WO2021144436A1 - Verfahren zum überwachen der funktionsfähigkeit eines fahrzeugs, steuerung für einen antrieb eines fahrzeugs, antrieb mit einer solchen steuerung, und fahrzeug mit einem solchen antrieb - Google Patents

Verfahren zum überwachen der funktionsfähigkeit eines fahrzeugs, steuerung für einen antrieb eines fahrzeugs, antrieb mit einer solchen steuerung, und fahrzeug mit einem solchen antrieb Download PDF

Info

Publication number
WO2021144436A1
WO2021144436A1 PCT/EP2021/050835 EP2021050835W WO2021144436A1 WO 2021144436 A1 WO2021144436 A1 WO 2021144436A1 EP 2021050835 W EP2021050835 W EP 2021050835W WO 2021144436 A1 WO2021144436 A1 WO 2021144436A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
drive
route
comparison
functionality
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/050835
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Kottke
Tobias Frank
Original Assignee
Mtu Friedrichshafen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mtu Friedrichshafen Gmbh filed Critical Mtu Friedrichshafen Gmbh
Priority to EP21701250.9A priority Critical patent/EP4091144A1/de
Priority to CN202180009338.1A priority patent/CN114902300B/zh
Publication of WO2021144436A1 publication Critical patent/WO2021144436A1/de
Priority to US17/866,268 priority patent/US20220366733A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0808—Diagnosing performance data
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/02—Registering or indicating driving, working, idle, or waiting time only
    • G07C5/04—Registering or indicating driving, working, idle, or waiting time only using counting means or digital clocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/10—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels by utilising wheel movement for accumulating energy, e.g. driving air compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/58—Combined or convertible systems
    • B60T13/585—Combined or convertible systems comprising friction brakes and retarders
    • B60T13/586—Combined or convertible systems comprising friction brakes and retarders the retarders being of the electric type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/665—Electrical control in fluid-pressure brake systems the systems being specially adapted for transferring two or more command signals, e.g. railway systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/228—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices for railway vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C5/00—Locomotives or motor railcars with IC engines or gas turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/57—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for vehicles or trains, e.g. trackside supervision of train conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D61/00—Brakes with means for making the energy absorbed available for use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/04—Hill descent control

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring the functionality of a vehicle, a control for a drive of a vehicle, a drive with such a control, and a vehicle with such a drive.
  • the functionality of a vehicle can be impaired in various ways: It is possible that a drive of the vehicle - for example due to aging, wear and / or soiling - has reduced humidity, or that humidity losses occur elsewhere, for example due to a defective one Brake system, especially if the vehicle's brakes jam. If the drive of the vehicle has a plurality of drive units, it is desirable to be able to determine which of the drive units has a restricted functionality. The problem is that an output power of a vehicle, in particular in the case of a rail vehicle the propulsive power actually brought onto the rail, cannot be determined or can only be determined with great effort.
  • the object of the invention is therefore to create a method for monitoring the functionality of a vehicle, a control for a drive of a vehicle, a drive with such a control, and a vehicle with such a drive, the disadvantages mentioned not occurring, in particular a simple and at the same time precise evaluation of the functionality and / or a possibility of identifying that drive unit or those drive units whose functionality is / are impaired in their functionality should be given in the case of a plurality of drive units.
  • a method for monitoring the functionality of a vehicle which has the following steps: The vehicle is driven over a certain route. At least one power parameter of the vehicle, which is characteristic of a — in particular instantaneous or distance-related — power of a drive of the vehicle is recorded. In a first comparison, the at least one recorded humidity parameter is compared with historical data that is available on the route traveled, in particular along the route traveled, and the functionality of the vehicle is assessed on the basis of the first comparison.
  • this approach enables a simple estimation or determination of the actual propulsion performance based on the recorded moisture parameter, or in any case, by comparing the moisture parameter with historical data relating to the same route, it can be assessed whether the functionality of the vehicle is expected on the basis of the historical data Frame is, or in particular has decreased.
  • vehicles in particular rail vehicles or mining vehicles, typically travel the same routes over and over again is used to advantage, it being further assumed that, under certain conditions, which are explained in more detail below, the output power is comparable. Information about the functionality of the vehicle can therefore be obtained, in particular from the comparison of the at least one humidity parameter with historical data relating to the same route.
  • the functionality of a vehicle is preferably monitored which, as intended, travels the same route several times, in particular regularly.
  • the advantages mentioned are realized in a special way.
  • the functionality of a rail vehicle or a mining vehicle is preferably monitored. Such vehicles typically travel repeatedly, in particular regularly, on the same route.
  • a rail vehicle sometimes also referred to as a rail vehicle, is understood to mean, in particular, a vehicle which is driven or guided on at least one rail, in particular on several rails, in particular on two rails.
  • the rail vehicle is preferably a train, multiple unit, multiple unit, a focus engine, a rail tractor, a railway service vehicle, a monorail vehicle, an overhead railway vehicle, a vehicle of a driverless, track-guided personal transport system (Personal Rapid Transit - PRT), or another rail-bound vehicle.
  • Such Rail vehicles are often used several times, in particular regularly, on the same route.
  • a mining vehicle is understood to mean, in particular, a vehicle that is used in mining, in particular in open-cast mining, in particular to transport overburden or excavated material, for example mineral resources.
  • Such mining vehicles are typically moved repeatedly along the same route, for example from a storage location to a mining location and back again.
  • the vehicle is a dump truck.
  • the drive of the vehicle preferably has a plurality of drive units and is in this respect designed as a multi-motor drive.
  • the multiple drive units can be arranged in a single compartment of the vehicle, in particular the rail vehicle, in particular a locomotive or a railcar; However, it is also possible for the multiple drive units to be distributed over a plurality of compartments of the vehicle, in particular distributed over different cars of a train, such as the ICE 3, which has an underfloor drive distributed over the entire train.
  • the drive preferably has at least one internal combustion engine and / or at least one electrical machine. If the drive is designed as a multi-motor drive, each drive unit of the plurality of drive units preferably has its own internal combustion engine and / or electrical machine. It is possible here for the propulsive force to be provided directly by the internal combustion engine and to be transmitted to at least one driven axle.
  • the drive can also be designed as an electric drive with a battery and / or fuel cell as an energy supplier. Particularly preferably, however, energy provided by an internal combustion engine is converted and provided to the driven axle in a different form, in particular in that the drive or a drive unit of the drive is designed to be combustion-electric or combustion-hydraulic, in particular diesel-electric or diesel-hydraulic.
  • all drive units of a multi-engine system can be designed as internal combustion-electric drive units or as internal combustion-hydraulic drive units. It is also possible that the drive or at least one drive unit is designed as a hybrid drive or as a hybrid drive unit - in particular in the sense defined below, in particular as a parallel hybrid. In particular, it is possible for each drive unit of a multi-engine system to be designed as a hybrid drive unit.
  • An internal combustion-electric drive or an internal-combustion-electric drive unit is understood to mean an embodiment in which an internal combustion engine drives a generator, mechanical energy provided by the internal combustion engine being converted into electrical energy by the generator. This electrical energy is made available to at least one electric motor which drives at least one axle of the vehicle as a driven axle.
  • Internal combustion-hydraulic is understood in particular to mean that an internal combustion engine drives a hydraulic pump, so that mechanical energy provided by the internal combustion engine is converted into hydraulic energy. This is made available to at least one hydraulic motor, which then drives at least one driven axle of the vehicle.
  • a hybrid drive or a hybrid drive unit is understood to mean an embodiment in which an internal combustion engine interacts with at least one electrical machine in such a way that mechanical propulsive power is optionally provided only by the internal combustion engine, only by the electrical machine, or jointly by the electrical machine and the internal combustion engine can be made available (parallel hybrid).
  • Such a hybrid drive is preferably assigned an electrical storage device, so that operating states in particular are possible in which the electrical machine - without involvement of the internal combustion engine or in addition to the internal combustion engine - is operated with the supply of electrical energy from the electrical storage. In other operating states, it is possible for the internal combustion engine to drive the electrical machine as a generator, with the electrical storage device preferably being charged.
  • an internal combustion-electrical operation is also possible as an operating state - quasi as a special case - in which the internal combustion engine drives one of the two electrical machines, which then acts as a generator and electrical Provides energy that is fed to the other electrical machines of the two electrical machines operated as a motor, which in turn can then drive a driven axle.
  • the route on which the vehicle is traveling is preferably determined as part of the method. The fact that it is determined which route the vehicle is traveling on means in particular that the route is specified or that the route is recognized.
  • the route is communicated to a controller of the vehicle before driving the vehicle, in particular entered into the controller or transmitted to the controller, for example sent to the controller through a network or downloaded from a network.
  • the route in the vehicle is recognized when driving on the route.
  • the route is preferably recognized by means of satellite-based navigation, for example GPS, and / or by a pattern comparison, in particular on the basis of the recorded performance parameters and / or speed and / or acceleration data along the route in comparison with corresponding historical data.
  • a performance parameter is understood to mean, in particular, a parameter that is characteristic of an instantaneous or distance-related performance of the drive of the vehicle.
  • a momentary power is understood to mean, in particular, a power of the drive that is produced at a given point in time.
  • a route-related power is understood to mean, in particular, a power of the drive on a specific route section of the route.
  • the at least one recorded performance parameter is stored in the vehicle.
  • the first comparison is also carried out locally in the vehicle.
  • the at least one performance parameter is preferably transmitted via a network, in particular via the Internet, to a central service provider, also referred to as a server.
  • a central service provider also referred to as a server.
  • the first comparison is also carried out on the central service provider.
  • the historical data are also stored in the vehicle, or that the historical data are transmitted to the vehicle, in particular downloaded, from the central service provider - in particular via the network.
  • Historical data is understood to mean, in particular, data recorded in the past on the specific route, in particular values recorded in the past for the at least one performance parameter, drive data relating to the drive, load data characterizing the loading of the vehicle, and / or environmental data characterizing environmental or ambient conditions, such as an air pressure or an air temperature.
  • the historical data are also preferably recorded for a specific route section, and they are compared with the at least one performance parameter for the same route section.
  • the historical data have preferably been recorded by the same vehicle in which or for which the method is carried out.
  • the historical data it is possible for the historical data to be recorded from another, preferably structurally identical or at least similar vehicle, in particular a fleet vehicle from a fleet of vehicles.
  • mean values over a fleet of vehicles are used as historical data.
  • a target output specification for the vehicle, in particular for the drive of the vehicle, along the route traveled is compared - in a second comparison - with the at least one recorded performance parameter, the functionality of the vehicle also being based on of the second comparison is evaluated. From the comparison of the target performance specification with the recorded performance parameter, conclusions can be drawn as to whether and / or to what extent the vehicle is actually producing the specified target performance.
  • a target performance specification is understood to mean, in particular, a specification by an operator, in particular a driver of the vehicle, for the target performance to be provided.
  • the target output specification can in particular be a drive step, a torque request and / or a speed request.
  • the target output specification can correspond to a current position of an accelerator lever or accelerator pedal, or can be specified by such a lever or pedal position.
  • the fact that the target performance specification along the route traveled is compared with the at least one recorded performance parameter means in particular that the comparison is carried out in relation to the route section.
  • the target power is specified in relation to the route section, in particular differently for different route sections, with the performance parameter also being recorded in relation to the route section. If, for example, a certain speed is to be maintained, a higher setpoint power is typically specified for the vehicle on an uphill section of the route being traveled than on a downhill section or on a horizontal section of the route being traveled.
  • the target output specification is preferably compared with the at least one recorded performance parameter in that it is correlated with the at least one recorded performance parameter.
  • a comparison result resulting from the second comparison is compared with corresponding historical data, i.e. historical data for the comparison result and / or for the target performance specification and the at least one recorded performance parameter, this comparison being also used to evaluate the functionality of the vehicle will. It can thus be assessed in particular whether there is a change in the relationship between the target output specification on the one hand and the at least one recorded performance parameter on the other, which suggests a change in the functionality of the vehicle. For example, if the at least one recorded performance parameter in a certain section of the traveled route with a constant target performance specification indicates a reduced or decreasing performance of the vehicle, this suggests an impairment of the functionality of the vehicle.
  • the route traveled is verified while the vehicle is traveling on it. It can thus advantageously be determined whether a predetermined route is actually being traveled or whether there are deviations between the route specification and the route actually being traveled. This is particularly advantageous if the route is transmitted or entered by the operator of the vehicle, in particular the driver, before the start of the journey, and incorrect entries or transmission errors cannot be completely ruled out. Used during verification found that the specified route is actually being traveled, the route specification can be confirmed. Otherwise, if necessary, the specified route can be replaced by the recognized route actually traveled.
  • the route traveled is preferably verified on the basis of navigation data, in particular satellite navigation data, in particular GPS data, and / or on the basis of a pattern comparison of the recorded at least one performance parameter with historical data or data patterns. It is shown that, in particular, a time profile of the at least one performance parameter along the route traveled, that is to say in particular in relation to the route section, is characteristic of the route traveled. For example, sequences of inclines traveled and horizontal route sections are mapped in the route section-related course of the at least one recorded performance parameter.
  • a parameter is recorded as the at least one performance parameter, which is selected from a group consisting of: a target performance specification; a speed of the vehicle, in particular a momentary or averaged over a route section, in particular recorded as a sliding average value; an acceleration of the vehicle, in particular a momentary or averaged over a route section, in particular recorded as a sliding average; an injection time of an internal combustion engine of the drive of the vehicle; a speed of the internal combustion engine; and a selected gear of a transmission of the drive of the vehicle.
  • These parameters individually and in particular in combination with one another, are characteristic of the particular instantaneous or route-related performance of the vehicle.
  • At least two performance parameters selected from the group specified above are preferably recorded. In a preferred embodiment, all performance parameters of the group specified above are recorded. In particular, from a plurality of performance parameters, very particularly from all specified performance parameters, conclusions can be drawn about the performance of the drive of the vehicle.
  • An injection time of the internal combustion engine is understood to mean, in particular, a time value that is selected from a group consisting of: a start of injection, an end of injection, and an injection duration. These time parameters allow a conclusion to be drawn about the amount of fuel supplied to a combustion chamber of the internal combustion engine and thus about the chemical energy supplied to the internal combustion engine in a work cycle. “Injection” here is generally understood to mean the supply of fuel to a combustion chamber of the internal combustion engine, regardless of whether a liquid fuel or a gaseous fuel is supplied, and regardless of whether the injection takes place as a single point injection, multi-point injection or direct injection.
  • time time value
  • time parameters time parameters
  • a - in particular instantaneous - load of the vehicle is taken into account.
  • This enables the functionality of the vehicle to be assessed with greater certainty.
  • the power required for this varies with the load on the vehicle. Taking the load into account when evaluating the functionality avoids that a higher load of the vehicle is incorrectly interpreted as a reduced functionality of the vehicle
  • the loading is preferably determined by reading out historical loading data as a function of time and location, in particular a current time and a current location of the vehicle. This allows the current load to be estimated from values determined in the past. This is based on the idea that the use of vehicles, in particular rail vehicles, is subject to a certain regularity - both in terms of time and location, for example due to commuter traffic.
  • the load is preferably determined by evaluating a recuperated energy if the vehicle has a recuperating drive as its drive.
  • the energy recuperated especially when driving down a slope or when decelerating, depends on the mass and thus also on the vehicle's load. The different mass of the vehicle due to the different load can thus be determined on the basis of the determination of the recuperated energy.
  • a recuperating drive is, in particular, a drive that is set up to generate kinetic energy of the vehicle in particular to recover and store when decelerating or when descending a slope, especially in the form of electrical energy.
  • a regenerative drive can in particular be a hybrid drive or a drive with a fuel cell or battery.
  • the historical loading data are preferably obtained by direct or indirect detection of the loading of the vehicle and assignment of time and location information to the detected loading.
  • a direct detection of the loading can take place, for example, by evaluating the recuperated energy.
  • An indirect determination of the loading can take place in particular in the case of a rail vehicle, in particular by determining the number of passengers boarding and disembarking for the rail vehicle at stops, in particular train stations. This can be done in particular by evaluating images, for example from surveillance cameras, or by estimating the load on the basis of purchased tickets. On the basis of an image evaluation, the mass of the luggage being carried can also be at least roughly estimated.
  • the cause of the impaired functionality can be further limited, it being possible in particular to determine whether a brake is jammed, or whether the drive has reduced performance, for example due to defects, wear, aging or the like.
  • the test is preferably carried out on the basis of a slope descent behavior and / or a deceleration behavior of the vehicle.
  • a slope descent behavior and / or a deceleration behavior of the vehicle to this extent, in particular, an impairment of the functionality of the brake system, especially a jamming of a brake, due to a changed downhill behavior and / or deceleration behavior can be determined.
  • Both the downhill slope and the deceleration represent operating states in which the drive provides no or at most a low propulsive power, the behavior of the vehicle being essentially determined by the brake system. If a brake is jammed, the speed of the vehicle decreases faster when driving down a slope or when coasting than when the brake system is fully functional, i.e. when no brakes are jammed.
  • the check is preferably carried out by - in a third comparison - comparing the recuperated energy with the energy used by the vehicle, in particular taking historical data into account if the vehicle has a recuperating drive.
  • it is compared whether the behavior of the recuperated energy with regard to historical data for the recuperated energy corresponds to the behavior of the energy used with regard to historical data for the energy used. This is based on the idea that if the same route is traveled several times with the same amount of energy, the recuperated energy should also remain the same. If the energy expended changes, for example due to a changing load or a changing speed of the vehicle, the recuperated energy should also change accordingly, in particular increase or decrease in the same direction as the energy expended. If this is not the case, it can be concluded that the functionality of the vehicle is impaired.
  • a distinction can also be made as to whether the impairment is in the drive or in the braking system of the vehicle:
  • the energy used is higher at the same speed of the vehicle, but the recuperated energy is lower, this is an indication that a brake is jammed and thus the impairment is present in the brake system.
  • the recuperated energy is the same compared to the historical data at the same speed, but the energy used is increased, this is an indication of an impairment in the drive. It is possible that the energy expended is only apparently higher, for example by increasing injection times, in particular injection durations, but with a reduced or the same fuel mass being introduced due to jamming or contamination of injectors.
  • the method can be used, for example, in a rail vehicle when traveling on a mountain, or in a mining vehicle, in particular a dump truck, which repeatedly drives down and back up the mine.
  • the energy used is in particular that energy that is used to generate the drive power of the vehicle. This can be estimated in particular on the basis of the injection times of the internal combustion engine, since these are characteristic of the chemical energy supplied to the internal combustion engine.
  • the vehicle or for the vehicle when driving on the specific route along the route, data from the vehicle or for the vehicle are recorded and stored.
  • historical data can be generated in particular on the vehicle, by the vehicle or for the vehicle, which can be used as historical data in the future for the method proposed here.
  • the data can in particular be recorded by the vehicle itself, for example by sensors of the vehicle, for the vehicle, for example by external sensors or surveillance cameras at stopping points, or also on the vehicle, in particular by measurements on the vehicle.
  • Drive data, load data and / or environmental data are preferably recorded as data.
  • the at least one power parameter is preferably recorded as the drive data.
  • Loading data can be recorded in particular at stops in the vehicle, in particular at train stations, or on the basis of the recuperated energy.
  • air pressure and / or an ambient temperature of the vehicle are preferably recorded as ambient or environmental data.
  • the fact that the data are recorded along the route means in particular that the data are recorded in relation to the route section.
  • the recorded data are preferably assigned to a route section on or for which they are recorded.
  • the data are preferably stored with information about the route section assigned to them. This information is also referred to as route section information.
  • the data are preferably stored in the vehicle.
  • the data it is possible for the data to be transmitted, in particular transmitted, in particular uploaded, to a central service provider.
  • the same route is traveled several times with the vehicle. It is precisely in this case that the advantages described arise in a special way.
  • the vehicle is a rail vehicle or a mining vehicle. In particular, these vehicles are typically moved several times, in particular regularly, along the same route, so that the advantages described result in a special way.
  • a method for monitoring the functionality of a vehicle is proposed, the drive of the vehicle having a plurality of drive units.
  • the functionality of a drive unit to be tested of the plurality of drive units is assessed on the basis of a — in particular instantaneous or historical — behavior of the other drive units of the plurality of drive units. In this way, information about the functionality of the drive unit to be tested can be obtained reliably and with little effort, without having to examine it yourself, which can possibly be difficult precisely because of an impaired functionality.
  • the functionality of the drive unit to be tested during operation of the vehicle, in particular on a route along which the vehicle is moving, is assessed on the basis of the behavior of the other drive units.
  • the drive unit to be tested is preferably switched off, the behavior of the drive units not being switched off being used to check whether the functionality of the drive unit that has been switched off is impaired.
  • the drive unit to be tested is switched off during operation of the vehicle, in particular on the route along which the vehicle is moving, with the behavior of the drive units not being switched off being used to check whether the functionality of the switched-off drive unit is impaired.
  • At least one power parameter, preferably at least one drive parameter, of a drive unit to be tested of the plurality of drive units is compared with an expected range, the functionality of the drive unit to be tested being assessed on the basis of this comparison.
  • the at least one power parameter of the drive unit to be tested is compared with the expected range, the functionality of the drive unit to be tested being assessed on the basis of this comparison.
  • the first embodiment and / or the second embodiment of the method according to the second aspect is / are therefore preferably not carried out in a workshop or on a test stand, but rather during operation, in particular ferry operation, of the vehicle.
  • it is also preferably not carried out in a test operation, for example during a test drive or on a test route, but rather preferably in regular operation or control operation, in particular in routine use.
  • it is advantageously possible to determine reliable information about the functionality of the drive, even in regular operation.
  • the first embodiment or the second embodiment are each preferably iterated, with different drive units being treated one after the other as drive units to be tested, in particular until either an impairment is detected in one of the drive units or until each drive unit of the plurality of drive units is once a drive unit to be tested was treated.
  • the drive unit to be tested according to the first embodiment is preferably switched off while the driving performance remains the same, in particular at a constant speed.
  • it can be determined whether the remaining drive units that have not been switched off to provide the same driving performance, in particular to maintain the constant speed, in comparison to the operating state in which all drive units are switched on that arithmetically applied to them due to the switching off of a drive unit have to provide the omitted portion of additional performance, or a higher additional performance, or a lower additional performance.
  • the following calculation example is intended to serve as an explanation: If a nominal power of 45% of the nominal power is specified for each drive unit of four drive units - for example due to aging instead of 40% - the total nominal power corresponds to 180% of the nominal power of a drive unit, with the drive units being the simpler Due to the calculation in the example, they all have the same nominal power.
  • a first drive unit of the four drive units is now switched off as the drive unit to be tested. In order to maintain the speed, the remaining three drive units must each be operated with 60% of their nominal power, which in turn corresponds to a total of 180% of the nominal power of a drive unit. The first drive unit accordingly has no impairment.
  • the functionality of the first drive unit is obviously impaired, since now three times 53%, i.e. 160% of the nominal power of a drive unit enough to maintain the speed. This suggests that in the operating state in which all four drive units were switched on, the full 180% of the nominal power of a drive unit was actually not applied, whereby the first drive unit can be identified as the cause of the reduced power.
  • the expected range is preferably determined from historical data from the drive unit to be tested or, alternatively, from historical data from the other drive units.
  • the behavior of the drive unit to be tested can be estimated from the historical behavior of the other drive units and an expected range can be formed, whereby it can then be checked whether the at least one performance parameter of the drive unit to be tested falls within the expected range.
  • such expectation ranges can be determined by interpolating recorded data for performance parameters of the drive units.
  • the determination of the expected range from historical data from the other drive units also represents, in particular, a variant of the first Design in which the functionality of the drive unit to be tested is assessed on the basis of the historical behavior of the other drive units.
  • an injection time is preferably used as the at least one performance parameter.
  • the procedure according to the second embodiment will also be explained in more detail using an example: For example, if the vehicle drives along a certain route section, performance parameters are recorded for all four drive units.
  • the first drive unit and the second drive unit deliver 60% of their nominal power
  • the third drive unit and the fourth drive unit deliver 80% of their nominal power.
  • the first drive unit and the third drive unit deliver 60% of their nominal power
  • the second drive unit and the fourth drive unit deliver 80% of their nominal power.
  • the first drive unit and the fourth drive unit deliver 60% of their nominal power
  • the second drive unit and the third drive unit deliver 80% of their nominal power.
  • the behavior with regard to the recorded performance parameter, in particular the injection times, is thus known for the second drive unit, the third drive unit and the fourth drive unit both at 60% of the nominal power and at 80% of the nominal power. If one now wants to form an expected range for the performance parameter for the first drive unit at 80% of its rated output, which is not known from the recorded data, this can be estimated using the performance parameters recorded for the second, third and fourth drive unit - especially during a fourth trip become. It can then be checked whether the performance parameter, in particular the injection time, for the first drive unit falls within the expected range formed in this way when it is operated at 80% of its nominal output on the same route section. If this is not the case, it can be concluded that the functionality of this first drive unit is impaired.
  • the first aspect and the second aspect of the invention are preferably combined with one another. If, according to the first aspect of the invention, an impairment of the functionality of the vehicle - in particular in the drive - is determined, according to the second aspect of the invention it is preferably checked in which drive unit of the plurality of drive units the impairment is present. This is preferably done in accordance with the previously explained first embodiment of the second aspect and / or in accordance with the previously explained second embodiment of the second aspect, preferably during operation, in particular in regular operation, of the vehicle, in particular on the particular route traveled according to the first aspect.
  • one drive unit to be tested of the plurality of drive units is preferably switched off, with the behavior of the drive units not being switched off being used to check whether the impairment is present in the drive unit that is switched off, and / or that preferably at least one performance parameter of a drive unit to be tested of the plurality of drive units is compared with an expected range - in a fourth comparison - it being determined on the basis of the fourth comparison whether the impairment is present in the drive unit to be tested.
  • the expected range is preferably determined from historical data from the drive unit to be tested or the other drive units.
  • the first embodiment and the second embodiment can each preferably be iterated with respect to the drive unit to be tested, in particular until either a drive unit with impaired functionality is identified, or each drive unit of the plurality of drive units is identified as closed test drive unit has been treated.
  • a control for a drive of a vehicle which has a power acquisition module which is set up to acquire at least one performance parameter which is characteristic of a power of the drive of the vehicle.
  • the controller also has a comparison module that is set up to compare the at least one recorded performance parameter with historical data on a route traveled by the vehicle, and an assessment module that is set up to assess the functionality of the vehicle on the basis of the comparison of the at least one evaluate the recorded performance parameters with the historical data.
  • the controller preferably has a computing device which has the performance recording module, the comparison module, and the evaluation module.
  • the controller in particular the computing device, is preferably set up to carry out a method according to the invention in accordance with the first and / or the second aspect of the invention, or in accordance with one of the embodiments of the previously described Procedure.
  • a method according to the invention in accordance with the first and / or the second aspect of the invention, or in accordance with one of the embodiments of the previously described Procedure.
  • the controller in particular the computing device, preferably has a data module which is set up to provide historical data on the route traveled for the comparison module.
  • the data module is preferably set up to store the historical data and / or to obtain the historical data, in particular to download them from a central service provider or network.
  • the controller in particular the computing device, preferably has a recording module which is set up to record historical data along the route traveled by the vehicle and - in particular in the data module - to store it as historical data and / or to a central service provider or a Network upload.
  • the controller in particular the computing device, preferably has a network module which is set up to connect the controller, in particular the computing device, to a central service provider or a network in a data-transferring manner.
  • the controller in particular the computing device, preferably has an identification module which is set up to determine the route traveled by the vehicle, in particular to recognize it on the basis of a pattern comparison, preferably with the historical data of a plurality of routes.
  • the computing device is preferably arranged in the vehicle, in particular integrated into the vehicle.
  • the computing device it is possible for the computing device to be designed as a computing device that is spatially separate from the vehicle but is preferably connected to the vehicle in a data transferring manner, in particular as a central service provider, also called a server, or as a cloud.
  • the controller it is also possible for the controller to have two computing devices, a first computing device preferably being arranged in the vehicle, preferably integrated into the vehicle, and a second computing device being separate from the vehicle but connected to the vehicle, in particular the first computing device, in a data transferring manner , central computing device, in particular central service provider, or cloud, is formed.
  • the object is also achieved by creating a drive for a vehicle, the drive having a control according to the invention or a control according to one of the exemplary embodiments described above, or where the drive is assigned such a control, i.e. the drive in combination with the control is present.
  • the advantages already explained above are realized in particular.
  • the drive has at least one internal combustion engine and / or at least one electrical machine.
  • the drive is a combustion-electric or combustion-hydraulic drive, a hybrid drive, in particular a parallel hybrid, or an electric drive with a battery and / or fuel cell.
  • the object is also achieved by creating a vehicle with a drive according to the invention or a drive according to one of the exemplary embodiments described above.
  • a vehicle with a drive according to the invention or a drive according to one of the exemplary embodiments described above.
  • the advantages already explained above are realized in particular.
  • the vehicle is preferably a rail vehicle or a mining vehicle.
  • the invention also includes a system which has a vehicle with a drive and a controller, the system, in particular the controller, being set up to carry out a method according to the invention according to the first and / or the second aspect of the invention, or according to one of the above described embodiments of the method.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a system with an exemplary embodiment of a controller for carrying out a method for monitoring the functionality of a vehicle, and at the same time a schematic representation of an exemplary embodiment of a vehicle;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a first embodiment of a method for monitoring the functionality of a vehicle;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a second embodiment of such a method
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a third embodiment of such a method
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a first development of the first embodiment of the method
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a second development of the first embodiment of the method.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a system 1 which has an exemplary embodiment of a vehicle 2, here by way of example and in a preferred embodiment a rail vehicle 3, which here is driving automatically on a track 5 along a route 7 schematically indicated by an arrow can.
  • the track 5 can in particular have one rail, two rails, or a number of rails which is greater than two.
  • the vehicle 2 can also be a mining vehicle, in particular a dump truck, or another vehicle which is particularly preferably moved several times, in particular regularly, along the same or the same route.
  • the following explanation based on the rail vehicle 3 is therefore not to be understood as restrictive.
  • the rail vehicle 3 has a drive 9.
  • the system 1 also has an exemplary embodiment of a controller 10 for the drive 9 of the vehicle 2 and also for the vehicle 2.
  • the controller 10 has a first computing device 11 in the rail vehicle 3, in particular a control device.
  • the controller 10, in particular the first computing device 11, is set up in particular to carry out a method explained in more detail below.
  • the system 1 is also set up to carry out the method.
  • the computing device 11 is preferably operatively connected to the drive 9, in particular in order to control the drive 9 and, on the other hand, preferably in order to be able to detect at least one performance parameter of the drive 9.
  • the first computing device 11 is arranged here in the rail vehicle 3.
  • the computing device 11 has, in particular, a power acquisition module 12 which is set up to acquire at least one performance parameter that is characteristic of the power of the drive 9 of the vehicle 2.
  • the computing device 11 also has a comparison module 14 that is set up to compare the at least one recorded performance parameter with historical data on the route 7 traveled by the vehicle 2, and an evaluation module 16 that is set up to assess the functionality of the vehicle 2 to evaluate based on the comparison of the at least one recorded performance parameter with the historical data.
  • the system 1, in particular the controller 10, has a second computing device 13, which is arranged outside the rail vehicle 3, in particular at a distance therefrom, the second computing device 13 preferably as a central service provider or as a decentralized data cloud, that is to say is designed as a cloud 15.
  • This second computing device 13, which is external to the rail vehicle 3, can also be set up to carry out the method described below.
  • the first computing device 13 and the second computing device 11 are preferably in a data-transmitting operative connection with one another, as indicated schematically here by a double arrow P.
  • the method it is possible for the method to be carried out in a distributed manner both on the first computing device 11 and on the second computing device 13.
  • part of the method is carried out on the first computing device 11 and another part of the method is carried out on the second computing device 13.
  • the drive 9 is preferably designed as a multi-motor system and has a plurality of drive units 17, here for example four drive units, in particular a first drive unit 17.1, a second drive unit 17.2, a third drive unit 17.3 and a fourth drive unit 17.4.
  • a different, in particular a smaller or larger number of drive units 17 is possible.
  • the drive 9 has only one drive unit 17 or is itself designed as a single drive unit 17.
  • the drive 9 or each of the drive units 17 can be designed in particular as an internal combustion engine, as an internal combustion-electric drive, as a combustion-hydraulic drive, as a hybrid drive, in particular a parallel hybrid, or as an electrical machine with a fuel cell or battery as an energy supplier. It is possible for all drive units 17 to be designed in the same way. However, it is also possible for different types of drive units 17 to be combined with one another.
  • a combustion-electric drive is preferably a diesel-electric drive.
  • a combustion-hydraulic drive is preferably a diesel-hydraulic drive. In particular, a diesel engine can be used as the internal combustion engine. However, it is also possible that a gas engine or another suitable type of engine with internal or external combustion is used as the internal combustion engine.
  • all four drive units 17 are designed as hybrid drive units 17 in a preferred configuration.
  • they each have, in particular, an internal combustion engine 19 and an electrical machine 21, which, for the sake of clarity, is only shown explicitly with reference symbols for the first drive unit 17.1.
  • the internal combustion engine 19 and the electrical machine 21 can each generate propulsive power for the rail vehicle 3 individually or together.
  • the first arithmetic unit 11 is in particular operatively connected to each of the drive units 17, in particular individually or jointly, in particular via a bus system 23 suitable for this purpose.
  • each drive unit 17 is preferably always addressable separately from the first arithmetic unit 11.
  • the determined route 7 is with the Drive on rail vehicle 3.
  • the first step S 1 and the optional second step S2 do not necessarily have to be carried out in the order shown.
  • the route 7 is determined by route specification, in particular by an operator of the rail vehicle 3 or by a driver of the rail vehicle 3, for example by the driver of the rail vehicle 3 entering the determined route 7 into the first computing device 11 before the journey begins enters.
  • the route 7 can also be detected while it is being driven, in particular by preferably satellite-supported navigation and / or by a pattern comparison.
  • a third step S3 at least one performance parameter of the rail vehicle 3 is recorded, which is characteristic of a particular momentary or distance-related performance of the drive 9.
  • the at least one recorded performance parameter is compared with historical data along the route 7 traveled on in a first comparison, this first comparison being carried out in particular on a route section.
  • a fifth step S5 the functionality of the rail vehicle 3 is assessed on the basis of the first comparison. It can thus advantageously be determined in a simple manner and in particular without precise knowledge of the output power actually produced by the rail vehicle 3 in comparison with the historical data whether the rail vehicle 3 is fully functional or whether its functionality is restricted or impaired.
  • a target performance specification for the rail vehicle 3 along the traveled route 7 is preferably compared in a second comparison with the at least one recorded performance parameter, with the functionality of the rail vehicle 3 additionally being assessed on the basis of the second comparison, in particular in the fifth step S5 .
  • a comparison result of the second comparison is particularly preferably compared with historical data, this comparison also being used to evaluate the functionality of the rail vehicle 3.
  • the route 7 traveled is verified when the rail vehicle 3 drives the route 7. This can be done in particular on the basis of preferably satellite-supported navigation data.
  • the route 7 is verified preferably on the basis of a pattern comparison of the recorded at least one performance parameter with historical data or data patterns of the at least one performance parameter.
  • a parameter is preferably recorded in the third step S3, which is selected from a group consisting of: a target performance specification, a speed of the rail vehicle 3, an acceleration of the rail vehicle 3, an injection time of an internal combustion engine 19 of the drive 9, a speed of the internal combustion engine 19, and an engaged or selected gear of a transmission of the drive 9.
  • a target performance specification e.g., a target performance specification
  • a speed of the rail vehicle 3 e.g., an acceleration of the rail vehicle 3
  • an injection time of an internal combustion engine 19 of the drive 9 e.g., a speed of the internal combustion engine 19 of the drive 9
  • an engaged or selected gear of a transmission of the drive 9 e.g., a parameter is preferably recorded in the third step S3, which is selected from a group consisting of: a target performance specification, a speed of the rail vehicle 3, an acceleration of the rail vehicle 3, an injection time of an internal combustion engine 19 of the drive 9, a speed of the internal combustion engine 19, and an engaged or selected gear of a transmission
  • a loading of the rail vehicle 3, in particular an instantaneous loading, is preferably taken into account in the first comparison and / or in the second comparison.
  • the loading is preferably determined by reading out historical loading data as a function of the time and location of the rail vehicle 3, and / or by evaluating recuperated energy if the rail vehicle 3 has a recuperating drive as the drive 9.
  • an impairment of the functionality of the rail vehicle 3 is determined in the fifth step S5, it is preferably checked whether the impairment is present in the drive 9 or in a brake system 25 of the rail vehicle 3 shown in FIG.
  • This check is preferably carried out on the basis of a downhill slope behavior and / or a deceleration behavior of the rail vehicle 3, in particular when the rail vehicle 3 rolls out.
  • the current downhill slope behavior and / or the current deceleration behavior is preferably compared with the corresponding historical data.
  • recuperated energy is compared with the energy used by the rail vehicle if the rail vehicle 3 has a recuperating drive, in particular taking historical data into account, and the corresponding test is carried out in this way. That way you can In particular, it can be determined whether the functional capability is impaired in the drive 9, or whether, for example, a brake 27 of the brake system 25 is jammed.
  • data from the rail vehicle 3 or for the rail vehicle 3, in particular on the rail vehicle 3, along the route 7 are preferably recorded and stored.
  • drive data of the drive 9 loading data for the rail vehicle 3 and / or environmental data such as air pressure and air temperature are preferably recorded.
  • the data are preferably recorded in relation to the route section and assigned to the respective route section on or for which they are recorded. They are then preferably stored with route section information on the respectively assigned route section.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a second embodiment of the method, in particular according to the second aspect of the invention.
  • the functionality of a drive unit 17 to be tested of the plurality of drive units 17 - preferably during regular ferry operation of the rail vehicle 3 - is assessed on the basis of the behavior of the other drive units 17.
  • the drive unit 17 to be tested is switched off, and in a second step S2 it is checked, based on the behavior of the drive units that have not been switched off, whether there is any impairment in the switched-off drive unit 17. In this way, it can be determined, in particular for the drive unit 17, whether the functionality is impaired.
  • the mileage, in particular the speed of the rail vehicle 3, is preferably kept constant during this test, in particular the mileage, in particular the speed after switching off the drive unit 17 to be tested, being the same as before switching off the drive unit 17 to be tested.
  • the first step S 1 and the second step S2 can be iterated for further drive units 17 to be tested, in particular until either an impairment is detected in one of the drive units 17 or until each of the drive units 17 is treated at least once as a drive unit to be tested, the means was switched off.
  • a third embodiment of the method in particular according to the second aspect of the invention.
  • a first step S1 at least one performance parameter of a drive unit 17 to be tested of the plurality of Drive units 17 - preferably in regular ferry operation of the rail vehicle 3 - are compared with an expected range, the expected range preferably being determined from historical data from the drive unit 17 to be tested or the other drive units 17.
  • this comparison is used to determine whether the drive unit 17 to be tested has an impairment of its functionality. In this way, too, it can be checked individually whether one of the drive units 17 has an impairment of its functionality, and what this is.
  • the first step S 1 and the second step S2 can be iterated, in particular until either one of the drive units 17 is found to have impaired functionality, or until each of the drive units 17 is treated at least once as a drive unit 17 to be tested In particular, the at least one performance parameter for this drive unit 17 to be tested was compared with the corresponding expected range and the functionality was tested on the basis of this comparison.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a further development of the first embodiment of the method according to FIG. 2.
  • the first five steps S1 to S5 correspond to the five steps S1 to S5 according to FIG. If an impairment is then found in the drive 9 in the fifth step S5, then in the sixth step S6 and the seventh step S7 - preferably still on the same route 7 - it is checked in which drive unit 17 of the plurality of drive units 17 the impairment is present , the second embodiment of the method according to FIG. 3 being used in this first development.
  • the sixth step S6 thus corresponds to the first step S 1 according to FIG. 3
  • the seventh step S7 corresponds to the second step S2 according to FIG.
  • a drive unit 17 to be checked of the plurality of drive units 17 is switched off, and in the seventh step S7, based on the behavior of the drive units 17 that have not been switched off, it is checked whether the impairment is present in the switched-off drive unit 17.
  • the sixth step and the seventh step S6, S7 can be iterated, as was explained above in connection with FIG. It can thus be individually identified in which of the drive units 17 the impairment found is present.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a second development of the first embodiment of the method according to FIG. 2.
  • the first five are again correct here
  • Steps S1 to S5 correspond to the five steps S1 to S5 according to FIG.
  • a sixth step S6 and a seventh step S7 - preferably still on the same route 7 - check in which drive unit 17 a plurality of Drive units 17 the impairment is present.
  • the sixth step S6 and the seventh step S7 here correspond to the third embodiment of the method according to FIG. 4; that is, the sixth step S6 corresponds to the first step S1 according to FIG.
  • the seventh step S7 corresponds to the second step S2 according to FIG.
  • the sixth step S6 at least one performance parameter of a drive unit 17 to be tested of the plurality of drive units 17 is compared in a fourth comparison with an expected range, which is preferably determined from historical data of the drive unit 17 to be tested or the other drive units 17.
  • the fourth comparison is used to determine whether the impairment is present in the drive unit 17 to be tested.
  • the sixth step S6 and the seventh step S7 can be iterated until either it is determined in which of the drive units 17 the impairment is present or until each of the drive units 17 has been used at least once as the drive unit 17 to be tested.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs (2) mit folgenden Schritten: − Befahren einer bestimmten Strecke (7) mit dem Fahrzeug (2); − Erfassen wenigstens eines Leistungsparameters des Fahrzeugs (2), der für eine Leistung eines Antriebs (9) des Fahrzeugs (2) charakteristisch ist; − Vergleichen des wenigstens einen Leistungsparameters mit historischen Daten zu der befahrenen Strecke (7) in einem ersten Vergleich, und Bewerten der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs (2) anhand des ersten Vergleichs.

Description

BESCHREIBUNG
Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs, Steuerung für einen Antrieb eines Fahrzeugs, Antrieb mit einer solchen Steuerung, und Fahrzeug mit einem solchen Antrieb
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs, eine Steuerung für einen Antrieb eines Fahrzeugs, einen Antrieb mit einer solchen Steuerung, und ein Fahrzeug mit einem solchen Antrieb.
Die Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs kann auf verschiedene Weise beeinträchtigt sein: So ist es möglich, dass ein Antrieb des Fahrzeugs - beispielsweise aufgrund von Alterung, Verschleiß und/oder Verschmutzung - eine verminderte Feistung aufweist, oder dass an anderer Stelle Feistungsverluste auftreten, beispielsweise aufgrund einer defekten Bremsanlage, insbesondere wenn Bremsen des Fahrzeugs klemmen. Weist der Antrieb des Fahrzeugs eine Mehrzahl von Antriebseinheiten auf, ist es wünschenswert feststellen zu können, welche der Antriebseinheiten eine eingeschränkte Funktionsfähigkeit aufweist. Problematisch ist, dass eine Ausgangsleistung eines Fahrzeugs, insbesondere bei einem Schienenfahrzeug die tatsächlich auf die Schiene gebrachte Vortriebsleistung, nicht oder nur mit hohem Aufwand festgestellt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs, eine Steuerung für einen Antrieb eines Fahrzeugs, einen Antrieb mit einer solchen Steuerung, und ein Fahrzeug mit einem solchen Antrieb zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten, wobei insbesondere eine einfache und zugleich genaue Bewertung der Funktionsfähigkeit und/oder eine Möglichkeit, bei einer Mehrzahl von Antriebseinheiten diejenige Antriebseinheit oder diejenigen Antriebseinheiten zu identifizieren, die in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt ist/sind, gegeben sein sollen.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Fehre bereitgestellt wird, insbesondere die Fehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsformen. Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs geschaffen wird, welches folgende Schritte aufweist: Es wird eine bestimmte Strecke mit dem Fahrzeug befahren. Wenigstens ein Feistungsparameter des Fahrzeugs, der für eine - insbesondere momentane oder streckenbezogene - Feistung eines Antriebs des Fahrzeugs charakteristisch ist, wird erfasst. Der wenigstens eine erfasste Feistungsparameter wird - in einem ersten Vergleich - mit historischen Daten verglichen, die zu der befahrenen Strecke, insbesondere entlang der befahrenen Strecke, vorliegen, und die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs wird anhand des ersten Vergleichs bewertet. Insbesondere ermöglicht diese Vorgehensweise eine einfache Abschätzung oder Ermittlung der tatsächlichen Vortriebsleistung anhand des erfassten Feistungsparameters, oder es kann jedenfalls durch den Vergleich des Feistungsparameters mit historischen Daten bezüglich derselben Strecke beurteilt werden, ob die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs in einem auf der Grundlage der historischen Daten zu erwartenden Rahmen liegt, oder insbesondere abgenommen hat. Dabei wird vorteilhaft ausgenutzt, dass Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge oder Minenfahrzeuge, typischerweise immer wieder dieselben Strecken befahren, wobei weiter davon ausgegangen werden kann, dass unter bestimmten, im Folgenden noch näher erläuterten Voraussetzungen die abgegebene Feistung vergleichbar ist. Daher können Informationen über die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs insbesondere aus dem Vergleich des wenigstens einen Feistungsparameters mit historischen Daten bezüglich derselben Strecke erhalten werden.
Insbesondere wird bevorzugt eine Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs überwacht, das bestimmungsgemäß mehrfach, insbesondere regelmäßig, dieselbe Strecke befährt. Dabei verwirklichen sich in besonderer Weise die genannten Vorteile. Vorzugsweise wird eine Funktionsfähigkeit eines Schienenfahrzeugs oder eines Minenfahrzeugs überwacht. Solche Fahrzeuge befahren typischerweise wiederholt, insbesondere regelmäßig, dieselbe Strecke.
Unter einem Schienenfahrzeug, bisweilen auch als Bahnfahrzeug bezeichnet, wird insbesondere ein Fahrzeug verstanden, welches auf wenigstens einer Schiene, insbesondere auf mehreren Schienen, insbesondere auf zwei Schienen, gefahren oder geführt wird. Insbesondere ist das Schienenfahrzeug bevorzugt ein Zug, Triebzug, Triebwagen, eine Fokomotive, ein Schienentraktor, ein Bahndienstfahrzeug, ein Einschienenbahn-Fahrzeug, ein Hängebahnfahrzeug, ein Fahrzeug eines führerlosen, spurgeführten Personentransportsystems (Personal Rapid Transit - PRT), oder ein anderes schienengebundenes Fahrzeug. Solche Schienenfahrzeuge werden häufig mehrfach, insbesondere regelmäßig, auf derselben Strecke eingesetzt.
Unter einem Minenfahrzeug wird insbesondere ein Fahrzeug verstanden, das im Bergbau, insbesondere im Tagebau, verwendet wird, insbesondere um Abraum oder abgebautes Material, beispielsweise Bodenschätze, zu befördern. Solche Minenfahrzeuge werden typischerweise wiederholt entlang derselben Strecke, beispielsweise von einem Ablageort zu einem Abbauort einer Mine und wieder zurück, bewegt. In bevorzugter Ausgestaltung ist das Fahrzeug ein Muldenkipper.
Bevorzugt weist der Antrieb des Fahrzeugs eine Mehrzahl von Antriebseinheiten auf und ist insofern als Mehrmotoren- Antrieb ausgebildet. Die mehreren Antriebs-Einheiten können dabei in einem einzelnen Kompartiment des Fahrzeugs, insbesondere des Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Lokomotive oder einem Triebwagen, angeordnet sein; es ist aber auch möglich, dass die mehreren Antriebseinheiten über eine Mehrzahl von Kompartimenten des Fahrzeugs verteilt angeordnet sind, insbesondere über verschiedene Wagen eines Zugs verteilt, wie beispielsweise bei dem ICE 3, der über den ganzen Zug einen Unterflur- verteilten Antrieb aufweist.
Der Antrieb weist vorzugsweise wenigstens eine Brennkraftmaschine und/oder wenigstens eine elektrische Maschine auf. Ist der Antrieb als Mehrmotoren- Antrieb ausgebildet, weist bevorzugt jede Antriebseinheit der Mehrzahl von Antriebseinheiten eine eigene Brennkraftmaschine und/oder elektrische Maschine auf. Dabei ist es möglich, dass die Vortriebskraft direkt durch die Brennkraftmaschine bereitgestellt und an wenigstens eine angetriebene Achse übermittelt wird. Der Antrieb kann aber auch als elektrischer Antrieb mit Batterie und/oder Brennstoffzelle als Energielieferant ausgebildet sein. Besonders bevorzugt wird allerdings von einer Brennkraftmaschine bereitgestellte Energie gewandelt und der angetriebenen Achse in anderer Form bereitgestellt, insbesondere indem der Antrieb oder eine Antriebseinheit des Antriebs brennkraft-elektrisch oder brennkraft-hydraulisch, insbesondere diesel-elektrisch oder diesel hydraulisch, ausgebildet ist. Insbesondere ist es möglich, dass alle Antriebseinheiten einer Mehrmotorenanlage als brennkraft-elektrische Antriebseinheiten oder als brennkraft hydraulische Antriebseinheiten ausgebildet sind. Auch ist es möglich, dass der Antrieb oder zumindest eine Antriebseinheit als hybrider Antrieb oder als hybride Antriebseinheit - insbesondere in dem unten definierten Sinn, insbesondere als Parallel-Hybrid - ausgebildet ist. Insbesondere ist es möglich, dass jede Antriebseinheit einer Mehrmotorenanlage als hybride Antriebseinheit ausgebildet ist.
Unter einem brennkraft-elektrischen Antrieb oder einer brennkraft-elektrischen Antriebseinheit wird dabei eine Ausgestaltung verstanden, in der eine Brennkraftmaschine einen Generator antreibt, wobei von der Brennkraftmaschine bereitgestellte mechanische Energie durch den Generator in elektrische Energie umgewandelt wird. Diese elektrische Energie wird wenigstens einem Elektromotor bereitgesteht, der wenigstens eine Achse des Fahrzeugs als angetriebene Achse antreibt.
Unter brennkraft-hydraulisch wird insbesondere verstanden, dass eine Brennkraftmaschine eine Hydraulikpumpe antreibt, sodass durch die Brennkraftmaschine bereitgestellte mechanische Energie in hydraulische Energie gewandelt wird. Diese wird wenigstens einem Hydraulikmotor bereitgesteht, der dann wenigstens eine angetriebene Achse des Fahrzeugs antreibt.
Unter einem hybriden Antrieb oder einer hybriden Antriebseinheit wird demgegenüber eine Ausgestaltung verstanden, bei welcher eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer elektrischen Maschine derart zusammenwirkt, dass mechanische Vortriebsleistung wahlweise nur durch die Brennkraftmaschine, nur durch die elektrische Maschine, oder gemeinsam durch die elektrische Maschine und die Brennkraftmaschine bereitgesteht werden kann (Parallel- Hybrid). Bevorzugt ist einem solchen hybriden Antrieb eine elektrische Speichereinrichtung zugeordnet, sodass insbesondere Betriebszustände möglich sind, in denen die elektrische Maschine - ohne Beteiligung der Brennkraftmaschine oder zusätzlich zu der Brennkraftmaschine - unter Zufuhr von elektrischer Energie aus dem elektrischen Speicher betrieben wird. In anderen Betriebszuständen ist es möglich, dass die Brennkraftmaschine die elektrische Maschine als Generator antreibt, wobei bevorzugt der elektrische Speicher geladen wird. Insbesondere wenn der hybride Antrieb oder die hybride Antriebseinheit zwei elektrische Maschinen aufweist, ist als ein Betriebszustand auch ein brennkraft-elektrischer Betrieb - quasi als Sonderfall - möglich, in dem die Brennkraftmaschine die eine der beiden elektrischen Maschinen antreibt, die dann als Generator wirkt und elektrische Energie bereitstellt, die der anderen, als Motor betriebenen elektrischen Maschinen der beiden elektrischen Maschinen zugeführt wird, die dann ihrerseits wiederum eine angetriebene Achse antreiben kann. Vorzugsweise wird im Rahmen des Verfahrens festgestellt, auf welcher Strecke das Fahrzeug fährt. Dass festgestellt wird, auf welcher Strecke das Fahrzeug fährt, bedeutet insbesondere, dass die Strecke vorgegeben wird, oder dass die Strecke erkannt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist es insoweit möglich, dass die Strecke vor dem Befahren mit dem Fahrzeug einer Steuerung des Fahrzeugs mitgeteilt, insbesondere in die Steuerung eingegeben oder an die Steuerung übertragen, beispielsweise durch ein Netzwerk an die Steuerung gesendet oder aus einem Netzwerk heruntergeladen wird. Alternativ oder zusätzlich wird die Strecke in dem Fahrzeug beim Befahren der Strecke erkannt. Insbesondere wird die Strecke bevorzugt mittels satellitengestützter Navigation, beispielsweise GPS, und/oder durch einen Mustervergleich, insbesondere anhand des erfassten Leistungsparameters und/oder von Geschwindigkeits und/oder Beschleunigungsdaten entlang der Strecke im Vergleich mit entsprechenden historischen Daten, erkannt.
Unter einem Leistungsparameter wird insbesondere ein Parameter verstanden, der charakteristisch ist für eine momentane oder streckenbezogene Leistung des Antriebs des Fahrzeugs. Unter einer momentanen Leistung wird dabei insbesondere eine zu einem gegebenen Zeitpunkt erbrachte Leistung des Antriebs verstanden. Unter einer streckenbezogenen Leistung wird dabei insbesondere eine Leistung des Antriebs auf einem bestimmten Streckenabschnitt der Strecke verstanden.
Der wenigstens eine erfasste Leistungsparameter wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung in dem Fahrzeug gespeichert. In diesem Fall ist es insbesondere möglich, dass auch der erste Vergleich lokal in dem Fahrzeug durchgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich wird der wenigstens eine Leistungsparameter bevorzugt über ein Netzwerk, insbesondere über das Internet, auf einen zentralen Dienstgeber, auch als Server bezeichnet, übertragen. Es ist möglich, dass insbesondere in diesem Fall auch der erste Vergleich auf dem zentralen Dienstgeber durchgeführt wird.
Um den ersten Vergleich in dem Fahrzeug durchführen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass die historischen Daten ebenfalls in dem Fahrzeug gespeichert sind, oder dass die historischen Daten von dem zentralen Dienstgeber - insbesondere über das Netzwerk - auf das Fahrzeug übertragen, insbesondere heruntergeladen werden. Unter historischen Daten werden insbesondere in der Vergangenheit auf der bestimmten Strecke erfasste Daten verstanden, insbesondere in der Vergangenheit erfasste Werte für den wenigstens einen Leistungsparameter, den Antrieb betreffende Antriebsdaten, eine Beladung des Fahrzeugs kennzeichnende Beladungsdaten, und/oder Umwelt- oder Umgebungsbedingungen kennzeichnende Umgebungsdaten, wie beispielsweise ein Luftdruck oder eine Lufttemperatur.
Dass der wenigstens eine Leistungsparameter mit zu der der befahrenen Strecke entlang derselben vorliegenden historischen Daten verglichen wird, bedeutet insbesondere, dass die historischen Daten streckenabschnittsbezogen mit dem wenigstens einen Leistungsparameter verglichen werden. Insoweit sind auch die historischen Daten bevorzugt jeweils für einen bestimmten Streckenabschnitt erfasst, und sie werden mit dem wenigstens einen Leistungsparameter jeweils für denselben Streckenabschnitt verglichen.
Die historischen Daten sind in der Vergangenheit bevorzugt von demselben Fahrzeug erfasst worden, in dem oder für das das Verfahren durchgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die historischen Daten von einem anderen, vorzugsweise baugleichen oder zumindest ähnlichen Fahrzeug, insbesondere einem Flottenfahrzeug aus einer Flotte von Fahrzeugen, erfasst sind. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass als historische Daten Mittelwerte über eine Flotte von Fahrzeugen verwendet werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Soll-Leistungsvorgabe für das Fahrzeug, insbesondere für den Antrieb des Fahrzeugs, entlang der befahrenen Strecke - in einem zweiten Vergleich - mit dem wenigstens einen erfassten Leistungsparameter verglichen wird, wobei die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs zusätzlich anhand des zweiten Vergleichs bewertet wird. Aus dem Vergleich der Soll-Leistungsvorgabe mit dem erfassten Leistungsparameter kann darauf rückgeschlossen werden, ob und/oder in welchem Umfang das Fahrzeug die vorgegebene Soll-Leistung tatsächlich erbringt.
Unter einer Soll-Leistungsvorgabe wird dabei insbesondere eine Vorgabe eines Betreibers, insbesondere eines Führers des Fahrzeugs, für die zu erbringende Soll-Leistung verstanden. Die Soll-Leistungsvorgabe kann insbesondere eine Fahrstufe, eine Drehmomentanforderung und/oder eine Drehzahlanforderung sein. Insbesondere kann die Soll-Leistungsvorgabe einer aktuellen Stellung eines Fahrhebels oder Fahrpedals entsprechen, oder durch eine solche Hebel oder Pedalstellung vorgegeben sein. Dass die Soll-Leistungsvorgabe entlang der befahrenen Strecke mit dem wenigstens einen erfassten Leistungsparameter verglichen wird, bedeutet insbesondere, dass der Vergleich streckenabschnittsbezogen durchgeführt wird. Typischerweise wird die Soll-Leistung streckenabschnittsbezogen vorgegeben, insbesondere für verschiedene Streckenabschnitte verschieden, wobei auch der Leistungsparameter streckenabschnittsbezogen erfasst wird. Soll beispielsweise eine bestimmte Geschwindigkeit gehalten werden, wird typischerweise an einem Hanganstiegsabschnitt der befahrenen Strecke eine höhere Soll-Leistung für das Fahrzeug vorgegeben als an einem Hangabstiegsabschnitt oder auf einem horizontalen Abschnitt der befahrenen Strecke.
Die Soll-Leistungsvorgabe wird bevorzugt mit dem wenigstens einen erfassten Leistungsparameter verglichen, indem sie mit dem wenigstens einen erfassten Leistungsparameter korreliert wird.
Vorzugsweise wird ein aus dem zweiten Vergleich resultierendes Vergleichsergebnis mit entsprechenden historischen Daten, das heißt historischen Daten für das Vergleichsergebnis, und/oder für die Soll-Leistungsvorgabe und den wenigstens einen erfassten Leistungsparameter, abgeglichen, wobei dieser Abgleich zusätzlich zur Bewertung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs herangezogen wird. Somit kann insbesondere beurteilt werden, ob eine Veränderung in der Relation zwischen der Soll-Leistungsvorgabe einerseits und dem wenigstens einen erfassten Leistungsparameter andererseits auftritt, was auf eine Veränderung in der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs schließen lässt. Deutet beispielsweise in einem bestimmten Abschnitt der befahrenen Strecke bei konstanter Soll-Leistungsvorgabe der wenigstens eine erfasste Leistungsparameter auf eine reduzierte oder abnehmende Leistung des Fahrzeugs hin, lässt dies auf eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs schließen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die befahrene Strecke verifiziert wird, während sie mit dem Fahrzeug befahren wird. Es kann somit vorteilhaft festgestellt werden, ob tatsächlich eine vorgegebene Strecke befahren wird, oder ob Abweichungen zwischen der Streckenvorgabe und der tatsächlich befahrenen Strecke existieren. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Strecke vor Fahrtantritt durch den Betreiber des Fahrzeugs, insbesondere den Führer, übertragen oder eingegeben wird, wobei Fehleingaben oder Übertragungsfehler nicht vollständig ausgeschlossen werden können. Wird bei der Verifizierung festgestellt, dass tatsächlich die vorgegebene Strecke befahren wird, kann die Streckenvorgabe bestätigt werden. Andernfalls kann gegebenenfalls die vorgegebene Strecke durch die erkannte, tatsächlich befahrene Strecke ersetzt werden. Die befahrene Strecke wird bevorzugt anhand von Navigationsdaten, insbesondere Satelliten-Navigationsdaten, insbesondere GPS -Daten, und/oder anhand eines Mustervergleichs des erfassten wenigstens einen Leistungsparameters mit historischen Daten oder Datenmustern verifiziert. Dabei zeigt sich, dass insbesondere ein zeitlicher Verlauf des wenigstens einen Leistungsparameters entlang der befahrenen Strecke, das heißt insbesondere streckenabschnittsbezogen, für die befahrene Strecke charakteristisch ist. Beispielsweise bilden sich Abfolgen von befahrenen Steigungen und horizontalen Streckenabschnitten in dem streckenabschnittsbezogenen Verlauf des wenigstens einen erfassten Leistungsparameters ab.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als der wenigstens eine Leistungsparameter ein Parameter erfasst wird, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Soll-Leistungsvorgabe; einer - insbesondere momentanen oder über einen Streckenabschnitt gemittelten, insbesondere als gleitender Mittelwert erfassten - Geschwindigkeit des Fahrzeugs; einer - insbesondere momentanen oder über einen Streckenabschnitt gemittelten, insbesondere als gleitender Mittelwert erfassten - Beschleunigung des Fahrzeugs; einer Einspritzzeit einer Brennkraftmaschine des Antriebs des Fahrzeugs; einer Drehzahl der Brennkraftmaschine; und einem gewählten Gang eines Getriebes des Antriebs des Fahrzeugs. Diese Parameter sind einzeln sowie insbesondere in Kombination miteinander charakteristisch für die insbesondere momentane oder streckenbezogene Leistung des Fahrzeugs. Bevorzugt werden wenigstens zwei Leistungsparameter, ausgewählt aus der zuvor angegebenen Gruppe, erfasst. In bevorzugter Ausgestaltung werden alle Leistungsparameter der zuvor angegeben Gruppe erfasst. Insbesondere aus einer Mehrzahl von Leistungsparametem, ganz besonders aus allen angegebenen Leistungsparametern, kann auf die Leistung des Antriebs des Fahrzeugs geschlossen werden.
Unter einer Einspritzzeit der Brennkraftmaschine wird insbesondere ein Zeitwert verstanden, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einem Einspritzbeginn, einem Einspritzende, und einer Einspritzdauer. Diese Zeitparameter erlauben einen Rückschluss auf die einem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeführte Brennstoffmenge und damit auf die der Brennkraftmaschine in einem Arbeitsspiel zugeführte chemische Energie. Unter „Einspritzen“ wird hier allgemein die Zufuhr von Brennstoff zu einem Brennraum der Brennkraftmaschine verstanden, unabhängig davon, ob ein flüssiger Brennstoff oder ein gasförmiger Brennstoff zugeführt wird, und unabhängig davon, ob die Einspritzung als Einzelpunkteinspritzung, Mehrpunkteinspritzung oder Direkteinspritzung erfolgt. Die Begriffe „Zeit“, „Zeitwert“ und „Zeitparameter“ sind nicht einschränkend auf Werte zu verstehen, welche die Einheit einer Zeit haben; vielmehr können äquivalent auch Werte verwendet werden, die in Grad Kurbelwellenwinkel (°KW) angegeben sind, wobei entsprechende Werte mit der Einheit einer Zeit und solche Werte in Grad Kurbelwellenwinkel über die Drehzahl der Brennkraftmaschine ineinander umrechenbar sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei dem ersten Vergleich und/oder bei dem zweiten Vergleich eine - insbesondere momentane - Beladung des Fahrzeugs berücksichtigt wird. Dies ermöglicht mit größerer Sicherheit eine Bewertung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs. Insbesondere dann, wenn eine bestimmte Strecke stets mit streckenabschnittsbezogen gleichen Geschwindigkeiten befahren werden soll, um einen Fahrplan einzuhalten, variiert die hierfür erforderliche Leistung mit der Beladung des Fahrzeugs. Die Berücksichtigung der Beladung bei der Bewertung der Funktionsfähigkeit vermeidet somit, dass eine höhere Beladung des Fahrzeugs fehlerhaft als reduzierte Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs fehlinterpretiert wird
Die Beladung wird vorzugsweise ermittelt, indem historische Beladungsdaten in Abhängigkeit von Zeit und Ort, insbesondere von einer momentanen Zeit und einem momentanen Ort des Fahrzeugs, ausgelesen werden. Dies erlaubt eine Abschätzung der aktuellen Beladung aus in der Vergangenheit ermittelten Werten. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass die Nutzung von Fahrzeugen, insbesondere von Schienenfahrzeugen, - sowohl zeitlich als auch örtlich - einer gewissen Regelmäßigkeit unterliegt, beispielsweise aufgrund des Pendlerverkehrs.
Alternativ oder zusätzlich wird die Beladung vorzugweise ermittelt, indem eine rekuperierte Energie ausgewertet wird, wenn das Fahrzeug als Antrieb einen rekuperierenden Antrieb aufweist. Die insbesondere bei einer Hangabfahrt oder beim Verzögern rekuperierte Energie ist dabei abhängig von der Masse und damit auch von der Beladung des Fahrzeugs. Die aufgrund der unterschiedlichen Beladung verschiedene Masse des Fahrzeugs kann somit anhand der Bestimmung der rekuperierten Energie ermittelt werden. Ein rekuperierender Antrieb ist insbesondere ein Antrieb, der eingerichtet ist, um kinetische Energie des Fahrzeugs insbesondere beim Verzögern oder bei einer Hangabfahrt zurückzugewinnen und zu speichern, insbesondere in Form von elektrischer Energie. Ein rekuperierender Antrieb kann insbesondere ein Hybridantrieb oder ein Antrieb mit Brennstoffzelle oder Batterie sein.
Die historischen Beladungsdaten sind bevorzugt erhalten durch eine direkte oder indirekte Erfassung der Beladung des Fahrzeugs und Zuordnen einer Zeit- und Ortsinformation zu der erfassten Beladung. Eine direkte Erfassung der Beladung kann bei beispielsweise über eine Auswertung der rekuperierten Energie erfolgen. Eine indirekte Bestimmung der Beladung kann insbesondere bei einem Schienenfahrzeug insbesondere dadurch erfolgen, dass an Haltepunkten, insbesondere Bahnhöfen, die Anzahl der ein- und aussteigenden Passagiere für das Schienenfahrzeug ermittelt wird. Dies kann insbesondere durch Bildauswertung, beispielsweise von Überwachungskameras, erfolgen, oder durch Abschätzung der Beladung aufgrund gelöster Fahrscheine. Auf der Grundlage einer Bildauswertung kann auch die Masse des mitgeführten Gepäcks zumindest grob abgeschätzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dann, wenn eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs festgestellt wird, geprüft wird, ob die Beeinträchtigung in dem Antrieb oder in einer Bremsanlage des Fahrzeugs vorliegt. Auf diese Weise kann die Ursache der beeinträchtigten Funktionsfähigkeit weiter eingegrenzt werden, wobei insbesondere festgestellt werden kann, ob gegebenenfalls eine Bremse klemmt, oder ob der Antrieb, beispielsweise durch Defekte, Verschleiß, Alterung oder dergleichen, eine reduzierte Leistung aufweist.
Die Prüfung wird bevorzugt durchgeführt anhand eines Hangabfahrtsverhaltens und/oder eines Verzögerungsverhaltens des Fahrzeugs. Insoweit kann nämlich insbesondere eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Bremsanlage, ganz besonders ein Klemmen einer Bremse, durch ein verändertes Hangabfahrtsverhalten und/oder Verzögerungsverhalten festgestellt werden. Sowohl die Hangabfahrt als auch die Verzögerung stellen Betriebszustände dar, in denen der Antrieb keine oder höchstens eine geringe Vortriebsleistung erbringt, wobei das Verhalten des Fahrzeugs im Wesentlichen durch die Bremsanlage bestimmt ist. Klemmt eine Bremse, nimmt beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei einer Hangabfahrt oder beim Ausrollen schneller ab, als wann die Bremsanlage uneingeschränkt funktionstüchtig ist, das heißt wenn keine Bremse klemmt. Somit kann insbesondere durch einen Vergleich des momentanen Hangabfahrtsverhaltens und/oder Verzögerungsverhaltens mit historischen Daten für das Hangabfahrtsverhalten und/oder Verzögerungsverhalten festgestellt werden, ob eine Veränderung im Verhalten des Fahrzeugs und somit letztlich eine Beeinträchtigung der Bremsanlage vorliegt.
Alternativ oder zusätzlich wird die Prüfung vorzugsweise durchgeführt, indem - in einem dritten Vergleich - die rekuperierte Energie mit aufgewendeter Energie des Fahrzeugs abgeglichen wird, insbesondere unter Berücksichtigung historischer Daten, wenn das Fahrzeug einen rekuperierenden Antrieb aufweist. Dabei wird insbesondere abgeglichen, ob das Verhalten der rekuperierten Energie in Hinblick auf historische Daten für die rekuperierte Energie mit dem Verhalten der aufgewendeten Energie in Hinblick auf historische Daten für die aufgewendete Energie korrespondiert. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass dann, wenn dieselbe Strecke mehrfach mit gleichem Energieaufwand befahren wird, auch die rekuperierte Energie gleichbleiben sollte. Ändert sich die aufgewendete Energie, beispielsweise aufgrund sich ändernder Beladung oder sich ändernder Geschwindigkeit des Fahrzeugs, sollte sich entsprechend auch die rekuperierte Energie in gleichem Sinne ändern, insbesondere gleichsinnig zu der aufgewendeten Energie zu- oder abnehmen. Ist dies nicht der Fall, kann auf eine beeinträchtigte Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs rückgeschlossen werden. Dabei kann weiterhin unterschieden werden, ob die Beeinträchtigung in dem Antrieb oder in der Bremsanlage des Fahrzeugs vorliegt:
Ist beispielsweise - im Vergleich zu den historischen Daten - die aufwendete Energie bei gleicher Geschwindigkeit des Fahrzeugs höher, jedoch die rekuperierte Energie geringer, ist dies ein Hinweis darauf, dass eine Bremse klemmt und somit die Beeinträchtigung in der Bremsanlage vorliegt. Ist dagegen im Vergleich zu den historischen Daten bei gleicher Geschwindigkeit die rekuperierte Energie gleich, jedoch die aufgewendete Energie erhöht, ist dies ein Hinweis auf eine Beeinträchtigung in dem Antrieb. Dabei ist es möglich, dass die aufgewendete Energie nur scheinbar höher ist, beispielsweise indem Einspritzzeiten erhöht, insbesondere Einspritzdauem verlängert sind, wobei jedoch aufgrund eines Klemmens oder einer Verschmutzung von Injektoren eine reduzierte oder gleiche Brennstoffmasse eingebracht wird.
Ist lediglich die rekuperierte Energie verringert, funktioniert die Rekuperation nicht richtig. Das Verfahren kann beispielsweise angewendet werden bei einem Schienenfahrzeug bei Fahrt am Berg, oder bei einem Minenfahrzeug, insbesondere Muldenkipper, der wiederholt die Mine hinab und wieder hinauf fährt. Die aufgewendete Energie ist insbesondere diejenige Energie, die zur Erbringung der Antriebsleistung des Fahrzeugs eingesetzt wird. Diese kann insbesondere anhand der Einspritzzeiten der Brennkraftmaschine abgeschätzt werden, da diese für die der Brennkraftmaschine zugeführte chemische Energie charakteristisch sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Befahren der bestimmten Strecke entlang der Strecke Daten von dem Fahrzeug oder für das Fahrzeug erfasst und gespeichert werden. Somit können insbesondere an dem Fahrzeug, durch das Fahrzeug oder für das Fahrzeug historische Daten generiert werden, die in der Zukunft für das hier vorgeschlagene Verfahren als historische Daten verwendet werden können. Die Daten können insbesondere von dem Fahrzeug selbst, beispielsweise durch Sensoren des Fahrzeugs, für das Fahrzeug, beispielsweise durch externe Sensoren oder Überwachungskameras an Haltepunkten, oder auch an dem Fahrzeug, insbesondere durch Messungen an dem Fahrzeug, erfasst werden. Als Daten werden bevorzugt Antriebsdaten, Beladungsdaten und/oder Umgebungsdaten erfasst. Als Antriebsdatum wird bevorzugt insbesondere der wenigstens eine Feistungsparameter erfasst. Beladungsdaten können insbesondere an Haltepunkten des Fahrzeugs, insbesondere an Bahnhöfen, oder aufgrund der rekuperierten Energie erfasst werden. Als Umgebungs- oder Umweltdaten werden bevorzugt insbesondere ein Fuftdruck und/oder eine Umgebungstemperatur des Fahrzeugs erfasst. Dass die Daten entlang der Strecke erfasst werden, bedeutet insbesondere, dass die Daten streckenabschnittsbezogen erfasst werden.
Insbesondere werden die erfassten Daten bevorzugt einem Streckenabschnitt zugeordnet, auf oder für den sie erfasst werden. Die Daten werden bevorzugt mit einer Information über den ihnen zugeordneten Streckenabschnitt gespeichert. Diese Information wird auch als Streckenabschnittsinformation bezeichnet.
Bevorzugt werden die Daten in dem Fahrzeug gespeichert. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Daten an einen zentralen Dienstgeber übermittelt, insbesondere übertragen, insbesondere hochgeladen werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dieselbe Strecke mehrfach mit dem Fahrzeug befahren wird. Gerade in diesem Fall ergeben sich in besonderer Weise die beschriebenen Vorteile. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug oder ein Minenfahrzeug ist. Insbesondere diese Fahrzeuge werden typischerweise mehrfach, insbesondere regelmäßig, entlang derselben Strecke bewegt, sodass sich in besonderer Weise die beschriebenen Vorteile ergeben.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei der Antrieb des Fahrzeugs eine Mehrzahl von Antriebseinheiten aufweist. Dabei wird gemäß einer ersten Ausgestaltung eine Funktionsfähigkeit einer zu prüfenden Antriebseinheit der Mehrzahl von Antriebseinheiten anhand eines - insbesondere momentanen oder historischen - Verhaltens der anderen Antriebseinheiten der Mehrzahl von Antriebseinheiten beurteilt. Auf diese Weise können mit geringem Aufwand und zuverlässig Informationen über die Funktionsfähigkeit der zu prüfenden Antriebseinheit gewonnen werden, ohne diese selbst untersuchen zu müssen, was gegebenenfalls gerade aufgrund einer beeinträchtigen Funktionsfähigkeit schwierig sein kann.
Insbesondere wird die Funktionsfähigkeit der zu prüfenden Antriebseinheit im Betrieb des Fahrzeugs, insbesondere auf einer Strecke, entlang der sich das Fahrzeug bewegt, anhand des Verhaltens der anderen Antriebseinheiten beurteilt.
Insbesondere wird bevorzugt die zu prüfende Antriebseinheit abgeschaltet, wobei anhand des Verhaltens der nicht-abgeschalteten Antriebseinheiten geprüft wird, ob die Funktionsfähigkeit der abgeschalteten Antriebseinheit beeinträchtigt ist. Dies stellt eine besonders einfache und funktionssichere Ausführungsform des Verfahrens dar. Insbesondere wird die zu prüfende Antriebseinheit im Betrieb des Fahrzeugs, insbesondere auf der Strecke, entlang der sich das Fahrzeug bewegt, abgeschaltet, wobei anhand des Verhaltens der nicht-abgeschalteten Antriebseinheiten geprüft wird, ob die Funktionsfähigkeit der abgeschalteten Antriebseinheit beeinträchtigt ist.
Alternativ oder zusätzlich wird gemäß einer zweiten Ausgestaltung wenigstens ein Feistungsparameter, vorzugsweise wenigstens ein Antriebsparameter, einer zu prüfenden Antriebseinheit der Mehrzahl von Antriebseinheiten mit einem Erwartungsbereich verglichen, wobei die Funktionsfähigkeit der zu prüfenden Antriebseinheit anhand dieses Vergleichs beurteilt wird. Mithilfe der Vorgehensweise gemäß diesen Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung kann bei einer Mehrmotorenanlage festgestellt werden, in welcher oder welchen der Antriebseinheiten eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit vorliegt.
Insbesondere wird im Betrieb des Fahrzeugs, insbesondere auf der Strecke, entlang der sich das Fahrzeug bewegt, der wenigstens eine Feistungsparameter der zu prüfenden Antriebseinheit mit dem Erwartungsbereich verglichen, wobei die Funktionsfähigkeit der zu prüfenden Antriebseinheit anhand dieses Vergleichs beurteilt wird.
Die erste Ausgestaltung und/oder die zweite Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt wird/werden demnach bevorzugt insbesondere nicht in einer Werkstatt oder auf einem Prüfstand, sondern im Betrieb, insbesondere Fährbetrieb, des Fahrzeugs durchgeführt. Insbesondere erfolgt die Durchführung auch bevorzugt nicht in einem Prüfbetrieb, beispielsweise während einer Testfahrt oder auf einer Teststrecke, sondern vielmehr bevorzugt im regulären Betrieb oder Regelbetrieb, insbesondere im Routineeinsatz. Mithilfe des Verfahrens können vorteilhaft zuverlässige Informationen zur Funktionsfähigkeit des Antriebs auch im Regelbetrieb ermittelt werden.
Die erste Ausgestaltung oder die zweite Ausgestaltung werden jeweils bevorzugt iteriert, wobei nacheinander verschiedene Antriebseinheiten als zu prüfende Antriebseinheiten behandelt werden, insbesondere solange, bis entweder eine Beeinträchtigung in einer der Antriebseinheiten festgestellt ist, oder bis jede Antriebseinheit der Mehrzahl von Antriebseinheiten einmal als zu prüfende Antriebseinheit behandelt wurde.
Das Abschalten der zu prüfenden Antriebseinheit gemäß der ersten Ausgestaltung erfolgt bevorzugt bei gleichbleibender Fahrleistung, insbesondere bei gleichbleibender Geschwindigkeit. Insbesondere in diesem Fall kann festgestellt werden, ob die verbleibenden, nicht abgeschalteten Antriebseinheiten zur Erbringung der gleichbleibenden Fahrleistung, insbesondere zur Aufrechterhaltung der gleichbleibenden Geschwindigkeit, im Vergleich zu dem Betriebszustand, in dem alle Antriebseinheiten zugeschaltet sind, den aufgrund der Abschaltung einer Antriebseinheit rechnerisch auf sie entfallenden Anteil an Mehrleistung erbringen müssen, oder etwa eine höhere Mehrleistung, oder eine geringere Mehrleistung. Insbesondere wenn sie eine geringere Mehrleistung erbringen müssen, lässt dies darauf schließen, dass die zu prüfende, abgeschaltete Antriebseinheit zuvor, in dem Betriebszustand, in dem alle Antriebseinheiten zugeschaltet sind, eine Minderleistung im Verhältnis zu der eigentlich durch sie zu erbringenden Leistung erbracht hat und somit eine reduzierte Funktionstüchtigkeit aufweist. Die verbleibenden, nicht abgeschalteten Antriebseinheiten müssen dann nämlich nur diese reduzierte, abgeschaltete Minderleistung auffangen.
Zur Erläuterung soll folgendes Rechenbeispiel dienen: Wird für jede Antriebseinheit von vier Antriebseinheiten eine Sollleistung von 45 % der Nennleistung - beispielsweise aufgrund von Alterung anstelle von 40 % - vorgegeben, entspricht die Gesamt-Sollleistung 180 % der Nennleistung einer Antriebseinheit, wobei die Antriebseinheiten der einfacheren Rechnung wegen in dem Beispiel alle dieselbe Nennleistung aufweisen. Es wird nun eine erste Antriebseinheit der vier Antriebseinheiten als zu prüfende Antriebseinheit abgeschaltet. Um die Geschwindigkeit zu halten, müssen die verbleibenden drei Antriebseinheiten jeweils mit 60 % ihrer Nennleistung betrieben werden, was wiederum in Summe 180 % der Nennleistung einer Antriebseinheit entspricht. Die erste Antriebseinheit weist demnach keine Beeinträchtigung auf. Müssen dagegen nach dem Abschalten der ersten Antriebseinheit die verbleibenden drei Antriebseinheiten jeweils mit 53 % ihrer Nennleistung betrieben werden, um die Geschwindigkeit zu halten, ist offensichtlich die Funktionsfähigkeit der ersten Antriebseinheit beeinträchtigt, da nun dreimal 53 %, mithin 160 % der Nennleistung einer Antriebseinheit offensichtlich genügen, um die Geschwindigkeit beizubehalten. Dies lässt darauf schließen, dass in dem Betriebszustand, in dem alle vier Antriebseinheiten zugeschaltet waren, tatsächlich nicht die vollen 180 % der Nennleistung einer Antriebseinheit aufgebracht wurden, wobei die erste Antriebseinheit als ursächlich für die Minderleistung identifiziert werden kann.
In der zweiten Ausgestaltung wird der Erwartungsbereich bevorzugt aus historischen Daten der zu prüfenden Antriebseinheit oder alternativ aus historischen Daten der anderen Antriebseinheiten ermittelt. Insbesondere wenn zu wenig Daten für die zu prüfende Antriebseinheit zur Verfügung stehen, kann das Verhalten der zu prüfenden Antriebseinheit aus dem historischen Verhalten der anderen Antriebseinheiten geschätzt und ein Erwartungsbereich gebildet werden, wobei dann geprüft werden kann, ob der wenigstens eine Leistungsparameter der zu prüfenden Antriebseinheit in den Erwartungsbereich fällt. Insbesondere können solche Erwartungsbereiche durch Interpolation erfasster Daten für Leistungsparameter der Antriebseinheiten ermittelt werden. Die Ermittlung des Erwartungsbereichs aus historischen Daten der anderen Antriebseinheiten stellt insbesondere auch eine Variante der ersten Ausgestaltung dar, bei der die Funktionsfähigkeit der zu prüfenden Antriebseinheit anhand des historischen Verhaltens der anderen Antriebseinheiten beurteilt wird.
In der zweiten Ausgestaltung wird als der wenigstens eine Leistungsparameter bevorzugt eine Einspritzzeit verwendet.
Auch die Vorgehens weise gemäß der zweiten Ausgestaltung soll anhand eines Beispiels näher erläutert werden: Fährt beispielsweise das Fahrzeug entlang eines bestimmten Streckenabschnitts, werden Leistungsparameter für alle vier Antriebseinheiten erfasst. Bei einer ersten Fahrt liefern beispielsweise die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit 60 % ihrer Nennleistung, die dritte Antriebseinheit und die vierte Antriebseinheit liefern 80 % ihrer Nennleistung. Bei einer zweiten Fahrt auf demselben Streckenabschnitt liefern die erste Antriebseinheit und die dritte Antriebseinheit 60 % ihrer Nennleistung, die zweite Antriebseinheit und die vierte Antriebseinheit liefern 80 % ihrer Nennleistung. Bei einer dritten Fahrt auf demselben Streckenabschnitt liefern die erste Antriebseinheit und die vierte Antriebseinheit 60 % ihrer Nennleistung, die zweite Antriebseinheit und die dritte Antriebseinheit liefern 80 % ihrer Nennleistung. Somit kennt man das Verhalten bezüglich des erfassten Leistungsparameters, insbesondere der Einspritzzeiten, für die zweite Antriebseinheit, die dritte Antriebseinheit und die vierte Antriebseinheit sowohl bei 60 % der Nennleistung als auch bei 80 % der Nennleistung. Will man nun - insbesondere bei einer vierten Fahrt - einen Erwartungsbereich für den Leistungsparameter für die erste Antriebseinheit bei 80 % ihrer Nennleistung bilden, was aus den erfassten Daten nicht bekannt ist, kann dies anhand der für die zweite, dritte und vierte Antriebseinheit erfassten Leistungsparameter abgeschätzt werden. Es kann dann geprüft werden, ob der Leistungsparameter, insbesondere die Einspritzzeit, für die erste Antriebseinheit in den so gebildeten Erwartungsbereich fällt, wenn diese bei 80 % ihrer Nennleistung auf demselben Streckenabschnitt betrieben wird. Ist dies nicht der Fall, kann auf eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit dieser ersten Antriebseinheit geschlossen werden.
Der erste Aspekt und der zweite Aspekt der Erfindung werden bevorzugt miteinander kombiniert. Ist gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs - insbesondere in dem Antrieb - festgestellt, wird bevorzugt gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung geprüft, in welcher Antriebseinheit der Mehrzahl von Antriebseinheiten die Beeinträchtigung vorliegt. Dies erfolgt bevorzugt gemäß der zuvor erläuterten ersten Ausgestaltung des zweiten Aspekts und/oder gemäß der zuvor erläuterten zweiten Ausgestaltung des zweiten Aspekts, vorzugsweise im Betrieb, insbesondere im regulären Betrieb, des Fahrzeugs, insbesondere auf der gemäß dem ersten Aspekt befahrenen, bestimmten Strecke. Dies bedeutet insbesondere, dass bevorzugt eine zu prüfende Antriebseinheit der Mehrzahl von Antriebseinheiten abgeschaltet wird, wobei anhand des Verhaltens der nicht-abgeschalteten Antriebseinheiten geprüft wird, ob die Beeinträchtigung in der abgeschalteten Antriebseinheit vorliegt, und/oder dass bevorzugt wenigstens ein Leistungsparameter einer zu prüfenden Antriebseinheit der Mehrzahl von Antriebseinheiten mit einem Erwartungsbereich - in einem vierten Vergleich - verglichen wird, wobei anhand des vierten Vergleichs festgestellt wird, ob die Beeinträchtigung in der zu prüfenden Antriebseinheit vorliegt. Dabei wird der Erwartungsbereich vorzugsweise aus historischen Daten der zu prüfenden Antriebseinheit oder der anderen Antriebseinheiten ermittelt.
Auch bei dieser Kombination der beiden Aspekte der Erfindung können die erste Ausgestaltung und die zweite Ausgestaltung jeweils bevorzugt bezüglich der zu prüfenden Antriebseinheit iteriert werden, insbesondere bis entweder eine bezüglich ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigte Antriebseinheit identifiziert ist, oder aber jede Antriebseinheit der Mehrzahl von Antriebseinheiten einmal als zu prüfende Antriebseinheit behandelt wurde.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Steuerung für einen Antrieb eines Fahrzeugs geschaffen wird, die ein Leistungserfassungsmodul aufweist, das eingerichtet ist, um wenigstens einen Leistungsparameter, der für eine Leistung des Antriebs des Fahrzeugs charakteristisch ist, zu erfassen. Die Steuerung weist außerdem ein Vergleichsmodul auf, das eingerichtet ist, um den wenigstens einen erfassten Leistungsparameter mit historischen Daten zu einer durch das Fahrzeug befahrenen Strecke zu vergleichen, und ein Bewertungsmodul, das eingerichtet ist, um eine Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs anhand des Vergleichs des wenigstens einen erfassten Leistungsparameters mit den historischen Daten zu bewerten. Bevorzugt weist die Steuerung eine Recheneinrichtung auf, die das Leistungserfassungsmodul, das Vergleichsmodul, und das Bewertungsmodul aufweist.
Die Steuerung, insbesondere die Recheneinrichtung, ist bevorzugt eingerichtet ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten und/oder dem zweiten Aspekt der Erfindung, oder gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens. In Zusammenhang mit der Steuerung verwirklichen sich insbesondere die zuvor bereits in Zusammenhang mit den Verfahren erläuterten Vorteile.
Die Steuerung, insbesondere die Recheneinrichtung, weist bevorzugt ein Datenmodul auf, das eingerichtet ist, um historische Daten zu der befahrenen Strecke für das Vergleichsmodul bereitzu stellen. Vorzugsweise ist das Datenmodul eingerichtet, um die historischen Daten zu speichern und/oder um die historischen Daten zu beschaffen, insbesondere von einem zentralen Dienstgeber oder Netzwerk herunterzuladen.
Die Steuerung, insbesondere die Recheneinrichtung, weist bevorzugt ein Erfassungsmodul auf, das eingerichtet ist, um historische Daten entlang der durch das Fahrzeug befahrenen Strecke zu erfassen und - insbesondere in dem Datenmodul - als historische Daten zu speichern und/oder auf einen zentralen Dienstgeber oder ein Netzwerk hochzuladen.
Die Steuerung, insbesondere die Recheneinrichtung, weist bevorzugt ein Netzwerkmodul auf, das eingerichtet ist, um die Steuerung, insbesondere die Recheneinrichtung, mit einem zentralen Dienstgeber oder einem Netzwerk datenübertragend zu verbinden.
Die Steuerung, insbesondere die Recheneinrichtung, weist bevorzugt ein Identifizierungsmodul auf, das eingerichtet ist, um die von dem Fahrzeug befahrene Strecke zu bestimmen, insbesondere anhand eines Mustervergleichs, vorzugsweise mit den historischen Daten einer Mehrzahl von Strecken, zu erkennen.
Die Recheneinrichtung ist vorzugsweise in dem Fahrzeug angeordnet, insbesondere in das Fahrzeug integriert. Alternativ ist es möglich, dass die Recheneinrichtung als von dem Fahrzeug räumlich getrennte, jedoch vorzugsweise mit dem Fahrzeug datenübertragend verbundene Recheneinrichtung, insbesondere als zentraler Dienstgeber, auch Server genannt, oder als Cloud ausgebildet ist.
Es ist auch möglich, dass die Steuerung zwei Recheneinrichtungen aufweist, wobei bevorzugt eine erste Recheneinrichtung in dem Fahrzeug angeordnet, vorzugsweise in das Fahrzeug integriert, und eine zweite Recheneinrichtung als von dem Fahrzeug getrennte, jedoch mit dem Fahrzeug, insbesondere der ersten Recheneinrichtung, datenübertragend verbundene, zentrale Recheneinrichtung, insbesondere zentraler Dienstgeber, oder Cloud, ausgebildet ist. Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Antrieb für ein Fahrzeug geschaffen wird, wobei der Antrieb eine erfindungsgemäße Steuerung oder eine Steuerung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist, oder wobei dem Antrieb eine solche Steuerung zugeordnet ist, der Antrieb also in Kombination mit der Steuerung vorliegt. In Zusammenhang mit dem Antrieb verwirklichen sich insbesondere die zuvor bereits erläuterten Vorteile.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Antrieb wenigstens eine Brennkraftmaschine und/oder wenigstens eine elektrische Maschine aufweist. In bevorzugter Ausgestaltung ist der Antrieb ein brennkraft-elektrischer oder brennkraft-hydraulischer Antrieb, ein hybrider Antrieb, insbesondere ein Parallel-Hybrid, oder ein elektrischer Antrieb mit Batterie und/oder Brennstoffzelle.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antrieb oder einem Antrieb nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele geschaffen wird. In Zusammenhang mit dem Fahrzeug verwirklichen sich insbesondere die zuvor bereits erläuterten Vorteile.
Das Fahrzeug ist bevorzugt ein Schienenfahrzeug oder ein Minenfahrzeug.
Zur Erfindung gehört auch ein System, welches ein Fahrzeug mit einem Antrieb sowie eine Steuerung aufweist, wobei das System, insbesondere die Steuerung, eingerichtet ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten und/oder dem zweiten Aspekt der Erfindung, oder gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Systems mit einem Ausführungsbeispiel einer Steuerung zur Durchführung eines Verfahrens zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs, sowie zugleich eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs; Figur 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines solchen Verfahrens;
Figur 4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines solchen Verfahrens;
Figur 5 eine schematische Darstellung einer ersten Weiterbildung der ersten Ausführungsform des Verfahrens, und
Figur 6 eine schematische Darstellung einer zweiten Weiterbildung der ersten Ausführungsform des Verfahrens.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Systems 1, das ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 2, hier beispielhaft und in bevorzugter Ausgestaltung ein Schienenfahrzeug 3, aufweist, das hier beispielhaft auf einem Gleis 5 entlang einer schematisch durch einen Pfeil angedeuteten Strecke 7 selbsttätig fahren kann. Das Gleis 5 kann insbesondere eine Schiene, zwei Schienen, oder eine Anzahl von Schienen, die größer ist als zwei, aufweisen. Das Fahrzeug 2 kann in anderer bevorzugter Ausgestaltung auch ein Minenfahrzeug, insbesondere ein Muldenkipper, oder ein anderes Fahrzeug sein, das insbesondere bevorzugt mehrfach, insbesondere regelmäßig, entlang einer gleichen oder derselben Strecke bewegt wird. Die folgende Erläuterung anhand des Schienenfahrzeugs 3 ist daher nicht einschränkend zu verstehen.
Um selbsttätig entlang der Strecke 7 fahren zu können, weist das Schienenfahrzeug 3 einen Antrieb 9 auf. Das System 1 weist außerdem ein Ausführungsbeispiel einer Steuerung 10 für den Antrieb 9 des Fahrzeugs 2 und auch für das Fahrzeug 2 auf. Die Steuerung 10 weist eine erste Recheneinrichtung 11 in dem Schienenfahrzeug 3, insbesondere ein Steuergerät auf. Die Steuerung 10, insbesondere die erste Recheneinrichtung 11, ist insbesondere eingerichtet zur Durchführung eines im Folgenden näher erläuterten Verfahrens. Hierdurch ist auch das System 1 eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens. Die Recheneinrichtung 11 ist bevorzugt mit dem Antrieb 9 wirkverbunden, insbesondere um den Antrieb 9 anzusteuem sowie andererseits bevorzugt, um wenigstens einen Leistungsparameter des Antriebs 9 erfassen zu können.
Die erste Recheneinrichtung 11 ist hier in dem Schienenfahrzeug 3 angeordnet.
Die Recheneinrichtung 11 weist insbesondere ein Leistungserfassungsmodul 12 auf, das eingerichtet ist, um wenigstens einen Leistungsparameter, der für eine Leistung des Antriebs 9 des Fahrzeugs 2 charakteristisch ist, zu erfassen. Die Recheneinrichtung 11 weist außerdem ein Vergleichsmodul 14 auf, das eingerichtet ist, um den wenigstens einen erfassten Leistungsparameter mit historischen Daten zu der durch das Fahrzeug 2 befahrenen Strecke 7 zu vergleichen, und ein Bewertungsmodul 16, das eingerichtet ist, um eine Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs 2 anhand des Vergleichs des wenigstens einen erfassten Leistungsparameters mit den historischen Daten zu bewerten.
Es ist alternativ möglich, dass das System 1, insbesondere die Steuerung 10, eine zweite Recheneinrichtung 13 aufweist, die außerhalb des Schienenfahrzeugs 3 angeordnet ist, insbesondere von diesem entfernt, wobei die zweite Recheneinrichtung 13 bevorzugt als zentraler Dienstgeber oder als dezentrale Datenwolke, das heißt als Cloud 15, ausgebildet ist. Auch diese zweite, bezüglich des Schienenfahrzeugs 3 externe Recheneinrichtung 13 kann eingerichtet sein zur Durchführung des im Folgenden beschriebenen Verfahrens.
Besonders bevorzugt wird allerdings ein Ausführungsbeispiel des Systems 1, wie es in Figur 1 dargestellt ist, bei welchem das System 1, insbesondere die Steuerung 10, sowohl die erste, in dem Schienenfahrzeug 3 angeordnete Recheneinrichtung 11, insbesondere das Steuergerät, als auch die zweite, extern zu dem Schienenfahrzeug 3 angeordnete Recheneinrichtung 13 aufweist. Dabei sind die erste Recheneinrichtung 13 und die zweite Recheneinrichtung 11 bevorzugt in datenübertragender Wirkverbindung miteinander, wie hier durch einen Doppelpfeil P schematisch angedeutet. Insbesondere ist es möglich, dass das Verfahren verteilt sowohl auf der ersten Recheneinrichtung 11 als auch auf der zweiten Recheneinrichtung 13 durchgeführt wird. Insbesondere ist es möglich, dass ein Teil des Verfahrens auf der ersten Recheneinrichtung 11 und ein anderer Teil des Verfahrens auf der zweiten Recheneinrichtung 13 durchgeführt wird. Der Antrieb 9 ist vorzugsweise als Mehrmotorenanlage ausgebildet und weist insoweit eine Mehrzahl von Antriebseinheiten 17 auf, hier beispielhaft vier Antriebseinheiten, insbesondere eine erste Antriebseinheit 17.1, eine zweite Antriebseinheit 17.2, eine dritte Antriebseinheit 17.3 und eine vierte Antriebseinheit 17.4. Selbstverständlich ist eine andere, insbesondere kleinere oder größere Anzahl von Antriebseinheiten 17 möglich. Auch ist es möglich, dass der Antrieb 9 nur eine Antriebseinheit 17 aufweist oder selbst als einzige Antriebseinheit 17 ausgebildet ist.
Der Antrieb 9 oder jede der Antriebseinheiten 17 kann insbesondere als Brennkraftmaschine, als brennkraft-elektrischer Antrieb, als brennkraft-hydraulischer Antrieb, als Hybridantrieb, insbesondere Parallel-Hybrid, oder als elektrische Maschine mit Brennstoffzelle oder Batterie als Energielieferant ausgebildet sein. Es ist möglich, dass alle Antriebseinheiten 17 gleichartig ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, dass verschiedenartige Antriebseinheiten 17 miteinander kombiniert sind. Ein brennkraft-elektrischer Antrieb ist bevorzugt ein diesel elektrischer Antrieb. Ein brennkraft-hydraulischer Antrieb ist bevorzugt ein diesel-hydraulischer Antrieb. Insbesondere kann als Brennkraftmaschine ein Dieselmotor verwendet werden. Es ist aber auch möglich, dass als Brennkraftmaschine ein Gasmotor oder eine andere geeignete Art von Motor mit innerer oder äußerer Verbrennung verwendet wird.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind alle vier Antriebseinheiten 17 in bevorzugter Ausgestaltung als hybride Antriebseinheiten 17 ausgebildet. Sie weisen insoweit insbesondere jeweils eine Brennkraftmaschine 19 und eine elektrische Maschine 21 auf, was hier der besseren Übersichtlichkeit wegen nur für die erste Antriebseinheit 17.1 explizit mit Bezugszeichen dargestellt ist. Die Brennkraftmaschine 19 und die elektrische Maschine 21 können jeweils einzeln oder gemeinsam Vortriebsleistung für das Schienenfahrzeug 3 aufbringen.
Die erste Recheneinrichtung 11 ist insbesondere mit jeder der Antriebseinheiten 17 wirkverbunden, insbesondere einzeln, oder gemeinsam insbesondere über ein hierzu geeignetes Bussystem 23. Dabei ist aber bevorzugt stets jede Antriebseinheit 17 separat von der ersten Recheneinrichtung 11 adressierbar.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Schienenfahrzeugs, insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Dabei wird in einem ersten Schritt S1 die bestimmte Strecke 7 mit dem Schienenfahrzeug 3 befahren. Vorzugsweise wird in einem optionalen zweiten Schritt S2 festgestellt, auf welcher Strecke das Schienenfahrzeug 3 fährt. Dabei müssen der erste Schritt S 1 und der optionale zweite Schritt S2 nicht zwingend in der dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden. Insbesondere ist es möglich, dass die Feststellung der Strecke 7 durch Streckenvorgabe erfolgt, insbesondere durch einen Betreiber des Schienenfahrzeugs 3 oder durch einen Führer des Schienenfahrzeugs 3, beispielsweise indem der Führer des Schienenfahrzeugs 3 die bestimmte Strecke 7 vor Beginn der Fahrt in die erste Recheneinrichtung 11 eingibt. Es kann aber auch eine Detektion der Strecke 7 während des Befahrens derselben erfolgen, insbesondere durch bevorzugt satellitengestützten Navigation und/oder durch einen Mustervergleich.
In einem dritten Schritt S3 wird wenigstens ein Leistungsparameter des Schienenfahrzeugs 3 erfasst, der für eine insbesondere momentane oder streckenbezogene Leistung des Antriebs 9 charakteristisch ist. In einem vierten Schritt S4 wird der wenigstens eine erfasste Leistungsparameter mit historischen Daten entlang der befahrenen Strecke 7 in einem ersten Vergleich verglichen, wobei dieser erste Vergleich insbesondere streckenabschnittsbezogen durchgeführt wird.
In einem fünften Schritt S5 wird die Funktionsfähigkeit des Schienenfahrzeugs 3 anhand des ersten Vergleichs bewertet. Es kann so vorteilhaft in einfacher Weise und insbesondere ohne genaue Kenntnis der tatsächlich durch das Schienenfahrzeug 3 erbrachten Ausgangsleistung im Vergleich mit den historischen Daten festgestellt werden, ob das Schienenfahrzeug 3 voll funktionsfähig ist oder ob es bezüglich seiner Funktionsfähigkeit eingeschränkt oder beeinträchtigt ist.
Bevorzugt wird in einem zweiten Vergleich eine Soll-Leistungsvorgabe für das Schienenfahrzeug 3 entlang der befahrenen Strecke 7 in einem zweiten Vergleich mit dem wenigstens einen erfassten Leistungsparameter verglichen, wobei die Funktionsfähigkeit des Schienenfahrzeugs 3 insbesondere in dem fünften Schritt S5 zusätzlich anhand des zweiten Vergleichs bewertet wird.
Besonders bevorzugt wird ein Vergleichsergebnis des zweiten Vergleichs mit historischen Daten abgeglichen, wobei dieser Abgleich ebenfalls zur Bewertung der Funktionsfähigkeit des Schienenfahrzeugs 3 herangezogen wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird die befahrene Strecke 7 beim Befahren der Strecke 7 mit dem Schienenfahrzeug 3 verifiziert. Dies kann insbesondere anhand von vorzugsweise satellitengestützten Navigationsdaten erfolgen. Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Verifizierung der Strecke 7 bevorzugt anhand eines Mustervergleichs des erfassten wenigstens einen Leistungsparameters mit historischen Daten oder Datenmustern des wenigstens einen Leistungsparameters.
Als der wenigstens eine Leistungsparameter wird in dem dritten Schritt S3 bevorzugt ein Parameter erfasst, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Soll- Leistungsvorgabe, einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 3, einer Beschleunigung des Schienenfahrzeugs 3, einer Einspritzzeit einer Brennkraftmaschine 19 des Antriebs 9, einer Drehzahl der Brennkraftmaschine 19, und einem eingelegten oder gewählten Gang eines Getriebes des Antriebs 9. Besonders bevorzugt werden zumindest zwei dieser Parameter als Leistungsparameter erfasst. Besonders bevorzugt werden alle hier genannten Parameter als Leistungsparameter erfasst und zur Bewertung der Funktionsfähigkeit des Schienenfahrzeugs 3 herangezogen.
Vorzugsweise wird bei dem ersten Vergleich und/oder bei dem zweiten Vergleich eine Beladung des Schienenfahrzeugs 3 berücksichtigt, insbesondere eine momentane Beladung. Die Beladung wird bevorzugt ermittelt durch Auslesen historischer Beladungsdaten in Abhängigkeit von Zeit und Ort des Schienenfahrzeugs 3, und/oder durch Auswerten von rekuperierter Energie, wenn das Schienenfahrzeug 3 als Antrieb 9 einen rekuperierenden Antrieb aufweist.
Wird in dem fünften Schritt S5 eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Schienenfahrzeugs 3 festgestellt, wird bevorzugt geprüft, ob die Beeinträchtigung in dem Antrieb 9 oder in einer in Figur 1 dargestellten Bremsanlage 25 des Schienenfahrzeugs 3 vorliegt. Diese Prüfung wird vorzugsweise durchgeführt anhand eines Hangabfahrtsverhaltens und/oder eines Verzögerungsverhaltens des Schienenfahrzeugs 3, insbesondere beim Ausrollen des Schienenfahrzeugs 3. Vorzugsweise wird dabei das aktuelle Hangabfahrtsverhalten und/oder das aktuelle Verzögerungsverhalten mit den entsprechenden historischen Daten verglichen. Alternativ oder zusätzlich wird in einem dritten Vergleich rekuperierte Energie mit aufgewendeter Energie des Schienenfahrzeugs abgeglichen, wenn das Schienenfahrzeug 3 einen rekuperierenden Antrieb aufweist, insbesondere unter Berücksichtigung von historischen Daten, und auf diese Weise die entsprechende Prüfung durchgeführt. Auf diese Weise kann insbesondere festgestellt werden, ob die Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit in dem Antrieb 9 vorliegt, oder ob beispielsweise eine Bremse 27 der Bremsanlage 25 klemmt.
Vorzugsweise werden beim Befahren der bestimmten Strecke 7 Daten von dem Schienenfahrzeug 3 oder für das Schienenfahrzeug 3, insbesondere an dem Schienenfahrzeug 3, entlang der Strecke 7 erfasst und gespeichert. Insbesondere werden bevorzugt Antriebsdaten des Antriebs 9, Beladungsdaten für das Schienenfahrzeug 3 und/oder Umgebungsdaten wie beispielsweise Luftdruck sowie Lufttemperatur, erfasst. Die Daten werden bevorzugt streckenabschnittsbezogen erfasst und dem jeweiligen Streckenabschnitt zugeordnet, auf oder für den sie erfasst werden. Sie werden sodann bevorzugt mit einer Streckenabschnittsinformation zu dem jeweils zugeordneten Streckenabschnitt gespeichert.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens, insbesondere gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Dabei wird eine Funktionsfähigkeit einer zu prüfenden Antriebseinheit 17 der Mehrzahl von Antriebseinheiten 17 - vorzugsweise im regulären Fährbetrieb des Schienenfahrzeugs 3 - anhand eines Verhaltens der anderen Antriebseinheiten 17 beurteilt. Insbesondere wird in einem ersten Schritt S1 die zu prüfende Antriebseinheit 17 abgeschaltet, und es wird in einem zweiten Schritt S2 anhand des Verhaltens der nicht abgeschalteten Antriebseinheiten geprüft, ob eine Beeinträchtigung in der abgeschalteten Antriebseinheit 17 vorliegt. Auf diese Weise kann insbesondere individuell für die Antriebseinheit 17 ermittelt werden, ob eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit vorliegt. Bevorzugt wird die Fahrleistung, insbesondere die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 3, während dieser Prüfung konstant gehalten, wobei insbesondere die Fahrleistung, insbesondere Geschwindigkeit nach dem Abschalten der zu prüfenden Antriebseinheit 17 die gleiche ist wie vor dem Abschalten der zu prüfenden Antriebseinheit 17.
Der erste Schritt S 1 und der zweite Schritt S2 können für weitere zu prüfende Antriebseinheiten 17 iteriert werden, insbesondere solange, bis entweder eine Beeinträchtigung in einer der Antriebseinheiten 17 festgestellt ist, oder bis jede der Antriebseinheiten 17 zumindest einmal als zu prüfende Antriebseinheit behandelt, das heißt abgeschaltet wurde.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Verfahrens, insbesondere gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Dabei wird in einem ersten Schritt S1 wenigstens ein Leistungsparameter einer zu prüfenden Antriebseinheit 17 der Mehrzahl von Antriebseinheiten 17 - vorzugsweise im regulären Fährbetrieb des Schienenfahrzeugs 3 - mit einem Erwartungsbereich verglichen, wobei der Erwartungsbereich vorzugsweise aus historischen Daten der zu prüfenden Antriebseinheit 17 oder der anderen Antriebseinheiten 17 ermittelt wird. In einem zweiten Schritt S2 wird anhand dieses Vergleichs festgestellt, ob die zu prüfende Antriebseinheit 17 eine Beeinträchtigung ihrer Funktionsfähigkeit aufweist. Auch auf diese Weise kann individuell geprüft werden, ob eine der Antriebseinheiten 17 eine Beeinträchtigung ihrer Funktionsfähigkeit aufweist, und welche dieses ist. Auch in diesem Fall können der erste Schritt S 1 und der zweite Schritt S2 iteriert werden, insbesondere solange, bis entweder für eine der Antriebseinheiten 17 eine Beeinträchtigung ihrer Funktionsfähigkeit festgestellt ist, oder aber bis jede der Antriebseinheiten 17 zumindest einmal als zu prüfende Antriebseinheit 17 behandelt wurde, wobei insbesondere der wenigstens eine Leistungsparameter für diese zu prüfende Antriebseinheit 17 mit dem entsprechenden Erwartungsbereich verglichen und die Funktionsfähigkeit auf der Grundlage dieses Vergleichs geprüft wurde.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Weiterbildung der ersten Ausführungsform des Verfahrens gemäß Figur 2. Dabei stimmen die ersten fünf Schritte S1 bis S5 mit den fünf Schritten S1 bis S5 gemäß Figur 2 überein. Wird dann in dem fünften Schritt S5 eine Beeinträchtigung in dem Antrieb 9 festgestellt, wird sodann mit dem sechsten Schritt S6 und dem siebten Schritt S7 - bevorzugt noch auf derselben befahrenen Strecke 7 - geprüft, in welcher Antriebseinheit 17 der Mehrzahl von Antriebseinheiten 17 die Beeinträchtigung vorliegt, wobei bei dieser ersten Weiterbildung die zweite Ausführungsform des Verfahrens gemäß Figur 3 zur Anwendung kommt. Der sechste Schritt S6 stimmt somit mit dem ersten Schritt S 1 gemäß Figur 3 überein, der siebte Schritt S7 stimmt mit dem zweiten Schritt S2 gemäß Figur 3 überein. Es wird also in dem sechstens Schritt S6 eine zu prüfende Antriebseinheit 17 der Mehrzahl von Antriebseinheiten 17 abgeschaltet, und in dem siebten Schritt S7 wird anhand des Verhaltens der nicht abgeschalteten Antriebseinheiten 17 geprüft, ob die Beeinträchtigung in der abgeschalteten Antriebseinheit 17 vorliegt. Auch in diesem Fall können der sechste Schritt und der siebte Schritt S6, S7 iteriert werden, wie dies zuvor in Zusammenhang mit Figur 3 erläutert wurde. Somit kann individuell identifiziert werden, in welcher der Antriebseinheiten 17 die festgestellte Beeinträchtigung vorliegt.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Weiterbildung der ersten Ausführungsform des Verfahrens gemäß Figur 2. Dabei stimmen hier wieder die ersten fünf Schritte S1 bis S5 mit den fünf Schritten S1 bis S5 gemäß Figur 2 überein. Wird nun hier in dem fünften Schritt S5 eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Schienenfahrzeugs 3 in dem Antrieb 9 festgestellt, wird mit einem sechsten Schritt S6 und einem siebten Schritt S7 - bevorzugt noch auf derselben befahrenen Strecke 7 - geprüft, in welcher Antriebseinheit 17 einer Mehrzahl von Antriebseinheiten 17 die Beeinträchtigung vorliegt. Auch bei dieser Ausgestaltung kann also genau identifiziert werden, in welcher Antriebseinheit 17 die Beeinträchtigung vorliegt. Dabei stimmen hier der sechste Schritt S6 und der siebte Schritt S7 mit der dritten Ausführungsform des Verfahrens gemäß Figur 4 überein; das heißt der sechste Schritt S6 stimmt mit dem ersten Schritt S1 gemäß Figur 4 überein, und der siebte Schritt S7 stimmt mit dem zweiten Schritt S2 gemäß Figur 4 überein. Es wird also in dem sechsten Schritt S6 wenigstens ein Leistungsparameter einer zu prüfenden Antriebseinheit 17 der Mehrzahl von Antriebseinheiten 17 in einem vierten Vergleich mit einem Erwartungsbereich verglichen, der vorzugsweise aus historischen Daten der zu prüfenden Antriebseinheit 17 oder der anderen Antriebseinheiten 17 ermittelt wird. In dem siebten Schritt S7 wird anhand des vierten Vergleichs festgestellt, ob die Beeinträchtigung in der zu prüfenden Antriebseinheit 17 vorliegt. Auch in diesem Fall können der sechste Schritt S6 und der siebte Schritt S7 solange iteriert werden, bis entweder festgestellt ist, in welcher der Antriebseinheiten 17 die Beeinträchtigung vorliegt, oder bis jede der Antriebseinheiten 17 zumindest einmal als zu prüfende Antriebseinheit 17 verwendet wurde.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs (2), mit folgenden Schritten:
- Befahren einer bestimmten Strecke (7) mit dem Fahrzeug (2);
- Erfassen wenigstens eines Feistungsparameters des Fahrzeugs (2), der für eine Feistung eines Antriebs (9) des Fahrzeugs (2) charakteristisch ist;
- Vergleichen des wenigstens einen Feistungsparameters mit historischen Daten zu der befahrenen Strecke (7) in einem ersten Vergleich, und
- Bewerten der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs (2) anhand des ersten Vergleichs.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Feistungsvorgabe für das Fahrzeug (2) entlang der befahrenen Strecke (7) in einem zweiten Vergleich mit dem wenigstens einen erfassten Feistungsparameter verglichen wird, wobei die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs (2) zusätzlich anhand des zweiten Vergleichs bewertet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die befahrene Strecke (7) beim Befahren der Strecke (7) mit dem Fahrzeug (2) verifiziert wird, insbesondere anhand von Navigationsdaten und/oder anhand eines Mustervergleichs des erfassten wenigstens einen Feistungsparameters mit historischen Daten.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als der wenigstens eine Feistungsparameter ein Parameter erfasst wird, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Soll-Feistungsvorgabe, einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (2), einer Beschleunigung des Fahrzeugs (2), einer Einspritzzeit einer Brennkraftmaschine (19) des Antriebs (9), einer Drehzahl der Brennkraftmaschine (19), und einem gewählten Gang eines Getriebes des Antriebs (9).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten Vergleich und/oder bei dem zweiten Vergleich eine Beladung des Fahrzeugs (2) berücksichtigt wird, wobei die Beladung vorzugsweise ermittelt wird durch a) Auslesen historischer Beladungsdaten in Abhängigkeit von Zeit und Ort, und/oder b) Auswerten von rekuperierter Energie, wenn das Fahrzeug (2) als Antrieb (9) einen rekuperierenden Antrieb (9) aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs (2) festgestellt wird, geprüft wird, ob die Beeinträchtigung in dem Antrieb (9) oder in einer Bremsanlage (25) des Fahrzeugs (2) vorliegt, wobei die Prüfung vorzugsweise a) anhand eines Hangabfahrtsverhaltens und/oder eines Verzögerungsverhaltens des Fahrzeugs (2), insbesondere durch Vergleichen des momentanen Hangabfahrtsverhaltens und/oder Verzögerungsverhaltens mit historischen Daten, und/oder b) anhand eines Abgleichs von rekuperierter Energie mit aufgewendeter Energie des Fahrzeugs (2), wenn das Fahrzeug (2) einen rekuperierenden Antrieb aufweist, insbesondere unter Berücksichtigung historischer Daten, durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Befahren der bestimmten Strecke (7) entlang der Strecke (7) Daten von dem Fahrzeug (2) oder für das Fahrzeug (2) erfasst und gespeichert werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe Strecke (7) mehrfach mit dem Fahrzeug (2) befahren wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (2) ein Schienenfahrzeug (3) oder ein Minenfahrzeug ist.
10. Verfahren, vorzugsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (9) des Fahrzeugs (2) eine Mehrzahl von Antriebseinheiten (17) aufweist, wobei a) eine Funktionsfähigkeit einer zu prüfenden Antriebseinheit (17) der Mehrzahl von Antriebseinheiten (17) anhand eines Verhaltens der anderen Antriebseinheiten (17) beurteilt wird, und/oder b) wenigstens ein Feistungsparameter einer zu prüfenden Antriebseinheit (17) der Mehrzahl von Antriebseinheiten (17) mit einem Erwartungsbereich, der vorzugsweise aus historischen Daten der zu prüfenden Antriebseinheit (17) oder der anderen Antriebseinheiten (17) ermittelt wird, verglichen wird, wobei die Funktionsfähigkeit der zu prüfenden Antriebseinheit (17) anhand dieses Vergleichs beurteilt wird.
11. Steuerung (10) für einen Antrieb (9) eines Fahrzeugs (2), mit einem Leistungserfassungsmodul (12), das eingerichtet ist, um wenigstens einen Leistungsparameter, der für eine Leistung des Antriebs (9) des Fahrzeugs (2) charakteristisch ist, zu erfassen, einem Vergleichsmodul (14), das eingerichtet ist, um den wenigstens einen erfassten Leistungsparameter mit historischen Daten zu einer durch das Fahrzeug (2) befahrenen Strecke (7) zu vergleichen, und mit einem Bewertungsmodul (16), das eingerichtet ist, um eine Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs (2) anhand des Vergleichs des wenigstens einen erfassten Leistungsparameters mit den historischen Daten zu bewerten.
12. Antrieb (9) für ein Fahrzeug (2), mit einer Steuerung (10) nach Anspruch 11. 13. Antrieb (9) nach Anspruch 12, wobei der Antrieb (9) wenigstens eine Brennkraftmaschine
(19) und/oder wenigstens eine elektrische Maschine (21) aufweist.
14. Fahrzeug (2), mit einem Antrieb (9) nach einem der Ansprüche 12 oder 13. 15. Fahrzeug (2) nach Anspruch 14, wobei das Fahrzeug (2) ein Schienenfahrzeug (3) oder ein
Minenfahrzeug ist.
PCT/EP2021/050835 2020-01-17 2021-01-15 Verfahren zum überwachen der funktionsfähigkeit eines fahrzeugs, steuerung für einen antrieb eines fahrzeugs, antrieb mit einer solchen steuerung, und fahrzeug mit einem solchen antrieb WO2021144436A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21701250.9A EP4091144A1 (de) 2020-01-17 2021-01-15 Verfahren zum überwachen der funktionsfähigkeit eines fahrzeugs, steuerung für einen antrieb eines fahrzeugs, antrieb mit einer solchen steuerung, und fahrzeug mit einem solchen antrieb
CN202180009338.1A CN114902300B (zh) 2020-01-17 2021-01-15 监测车辆的功能性的方法、用于车辆的驱动器的控制部、具有这样的控制部的驱动器以及具有这样的驱动器的车辆
US17/866,268 US20220366733A1 (en) 2020-01-17 2022-07-15 Method for monitoring the operability of a vehicle, controller for a drive of a vehicle, drive having such a controller, and vehicle having such a drive

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020200568.0 2020-01-17
DE102020200568.0A DE102020200568A1 (de) 2020-01-17 2020-01-17 Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugs, Steuerung für einen Antrieb eines Fahrzeugs, Antrieb mit einer solchen Steuerung, und Fahrzeug mit einem solchen Antrieb

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/866,268 Continuation US20220366733A1 (en) 2020-01-17 2022-07-15 Method for monitoring the operability of a vehicle, controller for a drive of a vehicle, drive having such a controller, and vehicle having such a drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021144436A1 true WO2021144436A1 (de) 2021-07-22

Family

ID=74205828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/050835 WO2021144436A1 (de) 2020-01-17 2021-01-15 Verfahren zum überwachen der funktionsfähigkeit eines fahrzeugs, steuerung für einen antrieb eines fahrzeugs, antrieb mit einer solchen steuerung, und fahrzeug mit einem solchen antrieb

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220366733A1 (de)
EP (1) EP4091144A1 (de)
CN (1) CN114902300B (de)
DE (1) DE102020200568A1 (de)
WO (1) WO2021144436A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022209875A1 (de) 2022-09-20 2024-03-21 Zf Friedrichshafen Ag Computer-implementiertes Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen einer Unregelmäßigkeit eines ersten Systems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19651986A1 (de) * 1995-12-13 1997-06-19 Caterpillar Inc Verfahren und Vorrichtung zum Vergleich von Maschinen in einer Flotte
EP2030855A2 (de) * 2007-08-30 2009-03-04 Bombardier Transportation GmbH Schienenfahrzeug und Verfahren zum Prüfen der Wirksamkeit einer mechanischen Bremse des Schienenfahrzeugs
DE102009020428A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-20 Eureka Navigation Solutions Ag Vorrichtung und Verfahren für ein Schienenfahrzeug
DE102011113084A1 (de) * 2011-09-09 2013-03-14 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremssteuereinrichtung für eine Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs, Bremsanlage, Schienenfahrzeug sowie Verfahren zum Durchführen einer Zustandsanalyse eines Schienenfahrzeugs
US20140379205A1 (en) * 2013-06-24 2014-12-25 Zf Friedrichshafen Ag Vehicle efficiency and defect recognition based on gps location

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9097195B2 (en) * 2004-11-26 2015-08-04 Lysanda Limited Vehicular diagnostic system
CN1869622A (zh) * 2006-06-26 2006-11-29 汪学慧 一种车载机动车辆制动性能检测方法和装置
ES2318687T3 (es) * 2006-10-23 2009-05-01 Cornelius Reuss Procedimiento y dispositivo para endurecer cigueñales.
RU2365516C1 (ru) * 2008-04-08 2009-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) Способ оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля, оборудованного антиблокировочной системой, способ оценки работоспособности антиблокировочной системы автомобиля и устройство для осуществления способов
DE102009041823A1 (de) * 2009-09-18 2011-03-24 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Fahrverhaltens eines Schienenfahrzeugs
DE102011075226A1 (de) * 2011-05-04 2012-11-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs
BR112014016883A8 (pt) * 2012-01-25 2017-07-04 Crown Equip Corp método para monitorar de maneira dinâmica um ou mais sistemas de tração de um veículo industrial, e, veículo industrial
WO2014178650A1 (ko) * 2013-04-30 2014-11-06 한국철도기술연구원 에너지 하비스터 및 이를 포함하는 무선 센서 장치
DE102014006322A1 (de) * 2014-04-30 2015-11-05 Avl List Gmbh System und Verfahren zur Analyse der Energieeffizienz eines Fahrzeugs
US9685009B2 (en) 2015-04-01 2017-06-20 Caterpillar Inc. System and method for managing mixed fleet worksites using video and audio analytics
DE102015008725A1 (de) 2015-07-04 2016-03-24 Daimler Ag Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Fahrzeugs
JP6478931B2 (ja) * 2016-02-15 2019-03-06 株式会社東芝 異常診断装置、方法、及びプログラム
WO2018125245A1 (en) * 2016-12-31 2018-07-05 Intel Corporation Crowdsourced failure mode prediction
US10445950B1 (en) 2017-03-27 2019-10-15 Uber Technologies, Inc. Vehicle monitoring system
DE102017215562A1 (de) 2017-09-05 2019-03-07 Siemens Mobility GmbH System und Verfahren zum Auswerten von Betriebsdaten eines Schienenverkehrsfahrzeugs
KR102169791B1 (ko) * 2018-11-19 2020-10-26 주식회사 글로비즈 철도차량 주요부품 및 시스템 진단장치
JP7076643B2 (ja) * 2019-06-27 2022-05-27 三菱電機株式会社 劣化診断装置、劣化診断システムおよび劣化診断方法
DE102020209044A1 (de) * 2020-07-20 2022-01-20 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs und Fahrzeug
US20230129070A1 (en) * 2021-10-21 2023-04-27 Transportation Ip Holdings, Llc System and method for identifying candidate vehicle systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19651986A1 (de) * 1995-12-13 1997-06-19 Caterpillar Inc Verfahren und Vorrichtung zum Vergleich von Maschinen in einer Flotte
EP2030855A2 (de) * 2007-08-30 2009-03-04 Bombardier Transportation GmbH Schienenfahrzeug und Verfahren zum Prüfen der Wirksamkeit einer mechanischen Bremse des Schienenfahrzeugs
DE102009020428A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-20 Eureka Navigation Solutions Ag Vorrichtung und Verfahren für ein Schienenfahrzeug
DE102011113084A1 (de) * 2011-09-09 2013-03-14 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremssteuereinrichtung für eine Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs, Bremsanlage, Schienenfahrzeug sowie Verfahren zum Durchführen einer Zustandsanalyse eines Schienenfahrzeugs
US20140379205A1 (en) * 2013-06-24 2014-12-25 Zf Friedrichshafen Ag Vehicle efficiency and defect recognition based on gps location

Also Published As

Publication number Publication date
US20220366733A1 (en) 2022-11-17
CN114902300A (zh) 2022-08-12
DE102020200568A1 (de) 2021-07-22
CN114902300B (zh) 2024-05-14
EP4091144A1 (de) 2022-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10226143B4 (de) Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebs bei einem Kraftfahrzeug
EP3077268B1 (de) Schienenfahrzeug
EP2437968B1 (de) Energiesparendes fahren von schienenfahrzeugen mit wenigstens zwei antriebseinheiten
DE102008017556A1 (de) Lade-/Entladesteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug sowie Steuerprogrammvorrichtung hierfür
WO2013071990A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines hybridantriebsstrangs eines fahrzeugs mit einer nebenabtriebsfunktion
DE102008025852A1 (de) Fahrzeugsystem
DE19937381A1 (de) Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb und Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit Hybridantrieb
DE112016001745B4 (de) Steuereinheit für generator, verfahren zur steuerung des antreibens eines generators und leistungsquellenverwaltungssystem in einem motorfahrzeug
DE102020215251A1 (de) Verfahren zur steuerung eines generators für ein fahrzeug
DE102018212629A1 (de) Verfahren zur Bestimmung von Fahrbahnzuständen
EP2532563A2 (de) Verfahren zur Kalkulation einer Fahrempfehlung
DE102021130743A1 (de) Verfahren zum Abschätzen des Bedarfs an elektrischer Energie eines Kraftfahrzeuges für eine vorgebbare Fahrtstrecke
DE102015012900A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs sowie entsprechendes Kraftfahrzeug
WO2018228906A1 (de) Verfahren zur optimierung der fahrt eines kraftfahrzeugs auf einer fahrstrecke
WO2021144436A1 (de) Verfahren zum überwachen der funktionsfähigkeit eines fahrzeugs, steuerung für einen antrieb eines fahrzeugs, antrieb mit einer solchen steuerung, und fahrzeug mit einem solchen antrieb
DE102017108034A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Feststellen einer Beladungsänderung eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
DE102007008694A1 (de) Logistikfahrzeug mit Hybrid-Antrieb
DE102017213496B4 (de) Verfahren und Steuervorrichtung zum fehlertoleranten Betrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102008020981B4 (de) Verfahren zum Last- und Spannungsausgleich in einem elektrischen Eisenbahnnetzwerk und elektrisches Eisenbahnnetzwerk
EP2441633B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraft- oder Nutzfahrzeuges
DE102020107537A1 (de) Verfahren und System zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
WO2019020282A1 (de) Steuerverfahren und steuereinrichtung zum betreiben eines schienenfahrzeugs
DE102018203806A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs eines Fahrzeugverbunds
DE102018202498A1 (de) Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs
DE102021208071A1 (de) Einrichtung und Verfahren zum Steuern von Fahrzeug, das Verkehrsinformation einsetzt

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21701250

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021701250

Country of ref document: EP

Effective date: 20220817