CN101424590B

CN101424590B - 预报机动车辆部件损坏的方法

Info

Publication number: CN101424590B
Application number: CN2008101757140A
Authority: CN
Inventors: P·斯高格尔
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: JP2009115796A; AT504028B1; AT504028A2; EP2056179A3; AT504028A3; US20090118897A1; CN101424590A; EP2056179A2

Abstract

本发明涉及一种预报机动车辆部件损坏的方法，该方法包括以下步骤：对至少一个部件提供损坏模型；检测部件的加载；沿着损坏距离和/或在损坏时段上确定部件的加载和损坏；根据所确定的对部件的加载和/或损坏来确定参考距离和/或参考时段；将损坏距离和/或损坏时段与参考距离或参考时段作比较；从损坏距离和参考距离或从损坏时段和参考时段来确定加速因子。

Description

预报机动车辆部件损坏的方法

技术领域

本发明涉及一种预报机动车辆部件损坏的方法。

背景技术

从JP 2003-345421A中可以了解到一种带有管理系统的车辆，该系统设置成车辆部件在传感器系统监视之下，并在出现问题情况下部件发送到中心计算机中。中心计算机识别问题的范围并确定出对系统零件造成的损坏，还对进一步的损坏特征和使用寿命作出预报。车辆的使用者被告知有关该评估的结果。此外，各种信息被发送到销售商那里并储存在数据库内。结果，在发生任何严重损坏之前，就向使用者给出有关检查的建议和维护预约。缺点在于，信息要被送到中心计算机中才开始作进一步的评估。因此，不能保证测得数据的实时评估，于是在极端情况下，在由中心计算机作出评估之前，就已经发生了损坏。还有一缺点在于，没有使用损坏数据库，也没有用统计的损坏频率作标定。

从DE 102 57 793 A中可以了解到一种用来估计技术部件使用寿命的装置。根据损坏模型来作出预期使用寿命的预报，通过相应的传感器系统基于局部的部件特殊载荷来考虑系统的载荷。在该建议方案中，通过在完整组的依赖于时间的系统载荷影响下对模型特性进行时间积分，由此确定局部部件载荷的时间曲线。部件上的这些载荷可呈现为选定部件上的局部反力、张力和膨胀的时间进程(progression)形式。在损坏累积计算中，通过评估载荷的时间进程来在运行稳定性分析的环境之中评估因部件承受的载荷所累积的部件损坏。

破坏模型中的任何不精确性或不精确的输入数据会导致在对随时间的过去而剩余的使用寿命实际值的预报中很大的偏差，于是，如此的方法经具有相当高程度的不精确性。

此外，在赛车运动中，需要部件以极端精确的方式适应所预期的载荷。因此，例如为了避免缺点，必须使一发动机能用于特定数量的比赛而没有任何缺陷。当发动机的个别部件的使用寿命在最后一圈之后下降到零时，应给予对这些个别部件的最优设计。在个别部件的设计中，人们已经注意到，提供特定数量的运行小时或英里数是不够的，因为根据运行状态，部件以非常不同的方式承受载荷。

发明内容

本发明的目的是避免如此的缺点，并能以尽可能最简单的方式早期地和可靠地识别损坏，和/或对剩余的使用寿命作出预报。

这根据本发明通过以下步骤来实现：

—对至少一个部件提供损坏模型；

—检测部件的加载；

—沿着损坏距离和/或在损坏时段上确定部件的加载和损坏；

—根据所确定的对部件的加载和/或损坏来确定参考距离和/或参考时段；

—将损坏距离和/或损坏时段与参考距离或参考时段作比较；

—从损坏距离和参考距离或从损坏时段和参考时段来确定加速因子。

如在现有技术状态中所描述的，使用损坏模型来从部件上的载荷得出对于剩余使用寿命或剩余距离的结论。与现有技术状态相比，根据运行过程中获得的经验，对模型进行连续的调整和优化。

较佳的是，将部件的所有损坏距离和/或损坏时段的损坏百分比加起来并与储存在数据库内的最大值进行比较。当一旦达到最大值后就确定部件损坏时，这是特别地有利的。

根据本发明的方法能根据运行条件，以合理的方式来考虑到个别部件的个别加载，还有个别部件的个别关键地方。连杆在高速时的损坏远比低速时更重要。然而，诸如发动机温度或载荷之类的其它参数也起到重要作用。

在特别优选的方式中，在另一步骤中，用根据本发明的方法可对一部件或整个系统的剩余使用寿命作出预测。根据需要，剩余使用寿命可以是实际意义的时段或直到预期失效还剩余的距离。相关的方面是，剩余寿命期望值必须总是参照定义的加载来考虑的。其结果，例如，在一比赛中可能作出这样的表述：如果行驶方式保持与最后五圈相同，则部件x具有7.2圈的剩余使用寿命。

当从与最大值的差值中估计出部件剩余使用寿命时，可对进一步损坏的进程作出可靠的预报。

在本发明范围之内，还可根据储存在数据库内的至少一个使用寿命模型来确定剩余使用寿命。

与此相关的方面在于，系统的损坏数据库不断地进行更新，以使最近的统计信息可用于损坏的评估和剩余使用寿命的预报。因此该系统设计成是可自学的。

该方法的一个重要特性是在线的损坏计算。因此，数据的再处理不是必要的。可以实时地评估部件的状态，并可作出进一步损坏的预报。在试验行驶中，已经识别到当前的加载。

因此，也可进行其后的模拟以便获得系统微调的指示。

在本发明的一优选实施例中，至少部分地可根据模拟数据来获得部件的加载。这允许对例如已经有一定加载历史的部件作出陈述。假定该部件将用于将来的比赛，由此对预期的进程有一些假设。同时还可专有地借助于模拟来检查一新的部件，以便预报预期的损坏或剩余的使用寿命。

根据本发明方法的另一特别优选的实施例，由预定的所需剩余使用寿命或剩余距离，可以计算与部件加载相关的一参数。如果可以看到，在仍将覆盖30圈的比赛过程中，在给定条件下部件预期的剩余使用寿命将只有25圈，则可采取相应措施来减小失效的可能性。因此可降低发动机最大速度，以便将剩余使用寿命提高到所要求的值。除了发动机最大速度之外，复杂设置也可理解为以上意义上的相关参数，这意味着可以启用替代的发动机特性图，这对于关键部件来说并不是艰难的事情。

附图说明

现参照附图中所示实施例，对本发明作更为详细的解释，附图中：

图1示出根据本发明方法的原理图；

图2示出一部件在发动机载荷和发动机速度下所产生的损坏；

图3示出该部件在发动机特性图中的驻留时间；

图4示出该部件的标准化损坏过程和在发动机特性图中的驻留时间；以及

图5在发动机特性图中示出该部件的计算损坏。

具体实施方式

损坏预报系统包括如下部件：

—传输单元1，

—测量系统和数据记录器2，

—评估软件3

—数据档案4，

—用于驾驶员的显示模块5，

—使用寿命模块6，

—损坏模型7，以及

—使用寿命数据库8

车辆的相关部件通过车辆自己的诊断传感器装置9连续地或间断地接受监视。将所述诊断传感器装置9的数据供应到测量系统2和评估软件3。在检测部件状态的同时，检部件使用的实际时间和部件使用的距离。数据档案4含有直到要监视的每个部件发生损坏为止的参考距离和参考时段。如果确定了部件的损坏，那么，评估软件3将直到相应部件发生该损坏为止的损坏距离或损坏时段与数据档案4中对于该损坏的参考距离或参考时段作比较。根据损坏距离和参考距离之间以及损坏时段和参考时段之间的偏差来确定一加速因子，该加速因子表述损坏是发生在统计所确定的参考距离或参考时段之前还是之后。数据档案4的更新可通过传输单元1完成。还可以对失效的或有缺陷的数据进行更新，并将测量评估的状况送到一中心计算机。由于在车上作评估，所以被传送的数据量很小。与此相关的方面是，即使在无线电信号10失效的情况下，该损坏预报方法也可继续执行而不中断。

将部件的所有损坏距离或损坏时段的损坏百分比相加起来，并与储存在数据库4内的最大值比较。一旦达到该最大值，就确定部件损坏。另一方面，可从与最大值的差值中估计出部件剩余的使用寿命。当根据储存到数据库8的使用寿命模型6来确定剩余的使用寿命时，则可获得更为精确的结果。当使用寿命模型6与损坏模型7是相联系的时，则尤为有利。

显示模块6显示关于以下内容的驾驶员信息：

a)当前损坏或使用寿命储备量；

b)对预期损坏(加速因子)的预报；

c)计划的/实际的损坏之比，以及

d)为达到目标对进一步驾驶模式的建议。

当前损坏的信息可以光、声或触觉方式提供。

下面根据一芯式泵的具体实例来解释该方法。

为监视芯式泵，发动机转矩M_M和发动机速度n_M被用作为传感器信号。对于芯式泵的凸轮/滚子接触的磨损和撕裂的主要的使用寿命公式可以写为泵速n的赫兹接触压力p₀和常数因子C的函数：L₁₀＝f(p₀，n，C)，其中，L₁₀是预期的使用寿命。

泵速n根据发动机速度n_M和从相关发动机运行点的相应喷射压力得出的赫兹接触压力p₀来确定。喷射压力可储存在系统中的基本特性图内。

从相应的驻留时间和各个发动机运行点处的损坏(在图2中以举例方式示出)，可获得芯式泵的当前损坏。在发动机载荷L和发动机速度n_M之下，每小时产生芯式泵的损坏S(图2)。图3示出在发动机转矩M_M和发动机速度n_M之下，发动机特性图中各运行点的驻留时间V。图4在发动机特性图中以图形示出芯式泵每小时的标准化损坏S_n以及标准化驻留时间Vn。从中可以计算出芯式泵的具体损坏。图5示出在发动机转矩M_M和发动机速度n_M之下，对车辆关闭之后的某一距离的特定情形所计算出的损坏S_r。

然后，使损坏距离与参考距离相关。对标准用户的的平均载荷集合(collective)称作参考集合。在测量开始时或甚至在测量过程中将其输入到系统中。

距离曲线对参考曲线之比得出加速因子。

将所有损坏百分比相加起来，并与最大值比较。一旦达到该最大值，部件便损坏而需要更换。同时，在直到计算之时的类似载荷集合的假定之下，可输出使用寿命的储备量。

根据本发明的方法能在测试操作过程中实时地识别整个车辆的应变和损坏。可作出关于可能预期的平均载荷集合的使用寿命的预报。可将损坏分析的结果包含在损坏模型中，这使系统能进行自标定。

该方法能显著地节省对特定部件的测试时间、测试距离/循环，且可优化整个系统，系统随时间的特性可得到监视和记录。可将调整到特定系统的损坏模型包含在车辆的控制单元内，以便能更精确地预报维修间隔时间。

该方法的一相关的优点在于，可以大大地减少车辆的研发时间。根据本发明方法的另一优点是用相应的措施将部件失效可能性减到最小。

Claims

1.一种预报机动车辆部件损坏的方法，包括以下步骤：

－对至少一个部件提供损坏模型；

－检测所述部件的加载；

－沿着损坏距离和/或在损坏时段上确定所述部件的加载和损坏；

－根据所确定的对所述部件的加载和/或损坏来确定参考距离和/或参考时段；

－将所述损坏距离或损坏时段与所述参考距离或参考时段作比较；

－根据所述损坏距离和所述参考距离之间或所述损坏时段和所述参考时段之间的偏差来确定加速因子，从而根据运行过程中获得的经验，对所述损坏模型进行连续的调整和优化。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还确定预期的剩余使用寿命或剩余距离。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述部件的所有损坏距离和/或损坏时段的损坏百分比加起来并与储存在数据库内的最大值进行比较。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，一旦达到所述最大值，就确定所述部件损坏。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，从与所述最大值之差来估计所述部件的剩余使用寿命或剩余距离。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据储存在数据库内的至少一个使用寿命模型来确定所述剩余使用寿命。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以光、声或触觉方式向驾驶员提供有关如下方面的信息：当前的损坏、使用寿命储备量、对预期损坏的预报、加速因子和/或有关进一步驾驶型式的建议。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，借助于所述数据库的无线连接来发送有关以下方面的当前信息：损坏模型、使用寿命模型、参考距离、参考时段和最大损坏百分比。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少部分地从模拟数据来获得对所述部件的加载。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预定的所需剩余使用寿命或剩余距离，计算与所述部件的加载相关的一参数。