專利名稱：用于判斷傳感器單元的剩余壽命的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于判斷(Beurteilung )傳感器的剩余壽命的 方法和裝置，該傳感器安裝在周期性(zyklisch)工作的機(jī)器上并且 被指定用于確定數(shù)量的負(fù)荷循環(huán)(Belastungszyklen )，其中對(duì)傳感 器的負(fù)荷循環(huán)計(jì)數(shù)，本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的裝置在內(nèi)燃機(jī)中的應(yīng) 用。
背景技術(shù)：
在周期性工作的機(jī)器、例如內(nèi)燃機(jī)或壓鑄機(jī)上通常安裝傳感器， 以持續(xù)采集機(jī)器的確定的測(cè)量值。這樣的傳感器經(jīng)受自然磨損，并因 此具有確定的壽命(Lebensdauer)。其中，壽命通常以指定的容許 數(shù)量的負(fù)荷循環(huán)來(lái)表示。其中，負(fù)荷循環(huán)是反復(fù)出現(xiàn)的工作循環(huán)，例 如對(duì)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)是燃燒循環(huán)，或者對(duì)于壓鑄機(jī)來(lái)說(shuō)是澆注過(guò)程 (Gussvorgang )。因此，傳感器必須在其發(fā)生故障或提供質(zhì)量不足 或精確度不足的結(jié)果之前定期更換。到現(xiàn)在為止，或者在固定的運(yùn)行 持續(xù)時(shí)間之后更換傳感器，或者簡(jiǎn)單地對(duì)各個(gè)負(fù)荷循環(huán)計(jì)數(shù)并在達(dá)到 傳感器的指定的壽命之前更換傳感器。
但是，在實(shí)踐中，壽命極度依賴于傳感器的實(shí)際出現(xiàn)的負(fù)荷。如 果傳感器主要在低負(fù)荷的情況下運(yùn)行，則壽命可以延長(zhǎng)。反過(guò)來(lái)，如 果傳感器更多地在高負(fù)荷的情況下運(yùn)行或者不當(dāng)?shù)匕惭b，則傳感器的 壽命會(huì)明顯縮短。傳感器還可以具有這樣的負(fù)荷范圍，即傳感器在該 負(fù)荷范圍內(nèi)比在其它負(fù)荷范圍內(nèi)受到更劇烈的損耗。因此，僅僅與負(fù) 荷循環(huán)的數(shù)量相適應(yīng)的壽命預(yù)測(cè)是不可靠的。在可能的情況下，還具 有很長(zhǎng)剩余壽命或者還適于其它用途的傳感器被更換，或者傳感器提 早出現(xiàn)故障。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種方法和裝置，借助 于該方法或裝置可以精確但簡(jiǎn)單地判斷傳感器的剩余壽命。
對(duì)于該方法和裝置，該技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下方式解決，即釆集在負(fù) 荷循環(huán)中通過(guò)機(jī)器對(duì)傳感器施加的負(fù)荷，依據(jù)所采集的負(fù)荷借助于傳
感器單元的損耗模型(Schaedigungsmodell)針對(duì)該負(fù)荷循環(huán)確定傳 感器單元的損耗因子(Schaedigungsfaktor)，并為了判斷剩余壽命 分別用所確定的損耗因子對(duì)經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)的負(fù)荷循環(huán)進(jìn)行加權(quán)。利用根據(jù) 本發(fā)明的方法，考慮了由于傳感器的實(shí)際出現(xiàn)的負(fù)荷而對(duì)傳感器造成 的實(shí)際損耗，從而能夠可靠地確定剩余壽命。因此，可以最佳地利用 傳感器的實(shí)際壽命。此外，通過(guò)損耗模型可以靈活地并針對(duì)應(yīng)用地考 慮負(fù)荷。另外，本發(fā)明使得能夠?qū)鞲衅鞯男?zhǔn)間隔
(Kalibrierintervalle )或使用與實(shí)際的損耗相匹配。
在本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，損耗因子的確定僅借助 于用傳感器單元所采集的測(cè)量值來(lái)執(zhí)行，因?yàn)檫@樣一來(lái)就不需要其它 測(cè)量值，并且方法或相應(yīng)裝置可以明顯簡(jiǎn)化。
如果從指定的負(fù)荷循環(huán)數(shù)量減去經(jīng)過(guò)加權(quán)的負(fù)荷循環(huán)，則能對(duì)剩 余壽命進(jìn)行特別簡(jiǎn)單的判斷。可替換地，剩余壽命優(yōu)選還可以歸一化
(normiert)值的形式表示。
特別優(yōu)選地，可以借助所確定的剩余壽命將傳感器單元分類
(kategorisieren )為容許的使用類型。不同應(yīng)用需要不同品質(zhì)的傳 感器單元。因此，已經(jīng)損耗的(vorgeschaedigt)傳感器單元可能已 經(jīng)不適于一個(gè)應(yīng)用，但是對(duì)于另一應(yīng)用仍然是足夠的。利用這樣的分 類(Kategorisierung)，可以進(jìn)一步延長(zhǎng)傳感器單元的可用壽命和可 使用性(Verwendbarkeit)。
同樣非常有利的是，借助于所確定的剩余壽命確定傳感器單元的 校準(zhǔn)間隔，因?yàn)橐呀?jīng)損耗的傳感器單元可以以更短的校準(zhǔn)間隔仍然無(wú) P艮制(uneingeschraeiikt)地使用。


下面借助示意性而非限制性的圖1至圖3詳細(xì)解釋本發(fā)明，圖1 至圖3示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖l截面地示出內(nèi)燃機(jī)的汽缸，
圖2示意性示出用于判斷剩余壽命的裝置，
圖3示意性示出所釆集的測(cè)量值，
圖4和圖5分別示意性示出傳感器單元的損耗模型，
圖6和圖7分別示意性示出頻率直方圖(Haeufigkeits-Histogramm )，
圖8示出具有傳感器管理單元的裝置。
具體實(shí)施例方式
在圖1中截面地示出內(nèi)燃機(jī)的汽缸1?；钊?在汽缸空腔
(Zylinderhohlrum ) 3中運(yùn)動(dòng)，在汽缸1處以公知方式安裝閥門(mén)4， 并對(duì)于奧托發(fā)動(dòng)機(jī)(Ottomotor)的情況安裝火花塞(Zuendkerze ) 5，其中當(dāng)然還可以在4吏用其它燃燒方法(Brennverfahren)的內(nèi)燃 機(jī)(例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(Dieselmotor)》中以及既對(duì)于2時(shí)鐘(2-Takt)也對(duì)于4時(shí)鐘(4-Takt)發(fā)動(dòng)機(jī)使用本發(fā)明。此外，在汽缸 1處安裝由傳感器單元10 (例如壓電的壓力傳感器)和分析單元8
(例如》丈大器)組成的指示裝置(Indizieranordnung )，該指示裝 置在這種情況下測(cè)量和分析汽缸壓力。但是，傳感器單元10還可以 是應(yīng)變觀'J量片(Dehnungsmessstreifen )、壓阻式的
(piezoresisitiv )壓力傳感器(Druckaufnehmer)、 固體聲-聲響傳 感器(Koerperschall-Klopfsensor )、用于聲和超聲發(fā)射分析
(Schall- und Ultraschallemissionsanalyse )的傳感器、離子流探測(cè) 器(Io腦stromsonde)、火焰光傳感器(Flammlichtsensor)、用于 噴油4十行程(Nadelhub )、閥行程(Ventilhub )或活塞行程
(Kolbeiihub)的傳感器等。指示裝置通常以公知方式被理解為這樣
7的裝置，即該裝置在運(yùn)行期間(例如在工作循環(huán)期間)以對(duì)時(shí)間或曲
柄轉(zhuǎn)角(Kurbelwinkel)的依賴關(guān)系的特定分辨率(Aufloesung )測(cè) 量和/或分析發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)量值，尤其是但不僅是燃燒 (Verbrenmmg)。例如在本示例中，指示裝置或指示裝置的分析單 元8可以與控制裝置7 (例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制(Motorsteuerung)的發(fā)動(dòng) 機(jī)控制裝置連接，或者與其它處理單元(例如試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)臺(tái)控制裝 置)連接。
本發(fā)明還可以在其它周期性工作的機(jī)器中應(yīng)用，例如在壓鑄機(jī) 中。在這種情況下，控制裝置7例如可以是壓鑄機(jī)的控制裝置。
為了判斷傳感器單元10的剩余壽命，設(shè)置判斷單元 (Beurteilungseinheit) 6。該判斷單元可以i口圖2a戶斤示直接安裝在 傳感器單元10中，如圖2b所示安裝在分析單元8中，或者如圖2c 所示還安裝在上級(jí)的控制裝置7中。判斷單元6可以被實(shí)施為微處理 器、信號(hào)處理器或者還被實(shí)施為簡(jiǎn)單的邏輯或電氣的電路。
在分析單元8中，還可以安裝計(jì)算單元12，如微處理器或DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)，借助該計(jì)算單元，以期望的方式對(duì)測(cè)得的測(cè)量 值進(jìn)行進(jìn)一步處理，測(cè)量值在這里例如是汽缸1中的汽缸壓力pzyl。 為此可能需要的測(cè)量信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換可以直接在計(jì)算單元12中進(jìn)行 或者在計(jì)算單元12之前進(jìn)行。由分析單元8的計(jì)算單元12處理的信 號(hào)在輸出端被模擬或數(shù)字地輸出，并例如被傳送到控制單元7。在一 種簡(jiǎn)單實(shí)施中，判斷單元6和計(jì)算單元12當(dāng)然也可以被實(shí)施為單個(gè) 單元。
同樣，在傳感器單元10或者分析單元8處還可以安裝顯示裝置 15，例如簡(jiǎn)單的LCD顯示器或警報(bào)發(fā)光器(Warnleuchte)，其中 在該顯示裝置處可以顯示傳感器單元10的剩余壽命。
在傳感器單元10和計(jì)算單元12或判斷單元6之間，還可以公知 方式安裝信號(hào)放大器，尤其是用于壓電傳感器的電荷放大器 (Ladungsverstaerker) 11， i口圖2b戶斤示。jt匕夕卜，在分才斤單元8中 或者在傳感器單元10和分析單元8之間還可以設(shè)置這里未示出的濾
8波單元(Filterdnhdt ) 和/或信號(hào)調(diào)節(jié)裝置 (Signalkonditioniereinrichtung)。
為了能夠確定傳感器單元10的剩余壽命，在判斷單元6中確定 傳感器單元10在負(fù)荷循環(huán)Bk中的負(fù)荷。這可以是在負(fù)荷循環(huán)的一個(gè) 或多個(gè)確定的離散點(diǎn)上，例如對(duì)于汽缸1中的燃燒是峰值壓力pmax 出現(xiàn)時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)n和轉(zhuǎn)矩T，或者還可以記錄和分析在整個(gè)負(fù)荷循環(huán)期 間或一部分負(fù)荷循環(huán)期間的負(fù)荷變化過(guò)程，也就是例如整個(gè)燃燒過(guò)程 (Verbrennungsverlauf)或整個(gè)工作循環(huán)。為此，可能還需要其它 測(cè)量值，例如內(nèi)燃才幾的轉(zhuǎn)數(shù)n、轉(zhuǎn)矩T或溫度t。這些測(cè)量值可以從 外部輸入判斷單元6，如圖2所示，或者在可能的情況下，這些值也 可以在判斷單元6或計(jì)算單元12中直接由測(cè)量值本身確定。
特別優(yōu)選地，對(duì)剩余壽命的判斷僅借助于由傳感器單元10所采 集的測(cè)量值，例如汽缸壓力p—來(lái)進(jìn)行。在此，可以在分析單元8中 或在計(jì)算單元12或判斷單元6中依據(jù)要求分析或進(jìn)一步處理測(cè)量 值。在圖3中，例如示出汽缸壓力pzy,的典型的簡(jiǎn)化變化過(guò)程，該變 化過(guò)程例如由指示裝置的汽缸壓力傳感器采集。根據(jù)時(shí)間變化過(guò)程， 可以推導(dǎo)出一系列特征性的特征參數(shù)(Kenngroessen)，這些特征參 數(shù)可以被用作判斷傳感器單元10在負(fù)荷循環(huán)Bk中的負(fù)荷的度量。在 此，對(duì)于汽缸壓力，峰值壓力pmax、最大壓力上升(Dmckanstieg)
》鵬或平均汽缸壓力Pmean作為例子。
當(dāng)然，還可以推導(dǎo)其它基本上已知的特征參數(shù)。另外，可以根據(jù) 時(shí)間變化過(guò)程還直接確定負(fù)荷循環(huán)Bk。負(fù)荷循環(huán)Bk的特征在于重復(fù) 的相似負(fù)荷，例如燃燒循環(huán)，其因此可以由對(duì)測(cè)量值的時(shí)間變化過(guò)程 的分析來(lái)識(shí)別該負(fù)荷循環(huán)。在上迷含義下對(duì)測(cè)量值的分析例如在奧地
利實(shí)用新型AT009242U中有描述。然后，負(fù)荷循環(huán)Bk的負(fù)荷狀態(tài)被 提供給損耗模型9，如圖4所示。損耗模型9在此可以被實(shí)施在判斷 單元6、分析單元8或控制單元7中。作為損耗模型9原則上可以采 取例如以按照^>式的(formelmaessig )關(guān)系、數(shù)值計(jì)算或存儲(chǔ)的表 格或者曲線或平面為形式的取決于確定的參數(shù)的物理的、數(shù)學(xué)的或先驗(yàn)的(empirisch)模型。同樣，還可以考慮模擬(Simulation)作為 損耗模型9。損耗模型9的確切實(shí)施對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)沒(méi)有什么意義，并 且在下面僅示例性地解釋。
在根據(jù)圖4的實(shí)施例中，通過(guò)測(cè)量技術(shù)采集汽缸壓力pzyl，并如 上所述針對(duì)確定的特征參數(shù)對(duì)汽缸壓力進(jìn)行分析，例如確定最大汽缸 壓力P則x。利用該特征參數(shù)，借助于損耗模型9為負(fù)荷循環(huán)Bk確定 損耗因子Sk。損耗模型9在該示例中以(例如根據(jù)計(jì)算、模擬或根 據(jù)先驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得的)損耗曲線(Schaedigungskurve )的形式以合適 的方式(例如作為被存儲(chǔ)的表格或作為按照公式的關(guān)系Sk=f (pmax)) 被存儲(chǔ)在分析單元8中。當(dāng)然，也可以借助于多個(gè)根據(jù)測(cè)量值所推導(dǎo)
出的特征參數(shù)、例如最大汽缸壓力Pmax和平均汽缸壓力Pmean來(lái)確定
損耗因子Sk，因?yàn)閭鞲衅鲉卧?0的損耗(Schaedigung)可以通過(guò) 一系列影響參數(shù)(Einflussgroessen )來(lái)定義。
現(xiàn)在，用所確定的損耗因子Sk對(duì)負(fù)荷循環(huán)Bk加權(quán)，使得該負(fù)荷 循環(huán)Bk或多或少地縮短傳感器單元的剩余壽命R。如果傳感器單元 10在負(fù)荷循環(huán)(例如108個(gè)負(fù)荷循環(huán))中指定的壽命用L來(lái)表示，
則在負(fù)荷循環(huán)中剩余壽命R例如可以以
n-^
的形式來(lái)計(jì)算?？商鎿Q地，還可以計(jì)算
丄
形式的歸一化的剩佘壽命。于是，剩余壽命是0到l之間的值，其中 0可以代表未損耗，而1代表徹底損壞。在這種情況下，R越接近于 1，傳感器的損耗就越高。
但是，也可以使用其它測(cè)量值來(lái)確定損耗因子Sk。在按照?qǐng)D5 的示例中，在負(fù)荷循環(huán)Bk中用傳感器單元10例如測(cè)量汽缸壓力 pzyl。與此并行地采集內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)n和轉(zhuǎn)矩T，并且也被提供給判 斷單元6。例如在峰值壓力p^x時(shí)確定轉(zhuǎn)數(shù)llk和轉(zhuǎn)矩Tk。在這些參
數(shù)Hk(p咖x)和Tk(pmax)+隱含地包含其它參數(shù)，如取決于負(fù)荷點(diǎn)
(Lastpimkt)的當(dāng)前溫度，并因此該其它參數(shù)也同樣進(jìn)入損耗模型中。在該示例中，在相應(yīng)的損耗模型9中，通過(guò)轉(zhuǎn)數(shù)n和轉(zhuǎn)矩T，例 如根據(jù)計(jì)算、模擬或根據(jù)先驗(yàn)數(shù)據(jù)而獲得的損耗曲線形式的損耗因子 S被展開(kāi)(aufspannen )。在這種情況下，也可以針對(duì)不同的峰值壓 力(Spitzendruecke)給出不同的損耗模型9。但是，損耗模型9當(dāng) 然也可以根據(jù)參數(shù)以數(shù)學(xué)方式存儲(chǔ)，例如作為按照公式的關(guān)系 S=f(pmax，T，n)。利用值nk和Tk，確定損耗因子Sk。又以該損耗因子 Sk對(duì)負(fù)荷循環(huán)Bk加權(quán)，使得該負(fù)荷循環(huán)Bk或多或少地縮短傳感器單 元10的剩余壽命R。如果傳感器單元10在負(fù)荷循環(huán)(例如108個(gè)負(fù) 荷循環(huán))中指定的壽命用L來(lái)表示，則在該負(fù)荷循環(huán)中的剩余壽命 R例:S口以
的形式來(lái)計(jì)算?？商鎿Q地，也可以計(jì)算
形式的歸一化的剩余壽命。于是，剩佘壽命是o到i之間的值，其中
0可以代表未損耗，而1代表徹底損壞。在這種情況下，R越接近于 1，傳感器的損耗就越高。
但是，還可以考慮在確定數(shù)量的負(fù)荷循環(huán)Bk之后或者在確定的 時(shí)間之后才重新計(jì)算剩佘壽命R，以減小計(jì)算負(fù)擔(dān)。
但是，損耗模型9還可以具有其它輸入?yún)?shù)，例如平均汽缸壓力 Pmean (指示平均有效壓力indicated mean effective pressure)和轉(zhuǎn)
數(shù)11或者平均汽缸壓力p咖an和當(dāng)前的傳感器溫度。在這種情況下， 可以通過(guò)這些參數(shù)來(lái)展開(kāi)損耗曲線或損耗平面
(Schaedigungsflaeche)。同樣，損耗模型9還可以依賴于不止兩個(gè)
參數(shù)，使得損耗因子可以一般地表示為S-f(Ph…，Pn)，其中P是任意
參數(shù)，例如轉(zhuǎn)數(shù)n、轉(zhuǎn)矩T、傳感器溫度t、平均汽缸壓力pmean、峰 值壓力P隨等。
因此，在上述方法中，對(duì)每個(gè)負(fù)荷循環(huán)Bk單獨(dú)和迅速地進(jìn)行分 析并提供給剩余壽命計(jì)算。但是，也可以確定出現(xiàn)確定的負(fù)荷狀態(tài)的 頻率(Haeufigkeit) H (在負(fù)荷循環(huán)中)，并由此計(jì)算傳感器單元10的損耗和剩余壽命。
在圖6中，例如將內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)數(shù)范圍(或者例如還有 pmax-》max范圍)劃分為確定的負(fù)荷子區(qū)間(Belastungs-Teilbereiche )。如果只有傳感器單元10所采集的測(cè)量值被用于分析 并由此推導(dǎo)出特征參數(shù)，則可以采用出現(xiàn)確定的特征參數(shù)范圍的頻率 H，如在圖7中所示?，F(xiàn)在，對(duì)于確定的一段持續(xù)時(shí)間，對(duì)例如負(fù)荷 循環(huán)Bk的數(shù)量或確定的時(shí)間、出現(xiàn)確定的負(fù)荷狀態(tài)(例如在pmax、 轉(zhuǎn)數(shù)為nm或者僅僅pn^時(shí)的轉(zhuǎn)矩Tn)的頻率H進(jìn)行計(jì)數(shù)。根據(jù)該 采集獲得例如如圖6或7所示的頻率直方圖。所確定的頻率H,或 Hn可以用對(duì)應(yīng)的損耗因子S加權(quán)。為此，又使用例如如圖4或5所 示的損耗模型9 。其中，損耗模型9優(yōu)選地也被離散化 (diskretisieren)到感興趣的負(fù)荷子區(qū)間中?？商鎿Q地，對(duì)于負(fù)荷子 區(qū)間，還可以采用來(lái)自損耗才莫型9的相應(yīng)的平均值。由此又可以例如 用
或
的形式來(lái)計(jì)算剩余壽命R。在此，剩余壽命R當(dāng)然也可以又作為歸 一化參數(shù)被確定。L在此又可以是指定的壽命或者以前計(jì)算中所確定 的剩余壽命?？商鎿Q地，也可以始終對(duì)負(fù)荷狀態(tài)的頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，并 僅以確定的間隔計(jì)算剩佘壽命。
現(xiàn)在，剩余壽命R可以例如直接在顯示裝置15處、在傳感器單 元10或分析單元8處被輸出，或者在上級(jí)單元、例如控制單元7或 試驗(yàn)臺(tái)軟件(Pmefstandssoftware )或傳感器管理單元中被相應(yīng)地處 理。如果傳感器單元10達(dá)到限定的剩余壽命R形式的確定的損耗， 則例如可以更換該傳感器單元10。
但是，傳感器單元10也可以關(guān)于其可使用性而根據(jù)剩余壽命R 被分類，例如以下列表格的形式負(fù)荷循環(huán)中的剩余^p命R>50Mio.>20Mio.>5Mio.>lMio.
應(yīng)用1應(yīng)用2*應(yīng)用n-1應(yīng)用n
傳感器單元10可能在達(dá)到確定的剩余壽命R時(shí)不再適于確定的 應(yīng)用，但是還可以適于其它例如要求較低的應(yīng)用。例如，壓力傳感器 對(duì)于其中要求高精度的熱力學(xué)檢查來(lái)說(shuō)已經(jīng)不適合，但是例如還可以 用于發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用。
同樣，傳感器單元10的校準(zhǔn)間隔可以與當(dāng)前的損耗或剩余壽命 R匹配。例如，剩余壽命R越短，校準(zhǔn)間隔可以越短。
同樣還可以考慮，在運(yùn)行中適應(yīng)性地匹配損耗模型9。通過(guò)傳感 器單元10的運(yùn)4亍或者通過(guò)在淘汰的(ausgeschieden ) iU吏用過(guò)的傳 感器單元10上的持續(xù)檢查，獲得很多經(jīng)驗(yàn)值(Erfahnmgswerte )， 這些經(jīng)驗(yàn)值事后可以進(jìn)入損耗模型9中，以便使損耗模型9更精確和 更精確地匹配損耗模型9，并使傳感器單元10的可使用性最大化。 該過(guò)禾呈也可以自動(dòng)進(jìn)4亍。
具有相應(yīng)的確定的剩余壽命R的傳感器單元10也可以在傳感器 管理單元14中被管理，如圖8所示。在這樣的傳感器管理單元
(Sensorverwaltungseinheit) 14中例如可以存儲(chǔ)何時(shí)和/或在何種距 離校準(zhǔn)和/或測(cè)試傳感器單元10，由此在校準(zhǔn)時(shí)或在自檢測(cè)
(Selbsttest)時(shí)可以考慮傳感器單元10的實(shí)際損耗，或者具有確定 損耗的傳感器單元10還可以用于哪些用途。傳感器管理單元14例如 是數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)管理傳感器單元10并從各個(gè)傳感器單元10 (或 者如圖8所示的分析單元8,或者控制單元7)獲得數(shù)據(jù)。
1權(quán)利要求
1. 一種用于判斷傳感器單元(10)的剩余壽命(R)的方法，其中所述傳感器單元被安裝在周期性工作的機(jī)器上并且被指定用于確定數(shù)量的負(fù)荷循環(huán)(B)，其特征在于，采集在負(fù)荷循環(huán)(B)中所述機(jī)器對(duì)所述傳感器的負(fù)荷，根據(jù)所采集的負(fù)荷，借助于所述傳感器單元(10)的損耗模型(9)為所述負(fù)荷循環(huán)(B)確定所述傳感器單元(10)的損耗因子(S)，以及為了判斷剩余壽命(R)，用分別所確定的損耗因子(S)對(duì)所述負(fù)荷循環(huán)(B)進(jìn)行加權(quán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了確定所述損耗因子(S)，僅使用由所述傳感器單元(10)采集的測(cè)量值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，每個(gè)負(fù)荷循環(huán)(B)被單獨(dú)地加權(quán)，并持續(xù)地確定剩余壽命(R)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，每個(gè)負(fù)荷循環(huán)(B)被單獨(dú)地加權(quán)，并在確定數(shù)量的負(fù)荷循環(huán)(B)之后或在確定的時(shí)間之后確定剩余壽命(R)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，對(duì)負(fù)荷循環(huán)(B)中出現(xiàn)確定的負(fù)荷狀態(tài)的頻率(H)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并用為該負(fù)荷狀態(tài)(B)所確定的損耗因子(S)對(duì)所計(jì)數(shù)的頻率(H)進(jìn)行加權(quán)以確定剩余壽命(R)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，從指定的負(fù)荷循環(huán)數(shù)量(L)中減去加權(quán)后的負(fù)荷循環(huán)(B)或負(fù)荷循環(huán)(B)的加權(quán)后的頻率(H)。
7，根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用預(yù)定值、優(yōu)選用指定的容許的負(fù)荷循環(huán)的數(shù)量(L)對(duì)加權(quán)后的負(fù)荷循環(huán)(B)或負(fù)荷循環(huán)(B)的加權(quán)后的頻率(H)進(jìn)行歸一化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于所確定的剩余壽命(R),傳感器單元(10)被分類為容許的使用類型。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于所確定的剩余壽命(R)確定傳感器單元(10)的校準(zhǔn)間隔或自檢測(cè)間隔。
10. —種用于判斷傳感器單元(10)的剩余壽命(R)的裝置，其中所述傳感器單元被安裝在周期性工作的機(jī)器上并且被指定用于確定數(shù)量的負(fù)荷循環(huán)(B)，其特征在于，設(shè)置判斷單元(6)和損耗模型(9)，在所述判斷單元(6)中，根據(jù)所述傳感器單元(10)對(duì)于負(fù)荷循環(huán)(B)的負(fù)荷，借助于所述損耗模型(9)確定損耗因子(S)，以及為了判斷剩余壽命(R),用所述損耗因子(S)對(duì)所述負(fù)荷循環(huán)(B)進(jìn)行加權(quán)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述判斷單元(6)被安裝在所述傳感器單元(10)中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述判斷單元(6)被安裝在與所述傳感器單元(10)連接的分析單元(8)中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述判斷單元(6)被安裝在控制單元(7)中，其中所述控制單元(7)連接到與所述傳感器單元(10)連接的分析單元(8)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在所述傳感器單元(10)處、在分析單元(8)處或在控制單元(7)處設(shè)置輸出裝置(15)，用于輸出所述傳感器單元(10)的剩余壽命(R)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)置傳感器管理單元(14)，其中在所述傳感器管理單元中管理所述傳感器單元(10)以及所確定的相應(yīng)的剩余壽命(R)。
16. —種內(nèi)燃機(jī)，具有用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)量值的傳感器單元(10)，并且具有根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的用于判斷傳感器單元(10)的剩余壽命(R)的裝置。
全文摘要
傳感器單元的壽命極度依賴于傳感器單元在使用期間的負(fù)荷。但傳感器單元的壽命通常特定于負(fù)荷循環(huán)的數(shù)量，該數(shù)量沒(méi)有考慮傳感器單元的負(fù)荷。因此本發(fā)明提供了一種用于判斷傳感器單元的剩余壽命的方法和裝置，其考慮了傳感器單元的實(shí)際負(fù)荷，并由此可以更精確地估計(jì)傳感器單元(10)的剩余壽命，其中針對(duì)負(fù)荷循環(huán)(B)的負(fù)荷獲得損耗因子(S)，并用該損耗因子對(duì)該負(fù)荷循環(huán)(B)加權(quán)。
文檔編號(hào)G01M15/04GK101464216SQ20081018521
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者K-C·哈馬司, M·瑞貞霍斯卡, N·瑪耶霍夫, R·太徹曼 申請(qǐng)人:Avl里斯脫有限公司