondere ein Öffnen oder Schließen einer Kupplung oder eine Drehmomentänderung oder ein Getriebegangwechsel oder eine Änderung einer elektrischen Leistung oder ein Öffnen einer Bremse oder ein Schließen einer Bremse oder ein Zünden eines Verbrennungsmotors oder ein Anfahren eines Elektromotors oder ein Anhalten der Komponente oder eine Inbetriebnahme der Komponente oder ein Direktstart eines Antriebs des Hybridfahrzeugs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder ein Impulsstart eines Antriebs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder ein angerissener Start eines Antriebs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder eine Kupplungsadaption.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Zustandszählwert ein Zustandszählerstand, der um ein vorbestimmtes oder um ein zustandsspezifisches Inkrement oder Dekrement erhöht oder vermindert wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird in dem Schritt des Erfassens der Zustandsänderung eine Änderung eines vorbestimmten Zustandes aus einer Mehrzahl von Zuständen erfasst.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine weitere Zustandsänderung der Komponente, die sich von der Zustandsänderung unterscheidet, erfasst, wobei bei Vorliegen der weiteren Zustandsänderung der Zustandswert oder ein weiterer Zustandswert erfasst wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente eines Hybridfahrzeugs, mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Zustandsänderung der Komponente und einem Zustandszähler, der ausgebildet ist, einen Zustandszählwert bei Vorliegen der Zustandsänderung zu ändern, wobei der Zustandszählwert auf das Betriebsalter der Komponente hinweist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Erfassungseinrichtung ausgebildet, eine weitere Zustandsänderung der Komponente zu erfassen, die sich von der Zustandsänderung unterscheidet, und wobei der Zustandszähler ausgebildet ist, bei Vorliegen der weiteren Zustandsänderung den Zustandswert oder einen weiteren Zustandswert zu ändern, insbesondere zu erhöhen oder zu vermindern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Erfassungseinrichtung ausgebildet, einen Zustandsübergang zwischen einem ersten vorbestimmten Zustand der Komponente und einem zweiten vorbestimmten Zustand der Komponente zu erfassen, insbesondere ein Öffnen oder ein Schließen einer Kupplung oder eine Drehmomentänderung oder einen Getriebegangwechsel oder eine Änderung einer elektrischen Leistung oder ein Öffnen einer Bremse oder ein Schließen einer Bremse oder ein Zünden eines Verbrennungsmotors oder ein Anfahren eines Elektromotors oder ein Anhalten der Komponente oder eine Inbetriebnahme der Komponente oder einen Direktstart eines Antriebs des Hybridfahrzeugs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder einen Impulsstart eines Antriebs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder einen angerissenen Start eines Antriebs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder eine Kupplungsadaption.
Die Erfindung betrifft ferner eine programmtechnisch eingerichtete Vorrichtung, die ausgebildet ist, ein Computerprogramm zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.
Zeichnungen
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente;
Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente eines Hybridfahrzeugs;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente; Fig. 4 eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Betriebsalters einer Komponente;
Fig. 5 ein Parallel-Hybridsystem; und
Fig. 6 ein Parallel-Hybridsystem.
Beschreibung der Ausführungsformen
Fig. 1 zeigt die Schritte eines Verfahrens zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente eines Hybridfahrzeugs, bei dem im Schritt 101 eine Zustandsänderung erfasst wird und bei dem im Schritt 103 bei Vorliegen der Zustandsänderung ein Zustandszählwert geändert, beispielsweise erhöht oder vermindert wird.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer zu dem Verfahren aus Fig. 1 korrespondierenden Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente mit einer Erfassungseinrichtung 201 zum Erfassen einer Zustandsänderung der Komponente und einem Zustandszähler 203, der einen Zustandszählwert bei Vorliegen der Zustandsänderung ändert, insbesondere erhöht oder vermindert. Der resultierende Zustandszählwert weist auf das Betriebsalter der Komponente des Hybridfahrzeugs hin und kann beispielsweise mittels eines Testers ausgelesen werden. Weitergehende Funktionalität der Vorrichtung aus Fig. 2 ergibt sich direkt aus den Funktionsschritten des Verfahrens zum Erfassen des Betriebsalters der Komponente.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Erfassen eines
Betriebsalters einer Komponente eines Hybridfahrzeugs, insbesondere zum Erfassen eines Betriebsalters eines Aktuators zur Ansteuerung einer Trennkupplung. Die Vorrichtung umfasst ein erstes Vergleichselement 301 , ein zweites Vergleichselement 303 und ein logisches Verknüpfungselement 305, beispielsweise ein Oder-Glied, das einem Ausgang des ersten Vergleichselements 301 und einem Ausgang des zweiten Vergleichselements 303 nachgeschaltet ist. Ein Ausgang des Verknüpfungselementes 305 ist mit einem Bitsetzelement 307 verbunden, dessen Ausgang mit einem Detektionselement 309 verbunden ist. Ein Ausgang des Detektionselements 309 ist über ein optionales Steuerungselement 311 mit einem Zähler verbunden, der ein Additionselement 313, ein Speicher 315 und ein weiteres Bitsetzelement 317 aufweist. Der Speicher 315 ist vorgesehen, einen gegenwärtigen Zählwert zu speichern und bereitzustellen. Die Bitsetzelemente 307 und 317 sind beispielsweise vorgesehen, permanent eine logische "1", beispielsweise in der Form eines geeigneten Spannungswertes, auszugeben.
An einem ersten Eingang 319 des ersten Vergleichselementes 301 wird beispielsweise ein Signal angelegt, das beispielsweise einem Kupplungsverfahrweg entspricht, also einem Ausrückweg, den ein Kupplungssteller zurücklegt, bis eine Kupplung schließt. An einen zweiten Eingang 321 des ersten Vergleichselements 301 wird beispielsweise ein erster Schwellwert angelegt, der einem Kupplungsverfahrweg bei einer geöffneten Kupplung entspricht, beispielsweise 5 mm oder 10 mm. Das erste Vergleichselement 301 überprüft, ob beide Signale gleich sind oder ob das an dem ersten Eingang 319 anliegende Signal größer als der erste Schwellwert ist.
An einem Eingang 323 des zweiten Vergleichselementes 303 wird ein Signal angelegt, das einem zweiten Schwellwert entspricht, der beispielsweise einem Kupplungsverfahrweg bei einer geschlossenen Kupplung entspricht, beispielsweise 15 mm oder 18 mm. Das zweite Vergleichselement 303 empfängt ferner das an dem ersten Eingang 319 des ersten Vergleichselementes anliegende Signal und gibt ein Vergleichsergebnis an das Verknüpfungselement 305 aus. Das Verknüpfungselement 305 vergleicht das Vergleichsergebnis mit einem Ausgang des ersten Vergleichselementes 301 , wobei das Bitsetzelement 307 bei Vorliegen einer Zustandsänderung beispielsweise ein Bit setzt. Der Detektor 301 ist ausgebildet, das Bit beispielsweise mit der steigenden Flanke zu erfassen und das Erfassungsergebnis dem optionalen Element 311 zuzuführen, das beispielsweise eine Eins ausgibt, falls die steigende Flanke eine Zustandsänderung erfasst hat. Somit zählt die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung beispielsweise die Anzahl der Betätigungen eines Aktuators der Kupplung, die beispielsweise über einen Werkstatttester ausgelesen werden kann. Dadurch ist es möglich, einen Rückschluss auf die Laufzeit des Aktuators zu schließen, was beispielsweise unter Verwendung einer in einem Steuergerät des Aktuators oder des Motors implementierten Logikschaltung erfolgen kann.
Gemäß einem Aspekt kann zum Zählen der Zustandsänderungen ein Zähler eingesetzt werden, der beispielsweise auch in einem
Kupplungsansteuerungsmodul zum Zählen der Anzahl der Kupplungsbetätigungen eingesetzt wird, um eine Entscheidung über eine notwendige kupplungsfähige Adaption einzutriggern. Ein Zählwert dieses Zählers kann in einer Logik als beispielsweise ein Eingangssignal verwendet werden. Dabei werden die Kupplungsbetätigungen bzw. die Aktuatorensteuerungen während eines
Fahrzyklus beispielsweise in einem NV-RAM (Non-Volatile-RAM) gespeichert. Mit Beenden des aktuellen Fahrzyklus, beispielsweise bei ausgeschalteter Zündung, können die gezählten Fahrtereignisse beispielsweise in einem EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read OnIy Memory) gespeichert werden. Der Zähler der Funktion im NV-RAM kann beispielsweise bei erfolgter Zündung mit dem Wert 0 initialisiert werden, so dass die Kupplungsbetätigungen bzw. Aktuatorensteuerungen im aktuellen Fahrzyklus gezählt werden können. Die in dem EEPROM abgelegten Zählerwerte können dann im Motor-Nachlauf an ein Steuergerät des Aktuators übergeben werden. Somit können die Kupplungsbetätigungen bzw. die Aktuatoransteuerungen auf einem Aktuator gespeichert werden, so dass bei einem Ausbau bzw. Umbau des Aktuators die Laufzeitinformation nicht verloren geht. Mit der Abspeicherung des Zählers kann ferner auch die gesamte mit der jeweiligen Komponente zurückgelegte Fahrleistung festgehalten werden. Dazu kann beispielsweise die relativ zurückgelegte Wegstrecke erfasst und an die Zählfunktion übermittelt werden. Wird die Speicherung der Zählerdaten für den Nachlauf erkannt, so kann die relativ pro Fahrzyklus zurückgelegte Wegstrecke in einem Zähler aufsummiert werden. Dieser Zähler kann an das Steuergerät der jeweiligen Komponente übergeben werden, womit die tatsächliche Laufleistung erfasst werden kann. Für einen Fahrzeugdauerlauf kann es ferner sinnvoll sein, dass die Zähler auf der Ebene der Motorsteuerung und beispielsweise nicht auf der Ebene des Stellers beispielsweise bei einem Programmstandswechsel zurückgesetzt werden können. Dadurch besteht ferner die Möglichkeit, programmstandsindividuelle Unterschiede beim Fahrzeugdauerlauf zu extrahieren und auszuwerten.
Beispielsweise können zur Erfassung der Zustandsänderung Start- bzw. Stopp- Zyklen eines Hybridsystems gezählt werden, um von Stellerkomponenten und Aktoren, die maßgeblich am Start- und Stopp-Verhalten des Hybridfahrzeugs beteiligt sind, zu erfassen. Diese Informationen können beispielsweise in einer Felddatenbank angelegt und zur Analyse von Start- bzw. Stopp-Zyklen herangezogen werden. Durch eine Rückspeisung der so gewonnenen
Informationen ist es ferner möglich, diese bereits während der Konstruktion beispielsweise bei einer Auslegung oder Einhaltung des Lastenheftes, während der Funktionsentwicklung der Software, bei der beispielsweise Feldergebnisse oder Funktionsbedarf festgelegt werden, oder bei den Applikationen, beispielsweise bei einer Auslegung der Bedeutung der jeweiligen Applikation für das Hybridsystem, berücksichtigt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Vorrichtungen beispielsweise mit einem Werkstatttester verbunden werden, wobei für die Auswertungen der jeweiligen Fehler eine Schnittstelle zur Verfügung gestellt werden kann. Dabei kann beispielsweise eine Plattform- Testerschnittstelle umkonfiguriert werden, um die Zustandszählwerte zu übernehmen und weiterzuleiten. Wie vorstehend erwähnt kann das erfindungsgemäße Konzept zum Erfassen eines Betriebsalters von beliebigen Komponenten eines Hybridfahrzeugs eingesetzt werden. So kann beispielsweise ein Zähler für einen Fahrzeuggesamtfahrzyklus, für die Gesamtanzahl der Fahrzeugstarts und/oder für die Gesamtanzahl der Fahrzeugstopps beispielsweise über die gesamte Fahrzeuglaufleistung eingesetzt werden. Darüber hinaus ist es möglich, das Betriebsalter komponentenspezifisch zu erfassen, indem beispielsweise jeweils ein Zähler für die Gesamtanzahl der Starts der Komponente, für die Gesamtzahl der Stopps der Komponente sowie für die Gesamtanzahl der Starts und der Stopps der Komponente eingesetzt werden kann. Dabei können insbesondere die Zustandsänderungen eines Kupplungsstellers effizient erfasst werden. Das erfindungsgemäße Konzept ermöglicht es ferner, eine Gesamtanzahl der Direktstarts, eine Gesamtanzahl der Impulsstarts, eine Gesamtanzahl der angerissenen Starts oder eine Gesamtanzahl von Kupplungsadaptionen zu erfassen, wobei die Zählerstände beispielsweise in Abhängigkeit von einer Startart ausgewählt werden können. Somit können hybridfahrzeugspezifische
Betriebsmodi bei der Erfassung des Betriebsalters des Fahrzeugs oder der jeweiligen Fahrzeugkomponente, beispielsweise des Kupplungsstellers, berücksichtigt werden.
Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Vorrichtung 401 zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente auf der Basis eines Modells der Komponente sowie von einer Mehrzahl von Systemparametern, die der Vorrichtung 401 über eine Mehrzahl von Eingängen zugeführt wird. Handelt es sich bei der Komponente beispielsweise um ein Kupplungssystem, so kann an einem ersten Eingang 403 eine Temperatur des Kupplungsbelags, die gemessen oder geschätzt sein kann, bereitgestellt werden. Ferner können über einen Eingang 405 eine Differenzdrehzahl zwischen einer Drehzahl eines Elektromotors und eines Verbrennungsmotors, über einen Eingang 407 eine Momentendifferenz zwischen einem Moment des Elektromotors und einem Moment des Elektromotors, über einen Eingang 409 eine Eingabe darüber, wie lange sich die Kupplung im Schlupfzustand befindet bzw. über die Wirkzeit (slip-time), sowie über einen Eingang 411 eine Eingabe darüber, welche Startart vorliegt, bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann optional über einen Eingang 413 die Angabe betreffend die Abkühlzeit des Reibbelages bereitgestellt werden. Optional kann der Vorrichtung 401 der Zählerstand übermittelt werden, der die Anzahl der Zustandsänderungen des Kupplungssystems anzeigt. Die Komponente 401 verknüpft die an ihren Eingängen anliegenden Parameter mit beispielsweise einer Kennlinie, die empirisch oder mithilfe von Simulationen bestimmt werden kann, um die Betriebsalterung des Kupplungssystems zu bestimmen. Diese Betriebsalterung kann je nach Startart unterschiedlich sein, so dass beispielsweise bei einem Komfortstart die Betriebsalterung weniger ausgeprägt ist als bei einem Leistungsstart oder bei einem Momentenstart. Die Vorrichtung 401 weist ferner einen Ausgang 415 auf, über den der ermittelte Betriebsalterungswert ausgegeben wird. Darüber hinaus können beispielsweise über einen Tester sowohl der Zähler, der die Anzahl der Zustandsänderungen wie beispielsweise der Betätigungen anzeigt und der aus dem Modell resultierende Betriebsalterungswert ausgegeben werden.

Claims

Ansprüche:
1. Verfahren zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente eines Hybridfahrzeugs, mit:
Erfassen (101 ) einer Zustandsänderung der Komponente; und
Ändern (103) eines Zustandszählwertes bei Vorliegen der Zustandsänderung, wobei der Zustandszählwert auf das Betriebsalter der Komponente hinweist.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei die Komponente eine Kupplung oder ein Getriebe oder ein Wechselrichter oder eine Kraftstoffpumpe oder ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Zustandsänderung ein Zustandsübergang zwischen einem ersten vorbestimmten Zustand der Komponente und einem zweiten vorbestimmten Zustand der Komponente erfasst wird, insbesondere ein Öffnen oder Schließen einer Kupplung oder eine Drehmomentänderung oder ein Getriebegangwechsel oder eine Änderung einer elektrischen Leistung oder ein Öffnen einer Bremse oder ein Schließen einer Bremse oder ein Zünden eines Verbrennungsmotors oder ein Anfahren eines Elektromotors oder ein Anhalten der Komponente oder eine Inbetriebnahme der Komponente oder ein Direktstart eines Antriebs des Hybridfahrzeugs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder ein Impulsstart eines Antriebs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder ein angerissener Start eines Antriebs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder eine Kupplungsadaption.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Zustandszählwert ein Zustandszählerstand ist, der um ein vorbestimmtes oder um ein zustandsspezifisches Inkrement oder Dekrement erhöht oder vermindert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Schritt des Erfassens der Zustandsänderung eine Änderung eines vorbestimmten Zustandes aus einer Mehrzahl von Zuständen erfasst wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine weitere Zustandsänderung der Komponente, die sich von der Zustandsänderung unterscheidet, erfasst wird, und wobei bei Vorliegen der weiteren
Zustandsänderung der Zustandswert oder ein weiterer Zustandswert erfasst wird.
7. Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebsalters einer Komponente eines Hybridfahrzeugs, mit:
einer Erfassungseinrichtung (201 ) zum Erfassen einer Zustandsänderung der Komponente; und
einem Zustandszähler (203), der ausgebildet ist, einen Zustandszählwert bei Vorliegen der Zustandsänderung zu ändern, wobei der Zustandszählwert auf das Betriebsalter der Komponente hinweist.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der Erfassungseinrichtung (201 ) ausgebildet ist, eine weitere Zustandsänderung der Komponente zu erfassen, die sich von der Zustandsänderung unterscheidet, und wobei der Zustandszähler (203) ausgebildet ist, bei Vorliegen der weiteren Zustandsänderung den Zustandswert oder einen weiteren Zustandswert zu ändern, insbesondere zu erhöhen oder zu vermindern.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Erfassungseinrichtung ausgebildet ist, einen Zustandsübergang zwischen einem ersten vorbestimmten Zustand der Komponente und einem zweiten vorbestimmten Zustand der Komponente zu erfassen, insbesondere ein Öffnen oder ein Schließen einer Kupplung oder eine Drehmomentänderung oder einen Getriebegangwechsel oder eine Änderung einer elektrischen Leistung oder ein Öffnen einer Bremse oder ein Schließen einer Bremse oder ein Zünden eines Verbrennungsmotors oder ein Anfahren eines Elektromotors oder ein Anhalten der Komponente oder eine Inbetriebnahme der Komponente oder einen Direktstart eines Antriebs des Hybridfahrzeugs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder einen Impulsstart eines Antriebs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder einen angerissenen Start eines Antriebs, insbesondere eines Verbrennungsantriebs oder eines elektrischen Antriebs, oder eine Kupplungsadaption.
10. Programmtechnisch eingerichtete Vorrichtung, die ausgebildet ist, ein
Computerprogramm zum Ausführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
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