DE102009023903A1

DE102009023903A1 - Driving shaft's static and/or dynamic operating condition evaluating device for use in hybrid-motor vehicle, has sensor detecting motion of driving unit, and evaluating unit recording and processing measuring signal generated by sensor

Info

Publication number: DE102009023903A1
Application number: DE200910023903
Authority: DE
Inventors: Günter Prof. Dr.-Ing. HOHENBERG
Original assignee: IVD Prof Hohenberg GmbH
Current assignee: IVD DEUTSCHLAND GMBH, DE; IVD PROF. HOHENBERG GMBH, AT
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2010-12-09

Abstract

The device has a receiving unit receiving a driving unit and a controlling unit. The driving unit cooperates with the controlling unit for defining a static and/or dynamic operating condition of a driving shaft. The driving unit is supported by an elastic bearing unit (5) of the receiving unit, so that a defined motion of the driving unit is experienced under an impact of a torque fluctuation on the driving shaft. A displacement sensor (9) detects the motion of the driving unit, and an evaluating unit records and processes a measuring signal generated by the sensor. An independent claim is also included for a method for evaluating a static and/or dynamic operating condition of a driving shaft of a hybrid-motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beurteilung des statischen und/oder dynamischen Betriebszustandes einer Antriebseinheit für ein Fahrzeug.The The invention relates to an apparatus and a method for the assessment the static and / or dynamic operating state of a drive unit for a vehicle.

In den meisten heute verfügbaren, nicht schienengebundenen Fahrzeugen werden als Teil der Antriebseinheit Verbrennungsmotoren eingesetzt. Diese Verbrennungsmotoren unterliegen im Betrieb in vielfacher Weise stoßartigen Anregungen. Dazu gehören zunächst die sich aus der Kinematik des Kolbentriebs ergebenden Kräfte, und hier insbesondere die Kräfte bei der Bewegungsumkehr der Kolben im oberen und unteren Totpunkt. Stoßartige Anregungen ergeben sich weiterhin aus den Gaskräften, insbesondere beim Verbrennungsvorgang selbst, wenn innerhalb einer sehr kurzen Zeit ein hoher Verbrennungsdruck im Zylinder aufgebaut wird. Diese stoßartigen Anregungen können durch die Besonderheiten der Motorauslegung nur in Grenzen beeinflusst werden und sind zum Beispiel bei direkt einspritzenden Motoren, insbesondere Dieselmotoren besonders hoch.In most available today, not rail-bound Vehicles become internal combustion engines as part of the drive unit used. These internal combustion engines are subject to in operation in in many ways jerky suggestions. This includes initially resulting from the kinematics of the piston engine Forces, and here in particular the forces at the Reversing the movement of the pistons at the top and bottom dead center. Jerky suggestions continue to result from the gas forces, in particular during the combustion process itself, if within a very short time Time a high combustion pressure is built up in the cylinder. These jerky suggestions can be due to the peculiarities The motor design can only be influenced within limits and are for Example of direct injection engines, especially diesel engines especially high.

Stoßartige Anregungen resultieren auch aus den Veränderungen des Resonanzverhaltens des Motors und seiner sich bewegenden Teile beim Durchlaufen von unterschiedlichen Drehzahlbereichen. Besonders deutlich ist dies beim Anlassen und Abstellen des Motors, bei dem das Durchfahren von Resonanzbereichen bei vielen Fahrzeugen zu einer stärkeren Schüttelbewegung von Motor und Karosserie führt.jerky Suggestions also result from the changes in resonance behavior of the engine and its moving parts when going through different speed ranges. This is especially clear when starting and stopping the engine when driving through Resonance ranges in many vehicles to a stronger Shaking movement of engine and body leads.

Neben diesen im Motor selbst erzeugten Stoßanregungen ergeben sich auch weitere Stoßanregungen von dem mit dem Motor verbundenen Antriebsstrang. Diese werden insbesondere durch das Öffnen und Schließen der Kupplung bei Fahrzeugen mit konventioneller Kupplung hervorgerufen, aber auch durch das Öffnen und Schließen einer Überbrückungskupplung bei einem automatischen Getriebe. Ferner gibt es im Antriebsstrang Schwingungen, die auf den Motor zurückwirken.Next give this generated in the engine shock excitations also further shock excitations of the with the engine connected powertrain. These are especially by opening and closing the clutch on vehicles with conventional Coupling evoked, but also by opening and Close a lock-up clutch in an automatic transmission. There is also a powertrain Vibrations that react on the engine.

Stoßartige Anregungen für den Motor entstehen auch, wenn Nebenaggregate wie z. B. der Kompressor einer Klimaanlage zu- und abgeschaltet wird.jerky Suggestions for the engine also arise when ancillaries such as B. the compressor of an air conditioner on and off becomes.

Wird ein Fahrzeug von einem Elektromotor angetrieben, entfallen die aus dem Kurbeltrieb und dem Verbrennungsvorgang resultierenden Stoßanregungen. Allerdings können auch hier Ungleichmäßigkeiten in der Stromversorgung des Elektromotors zu stoßartigen Anregungen führen. Ferner führt im gleichen Maße wie bei einem Verbrennungsmotor das Zu- und Abschalten von Verbrauchern zu einer stoßartigen Drehmomentschwankung an der Antriebswelle.Becomes a vehicle powered by an electric motor, eliminating the the crank mechanism and the combustion process resulting shock excitations. However, even here can be irregularities in the power supply of the electric motor to jerky Suggestions lead. It also leads to the same extent as in an internal combustion engine, the switching on and off of consumers to a shock-like torque fluctuation on the drive shaft.

Die vorstehenden Überlegungen gelten zunächst für ein Fahrzeug, das ausschließlich durch einen Verbrennungsmotor oder ausschließlich durch einen Elektromotor angetrieben wird.The The above considerations apply first to a vehicle powered exclusively by an internal combustion engine or driven exclusively by an electric motor becomes.

Entsprechende Überlegungen gelten aber auch dann, wenn das Fahrzeug einen kombinierten Antrieb mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor besitzt. Es kann zum Beispiel ein sogenannter „Microhybrid” oder ”Mildhybrid” sein, bei welchem ein Elektromotor geringerer Leistung den immer oder fast immer im Betrieb befindlichen Verbrennungsmotor unterstützt.Corresponding considerations but also apply if the vehicle has a combined drive having an internal combustion engine and an electric motor. It can for example, a so-called "microhybrid" or "mild hybrid", in which a lower power electric motor always or almost always in operation internal combustion engine supported.

Beim Mildhybrid ergeben sich stoßartige Anregungen auch durch das Zu- und Abschalten des Hilfsmotors.At the Mildhybrid also produce jerky suggestions through the connection and disconnection of the auxiliary engine.

Bei einem sogenannten ”Vollhybrid” ist der Elektromotor stärker ausgelegt, so dass er das Fahrzeug auch allein antreiben kann. Auch hier entstehen durch das Zuschalten bzw. Umschalten des Elektroantriebs zum verbrennungsmotorischen Antrieb und umgekehrt aber auch im Falle eines kombinierten Antriebes zum Teil erhebliche Drehmomentschwankungen.at a so-called "full hybrid" is the electric motor designed more powerful, so he also alone the vehicle can drive. Again, caused by the connection or switching the electric drive to the internal combustion engine drive and vice versa but also in the case of a combined drive partly considerable Torque fluctuations.

Es ist bekannt, diese Stoßanregungen und die dadurch induzierten Drehmomentschwankungen beziehungsweise Schwingungen der Antriebswelle messtechnisch durch Sensoren zu erfassen, die an der Antriebswelle oder anderen drehmomentübertragenden Bauteilen angebracht sein können. Dies können z. B. Dehnmessstreifen sein, die an der Antriebswelle angeordnet sind, oder durch die Messung der Drehzahlunrunde.It is known, these shock excitations and induced thereby Torque fluctuations or vibrations of the drive shaft metrologically by detecting sensors attached to the drive shaft or other torque transmitting components may be attached. This can z. B. strain gauges on the drive shaft are arranged, or by measuring the Drehzahlunrunde.

Aus der AT 009 782 U2 ist ein Drehmoment-Messflansch bekannt, der an jeweils zwei gegenüberliegenden axialen Enden einen Anschlussflansch zur Befestigung an einer Antriebswelle aufweist. Dazwischen ist eine Drehmoment-Messeinrichtung angeordnet.From the AT 009 782 U2 a torque measuring flange is known, which has a connecting flange for attachment to a drive shaft at two opposite axial ends. In between, a torque-measuring device is arranged.

Aus der EP 0 846 945 B1 ist ein Verfahren zur Analyse des Fahrverhaltens von Kraftfahrzeugen bekannt. Dabei werden motor- und fahrzeugbezogene Daten aufgezeichnet. Anhand der Messgrößen können Bewertungsgrößen für das Fahrverhalten ermittelt werden, welche wiederum als Kriterium zur Bewertung der Fahrbarkeit (Driveabilty) herangezogen werden.From the EP 0 846 945 B1 a method for analyzing the driving behavior of motor vehicles is known. Engine and vehicle-related data are recorded. On the basis of the measured variables, evaluation parameters for the driving behavior can be determined, which in turn are used as a criterion for evaluating the driveability.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit der die genannten stoßartigen Anregungen einer Antriebseinheit erfasst werden können.The The object of the present invention is to provide a device and to provide a method by which said jerky Suggestions of a drive unit can be detected.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Beurteilung des statischen und/oder dynamischen Betriebszustands einer wenigstens eine Antriebswelle aufweisenden Antriebseinheit für ein Fahrzeug. Es ist eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der Antriebseinheit, und eine Steuereinrichtung, mit welcher die Antriebseinheit definierten statischen und/oder dynamischen Betriebszuständen unterworfen wird, vorgesehen. Die Aufnahmeeinrichtung weist eine elastische Lagereinrichtung auf, durch welche die Antriebseinheit derart abgestützt werden kann, dass die Antriebseinheit unter der Wirkung von Drehmomentschwankungen an der Antriebswelle eine definierte Bewegung erfährt. Es ist ferner wenigstens eine Sensoreinrichtung vorgesehen, welche die Bewegung der Antriebseinheit erfassen kann. Ferner ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, welche die Messsignale, die von der Sensoreinrichtung erzeugt oder verändert werden, erfassen und verarbeiten kann.The The problem underlying the invention is solved by a device for assessing the static and / or dynamic Operating state of at least one drive shaft having Drive unit for a vehicle. It is a recording device for receiving the drive unit, and a control device, with which the drive unit defined static and / or dynamic Operational conditions is provided. The recording device has an elastic bearing device, by which the drive unit can be supported such that the drive unit under the effect of torque fluctuations on the drive shaft undergoes a defined movement. It is also at least a sensor device is provided, which controls the movement of the drive unit can capture. Furthermore, an evaluation device is provided, which the measurement signals generated or changed by the sensor device be able to capture, capture and process.

Die Antriebseinheit kann ein einzelner Verbrennungs- oder Elektromotor sein. Die Antriebseinheit kann aber auch ein Motor sein, der mit einem Getriebe kombiniert ist. Schließlich kann die Antriebseinheit auch zwei oder mehr Motoren, z. B. einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor umfassen, um auch Hybridantriebe testen zu können. Eine solche Kombination mehrerer Motoren kann ebenfalls mit einem Getriebe und/oder weiteren Bauteilen eines Antriebsstrangs kombiniert werden.The Drive unit can be a single combustion or electric motor be. The drive unit can also be a motor with the a transmission is combined. Finally, the drive unit also two or more engines, z. B. an internal combustion engine and a Include electric motor to test hybrid drives can. Such a combination of several engines can also with a Transmission and / or other components of a powertrain combined become.

Die Antriebseinheit kann des Weiteren so gestaltet sein, dass Verbraucher wie zum Beispiel ein Generator, ein Kompressor einer Klimaanlage, eine Hydraulikpumpe und dergleichen zu- und abgeschaltet werden können, um auch deren Einflüsse zu erfassen.The Drive unit may further be designed so that consumers such as a generator, a compressor of an air conditioner, a hydraulic pump and the like are switched on and off can also capture their influences.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung wenigstens eine Sensoreinrichtung auf, um die Bewegung der Antriebseinheit zu erfassen. Insbesondere aber nicht nur bei einer aus mehreren Baugruppen zusammengesetzten Antriebseinheit können auch mehrere Sensoreinrichtungen verwendet werden, um unterschiedliche Bewegungen von Baugruppen, zu erfassen.According to the invention the device at least one sensor device to the movement to capture the drive unit. But especially not only at a composite of several modules drive unit can Also, multiple sensor devices are used to different Movements of assemblies to capture.

Um eine definierte Bewegung der Antriebseinheit zu ermöglichen, ist diese auf entsprechend gestalteten elastischen Lagern abgestützt. Die definierte Bewegung resultiert dabei insbesondere aus den Wirkungen der Drehmomentschwankungen an der Antriebswelle. Dabei wird der zeitliche Verlauf der Bewegung sowie die Höhe der Bewegung erfasst.Around to allow a defined movement of the drive unit this is supported on appropriately designed elastic bearings. The defined movement results in particular from the effects the torque fluctuations on the drive shaft. It is the temporal course of the movement as well as the height of the movement detected.

Es hat sich gezeigt, dass die Erfassung der Bewegung der Antriebseinheit eine sehr zuverlässige Beurteilung der Höhe der stoßartigen Anregungen in der Einheit und auch deren Auswirkungen auf das Verhalten der Antriebseinheit im Fahrzeug ermöglicht.It has been shown to capture the movement of the drive unit a very reliable assessment of the amount of impulsive suggestions in the unit and their effects on the behavior of the drive unit in the vehicle allows.

Dies ermöglicht es dem Konstrukteur der Antriebseinheit wie auch dem Fahrzeugkonstrukteur, Antrieb und Fahrzeug besser aufeinander abzustellen. Dies soll an einem Beispiel erläutert werden:
Ein heutiger Verbrennungsmotor wird im Leerlauf üblicherweise so gesteuert, dass die Leerlaufdrehzahl zwischen ungefähr 600 und 800 Umdrehungen pro Minute liegt. Die Eigenfrequenz des Motors bzw. von Motor und Antriebsstrang wird üblicherweise so ausgelegt, dass sie deutlich unter dieser Leerlaufdrehzahl liegt. Beim Anlassen oder Ausschalten des Motors wird der Drehzahlbereich von Null bis zur Leerlaufdrehzahl durchlaufen. Dabei wird die der Eigenfrequenz des Motors entsprechende Drehzahl des Motors durchlaufen und es kommt zur Resonanz, was sich als Schütteln des Motors zeigt und dem Autofahrer wohl bekannt ist. Da dieses Schütteln eine Reaktion auf einen unmittelbar vorangehenden Steuerbefehl des Fahrers ist, wird der Fahrer dadurch nicht überrascht und empfindet die Schüttelbewegung nicht als unangenehm.This makes it possible for the designer of the drive unit as well as the vehicle designer to better park the drive and the vehicle. This will be explained with an example:
A current internal combustion engine is usually controlled in idle so that the idle speed is between about 600 and 800 revolutions per minute. The natural frequency of the engine or engine and drivetrain is usually designed so that it is well below this idle speed. When starting or stopping the engine, the speed range goes from zero to idle speed. In this case, the natural frequency of the engine corresponding speed of the engine is run through and it comes to resonance, which is shown as shaking the engine and the driver is well known. Since this shaking is a response to an immediately preceding control command of the driver, the driver is not surprised by it and does not feel the shaking motion as unpleasant.

Eine andere Beurteilung ergibt sich, wenn das Anlassen oder Ausschalten des Motors automatisch erfolgt, wie dies z. B. bei Fahrzeugen mit Start- /Stoppautomatik im Leerlaufbetrieb der Fall ist. Hier springt der Verbrennungsmotor z. B. auch dann an, wenn während der Stillstandphase der Klimakompressor eine höhere Leistung anfordert. Der Fahrer wird dadurch überrascht und empfindet die daraus resultierende Bewegung des Fahrzeugkörpers als unangenehm.A other assessment arises when starting or off the engine is automatically done as z. B. in vehicles with automatic start / stop in idle mode is the case. Here the internal combustion engine jumps z. B. even if, during the standstill phase of Air conditioning compressor requests a higher power. The driver is surprised and feels the resulting Movement of the vehicle body as unpleasant.

Entsprechendes gilt auch, wenn das Fahrzeug mit einem Hybrid-Antrieb ausgestattet ist. Unabhängig davon, ob es sich um einen Microhybrid, einen Mildhybrid oder einen Vollhybrid handelt, gibt es Zu- und Abkoppelvorgänge, die vom Fahrer wahrgenommen werden.The same also applies if the vehicle is equipped with a hybrid drive is. Regardless of whether it's a microhybrid, a mild hybrid or a full hybrid, there are Zu- and Decoupling processes, which are perceived by the driver.

Die bekannten Prüfstände für Fahrzeugantriebe sind nicht in der Lage, diese Phänomene zuverlässig zu detektieren. Mit dem patentgemäßen vorgeschlagenen Prüfstand können diese Vorgänge nunmehr zuverlässig erfasst werden.The known test stands for vehicle drives are not able to reliably these phenomena to detect. With the patent proposed Testbed, these operations can now be reliably detected.

Unter ”Antriebseinheit” im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede Baugruppe bzw. Kombination von Baugruppen gemeint, die Teil des Antriebsstrang eines Fahrzeugs ist, also insbesondere ein oder mehrere Motoren, ein oder mehrere Getriebe und weitere Teile des Antriebsstrang wie Differenziale für die Verteilung von Drehmoment zwischen Rädern der gleichen Achse oder zwischen Vorder- und Hinterachse.Under "Drive unit" in the The meaning of the present invention is any assembly or combination By assemblies meant the part of the drive train of a vehicle is, in particular one or more engines, one or more Transmission and other parts of the powertrain like differentials for the distribution of torque between wheels the same axle or between the front and rear axles.

Von einem ”statischen Betriebszustand” aber nicht nur wird erfindungsgemäß dann gesprochen, wenn die Betriebsbedingungen im Wesentlichen konstant sind, also der Motor z. B. bei konstanter Drehzahl, konstanter Temperatur etc. betrieben wird. Bei einem solchen Betriebszustand werden durch den erfindungsgemäßen Prüfstand insbesondere die sich aus dem Kolbentrieb und aus dem Verbrennungsablauf resultierenden stoßartigen Anregungen erfasst.From a "static operating condition" but not only according to the invention then spoken when the operating conditions are substantially constant, so the engine z. B. at constant speed, constant temperature, etc. is operated. In such an operating state, in particular the shock-like suggestions resulting from the piston drive and from the combustion process are detected by the test stand according to the invention.

Von einem „dynamischen Betriebszustand” oder von „dynamischen Betriebszuständen” aber nicht nur wird erfindungsgemäß dann gesprochen, wenn sich die Betriebsbedingungen während der Messung ändern, wobei in der Regel gerade diese Betriebszustandsänderungen Gegenstand des zu beobachtenden Verhaltens sind. Dazu gehört z. B. das plötzliche Öffnen und Schließen einer Kupplung, das Zuschalten eines Elektromotors und dergleichen.From a "dynamic operating state" or "dynamic operating state" or "dynamic operating state" Operating conditions "but not only according to the invention then spoken when the operating conditions change during the measurement, usually just these operating state changes Subject of the observed behavior are. This includes z. B. the sudden opening and closing a clutch, the connection of an electric motor and the like.

Eine elastische Lagereinrichtung besteht vorzugsweise aus mehreren einzelnen Lagereinrichtungen, die derart gestaltet sind, dass auf sie einwirkende Kräfte elastisch aufgenommen und zurückgegeben werden. Solche Lager können z. B. mit Federn aus Stahl, z. B. Schraubfedern, Tellerfedern oder dergleichen ausgeführt sein. Derartige Lagereinrichtungen können auch aus einem elastomeren oder mehreren elastomeren Materialien aber auch aus einer Kombination von Metall und elastomeren Materialien bestehen.A elastic storage device preferably consists of several individual Storage facilities designed such that they act on them Forces elastically absorbed and returned become. Such bearings can z. With springs made of steel, z. B. helical springs, disc springs or the like be. Such storage facilities can also from a elastomeric or more elastomeric materials but also from a combination of metal and elastomeric materials.

Die elastischen Lagereinrichtung kann so gestaltet sein, dass sie durch ihre Materialauswahl und/oder Anordnung dämpfend wirken. Stattdessen kann aber auch eine zusätzliche Dämpfungseinheit z. B. auf hydraulischer und/oder pneumatischer Basis vorgesehen sein. Als Dämpfungseinheit kann auch die Reibung zwischen verschiedenen Elementen oder die innere Reibung eines elastomeren Materials dienen.The elastic bearing device can be designed so that they pass through their material selection and / or arrangement have a dampening effect. Instead, however, an additional damping unit z. B. be provided on hydraulic and / or pneumatic basis. As a damping unit, the friction between different Serve elements or the internal friction of an elastomeric material.

Die Sensoreinrichtung kann einen oder mehrere Sensoren umfassen, die dazu geeignet sind, Bewegungen relativ oder absolut aufzunehmen.The Sensor device may include one or more sensors, the are suitable to absorb movements relative or absolute.

Unter dem Begriff ”absolute Aufnahme einer Bewegung” werden z. B. insbesondere Sensoreinrichtungen verstanden, die die Beschleunigung der Antriebseinheit erfassen. Derartige Beschleunigungssensoren weisen in der Regel eine träge Masse auf, deren Abstützkräfte durch einen Kraftaufnehmer, wie z. B. einen Piezoquarz in mehreren Richtungen, üblicherweise in den drei Raumkoordinaten, erfasst wird.Under the term "absolute recording of a movement" z. B. understood in particular sensor devices that accelerate capture the drive unit. Such acceleration sensors As a rule, they have an inert mass, their supporting forces by a force transducer, such. B. a piezoelectric quartz in several Directions, usually in the three spatial coordinates, is detected.

Unter ”Aufnahme einer relativen Bewegung” wird eine Sensoreinrichtung verstanden, die ortsfest, z. B. am Prüfstand, angeordnet ist und die Relativbewegung der Antriebseinheit zum Prüfstand misst. Dafür können handelsübliche Längen- und Winkelgeber verwendet werden, die translatorische Bewegung und/oder Winkelbewegung der Antriebseinheit erfassen.Under "Recording a relative movement "is understood to mean a sensor device, the stationary, z. B. on the test bench, is arranged and the relative movement the drive unit to the test bench measures. Therefore Commercially available length and angle encoders can be used be, the translational movement and / or angular movement of the Capture drive unit.

Vorzugsweise kann die Sensoreinrichtung zumindest ein Wegmessgerät umfassen. Das Wegmessgerät liefert insbesondere ein Wegänderungssignal. Es können auch mehrere Wegmessgeräte vorgesehen sein. Vorzugsweise wird die Wegmessung an jeder einzelnen Lagerreinrichtung, insbesondere an jedem einzelnen Elastomerlager vorgenommen. Aus der Wegmessung, welche insbesondere an allen einzelnen Lagereinrichtungen vorgenommen wird, kann insbesondere eine vollständige Abbildung der Bewegung der Antriebseinheit hergestellt werden.Preferably the sensor device may comprise at least one displacement measuring device. The displacement measuring device provides in particular a path change signal. It can also be provided more distance measuring devices be. Preferably, the distance measurement at each individual storage facility, especially made on each individual elastomeric bearing. Out the distance measurement, which in particular at all individual storage facilities In particular, a complete picture may be made the movement of the drive unit are produced.

Alternativ oder in Kombination hierzu kann die Sensoreinrichtung zumindest ein Verdrehwinkelmessgerät umfassen. Das Verdrehwinkelmessgerät liefert dabei insbesondere ein Winkeländerungssignal. Dabei können insbesondere mehrere Verdrehwinkelmessgeräte an der Antriebseinheit vorgesehen sein. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn drei verschiedene Verdrehwinkelmessungen um jeweils orthogonal zueinander ausgerichtete Achsen des Motorblocks vorgenommen werden.alternative or in combination, the sensor device can at least comprise a Verdrehwinkelmessgerät. The twist angle meter supplies in particular an angle change signal. It can in particular several Verdrehwinkelmessgeräte on the drive unit be provided. In particular, it is advantageous if three different Verdrehwinkelmessungen by each orthogonal aligned Axes of the engine block are made.

Alternativ oder in Kombination hierzu kann die Sensoreinrichtung zumindest ein Beschleunigungsmessgerät umfassen. Das Beschleunigungsmessgerät liefert dabei insbesondere ein Signal über die auftretende Beschleunigung an der Messstelle. Dabei kann die Bewegung der Antriebseinheit auch anhand mehrerer Beschleunigungsmessgeräte zugleich erfasst werden. Es können ein oder mehrere Beschleunigungsmessgeräte an einen Motorblock oder Zylinderkopf angebracht werden.alternative or in combination, the sensor device can at least include an accelerometer. The accelerometer provides in particular a signal about the occurring Acceleration at the measuring point. In this case, the movement of the drive unit also on the basis of several accelerometers at the same time be recorded. It can be one or more accelerometers attached to an engine block or cylinder head.

Die oben genannten Messgeräte, nämlich Wegmessgeräte, Verdrehwinkelmessgeräte oder Beschleunigungsmessgeräte, werden vorzugsweise an Orten an der Antriebseinheit angeordnet, welche bei Schwankungen im Antriebmoment größere Positionsänderungen durchlaufen als andere Orte der Antriebseinheit. Dies sind z. B. Orte der Antriebseinheit, welche einen großen Abstand zur Antriebswellenachse aufweisen, z. B. am Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine. Der Abstand zur Antriebswellenachse ist vorzugsweise gleich oder größer einem Abstand eines Zylinderkopfs zur Antriebswellenachse.The the aforesaid measuring devices, namely position encoders, Torsion gauges or accelerometers, are preferably arranged at locations on the drive unit, Which larger with fluctuations in the drive torque Undergo position changes as other locations of the drive unit. These are z. B. locations of the drive unit, which has a large Distance from the drive shaft axis, z. B. on the cylinder head an internal combustion engine. The distance to the drive shaft axis is preferably equal to or greater than a distance a cylinder head to the drive shaft axis.

Alternativ oder in Kombination zu den vorgenannten Sensoreinrichtungen können die Sensoreinrichtungen zumindest ein Lagerkraftmessgerät umfassen. Das Lagerkraftmessgerät liefert dabei ein Signal über die in einem Lager auftretenden Lagerkräfte. Es können auch mehrere Lagerkraftmessgeräte vorgesehen sein. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn Lagerkraftmessungen an allen einzelnen Lagerstellen vorgenommen werden. Durch Lagerkraftmessungen kann unmittelbar auf das Reaktionsmoment der Motorlagerung geschlossen werden.Alternatively or in combination with the aforementioned sensor devices, the sensor devices may comprise at least one bearing force measuring device. The bearing force meter supplies a signal about the bearing forces occurring in a bearing. It can also be provided several bearing force measuring devices. In particular, it is advantageous if bearing force measurements at all individual La be made. By bearing force measurements can be concluded directly on the reaction torque of the engine mount.

Durch die vorgenannten Sensoreinrichtungen kann das Bewegungsmuster der Antriebseinheit zumindest bezüglich eines ausgewählten oder mehrerer ausgewählter Bewegungsfreiheitsgrade, insbesondere aller Bewegungsfreiheitsgrade, weitgehend vollständig aufgenommen werden. Unter Berücksichtigung von weiteren Faktoren, wie insbesondere der Massenträgheit der Antriebseinheit und/oder schlupfbehafteten Verbindungen innerhalb des Antriebsstrangs und/oder der Elastizität der Lagereinrichtung, insbesondere der Elastizität der einzelnen Lagerstellen, welche sich auf die Lagerkräfte auswirken, können aus der Bewegung der Antriebseinheit Schwankungen im Antriebsmoment ermittelt werden. Es können vorzugsweise aber auch die Bewegungen der Antriebseinheit anhand lediglich einer Sensoreinrichtung vorgenommen werden. Dies kann zur Abbildung der Bewegung der Antriebseinheit um einen Freiheitsgrad ausreichen. Bereits aus einer solchen Messung können sich Rückschlüsse auf Schwankungen im Antriebsmoment ergeben. Eine einzelne Messgrößen bringt den Vorteil eines einfachen Versuchsaufbaus mit sich.By the aforementioned sensor devices can the movement pattern of Drive unit at least with respect to a selected or more selected degrees of freedom of movement, in particular all degrees of freedom of movement, largely completely absorbed become. Taking into account other factors, such as in particular the inertia of the drive unit and / or slippage connections within the powertrain and / or the elasticity of the bearing device, in particular the Elasticity of the individual bearings, which are on The bearing forces can affect the movement the drive unit fluctuations in the drive torque can be determined. But it may also preferably the movements of the drive unit be made using only one sensor device. This can be used to map the movement of the drive unit by one degree of freedom suffice. Already from such a measurement can itself Conclusions about fluctuations in the drive torque result. A single measure brings the advantage a simple experimental setup with it.

Unter dem Begriff „Messung” ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Erfassung und/oder die Aufzeichnung einer physikalischen Größe, wie insbesondere einer Wegänderung, einer Winkeländerung, einer Beschleunigung oder einer Kraft über einen gewissen Zeitraum gemeint.Under The term "measurement" is within the scope of the present Invention the detection and / or recording of a physical Size, in particular a path change, a change in angle, an acceleration or a force over a meant period of time.

Die einzelnen Sensoreinrichtungen können als Piezoelektrische Sensoren ausgebildet sein. Es sind auch induktive, kapazitive und/oder optische Sensoren denkbar. Insbesondere ist die Verwendung von Lasermessgeräten möglich.The individual sensor devices can be called piezoelectric Sensors be formed. There are also inductive, capacitive and / or optical sensors conceivable. In particular, the use of laser measuring devices possible.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Beurteilung des statischen und/oder dynamischen Betriebszustandes ist wenigstens eine Antriebswelle aufweisende Antriebseinheit für ein Fahrzeug, mit einer Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der Antriebseinheit, vorgesehen. Die Aufnahmeeinrichtung weist eine elastische Lagereinrichtung auf, durch welche die Antriebseinheit derart abgestützt ist, dass sie unter der Wirkung von Drehmomentschwankungen an der Antriebswelle eine definierte Bewegung erfährt. Es ist wenigstens eine Sensoreinrichtung vorgesehen, welche die Bewegung dieser Antriebseinheit erfasst. Die von der wenigstens einen Sensoreinrichtung erzeugten oder veränderten Messsignale werden von einer Auswerteeinrichtung erfasst und verarbeitet.In The method according to the invention is for the assessment of the static and / or dynamic operating state is at least a drive shaft having drive unit for a Vehicle, with a receiving device for receiving the drive unit, intended. The receiving device has an elastic bearing device on, by which the drive unit is supported in such a way, that they are under the action of torque fluctuations on the drive shaft undergoes a defined movement. It is at least one Sensor device provided which the movement of this drive unit detected. The generated by the at least one sensor device or changed measurement signals are detected by an evaluation device and processed.

Vorzugsweise wird mittels einer Steuereinrichtung die Antriebseinheit definierten statischen und/oder dynamischen Betriebszustände unterworfen.Preferably is defined by means of a control device, the drive unit subjected to static and / or dynamic operating conditions.

Der statische und/oder dynamische Betriebszustand wird vorzugsweise anhand zumindest einer Korrelation aus der Bewegung der Antriebseinheit bewertet. Insbesondere kann die Bewertung des Fahrkomforts dadurch ermittelt werden.Of the static and / or dynamic operating condition is preferably based on at least one correlation from the movement of the drive unit rated. In particular, the evaluation of ride comfort can thereby be determined.

Schwankungen des Antriebsmomentes äußern sich in Bewegungen der Antriebseinheit, insbesondere in Wankbewegungen. Die Wankbewegungen bewirken dabei mehr oder weniger starke Stoßanregungen auf die Motorlager, welche zum Teil über die Motorlager auf die Fahrzeugkarosserie übertragen werden. Die Fahrzeugkarosserie kann die Stoßanregungen, welche zum Teil auf die Fahrzeugkarosserie übertragen werden, an einer Stelle aufnehmen und zu anderen Stellen der Fahrzeugkarosserie weiterleiten. Somit werden die Stoßanregungen auch an Befestigungspunkte von Fahrzeugsitzen im Fahrzeug übertragen. An diesen Befestigungsstellen werden die Stöße wiederum auf den Fahrzeugsitz übertragen und von einem Fahrzeuginsassen wahrgenommen. Je nach Intensität oder Frequenzspektrum der Stöße, die der Fahrzeuginsasse vom Fahrzeugsitz wahrnimmt, wird der Fahrzeuginsasse dem Fahrzeug ein mehr oder weniger gutes Komfortverhalten zuordnen.fluctuations of the drive torque are expressed in movements the drive unit, in particular in roll motions. The rolling motions cause more or less strong shock excitations on engine mounts, some of them via engine mounts be transferred to the vehicle body. The vehicle body can the shock excitations, which partially transferred to the vehicle body be recorded in one place and to other parts of the vehicle body hand off. Thus, the shock excitations are also at attachment points transmitted from vehicle seats in the vehicle. At these attachment points the shocks are in turn transmitted to the vehicle seat and perceived by a vehicle occupant. Depending on the intensity or frequency spectrum of shocks to the vehicle occupant perceives from the vehicle seat, the vehicle occupant is the vehicle assign a more or less good comfort behavior.

Um das Schwingungsverhalten des Fahrzeugsitzes aufgrund der durch die Motorbewegungen verursachten Stößen an den Motorlagern insbesondere an einem Prüfstand ohne Fahrzeugkarosserie zu ermitteln, wird zunächst das Übertragungsverhalten ermittelt. Dieses kann dadurch ermittelt werden, indem an einem Fahrzeug mittels Versuchsreihen Stoßanregungen unterschiedlichster Frequenzspektren und Amplituden auf die Motorlager aufgebracht werden, welche die Motorbewegungen in unterschiedlichen Betriebszuständen nachbilden. Nun wird am Fahrzeugsitz gemessen, welche Schwingungen, insbesondere welches Frequenzspektrum und welche Amplitude dort auftreten. Hieraus ergibt sich das Übertragungsverhalten der Fahrzeugkarosserie zwischen Motorlagerstellen und Sitz bzw. zwischen Motorlagerstellen und entsprechender Position am Sitz, wo die auftretenden Schwingungen auf den Fahrzeuginsassen übertragen werden. Dadurch werden Übertragungsfunktionen ermittelt.Around the vibration behavior of the vehicle seat due to the. By the Motor movements caused bumps on the engine mounts especially on a test stand without vehicle body First, determine the transmission behavior determined. This can be determined by adding to a Vehicle by means of test series shock excitations of various kinds Frequency spectra and amplitudes are applied to the engine mounts, which the engine movements in different operating conditions replicate. Now it is measured at the vehicle seat, which vibrations, in particular which frequency spectrum and which amplitude there occur. This results in the transmission behavior the vehicle body between engine mounts and seat or between engine bearings and corresponding position on the seat, where transmit the vibrations occurring to the vehicle occupants become. As a result, transfer functions are determined.

Es können ferner Messreihen aufgenommen werden, bei welchen der Fahrzeugsitz oder eine bestimmte Stelle am Fahrzeugsitz, beispielsweise im Bereich der Nackenstütze mit bestimmten Schwingungen beaufschlagt werden. Der Fahrer beurteilt hieraus ein Komfortverhalten auf einer Skala von 0, sehr gut, bis 10, sehr schlecht. Hierdurch kann eine Korrelation zwischen den auftretenden Schwingungen am Fahrzeugsitz, insbesondere an der Nackenstütze, und dem subjektiven Empfinden des Fahrers über das Komfortverhalten des Fahrzeugs hergestellt werden. Kombiniert mit der Übertragungsfunktion kann eine Korrelation zwischen Motorbewegung und zu erwartendem Komfortempfinden eines Fahrzeuginsassen hergestellt werden.Furthermore, measurement series can be recorded in which the vehicle seat or a specific location on the vehicle seat, for example in the area of the neck support, is subjected to specific vibrations. The driver judges from this a comfort behavior on a scale from 0, very good, to 10, very bad. This allows a correlation between the vibrations occurring at the vehicle seat, in particular at the neck and the subjective feeling of the driver about the comfort behavior of the vehicle. Combined with the transfer function, a correlation can be established between engine movement and expected comfort feeling of a vehicle occupant.

Dabei kann nicht nur der Fahrzeugsitz zur Übertragung von Stoßanregungen vom Fahrzeug auf den Fahrzeuginsassen dienen. Vielmehr können alternativ oder in Kombination sämtliche Schnittstellen zwischen Fahrer und Fahrzeug, insbesondere auch Lenkrad, Pedal oder Bodenblech zur Erfassung der Übertragung stoßartigen Anregungen dienen. Es kann auch die Übertragung von Stoßanregungen vom Fahrzeug auf den Fahrzeuginsassen über Luftschallwellen erfolgen.there Not only the vehicle seat can transmit shock stimuli from the vehicle to the vehicle occupants. Rather, you can alternatively or in combination all interfaces between Driver and vehicle, especially steering wheel, pedal or floor panel to record the transmission bursty suggestions serve. It can also be the transmission of shock stimuli from Vehicle on the vehicle occupants via airborne sound waves respectively.

Die erfasste Bewegung der Antriebseinheit kann mit zuvor von Stoßanregungen vom Fahrzeug erfassten Bewegungsmustern von Antriebseinheiten verglichen werden und insbesondere auf Unterschiede hin untersucht werden.The detected movement of the drive unit can with previously of shock excitations From the vehicle detected movement patterns of drive units compared and in particular for differences.

Dabei kann die mittels des genannten Verfahrens ermittelte Bewegung der Antriebseinheit mit zuvor erfassten abgespeicherten, insbesondere Sollbewegungsmustern bei insbesondere gleichen Bedingungen verglichen werden. Ergeben sich Abweichungen zwischen den ermittelten Bewegungen und den zuvor erfassten abgespeicherten Bewegungsmustern, kann dies auf Fehler hindeuten. Insbesondere können auf diese Art ein instationärer Drehmomentverlauf, unerwünschte Drehmomentesschwankungen bis hin zu Zündaussetzern sowie sonstige in der Regel unerwünschte Betriebszustände erkannt werden und dadurch insbesondere auf mögliche Fehler an Komponenten des Fahrzeugs, insbesondere am Antriebstrang, hinweisen.there can be determined by means of said method movement of the Drive unit with previously recorded stored, in particular Sollbewegungsmustern compared in particular the same conditions become. If deviations occur between the determined movements and the previously acquired stored motion patterns, this can indicate an error. In particular, in this way a transient torque curve, unwanted Torque fluctuations to misfires as well other usually unwanted operating conditions be recognized and thus in particular for possible errors to indicate components of the vehicle, in particular the drive train.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können auch Veränderungen im laufenden Betrieb, insbesondere Verschleißerscheinung erfasst werden. Durch insbesondere einen fortgeschrittenen Kupplungsverschleiß können sich zeitliche Verzögerungen bei der Beschleunigung von der Kupplung nachgelagerter Teile des Antriebesstrangs ergeben. Diese verzögerte Beschleunigung lässt sich ebenfalls über die Bewegung der Antriebseinheit ermitteln.By the inventive method can also changes during operation, especially wear and tear be recorded. In particular by an advanced clutch wear can delays in the acceleration of give the clutch downstream parts of the drive train. These delayed acceleration can also be over determine the movement of the drive unit.

Zu den von dem erfindungsgemäßen Verfahren erfassbaren Verschleißerscheinungen zählt auch eine Verschlechterung der Eigenschaften der Motorlagerung, insbesondere ein Verspröden von Lagern mit Elastomeren. Eine Veränderungen der elastischen Eigenschaften der Motorlager hat zur Folge, dass bei gleichen Bedingungen die Bewegungen der Antriebseinheit bei verschlissenen Elastomerlagern verändert gegenüber den Bewegungen bei neuen Elastomerlagern sind. Dadurch werden sich auch die Stoßanregungen aufgrund der Wankbewegungen auf die Karosserie verändern, die sich wiederum in für den Fahrer bemerkbaren Stößen an der Fahrzeugkarosserie bemerkbar machen. Durch die Messung der Bewegung der Antriebseinheit kann ein bestimmter Verschleißgrad der Lagerungen festgestellt werden. Hierdurch kann entweder im Normalbetrieb oder während der Überprüfung des Fahrzeugs in einer Werkstatt der fortgeschrittene Verschleiß der Elastomerlager nachgewiesen werden und gegebenenfalls ein Austausch veranlasst werden.To the detectable by the method according to the invention Wear is also a factor in deterioration the properties of the engine mount, in particular an embrittlement of bearings with elastomers. A change of the elastic Characteristics of the engine mount results in the same conditions changed the movements of the drive unit with worn elastomeric bearings are opposite to the movements of new elastomeric bearings. This will also shock excitations due to the Rolling movements on the body change, in turn in bumps noticeable to the driver make noticeable on the vehicle body. By measuring the Movement of the drive unit can be a certain degree of wear the bearings are detected. This can be either in normal operation or while checking the vehicle in a workshop the advanced wear of elastomeric bearings be detected and, if necessary, an exchange initiated become.

Die Bewegung der Antriebseinheit kann anhand zumindest einer Wegmessung erfasst werden. Alternativ oder in Kombination hierzu kann die Bewegung der Antriebseinheit anhand zumindest einer Verdrehwinkelmessung erfasst werden. Alternativ oder in Kombination hierzu kann die Bewegung der Antriebseinheit anhand zumindest einer Beschleunigungsmessung erfasst werden. Alternativ oder in Kombination hierzu kann die Bewegung der Antriebseinheit anhand zumindest einer Lagerkraftmessung erfasst werden. Es wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zur Vorrichtung verwiesen.The Movement of the drive unit can be based on at least one displacement measurement be recorded. Alternatively, or in combination with this, the movement the drive unit based on at least one Verdrehwinkelmessung be recorded. Alternatively, or in combination with this, the movement the drive unit based on at least one acceleration measurement be recorded. Alternatively, or in combination with this, the movement the drive unit detected by at least one bearing force measurement become. It is on the relevant statements directed to the device.

Die vorliegenden Verfahren können im Fahrzeug bzw. Fahrzeugprüfstand oder an einem Motorprüfstand durchgeführt werden. Der Motorprüfstand weist eine Bremseinrichtung auf, um ein Bremsmoment aufzubringen. Dabei können auf einfache Art die Motorbewegungen in verschiedensten Betriebszuständen ermittelt werden. Insbesondere über die bereits angesprochenen Korrelationen kann auch ohne ein reales Fahrzeug ein zu erwartendes Komfortempfinden von Fahrzeuginsassen ermittelt werden.The The present method can be used in the vehicle or vehicle test bench or performed on an engine test bench. The engine test bench has a braking device to apply a braking torque. It can be on easy Type the motor movements in various operating conditions be determined. In particular, about the already mentioned Correlations can be expected even without a real vehicle Comfort feeling of vehicle occupants are determined.

Alternativ können Verfahren auch an einem Fahrzeug durchgeführt werden. Insbesondere bietet sich die Durchführung am Fahrzeug bei der Fehlerermittlung an. Aber auch Fehlerermittlungen am Motorprüfstand können sinnvoll sein, insbesondere bei der Auswertung von Dauerbelastungstests einer Antriebseinheit.alternative Methods can also be performed on a vehicle become. In particular, offers the implementation of the vehicle during error detection. But also fault investigations on the engine test bench may be useful, especially in the evaluation of Continuous load tests of a drive unit.

Die mittels der Bewegung der Antriebseinheit ermittelbaren Schwankungen im Antriebsmoment können für eine Synchronisation mehrerer Antriebsquellen in einem Fahrzeug verwendet werden. Insofern können insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine und ein Elektromotor, wie sie insbesondere gemeinsam in einem Hybrid-Fahrzeug verwendet werden, zueinander synchronisiert werden.The By means of the movement of the drive unit detectable fluctuations in the drive torque can for a synchronization multiple drive sources used in a vehicle. insofar can in particular an internal combustion engine and an electric motor, as in particular common in a hybrid vehicle used to be synchronized with each other.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt:Further Advantages, features and applications of the present Invention will become apparent from the following description in conjunction with the figures. It shows:

1 schematisch eine Verbrennungskraftmaschine; 1 schematically an internal combustion engine;

2 ein Diagramm mit verschiedenen Sensorwerten des Motors; 2 a diagram with different sensor values of the engine;

3 ein Diagramm mit weiteren verschiedenen Sensorwerten des Motors. 3 a diagram with further different sensor values of the engine.

1 zeigt schematisch eine Verbrennungskraftmaschine 1 mit einem Motorgehäuse, welches einen Zylinderblock 2, ein Kurbelgehäuse 6 und Lageransätze 4 umfasst. An einer Kurbelwelle 3 liegt ein Antriebsmoment M_A an. Es sind ferner Lageransätze 4 des Motors 1 zu erkennen. Unterhalb der Lageransätze 4 sind separate Feder-Dämpferelemente 5 angeordnet, welche auf nicht dargestellten Lageransätzen einer Karosserie eines nicht dargestellten Fahrzeugs oder eines Motorprüfstandes aufliegen können. Die Feder-Dämpferelemente 5 sind im vorliegendem Fall als Elastomerlager 5 ausgestaltet und sind elastisch bzw. flexibel ausgebildet. Es können auch andere Feder-Dämpferelemente verwendet werden. Die Drehrichtung der Kurbelwelle ist mittels eines Pfeils 7 markiert. Aufgrund des Antriebsmomentes M_A welches auf der Kurbelwelle 3 anliegt, kommt es zu einem Reaktionsmoment M_R, welches auf das Motorgehäuse wirkt. Die Richtung des Reaktionsmomentes M_R ist durch den Pfeil 8 dargestellt. Das Reaktionsmoment M_R bewirkt Lagerkräfte F_L an den Elastomerlagern 5. Aufgrund der Elastizität der Elastomerlager 5 werden diese je nach Richtung des Antriebsmoments gedehnt oder gestaucht, so dass sich eine Wegänderung an den Lageransätzen 4 des Motors 1 ergibt. Eine dieser Wegänderungen wird mittels eines Wegsensors 9 ermittelt. Es können alternativ aber auch sämtliche Lageransätze 4 bzw. Elastomerlager 5 mit einem Wegsensor 9 ausgestattet sein Der Wegsensor 9 ist mit einer nicht dargestellten Auswerteeinrichtung in Form eines Computers verbunden. Die Verbrennungskraftmaschine 1 wird von einer nicht dargestellten Motorsteuereinheit definierten statischen und dynamischen Betriebszuständen unterworfen. 1 schematically shows an internal combustion engine 1 with a motor housing, which has a cylinder block 2 , a crankcase 6 and bearing approaches 4 includes. On a crankshaft 3 is a drive torque M _A. There are also storage approaches 4 of the motor 1 to recognize. Below the stock approaches 4 are separate spring-damper elements 5 arranged, which can rest on not shown bearing approaches a body of a vehicle, not shown, or a motor test bench. The spring-damper elements 5 are in the present case as elastomeric bearings 5 configured and are elastic or flexible. Other spring damper elements may be used. The direction of rotation of the crankshaft is by means of an arrow 7 marked. Due to the drive torque M _A which on the crankshaft 3 is applied, there is a reaction torque M _R , which acts on the motor housing. The direction of the reaction torque M _R is indicated by the arrow 8th shown. The reaction torque M _R causes bearing forces F _L on the elastomer bearings 5 , Due to the elasticity of the elastomeric bearings 5 These are stretched or compressed depending on the direction of the drive torque, so that a path change to the bearing approaches 4 of the motor 1 results. One of these path changes is by means of a displacement sensor 9 determined. Alternatively, all bearing approaches can be used 4 or elastomeric bearings 5 with a displacement sensor 9 be equipped The displacement sensor 9 is connected to an evaluation device, not shown, in the form of a computer. The internal combustion engine 1 is subjected to static and dynamic operating conditions defined by a motor control unit, not shown.

In alternativen Ausführungsformen können die Bewegungen des Motors 1 auch mittels Winkelmessgeräten, Beschleunigungsmessgeräten und/oder Lagerkraftmessgeräten ermittelt werden. Bei der Verwendung von Lagerkraftmessgeräten sind die ermittelten Kräfte an den Lagern mit den Federkonstanten der Elastomerlagerungen entsprechend rechnerisch zu kombinieren um zur Wegänderung zu gelangen. Es kann aus den Lagerkräften unter Berücksichtigung des Abstandes der Lageransätze zu einer Drehachse des Reaktionsmomentes direkt auf das Reaktionsmoment geschlossen werden.In alternative embodiments, the movements of the engine 1 also be determined by means of angle encoders, accelerometers and / or bearing force gauges. When using bearing force measuring devices, the determined forces at the bearings are to be mathematically combined with the spring constants of the elastomer bearings in order to arrive at the path change. It can be concluded from the bearing forces, taking into account the distance between the bearing approaches to a rotational axis of the reaction torque directly to the reaction torque.

Die verschiedenen genanten Messgeräte können beliebig miteinander kombiniert werden.The different genanten measuring devices can arbitrarily be combined with each other.

2 zeigt verschiedene Sensorwerte des Motors beim Anlasserstart. Die Abszisse stellt die Zeit t in Sekunden dar. Die Ordinate stellt die jeweiligen Sensorwerte dar. Mit dem Bezugzeichen 10 ist die Lagerreaktion eines Elastomerlagers 5 in mm × 10^–2 aufgetragen. Die Zahlenwerte auf der linken Seite des Diagramms sind hierfür maßgebend. Mit dem Bezugszeichen 11 ist die Drehzahl des Motors in 1 U/min aufgetragen. Hierfür sind die Zahlenwerte auf der rechten Seite des Diagramms maßgeblich. Mit dem Bezugszeichen 12 ist der Verlauf des Saugrohrdrucks in mbar aufgetragen. Hierfür sind die Zahlenwerte auf der rechten Seite des Diagramms maßgeblich. 2 shows different sensor values of the engine at the starter start. The abscissa represents the time t in seconds. The ordinate represents the respective sensor values. With the reference symbol 10 is the bearing reaction of an elastomeric bearing 5 in mm × 10 ^-2 applied. The numerical values on the left side of the diagram are decisive for this. With the reference number 11 the speed of the motor is plotted in 1 rpm. The numerical values on the right side of the diagram are decisive for this. With the reference number 12 the curve of the intake manifold pressure is plotted in mbar. The numerical values on the right side of the diagram are decisive for this.

Zum Zeitpunkt t = 0 s ist das Wegsensorsignal Δx = 0, was darauf schließen lässt, dass sich der Motor in seiner Ruheposition befindet. Ebenfalls zu erkennen ist, dass die Drehzahl n zum Zeitpunkt t = 0 ebenfalls 0 ist.To the Time t = 0 s is the distance sensor signal Δx = 0, indicating that concludes that the engine is in his Rest position is located. It can also be seen that the speed n is also 0 at time t = 0.

Während des Anlassvorgangs, welcher beispielsweise mit dem Betätigen des Zündschlüssels oder dem Startknopf eines Kraftfahrzeugs eingeleitet wird, wird von dem Motor ein Drehmoment M_A aufgebaut. Das Antriebsdrehmoment verursacht ein Ansteigen der Drehzahl n. Zugleich ist zu erkennen, dass das Wegsensorsignal einen von 0 unterschiedlichen Wert annimmt. Insbesondere in dem Bereich zwischen t = 0,2 s und t = 0,6 s ist ein erhebliches Schwingen der Drehzahl zu erkennen, welches einhergeht mit einem großen Ausschwingen des Wegsensorsignals. In diesem Zustand befindet sich der Motor in einem sehr unruhigen Lauf, welcher mit erheblichen Schwankungen im Antriebsmoment einhergeht, welche über die Motorbewegung erkennbar sind. Insbesondere zum Zeitpunkt t = 0,56 s ist ein erheblicher Ausschlag des Wegsensorsignals zu erkennen. Dieser deutet auf ein hohes Schwanken des Antriebmomentes hin, welches sich für den Fahrzeuginsassen in deutlichen Karosseriestößen oder Karosserievibrationen bemerkbar machen kann. Dieser erhebliche Ausschlag wird durch die erste Verbrennung erzeugt. Anhand derartiger Wegsensorverläufe, welche auf Motorbewegungen sowie Schwankungen im Antriebsmoment beim Anlasserstart hinweisen können, kann eine Verbesserung der Motorsteuerung vorgenommen werden. Verbesserte Motorsteuerungen weisen sich durch verringerte Schwankungen im Antriebsmoment aus, welche wiederum verringerte Motorbewegungen, insbesondere Wankbewebungen des Motors erzeugen.During the starting process, which is initiated for example with the actuation of the ignition key or the start button of a motor vehicle, a torque M _{A is} built up by the engine. The drive torque causes an increase in the rotational speed n. At the same time it can be seen that the displacement sensor signal assumes a value other than 0. In particular, in the range between t = 0.2 s and t = 0.6 s, a significant swinging of the speed can be seen, which is associated with a large decay of the displacement sensor signal. In this state, the engine is in a very troubled run, which is associated with significant fluctuations in the drive torque, which are recognizable by the engine movement. In particular, at the time t = 0.56 s, a significant deflection of the displacement sensor signal can be seen. This indicates a high fluctuation of the drive torque, which can make itself noticeable to the vehicle occupants in significant body shocks or body vibrations. This significant rash is generated by the first burn. Based on such Wegsensorverläufe, which may indicate engine movements and fluctuations in the drive torque at the starter start, an improvement of the engine control can be made. Improved engine controls are characterized by reduced fluctuations in drive torque, which in turn produce reduced engine motions, particularly roll motions of the engine.

3 zeigt weitere Sensorwerte während des Anlasserstartvorgangs, wie er bereits in 2 dargestellt ist. Es ist identisch zu 2 die Verlaufskurve der Drehzahl 11 dargestellt. Zusätzlich ist der Kraftstoffdruck in bar in einer Verlaufskurve 13 dargestellt. Die Zahlenwerte auf der linken Seite des Diagramms sind hierfür maßgebend. Ferner sind Zylinderdruckkurven 14₁ bis 14₄ der vier Zylinder der verwendeten Verbrennungskraftmaschine gezeigt. Die Zahlenwerte auf der linken Seite des Diagramms sind hierfür maßgebend. Es ist zu erkennen, dass die in 2 gezeigten lokalen Spitzen im Wegsensorverlauf im zeitlichen Zusammenhang stehen mit dem jeweiligen Zuschalten der vier Zylinder. 3 shows further sensor values during the starter starting process, as already described in 2 is shown. It is identical to 2 the curve of the speed 11 shown. In addition, the fuel pressure in bar is in a progression curve 13 shown. The numerical values on the left side of the diagram are decisive for this. Further, Zylin derdruckkurven 14 ₁ to 14 ₄ shown the four cylinders of the internal combustion engine used. The numerical values on the left side of the diagram are decisive for this. It can be seen that the in 2 shown local peaks in the Wegsensorverlauf in temporal context with the respective connection of the four cylinders.

Die in 2 und 3 gezeigten Verlaufskurven zeigen die Zustände des Motors in einem störungsfreien Betrieb bei unverschlissenen Bauteilen wie Kupplung oder Motorlager. Im störungsbehafteten Betrieb können einzelne Werte hiervon abweichen. Insbesondere kann sich dies an der Verlaufskurve und der Amplitudenhöhe des Wegesensorwertes widerspiegeln. Daher sind Abweichungen von der in 2 gezeigten Wegsensorsignalkurve 10 als Anzeichen für Beschädigungen, insbesondere Verschleiß einzelner Bauteile am Antriebsstrang zu betrachten.In the 2 and 3 Traces show the conditions of the engine in a trouble-free operation with unworn components such as clutch or engine mounts. In faulty operation, individual values may deviate from this. In particular, this may be reflected in the trajectory and the amplitude of the path sensor value. Therefore, deviations from the in 2 shown Wegsensorsignalkurve 10 as an indication of damage, especially wear of individual components on the drive train to consider.

11: VerbrennungskraftmotorInternal combustion engine
22: Zylinderblockcylinder block
33: Kurbelwellecrankshaft
44: Lagersätzebearings
55: Elastomerlagerelastomeric bearings
66: Kurbelgehäusecrankcase
77: Richtung des Antriebsmomentesdirection of the drive torque
88th: Richtung des Reaktionsmomentesdirection the reaction torque
99: Wegsensordisplacement sensor
1010: Verlauf des Wegsensorsignalscourse of the path sensor signal
1111: Verlauf der Drehzahlcourse the speed
1212: Verlauf des Saugrohrdruckscourse the intake manifold pressure
1313: Verlauf des Kraftstoffdruckscourse the fuel pressure
1414: Verlauf des Zylinderdruckscourse of the cylinder pressure
M_A M _A: Antriebsmomentdrive torque
M_R M _R: ReaktionsmomentKickback
F_L F _L: Lagerkraftbearing force

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

AT 009782 U2 [0012]
- EP 0846945 B1 [0013]

Claims

Device for assessing the static and / or dynamic operating state of a drive unit having at least one drive shaft ( 1 ) for a vehicle, with a receiving device for receiving the drive unit and a control device, with which the drive unit is subjected to defined static and / or dynamic operating states, characterized in that the receiving device is an elastic bearing device ( 5 ), by which the drive unit ( 1 ) is supported in such a way that it undergoes a defined movement under the effect of torque fluctuations on the drive shaft and that at least one sensor device ( 9 ) is provided to detect the movement of said drive unit, as well as at least one evaluation device, which is provided for detecting and processing the measurement signals generated or changed by said at least one sensor device.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the sensor device ( 9 ) comprise at least one, in particular a plurality of position encoders.

Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the sensor device ( 9 ) comprise at least one, in particular a plurality of angle measuring devices.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor device ( 9 ) comprise at least one, in particular a plurality of accelerometers.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor device ( 9 ) comprise at least one, in particular a plurality of bearing force measuring devices.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor device ( 9 ) is attached to the drive unit.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sensor device ( 9 ) is arranged at a distance from a drive shaft axis of the drive unit, wherein the distance corresponds to at least one distance of a cylinder head to the drive shaft axis.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sensor device ( 9 ) on the elastic bearing device ( 5 ) is attached.

Method for assessing the static and / or dynamic operating state of at least one drive shaft having drive unit for a vehicle, with a Receiving device for receiving the drive unit, characterized in that the receiving device has an elastic bearing device, by which the drive unit is supported in such a way that they are under the action of torque fluctuations on the drive shaft undergoes a defined movement and that at least one Sensor device is provided, which controls the movement of this drive unit detected, wherein the generated by the at least one sensor device or changed measurement signals from an evaluation unit be captured and processed.

Method according to the preceding claim, characterized characterized in that the static and / or dynamic operating state based on at least one correlation from the movement of the drive unit Is evaluated.

Method according to claim 9, characterized in that the detected movement of the drive unit ( 1 ) is compared with previously detected by shock excitations motion patterns of drive units, in particular for differences is examined.

Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the movement of the drive unit based at least one displacement measurement is detected.

Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that the movement of the drive unit based at least one Verdrehwinkelmessung is detected.

Method according to one of claims 9 to 13, characterized in that the movement of the drive unit based at least one acceleration measurement is detected.

Method according to one of claims 9 to 14, characterized in that the movement of the drive unit based at least one bearing force measurement is detected.

Method according to one of claims 9 to 15, characterized in that the method on an engine test bench is carried out.

Method according to one of claims 9 to 15, characterized in that the method is performed on a vehicle becomes.