CN112513610B - 用于识别机动车的曲轴驱动装置的运行特性变化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于识别机动车优选商用车的曲轴驱动装置的运行特性变化的方法。本发明尤其涉及一种用于识别位于曲轴驱动装置中的扭振减震器的故障状态的方法。所述方法包括如下步骤：在所述曲轴驱动装置的工作期间，检测所述传感器机构的当前的转速信号；借助带通滤波器对所述当前的转速信号予以滤波，该带通滤波器具有至少一个第一通带范围，该第一通带范围包括第一中心频率；把经滤波的所述当前的转速信号与存储在存储器中的参考信号相比较；和基于经滤波的所述当前的转速信号与所述参考信号的比较来识别所述曲轴驱动装置的运行特性变化。本发明还涉及一种机动车优选商用车，其具有被设计用于实施这种方法的控制机构。

Description

用于识别机动车的曲轴驱动装置的运行特性变化的方法
技术领域
本发明涉及一种用于识别机动车优选商用车的曲轴驱动装置的运行特性变化的方法。本发明尤其涉及一种用于识别在曲轴驱动装置中存在的扭振减震器的故障状态、优选用于识别扭振减震器的次级质量的卡死或打滑的方法。本发明还涉及一种车辆优选商用车，该车辆具有被设计用于实施这种方法的控制机构。
背景技术
在机动车中的内燃机工作期间，曲轴驱动装置特别是曲轴以及通常存在的扭振减震器受到大的弯曲负荷和扭转负荷。此外，这些构件和轴承因旋转振动而受到应力，所述旋转振动由曲轴驱动装置的旋转运动的持久的突然加速和制动而产生。为了防止因发动机受损致使车辆失效，希望尽早地识别出曲轴驱动装置的磨损，特别是扭振减震器的磨损。
在现有技术中已知，借助于转速信号的阶次分析来监视传动系中的曲轴驱动装置，特别是扭振减震器。对此，例如公开文献DE 10 2010 041 889 A1公开了一种方法，其把转速信号首先转换到频域中，然后把不同发动机阶次的所得到的信号幅度与参考-幅度值相比较。随后由两个信号的幅度差推断出扭振减震器的可能的故障状态。但这种方法的缺点是，所检测的测量信号必须通过傅里叶-分析予以繁琐的后期处理。这决定了具有足够计算能力的传感器硬件，相应地提高了其成本。
发明内容
因此，本发明的目的是，提出一种相比于现有技术有所改善的方法，以便识别出机动车的曲轴驱动装置的运行特性变化。本发明的目的特别在于，提出一种更易于实现的且更加成本低廉的用于曲轴驱动装置监视的方法，其需要更少的计算运算，此外还能够辨别出故障状态的确切类型。
这些目的通过如下所述的方法得以实现。本发明的有利的实施方式和应用将在后续说明中部分地参照附图予以详述。
在此，本发明基于本已公知的如下构思：对曲轴驱动装置的状态借助于其与当前的造型和材料组成有关的振荡特性予以监视。为此，检查转速信号是否存在叠加在实际信号上的频率较高的振荡分量。目前的方法大多基于对转速信号的繁琐的傅里叶-分析，与此相反，本发明的基本构思是，借助于带通滤波器从转速信号中仅仅滤波出一些频率范围，如果曲轴驱动装置存在故障状态的话，在这些频率范围内就会出现谐振特性变化。由此一方面减少了待处理的数据量，另一方面，相比于对信号的完全的傅里叶-分析，带通滤波在技术上实现起来明显更简单。此外由于曲轴驱动装置的谐振特性对于每种可能的故障状态来说都是独特的，所以还可以通过监视多个频率范围来从在此产生的信号样式中确定出故障状态的精确类型。
根据本发明的一种通用的方面，提出一种用于识别机动车、优选商用车的曲轴驱动装置的运行特性变化的方法。在此特别地，曲轴驱动装置也可以包括扭振减震器。运行特性尤其包括曲轴驱动装置的与转速相关的振荡特性、位置特性和谐振特性，该曲轴驱动装置例如带有曲轴、轴承、连杆、活塞、环、螺栓、减振器和飞轮，所述运行特性在此可以是指曲轴驱动装置在规定的条件(例如转速)下如何工作的方式。此外，曲轴驱动装置包括曲轴、在曲轴工作中旋转的脉冲产生器和位置固定的传感器机构，该传感器机构产生与脉冲产生器的转速有关的转速信号N。此外或替代地，位置固定的传感器机构也可以产生与脉冲产生器的角速度有关的角速度信号ω。转速信号和角速度信号仅仅相差倍数2π，并且通过关系式ω＝2πN而相关联。
脉冲产生器以及相应的用于检测脉冲产生器的旋转运动的传感器机构在现有技术中本已公知。因而例如可以为要求保护的所述方法采用磁性传感器，这其中包括感应式的、振荡-感应式的、磁阻式的涡流传感器和/或霍尔效应传感器。所有这些都基于在传感器机构位置的因脉冲产生器移动所致的磁力线变化的无接触的探测。此外也可以采用一些光学传感器，其测量入射到传感器机构上的且通过脉冲产生器的旋转而调制的光的强度、相位和/或偏振。术语“光”在此是指任何类型的电磁辐射。
脉冲产生器具有在曲轴驱动装置的工作中影响传感器机构的任务，并且例如可以设计成齿轮、传感轮、编码盘或穿孔盘。但也可以采用任何其它的结构，这些结构与曲轴按固定关系旋转，且这些结构至少局部地具有特别是在圆周侧的形式为穿孔、凸起、槽的区域，或具有不同的磁化强度、反射率和/或透射率的其它区域。如果这些结构经过传感器机构，就可以由每单位时间在传感器机构位置的磁力线和/或空间光分布的变化来求得脉冲产生器的旋转速度。由传感器机构产生的所述转速信号和/或角速度信号形成了要求保护的方法的基础，其中，下面为明了起见，仅针对转速信号N介绍一些方法步骤。但所公开的教导相应地也可以转用至角速度信号ω。
根据本发明，该方法包括如下步骤：
在曲轴驱动装置的工作期间，优选以高的采样率检测传感器机构的当前的转速信号Nakt。借助于带通滤波器对该当前的转速信号Nakt予以滤波，该带通滤波器在此具有至少一个第一通带范围D1，该第一通带范围包括第一中心频率f1。换句话说，带通滤波器只让当前的转速信号Nakt的处于用两个边界频率表征的通带范围D1的频带内的信号分量通过，例如D1＝120-130Hz。低于和高于该通带范围即在前面的例子中低于120Hz和高于130Hz的频率范围，在此被截止或明显削弱。如通常那样，术语“中心频率”可以是指通带范围的下限边界频率和上限边界频率的几何中心(即在前面的例子中，f1＝125Hz)。然后把经滤波的当前的转速信号Nakt与存储在存储器中的参考信号Nref相比较。因而基于经滤波的当前的转速信号Nakt与参考信号Nref的比较来识别曲轴驱动装置的运行特性变化。参考信号Nref可以是指车辆特有的或非车辆特有的参考信号。也就是说，参考信号可以恰好针对其中已安装有曲轴驱动装置的车辆来确定，或者针对另一种参考车辆——但带有基本上相同结构的曲轴驱动装置——来确定。此外，无论Nakt还是Nref，都可以包括携带信息的参数的多个信号值。相比于现有技术中的基于傅里叶的方法，本发明的优点是，代替完整的频率范围——其也含有一系列不相关的信息，有针对性地仅仅监视如下频率范围：在该频率范围内，在故障状态情况下转速信号出现变化。由此省去对转速信号的繁琐的傅里叶分析，并且此外减少了待处理的数据量。
虽然针对于识别曲轴驱动装置的运行特性变化介绍了所述方法，但如果脉冲产生器相应地与凸轮轴、驱动轴或其它轴耦联，则所述原理也可以用来识别凸轮轴、驱动轴或任何其它轴的运行特性变化。在监视曲轴驱动装置时的特殊优点在于，对于大多数机动车来说，用于转速测量的各个组件即脉冲产生器和传感器机构的这种布置在曲轴驱动装置上已经存在。
根据本发明的一种实施方式，在识别曲轴驱动装置的运行特性变化的步骤中，有针对性地识别位于曲轴驱动装置中的扭振减震器的故障状态。如果曲轴驱动装置包括用于减小曲轴驱动装置的并非所愿的扭转振动的这种构件，则可以采用要求保护的所述方法来识别该构件的有故障的工作状态，例如扭振减震器的次级质量的卡死或打滑。这些故障状态主要在包括两个可彼此相对转动活动地安置的质量(初级质量和次级质量)的扭振减震器上出现，这些质量通过至少一个弹簧-阻尼器单元而相互作用连接。在此，如果次级质量无法再相对于初级质量转动，次级质量就会存在卡死。相反，如果在初级质量与次级质量之间的摩擦例如因空气垫而被消除并且这些质量可以自由地相对移动，次级回转质量就会存在打滑。
为了可靠地探测曲轴驱动装置的这些或其它的故障状态，本发明的另一实施方式规定，第一中心频率f1是如下频率：在该频率，如果曲轴驱动装置存在故障状态，曲轴驱动装置中就会产生谐振效应。背景是：在曲轴驱动装置存在故障状态例如位于曲轴驱动装置中的扭振减震器的次级质量卡死时，整个曲轴驱动装置的振动特性通常就会改变，因此相比于功能正常的曲轴驱动装置在不同的和/或附加的频率情况下就会出现谐振效应。谐振效应在此是指在一定的频率情况下出现了具有较大幅度的振动。通过有针对性地监视在第一中心频率f1——其恰好等于故障状态的谐振频率——时的信号幅度，由此可以非常灵敏地监视这种故障状态的出现。由于因而仅考虑对于存在故障状态相关的频率范围，以有利的方式减少了待处理的数据量。
带通滤波器的第一中心频率f1优选是如下频率：在该频率时，如果曲轴驱动装置存在故障状态，曲轴驱动装置中就会产生谐振效应，为了确定该第一中心频率，所述方法还可以包括如下步骤：
针对多个激励频率，模拟或测量功能正常的曲轴驱动装置的谐振特性。激励在此可以是指一定频率的在外部施加到构件上的振动。为了测量谐振特性，可以借助于冲击激励器或振动激励器或者其它白噪声来激励功能正常的特别是安装在车辆中的曲轴驱动装置产生振动，并且探测与构件的造型和材料有关的系统响应，即一个或多个表征特性的振动模式形式的谐振特性。替代地，也可以借助于有限元方法来确定谐振特性。优选地，针对多个频率确定谐振特性，这些频率在曲轴驱动装置的工作中也会出现和/或被检测到。此外，也针对曲轴驱动装置的至少一个故障状态，针对多个激励频率，对具有相应故障状态的曲轴驱动装置的谐振特性进行模拟或测量。在这种情况下也优选针对多个频率确定谐振特性，这些频率在曲轴驱动装置的工作中也会出现和/或被检测到。随后求得功能正常的曲轴驱动装置和有故障状态的曲轴驱动装置的区别激励频率，这例如可以通过比较相应的振动幅度来进行。然后基于所求取的激励频率，确定带通滤波器的包括第一中心频率f1的第一通带范围D1。优点在于，由此在确定第一中心频率f1时考虑曲轴驱动装置的具体造型和材料组成，这在整体上提高了所述方法的精确度和可靠性。
根据另一实施方式，检测当前的转速信号Nakt作为曲轴的扭矩和/或转速的函数。这例如可以针对某些离散的扭矩值和/或转速值进行。但也可以针对一定的扭矩范围或多个扭矩范围和/或一定的转速范围或多个转速范围，对传感器机构的当前的转速信号Nakt进行检测。特别是在0至最多10000U/min的转速范围内。此外，传感器机构的存储在存储器中的参考信号也相应地作为曲轴的扭矩和/或转速的函数予以存储。现在按如下方式进行比较：把经滤波的当前的转速信号Nakt的在曲轴的一定的扭矩和/或一定的转速情况下检测的转速信号值与相应转速的参考信号值相比较。对转速信号的与扭矩和/或转速有关的该分析的优点是，提高了所述方法的可靠性和精确性，因为会注意到在扭矩和/或转速不同的情况下由可能的故障状态引起的谐振特性变化程度不同。
在一种优选的实施方式中，在比较步骤之前对经滤波的当前的转速信号Nakt进行微分或积分，其中，该微分或积分可以数字地或模拟地进行。随后基于被微分的或积分的经滤波的当前的转速信号Nakt进行比较和识别。换句话说，该方法由此尤其包括如下步骤：对经滤波的当前的转速信号Nakt进行微分或积分；把被微分的或积分的经滤波的当前的转速信号Nakt与存储在存储器中的参考信号Nref进行比较；基于被微分的或积分的经滤波的当前的转速信号Nakt与参考信号Nref的比较来识别曲轴驱动装置的运行特性变化。代替转速信号N，相应地也可以采用角速度信号ω。微分的转速信号N或微分的角速度信号ω在下面也称为转速加速度信号a或角加速度信号α。积分的转速信号N或积分的角速度信号ω在下面也称为转速角度信号f或角度信号在此，对经滤波的检测的信号予以微分的优点是，由此不考虑静态的信号分量，而是考虑动态的信号分量，其含有关于曲轴驱动装置中的可能的偏转或负载分布的更准确的信息。而通过对经滤波的检测的信号予以积分，可以将信号予以放大和平滑处理，这又提高了该方法的可靠性。此外，对经滤波的当前的转速信号Nakt的微分或积分还应伴有对参考信号Nref的相应调整。换句话说，可以改变参考信号Nref的信号值，这要根据为了比较是采用经滤波的当前的转速信号Nakt、还是采用被附加地微分或积分的经滤波的当前的转速信号Nakt而定。
此外，本发明的另一实施方式规定，带通滤波器具有至少一个第一通带范围D1和至少一个第二通带范围D2，优选该第二通带范围D2与第一通带范围不相交，第一通带范围和所述第二通带范围分别包括不同的中心频率f1和f2。例如，带通滤波器可以包括具有147Hz中心频率的第一通带范围D1＝140-155Hz和具有172Hz中心频率的第二通带范围D2＝160-185Hz。相关地，不相交是指，两个通带范围没有共同的频率。第一通带范围和第二通带范围优选是窄带的通带范围，其特别地具有15Hz的带宽。但替代地，第一通带范围和第二通带范围也可以是宽带的通带范围。此外，该实施方式并不局限于采用仅仅两个通带范围，其可以采用任意多的其它的具有中心频率fn的通带范围Dn。多个优选不相交的通带范围的优点是，由此——如下面还将详述——不仅能实现在原则上识别出故障状态，而且能可以准确地辨别出故障状态的类型，特别是区分两种不同的可能的故障状态。
根据另一种改进，该方法为此附加地包括如下步骤：基于借助在不同中心频率f1和f2情况下的信号值对经滤波的当前的转速信号Nakt与参考信号Nref的比较，辨别出曲轴驱动装置的故障状态，优选辨别出位于曲轴驱动装置中的扭振减震器的次级质量的卡死和/或打滑。在此，该方法也不局限于两个中心频率和/或通带范围，而是可以考虑任何数量的其他的中心频率和/或通带范围。此外，代替经滤波的当前的转速信号Nakt，也可以采用被微分或积分的经滤波的当前的转速信号Nakt。相关地，术语“辨别故障状态”可以是指确定故障状态的确切类型，例如是否为曲轴驱动装置上的裂纹、轴承受损、减振器磨损等。由于任何故障状态都会改变各个曲轴驱动装置组件的造型或相互间的耦联，总系统的谐振特性也以特定于相应故障状态的方式发生改变。借助在不同中心频率f1和f2情况下的信号值，即换句话说，利用产生的信号样式，由此可以根据在不同的中心频率情况下对各个故障状态的表征特性的信号值或表征特性的信号样式的了解，辨别出故障状态的确切类型。
该实施方式的一种改进规定，第二中心频率f2大于第一中心频率f1，并且可以基于在第一中心频率f1情况下增大的信号值来辨别出位于曲轴驱动装置中的扭振减震器的次级质量的卡死，和/或基于在第二中心频率f2情况下增大的信号值来辨别出位于曲轴驱动装置中的扭振减震器的次级质量的打滑。为此例如可以选择第一中心频率f1＝147Hz和第二中心频率f2＝175Hz。除了在原则上识别出故障状态外，因而也可以借助两种故障状态的表征特性的信号模式来确定位于曲轴驱动装置中的扭振减震器的次级质量是否存在打滑和/或卡死。
根据另一设计方式，带通滤波器的第一中心频率f1处于0-400Hz的范围内，和/或带通滤波器具有1-20Hz之间的带宽。因此在该频率范围内选择第一中心频率f1是有利的，因为在那里在曲轴驱动装置的通常的工作条件下大多出现谐振效应。
根据本发明的一种设计方式，参考信号Nref是已在曲轴驱动装置的参考状态下确定的信号。在此，参考状态可以是通过曲轴驱动装置的一定的工作状态来表征的状态，该状态以曲轴驱动装置的与安装位置和转速有关的振动特性和/或位置特性和/或谐振特性为特点。参考状态可以是在把曲轴驱动装置、优选传感器机构和脉冲产生器装配在机动车中之后不久的曲轴驱动装置的新状态。这具有如下优点：曲轴驱动装置在该状态下没有磨损现象，因而在工作期间可以很好地识别出由磨损引起的变化。术语“在装配曲轴驱动装置之后不久”在此是指，对曲轴驱动装置的安装位置、特别是传感器机构和脉冲产生器的位置不进行其他的由制造引起的改变，但车辆尚未进行投入运行。“在装配曲轴驱动装置之后不久”可以包括直至50km的车辆行驶里程的时间段。
替代地，参考状态是在维护或维修曲轴驱动装置之后不久的曲轴驱动装置的状态。由于在维护或维修时可能对曲轴驱动装置进行的更改会导致传感器机构和/或脉冲产生器的变化，所以有利的是，对参考状态进行重新校准，以便由此避免误诊或误报。为此例如可以在维护或维修曲轴驱动装置之后，根据转速来检测传感器机构的当前的转速信号、角速度信号、转速加速度信号、角加速度信号、转速角度信号和/或角度信号，并且将其作为新的参考信号存储在存储器中。在这种情况下，术语“在维护或维修曲轴驱动装置之后不久”也是指，未对曲轴驱动装置的安装位置特别是传感器机构和脉冲产生器的位置进行其他的由维护或维修引起的改变，但车辆尚未进行重新的投入运行。
替代地，参考状态也可以是指曲轴驱动装置的故障状态，优选是曲轴驱动装置中的扭振减震器内的次级质量的卡死和/或打滑。这具有如下优点：如果不同的故障状态——也称为磨损状态——导致曲轴驱动装置的表征相应的故障状态或磨损状态的与转速有关的振动特性、位置特性和谐振特性，则这些故障状态也可以用作参考状态，以便由此进行有针对性的故障诊断。此外，也可以把曲轴驱动装置的多个参考状态存储在存储器中，并且相应地针对多个存储的参考状态进行比较。
根据本发明的另一设计方式，通过求得两个信号的量值差ΔN＝|Nakt-Nref|，对传感器机构的经滤波的当前的转速信号Nakt与存储在存储器中的参考信号Nref进行比较。如果经滤波的当前的转速信号Nakt附加地被微分或积分，相应的情况也适用于被微分的或积分的经滤波的当前的转速信号Nakt。此外，在求得量值差的步骤中，为了改善信号质量Nakt，可以在时间上求平均，确定Nakt的有效值和/或正的最大信号幅度。如果两个信号的量值差ΔN超过和/或低于阈值SW，则输出警报。在此，该阈值可以固定地设定，或者可改变。例如，第一阈值可以由制造商针对传感器机构和脉冲产生器的一定组合来设定，和/或针对一定的曲轴类型来设定。这里的方法的优点是，对各信号的量值差的求得和随后的比较既可以采用软件又可以采用硬件简单地来实施。输出的警报可以包括光学的和/或声学的信号。该警报还可以在时间上持续至曲轴驱动装置的运行特性变化被取消，或者以定期的有限时间间隔出现。该警报也可以按电子形式进行，例如作为在机动车的故障存储器中的数字记录进行。
此外，本发明的一种实施方式规定，该方法以定期的时间间隔进行，和/或在机动车的一定的行驶里程情况下进行，并把传感器机构的求得的当前的转速信号Nakt作为趋势数据存储在存储器中，并且优选依据请求而输出给使用者。在这种情况下，存储也不局限于传感器机构的当前的转速信号Nakt，确切地说，而也可以把传感器机构的当前的角速度信号、转速加速度信号、角加速度信号、转速角度信号和/或角度信号作为趋势数据存储在存储器中。趋势数据在此是指如下数据：这些数据通过同一个测量过程被求得，随后经历相同的方法步骤，但在不同的时间点予以检测。这能实现直接比较这些数据，以便轻易地识别出系统效应、例如曲轴驱动装置的连续的磨损。因而可以优选地由这些趋势数据来求得：曲轴驱动装置的故障状态是曲轴驱动装置的突然的进而未预料到的受损，还是由工作引起的进而可预料的磨损。时间间隔可以是均匀的，因此可以是周期性的，或者遵循一定顺序、但是没有固定的周期性。时间间隔例如可以为半年。该方法也可以按一定的里程以固定的间隔例如每5000km实施，或者按照一定的顺序实施，但是没有固定的周期。例如，直到再次执行该方法为止，随着车辆的行驶里程增加，可以减小公里距离，以便由此更可靠地识别由于高里程而变得更有可能的故障状态。趋势数据可以光学地和/或声学地输出给使用者。此外，趋势数据可以按电子形式特别是以数字数据提供给使用者。
为明了起见，在所有先前的实施方式中，通过对用词的选择间接暗示了各个方法步骤的顺序(例如，表述“对滤波后的当前转速信号微分”暗示在滤波之后进行微分)。然而，对于本领域技术人员而言立即显而易见的是，各方法步骤可以部分地互换(例如对经微分的信号进行滤波)或组合(例如直接检测角加速度)，而在此并不偏离本发明的构思。代表这些方法步骤的实现同样发明构思的如此意义下的顺序，在下文中介绍一种替代方案，作为本发明的另一通用的观点。在此，对于本领域技术人员同样可见的是，先前的各实施方式相应地也可以类似地转用至现在提出的方法。
根据本发明的第二通用的观点，提出一种用于识别机动车、优选商用车的曲轴驱动装置的运行特性变化的方法。该曲轴驱动装置包括曲轴、在曲轴的工作中旋转的脉冲产生器和位置固定的传感器机构，该传感器机构产生与脉冲产生器的转速有关的转速信号N。此外，该方法包括如下步骤：
在曲轴驱动装置的工作期间，优选以高的采样率来检测传感器机构的当前的转速信号Nakt。随后对所述当前的转速信号Nakt予以微分或积分。借助于带通滤波器对被微分或积分的当前的转速信号Nakt予以滤波，其在此至少具有包括第一中心频率f1的第一通带范围D1。然后把经滤波的被微分或积分的当前的转速信号Nakt与存储在存储器中的参考信号Nref相比较。基于经滤波的被微分或积分的当前的转速信号Nakt与参考信号Nref的比较，由此识别出曲轴驱动装置的运行特性变化。
本发明还涉及一种机动车、优选商用车，其具有曲轴驱动装置，该曲轴驱动装置包括曲轴、在曲轴的工作中旋转的脉冲产生器和位置固定的感应式传感器机构和控制机构，该传感器机构产生与脉冲产生器的转速有关的转速信号N，该控制机构被设计用于接收传感器机构的转速信号，并且实施如本文献中记载的用于识别曲轴驱动装置的运行特性变化的方法。
附图说明
发明的前述优选实施方式和特征可任意地相互组合。下面参照附图介绍本发明的其它细节和优点。其中：
图1为带有脉冲产生器和传感器机构的曲轴驱动装置的示意图；
图2示出根据本发明的一种实施方式的用于识别机动车的曲轴驱动装置的运行特性变化的方法；
图3示出根据本发明的另一实施方式的用于识别机动车的曲轴驱动装置的运行特性变化的方法；
图4针对曲轴驱动装置的各种不同的运行状态示出在中心频率f1＝147.5Hz附近被带通滤波和微分的角速度信号(＝角加速度信号)作为转速的函数；
图5如同图4中那样，针对曲轴驱动装置的同样的这些运行状态示出在中心频率f2＝175Hz附近被带通滤波和微分的角速度信号(＝角加速度信号)作为转速的函数。
具体实施方式
图1示意性地示出机动车特别是商用车的本已公知的曲轴驱动装置1。曲轴驱动装置1包括曲轴2以及多个与曲轴2耦联的连杆9和活塞10，该曲轴2是示意性地仅仅示为发动机组7的内燃机8的一部分。此外，曲轴驱动装置1以及内燃机8包括其他的按照通常的实践所使用的构件，特别是配重、曲轴轴承、密封件、气缸、喷射系统等，这些构件在图1中未明确示出。曲轴2布置在发动机组7内部，并在两侧伸出。在曲轴2的从发动机组7伸出的一个端部上设置了扭振减震器11。在曲轴2的与该端部相对的端部上，曲轴驱动装置1包括飞轮12，例如双质量飞轮，其带有被设计成传感轮的脉冲产生器3。在此，该传感轮在周向侧具有等间距的角度标记，这些角度标记可以设计成孔眼或凸起。与传感轮相邻地——在当前的实施方式中径向地，其中，轴向的安装位置也是可能的——设置了传感器机构4，例如感应式传感器机构，其适合于产生与脉冲产生器3的转速或角速度有关的转速信号N或角速度信号ω。对此，在传感轮上的各角度标记的距离与相应的曲轴转数之间存在固定的关系，由此可以由每单位时间检测各角度标记来求得曲轴2的转速或角速度。在图1所示的实施方式中，把由传感器机构4检测的转速信号N或角速度信号ω提供给控制机构6。此外，该控制机构6与存储器5连接，在该存储器上存储着传感器机构4的至少一个参考信号Nref或ωref。
图2示出根据本发明的一种实施方式的用于识别机动车的曲轴驱动装置1的运行特性变化的方法的流程图。在步骤61中，在曲轴驱动装置1的优选静止的运行期间检测传感器机构4的当前的转速信号Nakt。在此，当前的转速信号Nakt主要表示每单位时间脉冲产生器3的转数，但该真正的转速信号大多始终还叠加有转速的其它振荡(谐波振荡)。由于这些其它的振荡模式的频率尤其与曲轴驱动装置1的当前状态有关，所以可以由在当前的转速信号Nakt中的某些振荡模式的存在状态推断出曲轴驱动装置1中的可能的故障状态的存在状态。出于这个原因，在步骤62中借助于带通滤波器对传感器机构4的当前的转速信号Nakt予以滤波，该带通滤波器具有涵盖第一中心频率f1的至少一个第一通带范围D1。第一通带范围优选是窄带的通带范围，其带宽尤其约为15Hz。然后在步骤63中，把传感器机构4的经滤波的当前的转速信号Nakt与传感器机构4的存储在存储器5中的参考信号Nref相比较。为了比较这些信号，还可以在时间上对经滤波的当前的转速信号Nakt求平均。然后在步骤64中，基于经滤波的当前的转速信号Nakt与参考信号Nref的比较，对曲轴驱动装置1的运行特性变化进行识别。如果识别出了变化，就可以将其通过光学的和/或声学的信号和/或在车辆故障存储器中的警报告知给机动车的使用者。
图3示出根据本发明的另一实施方式的用于识别机动车的曲轴驱动装置1的运行特性变化的方法的流程图。起点是，在步骤71中，高频地检测传感器机构4的当前的角速度信号ωakt。在此，这可以在曲轴驱动装置1的静止的运行中，在转速固定的情况下进行，或者根据转速和/或扭矩来进行。为了不仅识别出在原则上存在曲轴驱动装置1的故障状态，而且尽量识别出其故障状态的确切类型，在步骤72中借助带通滤波器对当前的角速度信号ωakt予以滤波，其具有涵盖第一中心频率f打滑的第一通带范围D打滑和涵盖第二中心频率f卡死的第二通带范围D卡死。在此，两个中心频率经过选择，从而在位于曲轴驱动装置1中的扭振减震器11的次级质量打滑的情况下，第一中心频率f打滑出现增大的信号值，而在位于曲轴驱动装置1中的扭振减震器11的次级质量卡死的情况下，第二中心频率f卡死出现增大的信号值。在步骤73中，随后对经滤波的当前的角速度信号ωakt予以微分，以便更敏感地检测曲轴驱动装置1的动态变化。由此得到的经微分的滤波的当前的角速度信号ωakt在下面简称为当前的角加速度信号ω‘akt。在步骤74中，随后由当前的角加速度信号ω‘akt和存储在存储器5中的相应的参考信号ω‘ref求取量值差，其中，两个通带范围D打滑和D卡死的信号分量分开地予以考察。具体地，为此一方面计算在第一中心频率f打滑范围内的信号分量的量值差Δω‘打滑，即Δω‘打滑＝|ω‘akt(f打滑)-ω‘ref(f打滑)|，另一方面，计算在第二中心频率f卡死的范围内信号分量的量值差Δω‘卡死，即Δω‘卡死＝|ω‘akt(f卡死)-ω‘ref(f卡死)|。然后根据这两个参数Δω‘打滑和Δω‘卡死的值，进行各种不同的运算：
如果在步骤751中确定Δω‘卡死低于第一阈值SW卡死，则位于曲轴驱动装置1中的扭振减震器11的次级质量不存在卡死，或者，曲轴驱动装置1相对于参考状态——在这种情况下为曲轴驱动装置1的新状态——的可能的运行特性变化处于公差范围(SW卡死)以内。然后把第二中心频率范围内的当前角加速度信号值ω‘akt(f卡死)存储在存储器5中，作为用于趋势数据分析的数据点(步骤761)，并且可以应请求而将其向使用者输出。相反，如果在步骤751中确定Δω‘卡死超过第一阈值SW卡死，则位于曲轴驱动装置1中的扭振减震器11的次级质量存在卡死。随后在步骤771中向使用者输出警报“扭振减震器卡死”。
并行地在步骤752中确定Δω‘打滑是低于还是高于第二阈值SW打滑。这里也通过阈值SW打滑来定义一定的公差范围，在该公差范围内，扭振减震器11的次级质量的特性允许偏离于其给定特性。因此如果Δω‘打滑<SW打滑，则扭振减震器11的次级质量不存在打滑。然后把第一中心频率范围内的当前角加速度信号值ω‘akt(f打滑)存储在存储器5中，作为用于趋势数据分析的数据点(步骤762)，并且可以应请求而将其向使用者输出。相反，如果在步骤752中确定Δω‘打滑超过第二阈值SW打滑，则位于曲轴驱动装置1中的扭振减震器11的次级质量存在打滑。随后在步骤772中向使用者输出警报“扭振减震器打滑”。通过采用具有两个通带范围的带通滤波器和刚介绍过的判定规则，因而可以不仅识别出曲轴驱动装置1原则上存在故障状态，而且辨别出该故障状态的确切类型。通过采用其它的通带范围或复杂的判定控制，刚刚介绍的实施方式也可以轻易地被扩展用于其它的故障状态类型。
图4示意性地示出经带通滤波的(第一通带范围D1＝140-155Hz，中心频率f1＝147Hz)及经微分的角速度信号(＝角加速度信号)，其已作为转速的函数针对曲轴驱动装置1中的扭振减震器(TDS)11的不同的工作状态被测得。在上方的示图中示出了对于功能正常的扭振减震器11而产生的角加速度。在此几乎未出现增大的角加速度信号幅度，只是在1450U/min和1950U/min的转速范围内可看到由于谐振效应引起的略微增大的信号幅度。通过要求得到保护的方法，可以把这种测量例如作为参考信号αref存储在存储器5中。中间的示图示出带有扭振减震器11的曲轴驱动装置1的与转速相关的角加速度信号，其次级质量卡死。相比于功能正常的扭振减震器11，现在信号幅度在整个转速范围内都提高了，其中，例如在1000U/min、1500U/min和2000U/min的转速范围内出现了明显的谐振效应。无论是否进行转速相关的比较，都可以采用要求得到保护的方法根据相比于功能正常的扭振减震器11在整体上提高的信号幅度来可靠地探测曲轴驱动装置1的故障状态。类似的情形也适用于带有打滑的次级质量的扭振减震器11的下面的示图所示的情况。在这种情况下也表现出沿着整个转速范围相比于功能正常情况有所提高的角加速度信号幅度。但由于与卡死的次级质量的情况相比有所不同的谐振特性，例如也可以基于1000U/min时的信号幅度在两种故障状态(卡死、打滑)之间进行区分。如果观察图5中所示的另一频率范围，则用于区分的可行性会更加明显。
图5同样针对扭振减震器11的不同的工作状态示出在经带通滤波及经微分的角速度信号(＝角加速度信号)作为转速的函数。然而在这种情况下，这些信号是借助于带通滤波器在D2＝160-190Hz(中心频率f2＝174Hz)的频率范围内被滤波的。最上面的示图同样示出了功能正常的扭振减震器11产生的角加速度，其中，类似于图4中的情况，在整个转速范围内几乎看不到增大的信号幅度。同样的情形也适用于其次级质量卡死的扭振减震器11的在中间的示图中示出的情况。由此对于这里选择的通带范围D2＝160-190Hz，尽管存在故障状态——在这种情况下为次级质量卡死，却无法发现角加速度信号的特性明显变化。因此，该频率范围单独地，即在第一通带范围的意义下，并不适合于对曲轴驱动装置1进行状态监视，以识别出次级质量卡死的故障状态。然而在该频率范围内，次级质量的卡死可以明显有别于次级质量的打滑。如图5中下面的示图所示，因而在存在次级质量打滑的情况下，尤其在1800U/min的转速范围内，出现明显的谐振，进而出现增大的信号幅度。通过这种明显不同的信号特性，可以在D2＝160-190Hz的该频率范围内明确地区分出两种故障状态(卡死、打滑)，因此该频率范围例如适合作为带通滤波器的第二通带范围。
尽管已借助一定的实施例介绍了本发明，但对于本领域技术人员显然的是，可以进行不同的改变，且可以采用对等物作为替代，而不偏离于本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的实施例，而是涵盖落入所附权利要求的范围内的全部实施例。本发明特别是也要求保护从属权利要求的主题和特征，而独立于所引用的权利要求。
附图标记清单
1 曲轴驱动装置
2 曲轴
3 脉冲产生器
4 传感器机构
5 存储器
6 控制机构
7 发动机组
8 内燃机
9 连杆
10 活塞
11 扭振减震器
12 飞轮

Claims (22)

1.一种用于识别机动车的曲轴驱动装置的运行特性变化的方法，其中，所述曲轴驱动装置包括曲轴、在所述曲轴的工作中旋转的脉冲产生器和位置固定的传感器机构，所述传感器机构产生与所述脉冲产生器的转速有关的转速信号N，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-在所述曲轴驱动装置的工作期间，检测所述传感器机构的当前的转速信号Nakt；
-借助带通滤波器对所述当前的转速信号Nakt予以滤波，所述带通滤波器具有至少一个第一通带范围D1，所述第一通带范围包括第一中心频率f1；
-把经滤波的所述当前的转速信号Nakt与存储在存储器中的参考信号Nref相比较；和
-基于经滤波的所述当前的转速信号Nakt与所述参考信号Nref的比较来识别所述曲轴驱动装置的运行特性变化，
其中，所述带通滤波器具有至少一个第一通带范围D1和至少一个第二通带范围D2，所述第一通带范围和所述第二通带范围分别包括不同的中心频率f1和f2。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在识别所述曲轴驱动装置的运行特性变化的步骤中，识别位于所述曲轴驱动装置中的扭振减震器的故障状态。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一中心频率f1是如下频率：在所述频率处，如果所述曲轴驱动装置存在故障状态，则所述曲轴驱动装置中就会产生谐振效应。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了确定所述带通滤波器的第一中心频率f1，执行如下步骤：
-针对多个激励频率，对功能正常的曲轴驱动装置的谐振特性进行模拟或测量；
-针对所述曲轴驱动装置的至少一个故障状态，针对多个激励频率，对具有相应故障状态的所述曲轴驱动装置的谐振特性进行模拟或测量；
-求得如下激励频率：在所述激励频率处，所述功能正常的曲轴驱动装置的谐振特性和有故障状态的曲轴驱动装置的谐振特性得以区分；和
-基于所求得的所述激励频率，确定所述带通滤波器的包括所述第一中心频率f1的第一通带范围D1。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，检测所述当前的转速信号Nakt作为所述曲轴的扭矩和/或转速的函数，并且相应地把所述传感器机构的存储在存储器中的参考信号作为所述曲轴的扭矩和/或转速的函数予以存储，其中，按如下方式进行比较：把经滤波的所述当前的转速信号Nakt的在所述曲轴的确定的扭矩和/或确定的转速情况下检测的转速信号值与所述曲轴的相应扭矩和/或相应转速的参考信号值相比较。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述比较步骤之前对经滤波的所述当前的转速信号Nakt进行微分或积分，以及基于被微分的或积分的经滤波的所述当前的转速信号Nakt进行所述比较和所述识别的步骤。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
-基于借助在不同中心频率f1和f2情况下的信号值对经滤波的所述当前的转速信号Nakt与所述参考信号Nref的比较，辨别出所述曲轴驱动装置的故障状态。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，第二中心频率f2大于所述第一中心频率f1，并且
-能够基于在所述第一中心频率f1情况下增大的信号值来辨别出位于所述曲轴驱动装置中的扭振减震器的次级质量的卡死；和/或
-能够基于在所述第二中心频率f2情况下增大的信号值来辨别出位于所述曲轴驱动装置中的扭振减震器的次级质量的打滑。
9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述带通滤波器的第一中心频率f1处于0-400Hz的范围内，和/或所述带通滤波器具有1-20Hz之间的带宽。
10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述参考信号Nref是已在所述曲轴驱动装置的参考状态下确定的信号，其中，所述参考状态是：
a)在把所述曲轴驱动装置装配在所述机动车中之后不久所述曲轴驱动装置的新状态，或者是在维护或维修所述曲轴驱动装置之后不久所述曲轴驱动装置的状态；或者
b)所述曲轴驱动装置的故障状态。
11.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过求得两个信号的量值差ΔN＝|Nakt-Nref|，对所述传感器机构的经滤波的所述当前的转速信号Nakt与存储在所述存储器中的所述参考信号Nref进行比较，并且如果两个信号的量值差ΔN超过和/或低于阈值SW，则输出警报。
12.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法以定期的时间间隔进行，和/或在所述机动车的确定的行驶里程情况下进行，以及把所述传感器机构的求得的所述当前的转速信号Nakt作为趋势数据存储在存储器中，并且而输出给使用者。
13.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机动车为商用车。
14.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述扭振减震器的故障状态是所述扭振减震器的次级质量的卡死或打滑。
15.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述参考信号Nref是已在所述曲轴驱动装置的参考状态下确定的信号，其中，所述参考状态是：
a)在把所述传感器机构和所述脉冲产生器装配在所述机动车中之后不久所述曲轴驱动装置的新状态；或者
b)所述曲轴驱动装置中的扭振减震器内的次级质量的卡死和/或打滑。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，把所述传感器机构的求得的所述当前的转速信号Nakt依据请求而输出给使用者。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第二通带范围与第一通带范围不相交。
18.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述曲轴驱动装置的故障状态是位于所述曲轴驱动装置中的扭振减震器的次级质量的卡死和/或打滑。
19.一种用于识别机动车的曲轴驱动装置的运行特性变化的方法，其中，所述曲轴驱动装置包括曲轴、在所述曲轴的工作中旋转的脉冲产生器和位置固定的传感器机构，所述传感器机构产生与所述脉冲产生器的转速有关的转速信号N，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
-在所述曲轴驱动装置的工作期间，检测所述传感器机构的当前的转速信号Nakt；
-对所述当前的转速信号Nakt予以微分或积分；
-借助于带通滤波器对被微分或积分的所述当前的转速信号Nakt予以滤波，所述带通滤波器具有至少一个第一通带范围D1，所述第一通带范围包含第一中心频率f1；
-把经滤波的被微分或积分的所述当前的转速信号Nakt与存储在存储器中的参考信号Nref相比较；和
-基于经滤波的被微分或积分的所述当前的转速信号Nakt与所述参考信号Nref的比较来识别所述曲轴驱动装置的运行特性变化。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述机动车为商用车。
21.一种机动车，所述机动车具有曲轴驱动装置，所述曲轴驱动装置包括：
-曲轴；
-在所述曲轴的工作中旋转的脉冲产生器；
-位置固定的传感器机构，所述传感器机构产生与所述脉冲产生器的转速有关的转速信号N；和
-控制机构，所述控制机构被设计用于接收所述传感器机构的转速信号，以及实施根据前述权利要求中任一项的用于识别曲轴驱动装置的运行特性变化的方法。
22.如权利要求21所述的机动车，其特征在于，所述机动车为商用车。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7522070B2 (ja) * 2021-04-16 2024-07-24 トヨタ自動車株式会社 データ処理方法
CN114353927B (zh) * 2021-12-28 2024-04-05 嘉兴市特种设备检验检测院 无线式振动探头
CN114674569B (zh) * 2022-03-24 2024-02-27 江铃汽车股份有限公司 一种曲轴位置传感器脉冲信号的扭振测试方法及系统
CN114993644B (zh) * 2022-05-24 2024-09-17 潍柴动力股份有限公司 曲轴扭振减振器的失效判断方法、装置、设备及介质
DE102022113281A1 (de) * 2022-05-25 2023-11-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Diagnoseverfahren für ein Fahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5278760A (en) * 1990-04-20 1994-01-11 Hitachi America, Ltd. Method and system for detecting the misfire of an internal combustion engine utilizing engine torque nonuniformity
DE102008032708A1 (de) * 2008-07-11 2010-01-21 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verfahren zur Überwachung eines Drehschwingungsdämpfers
CN102105774A (zh) * 2008-07-24 2011-06-22 西门子公司 确定和监测滚动轴承状态的方法与装置
CN102809422A (zh) * 2012-08-24 2012-12-05 国电联合动力技术有限公司 一种风力机传动系统扭振测量方法及装置
WO2016000733A1 (en) * 2014-07-04 2016-01-07 Volvo Truck Corporation Method for detecting damping performance of a torsional damper

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7334552B2 (en) * 2005-10-07 2008-02-26 Ford Global Technologies, Llc Internal viscous damper monitoring system and method
KR101180410B1 (ko) * 2010-05-04 2012-09-10 에스티엑스엔진 주식회사 내연기관의 실화 검출방법 및 그 장치
DE102010041889A1 (de) * 2010-10-01 2012-04-05 Continental Automotive Gmbh Diagnose-Verfahren für einen Torsionsdämpfer in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs
DE102016123930B4 (de) * 2016-12-09 2018-08-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Zustandsbestimmung eines Torsionsschwingungsdämpfers eines Fahrzeuges

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5278760A (en) * 1990-04-20 1994-01-11 Hitachi America, Ltd. Method and system for detecting the misfire of an internal combustion engine utilizing engine torque nonuniformity
DE102008032708A1 (de) * 2008-07-11 2010-01-21 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verfahren zur Überwachung eines Drehschwingungsdämpfers
CN102105774A (zh) * 2008-07-24 2011-06-22 西门子公司 确定和监测滚动轴承状态的方法与装置
CN102809422A (zh) * 2012-08-24 2012-12-05 国电联合动力技术有限公司 一种风力机传动系统扭振测量方法及装置
WO2016000733A1 (en) * 2014-07-04 2016-01-07 Volvo Truck Corporation Method for detecting damping performance of a torsional damper

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