WO2020182931A1

WO2020182931A1 - Verfahren zur zustandsüberwachung einer antriebsanordnung und antriebsanordnung

Info

Publication number: WO2020182931A1
Application number: PCT/EP2020/056603
Authority: WO
Inventors: Jörg AMANN
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2020-09-17
Also published as: EP3938754A1; DE102019203380A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Antriebsanordnung (1). Das Verfahren umfassend folgende Schritte, • Erfassen von Messwerten verschiedener Parameter durch mehrere Sensoren (7, 8, 9, 10, 11) zu definierten Zeitpunkten, • Abspeichern von jeweils zumindest einer zeitabhängigen Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) zu jedem Parameter in einem Datenspeicher (14), • Auswerten der Messwertreihen (15, 16,17, 18, 19) durch eine Steuereinrichtung (13) zum Zweck einer Zustandsüberwachung zumindest einer Komponente der Antriebsanordnung (10). Beim Auswerten einer ersten Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) werden nur die Messwerte berücksichtigt, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte zumindest einer zweiten Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen. Ferner wird eine entsprechende Antriebsanordnung (1) zur Durchführung eines solchen Verfahrens angegeben.

Description

Verfahren zur Zustandsüberwachunq einer Antriebsanordnunq

und Antriebsanordnunq

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer An triebsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie eine Antriebsan ordnung gemäß Anspruch 11 .

Aus der DE 10 2008 019 463 A1 ist ein Verfahren zum Vorhersagen von Ausfaller eignissen für eine Komponente eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dabei werden Lastda ten der Komponente von einer Verarbeitungseinheit erfasst und in bestimmbaren Zeitabständen an eine außerhalb des Fahrzeugs angeordnete Diagnoseeinrichtung übermittelt. Von der Diagnoseeinrichtung wird durch Anwendung einer Schädigungs funktion aus den Lastdaten ein Schädigungswert für die Komponente ermittelt. Bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Ausfallschädigungswertes wird schließlich eine Ausfallwarnung generiert. Dabei können die Lastdaten als Elemente einer zeitabhängigen Datenreihe in eine Mehrzahl von Lastklassen eingeordnet und für jede Lastklasse gezählt werden. Aus der Häufigkeitsverteilung, mit der die erfass ten Lastdaten in die Mehrzahl von Lastklassen fallen wird ein der Komponente zuge ordnetes Lastkollektiv ermittelt. Der Aussagewert der Ergebnisse eines solchen Ver fahrens ist begrenzt, weil bei diesem Verfahren keine sich gegenseitig beeinflus sende Veränderungen von verschiedenen Betriebsparametern berücksichtigt wer den. Ferner tritt bei der Datenklassierung ein Datenverlust auf, weil bei der Auswer tung nur die Anzahl an Elementen in jeder Klasse berücksichtigt wird, aber nicht de ren exakter Wert.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein verbessertes Verfahren zur Zu standsüberwachung einer Antriebsanordnung sowie eine entsprechende Antriebsan ordnung anzugeben.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch eine Antriebsanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 1 gelöst. Vorteil hafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Antriebsanordnung vorge schlagen. Dabei werden Messwerte verschiedener Parameter durch mehrere Senso ren zu definierten Zeitpunkten erfasst. Die erfassten Messwerte werden dann in je weils zumindest einer zeitabhängigen Messwertreihe zu jedem Parameter in einem Datenspeicher abgespeichert. Eine zeitabhängige Messwertreihe besteht also aus mehreren nacheinander erfassten und abgespeicherten Messwerten eines Parame ters, beispielsweise einer Temperatur, eines Drucks oder einer Drehzahl. Messwerte der verschiedenen Messwertreihen werden jeweils zu demselben Zeitpunkt, also gleichzeitig erfasst. Jedem Messwert ist dabei ein Zeitpunkt von dessen Erfassung zugeordnet, sodass jedem Messwert einer Messwertreihe jeweils ein gleichzeitig er fasster Messwert der anderen Messwertreihen zugeordnet werden kann. Zu jedem abgespeicherten Messewert wird also auch die Information über den jeweiligen Zeit punkt seiner Erfassung abgespeichert.

Die Messwerte jeder Messwertreihe werden vorzugsweise in regelmäßigen Zeitab ständen erfasst und abgespeichert. Die Zeitabstände können in einer Steuereinrich tung eingestellt und vorgegeben werden. Je kürzer die Zeitabstände, das heißt je häufiger die Messwerte erfasst und abgespeichert werden, desto genauer können Änderungen im Zustand der überwachten Antriebsanordnung erkannt und analysiert werden. Es kann beispielsweise alle 2 Sekunden ein Messwert in jeder Messwert reihe erfasst und abgespeichert werden. Abgespeichert werden dabei die Messwerte selbst, also nicht nur eine Anzahl von Messwerten in einer bestimmten Klasse oder einem bestimmten Messwertbereich.

In einem weiteren Verfahrensschritt werden die abgespeicherten Messwertreihen durch eine Steuereinrichtung zum Zweck einer Zustandsüberwachung zumindest ei ner Komponente der Antriebsanordnung ausgewertet. Beim Auswerten einer ersten Messwertreihe werden nur die Messwerte berücksichtigt, bei denen die jeweils zeit gleich erfassten Messwerte zumindest einer zweiten Messwertreihe in einem be stimmbaren Messwertbereich liegen. Das heißt die Entwicklung eines Parameters im zeitlichen Verlauf wird im Zusammenhang mit dem Verlauf mindestens eines weite ren Parameters betrachtet und beurteilt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass beim Auswerten jeweils nur Messwerte der ersten Messwertreihe berücksichtigt werden, die unter gleichen oder zumindest ähnlichen Betriebsbedingungen entstan den sind. Dadurch haben die Ergebnisse der Auswertung eine höhere Aussagekraft und Reproduzierbarkeit.

Zur Festlegung des bestimmbaren Messwertbereichs der zweiten und gegebenen falls weiterer Messwertreihen kann entweder ein engerer oder weiterer Bereich um einen bestimmten Wert des jeweiligen Parameters bzw. der jeweiligen Messgröße bestimmt werden, also beispielsweise eine Drehzahl von 2000 +/- 50 Umdrehungen pro Minute oder eine Temperatur von 70 +/- 1 Grad Celsius. Alternativ dazu kann als bestimmbarer Messwertbereich der Messwertbereich einer Messwertreihe bestimmt werden, in dem die größte Anzahl an Messwerten liegt. Auf diese Weise ergibt sich eine große Flexibilität bei der Auswertung der Messwerte. Abhängig von der Zielrich tung und dem jeweiligen Interesse bei der Auswertung kann beispielsweise ein in ei ner ersten Messwertreihe abgespeicherter und dokumentierter Druckverlauf stets bei einer in einer zweiten Messwertreihe abgespeicherten Drehzahl von ca. 2000 Umdre hungen betrachtet bzw. überwacht werden. Alternativ kann der Druckverlauf auch nur anhand der Messwerte der ersten Messwertreihe überwacht werden, bei denen in der zweiten Messwertreihe der Messwertbereich mit den meisten erfassten Messwer ten der Drehzahl liegt. Mit anderen Worten ist der bestimmbare Messwertbereich nicht fest vorgegeben sondern definiert sich dadurch, ob der Druckverlauf bei einer bestimmten Drehzahl oder in einem überwiegend gefahrenen Drehzahlbereich von größerem Interesse ist.

Vorzugsweise werden beim Auswerten der ersten Messwertreihe nur die Messwerte berücksichtigt, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte zumindest der zweiten Messwertreihe und einer dritten Messwertreihe in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen. Das Vorliegen von gleichen Betriebsbedingungen beim Aus werten der Messwerte der ersten Messwertreihe ist dann gegeben, wenn möglichst viele weitere Parameter berücksichtigt werden. Dazu kann insbesondere vorgesehen sein, dass in jeweils einer weiteren Messwertreihe Druckwerte und Temperaturwerte erfasst werden. Dabei können Druckwerte insbesondere von Druckmitteln in hydrauli schen oder pneumatischen Systemen erfasst werden. Temperaturen können bei spielsweise in flüssigen Betriebsmitteln wie Kühlfluiden erfasst werden. In noch weiteren Messwertreihen können beispielsweise Drehzahlwerte eines rotierenden Elements der Antriebsanordnung und/oder die jeweilige Schaltstellung einer schalt baren Kupplung erfasst werden.

Generell kann das Verfahren genutzt werden, um einen Öldruck in einem Ölversor gungssystem eines Getriebes zu überwachen und auszuwerten. Würden dazu ledig lich Messwerte des Öldrucks erfasst, gespeichert und ausgewertet werden, so wür den andere Betriebsbedingungen vernachlässigt, die einen erheblichen Einfluss auf den Druckverlauf des Öldrucks haben können. Folglich würden aus einer solchen Auswertung falsche Rückschlüsse gezogen und ungeeignete Maßnahmen getroffen werden. Um dies zu vermeiden werden Messwerte des Öldrucks in einem Ölversor gungssystems zu bestimmten Zeitpunkten erfasst und in einer ersten Messwertreihe abgespeichert, während Messwerte zu Temperaturen und Pumpendrehzahlen einer Pumpe des Ölversorgungssystems zu denselben Zeitpunkten erfasst werden und dann in weiteren Messwertreihen abgespeichert werden. Wird die Pumpe von einer Welle der Antriebsanordnung angetrieben, so kann dazu auch die Drehzahl dieser Welle verwendet werden. Zusätzlich kann auch eine jeweils vorliegende Schaltstel lung einer schaltbaren Kupplung in dem Getriebe zu denselben Zeitpunkten in einer weiteren Messwertreihe erfasst und abgespeichert werden. Insofern werden auch die erfassten Schaltstellungen der schaltbaren Kupplung, beispielsweise Gleichlauf, Neutralstellung oder Gegenlauf, als Messwerte verstanden, die in Messwertreihen abgespeichert werden. Zu jedem abgespeicherten Messewert wird auch die Informa tion über den jeweiligen Zeitpunkt seiner Erfassung abgespeichert. Dies kann auch über einen definierten Startzeitpunkt einer ersten Erfassung der Messwerte, regelmä ßige Zeitintervalle zwischen den Zeitpunkten der Erfassung der Messwerte und einer fortlaufenden Nummerierung der Messwerte geschehen.

Es kann beispielsweise ein Verfahren zum Überwachen des Zustands bzw. Ver schmutzungsgrads eines Filters in einem Ölversorgungssystem durchgeführt werden, indem eine erste Messwertreihe ausgewertet wird, in welcher Messwerte des Öl drucks abgespeichert sind, die eingangsseitig an dem Filter erfasst wurden, wobei bei der Auswertung nur die Messwerte des Öldrucks berücksichtigt werden, bei de nen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte einer zweiten und einer dritten Messwertreihe, jeweils in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen. Vorzugs weise sind in der zweiten Messwertreihe Öltemperaturwerte und in der dritten Mess wertreihe Drehzahlwerte eines eine Pumpe des Ölversorgungssystems antreibenden Elements abgespeichert. Die Berücksichtigung der jeweiligen Öltemperaturwerte und Drehzahlwerte bei der Auswertung der Messwertreihe des Öldrucks bedeutet, dass die Betriebsbedingungen Öltemperatur und Pumpendrehzahl mit berücksichtigt wer den, die zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Öldrucks Vorlagen. Besonders bevorzugt kann zusätzlich die die jeweilige Schaltstellung einer schaltbaren Kupp lung der Antriebsanordnung berücksichtigt werden, sofern die Schaltstellung der Kupplung den Öldruck ebenfalls beeinflusst. Dazu werden in einer vierten Messwert reihe die jeweilige Schaltstellung einer schaltbaren Kupplung erfasst und beim Aus werten der ersten Messwertreihe werden nur die Druckwerte berücksichtigt, bei de nen jeweils eine gleiche Schaltstellung der Kupplung vorlag.

Die abgespeicherten Messwertreihen können dann mit dem Ziel den Öldruckverlauf in dem Ölversorgungssystem zu überwachen unter Berücksichtigung der jeweiligen Betriebsbedingungen ausgewertet werden. Dazu werden bei der Auswertung nur die Messwerte der ersten Messwertreihe, nämlich die Messwerte des Öldrucks, berück sichtigt, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte der weiteren Messwert reihen jeweils in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen. Beispielsweise wer den nur die Messwerte des Öldrucks berücksichtigt bei denen sich die schaltbare Kupplung in einer Schaltstellung Gleichlauf befand, die Pumpendrehzahl zwischen 2000 und 2100 Umdrehungen pro Minute und die Öltemperatur zwischen 60 und 70 Grad Celsius lag. Liegen die Messwerte der Schaltstellung der Kupplung, der Pum pendrehzahl und der Öltemperatur in den genannten Messwertbereichen, so kann von gleichen Betriebsbedingungen ausgegangen werden und es können reproduzier bare und aussagekräftige Ergebnisse erreicht werden. Auf diese Weise ist eine sinn volle Trendbeobachtung des Öldruckverlaufs möglich.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird demnach eine große Zahl an Messwerten erfasst und abgespeichert, wodurch eine große Datenmenge gehandhabt werden muss. Elektronische Steuereinrichtungen mit entsprechend großen Datenspeichern sind jedoch in der Lage derart große Datenmengen zu speichern, zu bearbeiten und auszuwerten. Aus allen gespeicherten Messwerten bzw. Messwertreihen können ver schiedene Auswertungen und Analysen erfolgen, bei denen jeweils gezielt bestimmte Umgebungs- und Betriebsbedingungen berücksichtigt werden können, um verlässli che und aussagekräftige Ergebnisse zum Zustand der Antriebsanordnung zu erhal ten. Aus der Zusammenführung und Aufbereitung von Sensordaten bzw. Messwer ten, die zu einem gemeinsamen Zeitpunkt erfasst wurden, kann ein sinnvolles Ge samtbild des Zustands der Antriebsanordnung zu dem genannten Zeitpunkt erstellt werden. Durch eine derartige Sensordatenfusion kann die Genauigkeit und Zuverläs sigkeit der Ergebnisse erhöht werden.

Dazu kann jede Messwertreihe beispielsweise als ein Datensatz in einer Tabelle ei ner relationalen Datenbank abgespeichert werden. Eine relationale Datenbank und ein entsprechendes Datenbankmanagementsystem bieten umfassende Möglichkei ten zur Auswertung der gespeicherten Messwertreihen bzw. Datensätze. Insbeson dere die Möglichkeiten abgespeicherte Datensätze in einer relationalen Datenbank auf verschiedene Weise miteinander zu verknüpfen erlauben eine umfassende Aus wertung der im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens erfassten Messwertreihen. Ferner

Ein vorteilhafter Aspekt der Erfindung ergibt sich demnach dadurch, dass durch die Erfassung und Abspeicherung von Messwerten möglichst vieler Parameter in dem entsprechend vielen Messwertreihen bei der nachfolgenden Auswertung einer Mess wertreihe viele weitere Betriebsbedingungen berücksichtigt werden können. Insbe sondere können durch Trendbeobachtungen bestimmter Parameter sich ankündi gende Schäden und Ausfälle an der Antriebsanordnung frühzeitig erkannt und ideal erweise vermieden werden. Somit kann das vorgeschlagene Verfahren im Sinne ei ner vorausschauenden Instandhaltung, die auch unter dem englischsprachigen Be griff Predictive Maintenance bekannt ist, verwendet werden. Aus der Gesamtheit der abgespeicherten Messwertreihen lassen sich bei der späteren Auswertung verschie dene Messwertreihen miteinander verknüpfen, so dass je nach Zielsetzung der jewei ligen Auswertung verschiedene Aussagen und Prognosen zum Zustand der An triebsanordnung gemacht werden können. In Abhängigkeit eines Verlaufs der bei der Auswertung der ersten Messwertreihe be rücksichtigten Messwerte kann eine Meldung ausgegeben oder eine Wartungsmaß nahme veranlasst werden oder beides. Für die Ausgabe einer Meldung oder das Ver anlassen einer Wartungsmaßnahme können Grenzwerte angewendet werden, bei deren Überschreitung automatisch bzw. durch die Steuereinrichtung eine dieser Maßnahmen veranlasst wird. Ein solcher Grenzwert könnte bei der beschriebenen Überwachung eines Öldruckverlaufs beispielsweise ein absoluter Öldruckwert oder ein Gradient beim Anstieg einer Öldruckkurve sein. Es sind jedoch auch andere Grenzwerte anwendbar, die beispielsweise auf erfassten Temperaturen oder Dreh zahlen basieren.

Schließlich umfasst die Erfindung auch eine Antriebsanordnung zur Durchführung ei nes beschriebenen Verfahrens. Eine solche Antriebsanordnung umfasst mehrere Sensoren zum Erfassen von Messwerten verschiedener Parameter, einen Daten speicher zum Abspeichern der Messwerte in zeitabhängigen Messwertreihen und eine Steuereinrichtung zum Auswerten der abgespeicherten Messwertreihen. Die ge nannte Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet eines der beschriebenen Verfahren zu steuern. Die genannte Steuereinrichtung kann auch als Teil einer übergeordneten Steuerung ausgebildet sein, sodass insbesondere Hardwarekomponenten der über geordneten Steuereinrichtung zur Steuerung des vorgeschlagenen Verfahrens und für andere Zwecke genutzt werden können.

Die genannte Antriebsanordnung kann beispielsweise zum Antreiben eines Kraftfahr zeugs, eines Schienenfahrzeugs oder eines Wasserfahrzeugs verwendet werden.

Die Antriebsanordnung kann eine oder mehrere Komponenten eines Antriebsstrangs umfassen. Beispielsweise einen Motor, ein Getriebe, eine Kupplung oder andere drehmomentübertragende Komponenten. Es kann auch der Zustand von nur einem Teil einer solchen Komponente überwacht werden. Beispielsweise kann der Zustand eines Ölversorgungsystems eines Getriebes überwacht werden, wobei ein solches Ölversorgungsystems zur Schmierung und Kühlung von Getriebebauteilen sowie zur Betätigung von druckmittelbetätigten Kupplungen und Bremsen genutzt werden kann. Durch die Verwendung mehrerer Sensoren, insbesondere bei mehreren Sensoren, die nach unterschiedlichen Messprinzipien arbeiten, erhöht sich auch die Detektions wahrscheinlichkeit. Das heißt, Phänomene werden vom Gesamtsystem auch dann erkannt, wenn einzelne Sensoren aufgrund von bestimmten Betriebsbedingungen o- der Umweltbedingungen in ihrer Wahrnehmung eingeschränkt sind. Es sind digitale und analoge Sensoren verwendbar, wobei die Signale der analogen Sensoren vor zugsweise direkt im Sensor in digitale Sensoren umgewandelt werden.

Geeignete Sensoren zum Erfassen der Messwerte zu jedem Parameter bzw. der ent sprechenden physikalischen Größe sind dem Fachmann bekannt und in einer großen Auswahl am Markt erhältlich. Dazu können beispielsweise Sensoren mit integrierter Signalverarbeitung verwendet werden, bei denen eine Signalverstärkung, Analog-Di- gital-Wandlung und/oder Signalverarbeitung intern erfolgt, sodass der jeweilige Sen sor bereits vorbearbeitete Messwerte liefert.

Die Steuereinrichtung kann in anderen Ausführungen außerhalb eines Fahrzeugs mit der zu überwachenden Antriebsanordnung angeordnet sein, beispielsweise als stati onäre Einrichtung. Auf diese Weise kann ein Steuergerät des genannten Fahrzeugs entlastet werden und dadurch einfacher ausgeführt werden. Die Auswertung der Messwertreihen wird somit ausgelagert und anstatt in einem Fahrzeug an einer an deren Stelle vorgenommen. Beispielsweise kann die Auswertung und Zustandsüber wachung mehrerer Antriebsanordnungen von mehreren Fahrzeugen einer Fahrzeug flotte an einer zentralen Stelle und von einer einzigen Steuereinrichtung vorgenom men werden. Das Steuergerät des jeweiligen Fahrzeugs benötigt dadurch keine Komponenten zur Auswertung der erfassten Messwerte. Das Steuergerät im Fahr zeug benötigt also weder Hardware noch Software zur Auswertung der erfassten Messwerte, sondern lediglich eine Schnittstelle und Verbindung zur Übertragung der Messwerte oder daraus generierten Daten an die externe Steuereinrichtung. Dadurch kann ein Steuergerät eines solchen Fahrzeugs einfacher und günstiger ausgeführt sein. Es kann Entwicklungszeit und Entwicklungsaufwand für das Steuergerät ge spart werden. Auch die Zeit und der Aufwand zum testen und prüfen eines Steuerge räts für das Fahrzeug wird dadurch geringer. Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in den anliegenden Figuren dargestell ten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig 1 einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen

Antriebsanordnung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung erfasster Messwerte eines Kupplungs drucks PK in Bezug zu einer Drehzahl;

Fig. 3 eine graphische Darstellung erfasster Messwerte eines Kupplungs drucks PK in Bezug zu einer Temperatur;

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Verlaufs des Kupplungsdrucks über eine bestimmte Zeit in zwei verschiedenen Temperaturbereichen;

Fig. 5 eine graphische Darstellung erfasster Messwerte einer Zuschaltzeit ei ner schaltbaren Kupplung und

Fig. 6 eine graphische Darstellung des Verlaufs der Zuschaltzeit aus Fig. 5 in zwei verschiedenen Temperaturbereichen.

Die vorliegende Antriebsanordnung 1 weist einen Verbrennungsmotor als An triebsmotor 2 auf, der über eine Antriebswelle 3 mit einem Getriebe 4 verbunden ist. Auf der Antriebsseite des Getriebes 4 ist eine Schaltkupplung 5 angeordnet, mit der der Leistungsfluss in der Antriebsanordnung 1 getrennt werden kann. Abtriebsseitig weist das Getriebe 4 eine Abtriebswelle 6 auf, über die die Antriebsleistung beispiels weise einer Propellerwelle eines Wasserfahrzeugs oder zumindest einem antreibba- ren Rad eines Landfahrzeugs zugeführt werden kann.

Im Bereich des Getriebes 4 sind mehrere Sensoren 7, 8, 9, 10, 1 1 zum Erfassen von Messwerten verschiedener Parameter angeordnet. Die Sensoren 7, 8, 9, 10, 1 1 sind über datenübertragende Verbindungen 12 mit einem Datenspeicher 14 einer Steuer einrichtung 13 verbunden. Die von den Sensoren 7, 8, 9, 10, 1 1 erfassten Messwerte werden in zeitabhängigen Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 in dem Datenspeicher abgespeichert.

Im vorliegenden Beispiel ist ein Sensor 7 zum Erfassen einer Antriebsdrehzahl, ein Sensor 8 zum Erfassen eines Kupplungsdrucks zur Betätigung der Schaltkupplung 5, ein Sensor 9 zum Erfassen eines Öldrucks, ein Sensor 10 zum Erfassen einer Sumpf Öltemperatur und ein Sensor 1 1 zum Erfassen einer Abtriebsdrehzahl vorgese hen.

Die datenübertragenden Verbindungen 12 können kabellos oder als Kabelverbindun gen ausgeführt sein. Insbesondere können die datenübertragende Verbindungen 12 mittels eines Datenbussystems, beispielsweise mittels eines CAN-Busses, realisiert werden.

Die Steuereinrichtung 13 ist dazu eingerichtet, die Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 auszuwerten. Die Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 werden in Tabellenform in dem Datenspeicher 14 abgelegt. Jeder der Sensoren 7, 8, 9, 10, 1 1 erfasst dauerhaft oder in regelmäßigen Zeitabständen ein Signal, das in Form eines Messwertes an die Steuereinrichtung 13 übertragen wird. Die Signalübertragung von den Sensoren 7, 8, 9, 10, 1 1 zur Steuereinrichtung 13 erfolgt hier über ein Datenbussystem, wobei die Signale beispielsweise mit einer typischen Taktfrequenz von 50-100 Millisekunden übertragen werden. In der Steuereinrichtung werden die Messwerte in regelmäßigen Zeitabständen, beispielsweise alle zwei Sekunden abgespeichert in dem Datenspei cher 14. Das heißt, dass alle zwei Sekunden sämtliche Messwerte abgespeichert.

Um die Messwerte später zuordnen zu können wird jeder Messwert mit einem Zeit stempel abgespeichert oder die Messwerte werden fortlaufend nummeriert.

Die Steuereinrichtung 13 ist so ausgestattet und konfiguriert, dass sie ein Verfahren zum Zweck der Zustandsüberwachung der Antriebsanordnung 1 durchführen kann. Dazu umfasst die Steuereinrichtung 13 neben geeigneten elektronischen Hardware komponenten wie dem genannten Datenspeicher 14 einen oder mehreren Prozessoren, Arbeits- oder Zwischenspeicher, entsprechende Schnittstellen und Ver bindungen insbesondere auch geeignete Software-Programme zur Auswertung der abgespeicherten Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19. Dabei werden die einzelnen Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 so miteinander verknüpft, dass beim Auswerten ei ner ersten Messwertreihe 15 nur die Messwerte berücksichtigt werden, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte zumindest einer zweiten Messwertreihe 16,17, 18, 19 in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen.

Über eine weitere datenübertragende Verbindung 20 kann die Steuereinrichtung 13 mit einer weiteren Steuereinheit 21 kommunizieren. Dies kann beispielsweise ein zentraler Fahrzeugrechner sein. Über diese weitere datenübertragende Verbindung 20 kann die Steuereinrichtung 13 Ergebnisse der Auswertung der Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 und Meldungen weitergeben. Dies kann beispielsweise eine Warn meldung sein, wenn die Auswertung der Messwertreihen 15, 16,17, 18, 19 einen kriti schen Zustand der Antriebsanordnung 1 ergibt. In besonders kritischen Fällen kön nen auch direkte Maßnahmen zum Stillsetzen des Antriebsaggregats 1 oder zum Ab schalten des Antriebsmotors 2 durch die Steuereinrichtung 13 veranlasst werden.

Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit Messwerten eines Kupplungsdrucks PK in Abhän gigkeit zu der jeweiligen Drehzahl. Die Messwerte wurden in gleichmäßigen zeitli chen Abständen zu bestimmten Zeitpunkten erfasst, sodass die Messwerte danach für verschiedene Analysen einander zugeordnet und ausgewertet werden können.

Die in dem Diagramm dargestellten Punkte sind aus einer Messwertreihe zum Kupp lungsdruck PK und aus einer Messwertreihe Drehzahl ermittelt worden, wobei einem jeweils erfassten Messwert des Kupplungsdrucks PK jeweils ein zum gleichen Zeit punkt erfasster Messwert der Drehzahl zugeordnet ist. Als Randbedingungen sind bei diesem Beispiel alle Messwerte in einem Drehzahlbereich zwischen 600 und 1800 Umdrehungen pro Minute (rpm) und in einem Temperaturbereich zwischen 30 °C und 90 °C erfasst worden. Ferner wurden die berücksichtigten Messwerte alle bei der gleichen Schaltstellung einer zugeordneten schaltbaren Kupplung erfasst, wobei ein erster Messwert jeweils erst nach Ablauf einer bestimmen Zeitspanne nach dem Einlegen dieser Schaltstellung erfasst wurde. In dem in Fig. 3 dargestellten Diagramm ist den erfassten Messwerten des Kupp lungsdrucks PK jeweils ein zum gleichen Zeitpunkt erfasster Messwert der Tempera tur zugeordnet. Mit anderen Worten ist der Kupplungsdruck PK in Abhängigkeit der Temperatur dargestellt. Hier gelten dieselben Randbedingungen, wie zu der Fig. 2 beschrieben wurden.

Die Fig. 4 zeigt nun eine Auswertung der erfassten Messwertreihen gemäß der vor liegenden Erfindung, anhand derer insbesondere eine Trendbeobachtung über einen längeren Zeitraum ermöglicht wird. Dabei sind mit zwei verschiedenen Kurven und Symbolen Messwerte einer ersten Messwertreihe dargestellt, wobei in der ersten Kurve nur die Messwerte berücksichtigt und angezeigt werden, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte einer zweiten Messwertreihe in einem ersten Mess wertbereich liegen und in einer zweiten Kurve werden nur die Messwerte berücksich tigt, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte in einem zweiten Messwert bereich liegen.

Im vorliegenden Fall besteht die erste Messwertreihe aus Messwerten des Kupp lungsdrucks PK und die zweite Messwertreihe ist die Temperatur. Als Ergebnis ergibt sich eine erste Kurve, dargestellt mit Kreuzsymbolen, in der nur Messwerte des Kupplungsdrucks PK angezeigt werden, die bei einer Temperatur zwischen 30 und 40 °C erfasst worden sind. Ferner ergibt sich eine zweite Kurve, dargestellt mit Kreis symbolen, in der nur Messwerte des Kupplungsdrucks PK angezeigt werden, die bei einer T emperatur zwischen 60 und 70 °C erfasst worden sind . Auf diese Weise wird erreicht, dass jeweils nur Messwerte miteinander verglichen werden, die bei gleichen oder zumindest ähnlichen Betriebsbedingungen erfasst worden sind.

Der Kurvenverlauf ist über einen längeren Zeitraum dargestellt, sodass auch lang sam einstellende Veränderungen des Kupplungsdrucks PK erkennbar werden. Der betrachtete Zeitraum kann bei der Auswertung auch verändert und ausgewählt wer den, sodass Langzeitbetrachtungen und Trendanalysen über verschiedene Zeit räume möglich sind. In der Fig. 5 sind schließlich Auswertungen der erfassten Messwerte einer Zuschalt zeit einer schaltbaren Kupplung im Antriebsstrang eines Schiffs dargestellt. Die Zu schaltzeit einer Kupplung im Antriebsstrang eines Schiffs beeinflusst das Fahrverhal ten eines Schiffs. Abhängig von der Art und Anwendung des Schiffs wird in der Regel ein möglichst zügiges Schließen der Kupplung angestrebt, wobei gleichzeitig jedoch auch ein komfortables Fahrverhalten ohne ruckartige Beschleunigung erreicht wer den soll. Als Randbedingungen beim Erfassen der Messwertreihen sind auch bei die sem Beispiel alle Messwerte in einem Drehzahlbereich zwischen 600 und 1800 Um drehungen pro Minute und in einem Temperaturbereich zwischen 30 °C und 90 °C erfasst worden. Ferner wurden die berücksichtigten Messwerte alle bei der gleichen Schaltstellung einer zugeordneten schaltbaren Kupplung erfasst, wobei ein erster Messwert jeweils erst nach Ablauf einer bestimmen Zeitspanne nach dem Einlegen dieser Schaltstellung erfasst wurde. Dargestellt sind in diesem Diagramm nur die Messwerte der Zuschaltzeit, bei denen die Drehzahl etwa 600 Umdrehungen pro Mi nute betrug. Auf diese Weise werden nur Messwerte berücksichtigt, die bei zumin dest annähernd gleichen Betriebsbedingungen erfasst wurden. Aus dem Diagramm ist erkennbar, dass die Zuschaltzeit kürzer wird, je höher die Temperatur ist. Die Drehzahl entspricht einer Antriebsdrehzahl, also beispielsweise der Drehzahl einer Antriebswelle eines Schiffsgetriebes. Die Messwerte der Temperatur können bei spielsweise die Temperatur eines Hydraulikfluids in einem Schiffsgetriebe repräsen tieren.

Die Fig. 6 zeigt eine Auswertung von erfassten Messwertreihen gemäß der vorliegen den Erfindung, anhand derer eine Trendbeobachtung der Zuschaltzeit einer schaltba ren Kupplung über einen längeren Zeitraum ermöglicht wird. Die Fig. 6 zeigt eine erste Kurve, dargestellt mit Kreuzsymbolen, in der nur Messwerte der Zuschaltzeit angezeigt werden, die bei einer Temperatur zwischen 30 und 40 °C erfasst worden sind. Ferner ergibt sich eine zweite Kurve, dargestellt mit Kreissymbolen, in der nur Messwerte des Kupplungsdrucks PK angezeigt werden, die bei einer Temperatur zwi schen 60 und 70 °C erfasst worden sind. In beiden Kurven werden nur Messwerte angezeigt, die in dem engen Drehzahlbereich zwischen 600 und 620 Umdrehungen pro Minute erfasst worden sind. Auf diese Weise wird auch hier erreicht, dass jeweils nur Messwerte miteinander verglichen werden, die bei gleichen oder zumindest ähnli chen Betriebsbedingungen erfasst worden sind.

Bezuqszeichen Antriebsanordnung

Antriebsmotor

Antriebswelle

Getriebe

Schaltkupplung

Abtriebswelle

Sensor

datenübertragende Verbindungen Steuereinrichtung

Datenspeicher

Messwertreihe

datenübertragende Verbindung

Steuereinheit

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Antriebsanordnung (1 ), umfassend fol gende Schritte,

• Erfassen von Messwerten verschiedener Parameter durch mehrere Sensoren (7, 8, 9, 10, 1 1 ) zu definierten Zeitpunkten,

• Abspeichern von jeweils zumindest einer zeitabhängigen Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) zu jedem Parameter in einem Datenspeicher (14),

• Auswerten der Messwertreihen durch eine Steuereinrichtung (13) zum Zweck einer Zustandsüberwachung zumindest einer Komponente der Antriebsanord nung (1 ),

dadurch gekennzeichnet, dass beim Auswerten einer ersten Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) nur die Messwerte berücksichtigt werden, bei denen die jeweils zeit gleich erfassten Messwerte zumindest einer zweiten Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Auswerten der ersten Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) nur die Messwerte berücksichtigt werden, bei denen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte zumindest einer dritten Mess wertreihe (15, 16,17, 18, 19) in einem bestimmbaren Messwertbereich liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Messwert reihe (15, 16,17, 18, 19) als ein Datensatz einer relationalen Datenbank abgespei chert wird.

4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jeweils einer Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) Druckwerte und Temperatur werte erfasst werden.

5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jeweils einer weiteren Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) Drehzahlwerte eines rotierenden Elements (3, 6) der Antriebsanordnung (1 ) und/oder die jeweilige Schalt stellung einer schaltbaren Kupplung (5) erfasst werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren ein Zustand eines Filters in einem Ölversorgungssystem überwacht wird, indem eine ers ten Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) ausgewertet wird, in welcher Messwerte des Öldrucks abgespeichert sind, die eingangsseitig an dem Filter erfasst wurden, wobei bei der Auswertung nur die Messwerte des Öldrucks berücksichtigt werden, bei de nen die jeweils zeitgleich erfassten Messwerte einer zweiten und einer dritten Mess wertreihe (15, 16,17, 18, 19), jeweils in einem bestimmbaren Messwertbereich lie gen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Mess wertreihe (15, 16,17, 18, 19) Öltemperaturwerte erfasst sind, und dass in der dritten Messwertreihe (15, 16,17, 18, 19) Drehzahlwerte eines eine Pumpe des Ölversor gungssystems antreibenden Elements erfasst sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer vierten Mess wertreihe (15, 16,17, 18, 19) die jeweilige Schaltstellung einer schaltbaren Kupplung (5) erfasst ist, und dass beim Auswerten der ersten Messwertreihe (15, 16,17, 18,

19) nur die Druckwerte berücksichtigt werden, bei denen jeweils eine gleiche Schalt stellung vorlag.

9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als bestimmbarer Messwertbereich der Messwertbereich einer Messwertreihe bestimmt wird, in welchem die größte Anzahl an Messwerten liegt.

10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit eines Verlaufs der bei der Auswertung der ersten Messwert reihe (15, 16,17, 18, 19) berücksichtigten Messwerte eine Meldung ausgegeben wird und/oder eine Wartungsmaßnahme veranlasst wird.

1 1 . Antriebsanordnung (1 ) mit Sensoren (7, 8, 9, 10, 1 1 ) zum Erfassen von Messwer ten verschiedener Parameter, mit einem Datenspeicher (14) zum Abspeichern der Messwerte in zeitabhängigen Messwertreihen , und mit einer Steuereinrichtung (13) zum Auswerten der abgespeicherten Messwertreihen (15, 16,17, 18, 19), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.