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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Betriebsmittelundichtigkeiten in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Motorraum und/oder in den Radkästen eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
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Mit einem allgemein bekannten, gattungsgemäßen Verfahren wird bisher nach einem Rollenbetrieb oder einer Straßenfahrt eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines PKWs dessen Unterbodenverkleidung, soweit diese vorhanden ist bzw. auch nur teilweise entfernt und eine optische Inspektion, zum Beispiel im Motorraum und/oder den Radkästen, durch einen geschulten Mitarbeiter auf Betriebsmittelundichtigkeiten, insbesondere auf Undichtigkeiten von Kraftstoff, Öl, Bremsflüssigkeit oder Kühlerflüssigkeit durchgeführt. Eine solche optische Inspektion wird gegebenenfalls auch nach einer Straßenfahrt durch Regen durchgeführt. Feuchte/nasse Stellen, die auf eine Betriebsmittelundichtigkeit hinweisen können, werden bei einer solchen Inspektion vom Mitarbeiter erkannt, wobei Unterscheidungen zwischen (unkritischem) Wasser und ausgetretenem Betriebsmittel sowie die Art des Betriebsmittels anhand auffälliger Tropfen oder Tropfnasen sowie durch Farbe oder Geruch gegebenenfalls direkt durch den Mitarbeiter identifiziert werden können.
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Weiter ist ein Verfahren zur Erfassung von Regenundichtigkeiten eines Fahrzeuginnenraums zur Außenseite hin bekannt (
EP 0016656 A1 ), bei dem durch Luftdruckunterschiede unterschiedliche Temperaturen mittels Thermographieverfahren detektiert werden. Bei einem ähnlichen bekannten Verfahren (
DE 102 39 995 A1 ) wird ein höherer Luftdruck im Innenraum eines Fahrzeugs gegenüber dem Außenraum mittels der Klimaanlage erzeugt. Eine Detektion von Regenundichtigkeiten erfolgt hier mit Wärmebildkameras mittels Thermographieverfahren. Mit den beiden vorstehenden Verfahren werden keine Betriebsmittelundichtigkeiten erkannt.
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Bei einem weiteren Verfahren zur Überprüfung der Regendichtigkeit eines Innenraums eines Fahrzeugs (
DE 10 2013 012 418 A1 ) wird ein Medium in den Innenraum eingebracht, welches an undichten Stellen austritt und dort mittels einer Kamera zur Detektion der undichten Stelle erfasst wird. Damit sollen die Undichtigkeiten des Fahrzeuginnenraums detektiert werden, durch die Regen eintreten kann, so dass vom Fahrzeughersteller keine Regenprobe durchgeführt werden muss und diese eingespart werden kann. Eine Erkennung von Betriebsmittelundichtigkeiten im Motorraum und/oder den Radkästen ist hier weder vorgesehen noch möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs beschriebene, gattungsgemäße Verfahren zur Erkennung von, insbesondere im Motorraum und/oder in den Radkästen, auftretenden fahrzeugseitigen Betriebsmittelundichtigkeiten zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mit wenigstens einer, vorzugs- bzw. beispielsweise robotergesteuert bewegbaren, Thermographiekamera an einer auf Betriebsmittelundichtigkeit zu untersuchenden Stelle des Fahrzeugs, insbesondere im Motorraum und/oder in wenigstens einem der Radkästen, wenigstens eine Aufnahme als Wärmebild gemacht und mittels einer Auswerteeinrichtung (die insbesondere eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung ist) wenigstens eine feuchte bzw. nasse Stelle (nachfolgend als feuchte/nasse Stelle bezeichnet) mit anhaftender Flüssigkeit im Wärmebild, insbesondere durch die Erfassung und Erkennung von Verdunstungskälte im Wärmebild, als potentielle Undichtigkeitsstelle lokalisiert wird. Die Verdunstungskälte anhaftender Flüssigkeiten kann in Wärmebildern durch zum Beispiel andere Verfärbungen im Vergleich zu der Umgebung erkannt werden. Für eine automatisierte Erkennung kann insbesondere ein digitales Wärmebild in der Auswerteeinrichtung mittels eines Bildverarbeitungsalgorithmus analysiert werden, wobei die Lage potentieller Undichtigkeitsstellen festgestellt und für weitere detaillierte Analysen gespeichert wird.
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Die mittels Thermographie relativ schnell, einfach und kostengünstig als potentielle Undichtigkeitsstelle erkannte feuchte/nasse Stelle wird anschließend, vorzugsweise automatisiert und/oder mittels einer Auswerteeinrichtung, in einem weiteren Verfahrensschritt und somit zusätzlich bzw. in Kombination zum vorstehenden Thermographieverfahren einer weiteren Analyse, insbesondere einer Konturanalyse und/oder einer Fluorophorreaktionsanalyse (das heißt einer Analyse, ob eine fluorphore Reaktion stattfindet) und/oder einer Verdunstungstemperaturanalyse, unterzogen, um die Flüssigkeitsart der Flüssigkeit oder der Flüssigkeiten der erkannten feuchten/nassen Stelle zu bestimmen und entsprechend zuzuordnen. Hierzu kann bevorzugt, alternativ oder in Kombination, wenigstens einer der folgenden konkreten Verfahrensschritte durchgeführt werden:
Für die Bestimmung und Zuordnung der Flüssigkeitsart der lokalisierten Flüssigkeit/Flüssigkeiten kann wenigstens eine Kontur erfasst und mittels einer Auswerteeinrichtung analysiert und entsprechend einer bestimmten Flüssigkeitsart zugeordnet werden. In einer Konkretisierung dieses Verfahrensschritts wird die wenigstens eine Kontur, insbesondere eine Tropfenform und/oder ein Umfangsverlauf, der feuchten/nassen Stelle mit wenigstens einer, vorzugsweise robotergesteuert bewegbaren, bildgebenden Kamera, vorzugsweise einer Digitalkamera, und/oder mittels wenigstens einen Endoskops aufgenommen. Diese aufgenommene wenigstens eine Kontur wird mittels einer Auswerteeinrichtung automatisiert und/oder gegebenenfalls durch Augenschein analysiert und soweit möglich bereits einer bestimmten Flüssigkeitsart zugeordnet. Bei einer solchen Analyse kann insbesondere anhaftendes (unkritisches) Wasser, beispielsweise nach einer Regenfahrt, von einem ausgetretenen Betriebsmittel durch Konturenunterschiede erkannt werden, so dass gegebenenfalls weitere Untersuchungen und Verfahrensschritte an einer solchen Stelle nicht mehr erforderlich sind. Unter einem Endoskop werden vorstehend und auch nachstehend sämtliche Geräte verstanden, mit denen ein endoskopisches Verfahren durchgeführt werden kann, unabhängig davon, ob diese als starre oder flexible Endoskope oder ob diese mit einer Kamera oder mit einer starren oder beweglichen Optik ausgebildet sind. Ausdrücklich sollen auch Boroskope, Technoskope, Autoskope, Intraskope, Fiberskope, Flexoskope, Videoskope, um nur einige Beispiele zu nennen, unter den allgemeinen Oberbegriff Endoskope fallen. Besonders bevorzugt ist ein Endoskopaufbau, bei dem sich am freien Ende eine Kamera befindet, die ein Bild aufnimmt und dieses an die Auswerteeinrichtung weiterleitet. Mittels eines Endoskops kann zum Beispiel auch, zum Beispiel über Glasfasertechnik, einfachst von außen Licht eingebracht werden, sofern dies gewünscht bzw. erforderlich sein sollte.
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Alternativ oder zusätzlich kann für eine weitere detaillierte Analyse einer lokalisierten feuchten/nassen Stelle bei einem, wenigstens einen Farbstoff bzw. Fluorophor als Bestandteil aufweisenden Betriebsmittel für eine Bestimmung und/oder Zuordnung der Flüssigkeitsart an einer lokalisierten feuchten/nassen Stelle wenigstens eine fluorophore Reaktion mittels einer Auswerteeinrichtung erfasst, analysiert und zugeordnet werden. Dabei wird die Kenntnis genutzt, dass die im Fahrzeug verwendeten Betriebsmittel regelmäßig beigemengte Fluorophore enthalten (d. h., dass den Betriebsmitteln regelmäßig Farbstoffe, gegebenenfalls auch nur in sehr geringen Konzentrationen; beigemengt werden, wobei diese Farbstoffe ein fluorophores Verhalten zeigen), über die bei einer Analyse der zugeordneten fluorophoren Reaktion ein bestimmtes Betriebsmittel erkannt und gegebenenfalls von anderen Betriebsmitteln unterschieden werden kann. In einer Konkretisierung dieses Verfahrensschrittes soll auch dieser vorzugsweise weitestgehend bzw. vollständig automatisiert durchgeführt werden, indem eine mittels Thermographie lokalisierte feuchte/nasse Stelle mit einer definierten elektromagnetischen Strahlung, insbesondere mit Licht einer definierten Wellenlänge, angestrahlt wird, sodass der Farbstoff im ausgetretenen Betriebsmittel fluorophor reagiert und eine elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich emittiert, die mittels wenigstens einer, vorzugsweise robotergesteuert bewegbaren, Kamera und/oder mittels wenigstens eines Endoskops aufgenommen wird, wobei mittels der Auswerteeinrichtung anhand der Aufnahme ein bestimmtes Fluorophor in einem ausgetretenen Betriebsmittel erkannt und diesem zugeordnet wird. Als Kamera wird hier beispielsweise eine normale bzw. bildgebende Digitalkamera verwendet, die mit einem oder mehreren optischen Bandpaßfiltern – zum Beispiel auf einem Revolverkopf oder ähnliches – für die unterschiedlichen Emissionsmaxima ausgestattet ist.
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Dazu wird bevorzugt mit wenigstens einer Lichtquelle (bei mehreren Lichtquellen möglichst unterschiedlich farbigen Lichtquellen), gegebenenfalls auch UV-nahen Lichtquelle, zum Beispiel einem Laser, LEDs etc., gegebenenfalls auch möglichst nahe der Wellenlänge des Anregungsmaximums des aufzufindenden Fluorophors, der vorher mittels Thermographieverfahren detektierte Bereich angestrahlt und mittels eines optischen Bandfilters vor dem Objektiv der (zweiten) Kamera nur der Bereich der Wellenlängen des möglichen Reaktionsergebnisses durchgelassen. Die Anregung mittels der Lichtquelle erfolgt zum Beispiel schmalbandig, um eine aussagekräftige fluorophore Reaktion zu erhalten, kann jedoch bei entsprechender Filterung, zum Beispiel mittels eines Kammfilters, gegebenenfalls auch breitbandig erfolgen. Bei einer Bestrahlung mit beispielsweise 390 nm (UV-nah, violett) leuchtet der Stoff dann beispielsweise in Blau mit 450 nm, oder bei einer Bestrahlung mit 560 nm (gelb-grün) leuchtet der Soff dann zum Beispiel in Rot mit 635 nm. Jedes Fluorophor und damit jedes ein solches Fluorophor zugeordnet enthaltendes Betriebsmittel hat zudem sein spezifisches Anregungsmaximum und sein spezifisches Emissionsmaximum, wodurch eine besonders eindeutige Bestimmung möglich ist. Außerdem hat jedes Fluorophor auch noch ein spezifisches Absorptionsmaximum, also eine Wellenlänge, die fast verschluckt wird, so dass auch solche deutlich dunkleren Stellen detektiert werden können und damit zu einer Verbesserung des Analyseergebnisses herangezogen werden können.
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Weiter alternativ oder zusätzlich kann eine Auffälligkeit bzw. können Auffälligkeiten im Wärmebild an einer lokalisierten feuchten/nassen Stelle, hervorgerufen durch unterschiedliche Verdunstungstemperaturen, in der Auswerteeinrichtung analysiert und bestimmten Flüssigkeiten zugeordnet werden. Damit wird die Kenntnis genutzt, dass insbesondere Wasser oder Regen eine andere Verdunstungstemperatur aufweist als Treibstoff oder Öle oder Alkohole, sodass damit gegebenenfalls anhaftendes unkritisches Wasser einfach bereits mittels Thermographie festgestellt werden kann. Eine entsprechende Auswertung kann auch hier automatisch mittels eines Bildalgorithmus erfolgen und gegebenenfalls das Analysenergebnis verbessern.
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Gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Verfahrensführung kann der erfindungsgemäße Verfahrensablauf dergestalt ablaufen, dass in einem ersten Verfahrensschritt die wenigstens eine Thermographiekamera und anschließend die wenigstens eine normale, bildgebende Kamera, insbesondere eine Digitalkamera, bzw. wenigstens ein Endoskop zur Konturanalyse und/oder die wenigstens eine normale, bildgebende Kamera bzw. wenigstens ein Endoskop zur Erfassung einer fluorophoren Reaktion gesteuert, insbesondere gesteuert mittels eines oder mehrerer Roboterarme(s), zum Beispiel mittels wenigstens eines „snake-arm robot”, ohne Entfernung eines oder mehrerer Verkleidungsteile(s) durch entsprechend vorgesehene fahrzeugseitige, insbesondere fahrzeugbodenseitige, Öffnungen (zum Beispiel Öffnungen zur Aufnahme und/oder Abstützung von Aggregatteilen), in einen vorzugsweise betriebswarmen Motorraum und/oder in wenigstens einen der Radkästen eingeführt werden. Die mit der Kamera bzw. dem Endoskop aufgenommenen Bilder werden dann mit einer Auswerteeinrichtung verglichen und kombiniert, wodurch automatisiert und/oder zusätzlich durch Augenschein Undichtigkeitsstellen und die dort ausgetretenen Betriebsmittel erkannt und einem bestimmten Betriebsmittel zugeordnet werden. Ebenso ist es denkbar, dass ein Endoskop Bestandteil eines Roboterarmes ist, zum Beispiel in einem „snake-arm” ein Endoskop geführt wird.
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Die sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergebenden Vorteile entsprechen identisch den zuvor in Verbindung mit der Verfahrensführung genannten Vorteilen.
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Anhand einer Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren nochmals beispielhaft erläutert.
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Es zeigen in der einzigen 1:
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1a eine schematische Darstellung eines auf Betriebsmittelundichtigkeiten zu untersuchenden Fahrzeugs; und
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1b–1d Beispiele unterschiedliche Kamerabilder.
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In 1a ist schematisch und lediglich beispielhaft ein Fahrzeug mit einem Robotersystem dargestellt, mit dem unterschiedliche Kameras beispielsweise bzw. bevorzugt in den betriebswarmen Motorraum und/oder in Radkästen eingeführt werden können. Das robotergesteuerte Einführen der Kameras erfolgt hier lediglich beispielhaft und aus Übersichtlichkeitsgründen von oben, kann jedoch selbstverständlich im Rahmen einer Unterflurinspektion auch von unten her erfolgen.
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In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit geöffnetem Motorraumdeckel 2 dargestellt, welches an einem Arbeitsplatz positioniert ist, an dem eventuelle Betriebsmittelundichtigkeiten im Motorraum 3 und in den Radkästen 4 erkannt und nach Lage und Art des Betriebsmittels analysiert werden sollen. Dazu werden mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung 5 und einer Robotersteuerung 12 verschiedene Kameras, insbesondere zur Betrachtung/Untersuchung der Fahrzeugunterseite, mittels Roboterarmen (beispielhaft sind hier drei Roboterarme 6 eingezeichnet) in den Motorraum 3 und die Radkästen 4 eingeführt.
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Mittels wenigstens einer Thermographiekamera wird hier beispielsweise ein potentieller Ort einer Undichtigkeit von flüssigen Betriebsstoffen, beispielsweise von Kühlmittel, Hydrauliköl, Bremsflüssigkeit, Getriebeöl, Motoröl oder Kraftstoff, mittels des Wärmebilds nach 1b erkannt. Aus den dort dargestellten, im Vergleich zur Umgebung dunkleren Stellen wird in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 5 auf eine oder gegebenenfalls mehrere unterschiedliche anhaftende Flüssigkeiten geschlossen.
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Möglichst wird dabei schon durch unterschiedliche optische Abstufungen auf eine unterschiedliche Verdunstung/Verdunstungskälte von Wasser bzw. Kohlenwasserstoffen in Kohlenwasserstoffverbindungen geschlossen. Im vorliegenden Fall soll ein rechter Bereich 6 der dunklen Flecken 7 eine (in der vorliegenden schwarz-/weiß-Zeichnung nicht darstellbare) weniger dunkle Abstufung im Vergleich zum linken Bereich 8 aufweisen. Daraus kann in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 5 bereits darauf geschlossen werden, dass dem linken Bereich 8 keine Betriebsmittelundichtigkeit, sondern anhaftendes Wasser zum Beispiel nach einer Straßenfahrt durch Regen zugeordnet werden kann. Jedenfalls ist nach 1b mittels der bewegungsgesteuerten Thermographiekamera und der Untersuchung von der Fahrzeugunterseite her (Pfeil 9) relativ schnell und einfach eine potentielle Stelle einer Undichtigkeit von Betriebsstoffen ermittelt worden, deren Lage in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 5 abgespeichert wird und die anschließend weiter analysiert wird:
Anschließend wird diese potentielle Undichtigkeitsstelle hier beispielhaft mit einer robotergesteuerten bildgebenden Kamera, insbesondere mit einer Digitalkamera, aufgenommen und dabei das Realbild nach 1c erzeugt. Dieses wird mit seinen Daten der Steuer- und Auswerteeinrichtung 5 zugeführt, wo Konturen bzw. Strukturen, zum Beispiel Tropfenformen, Tropfennasen oder Umfangsverläufe, analysiert werden: im linken Bereich 8 sollen hier beispielsweise Tropfenformen erkannt werden, die anhaftendem Wasser zugeordnet werden können, während im rechten Bereich 6 typische Konturen erfasst worden sind, die Betriebsmitteln zuzuordnen sind, wodurch das mittels des Wärmebilds nach 1b bereits durchgeführte Analysenergebnis für (unkritisches) Wasser im linken Bereich 8 erhärtet wird.
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Weiter kann zusätzlich oder alternativ wenigstens eine bildgebende Kamera, insbesondere eine Digitalkamera, mittels der Steuer- und Auswerteeinrichtung 5 robotergesteuert an die mittels Thermographie erkannte potentielle Stelle einer Undichtigkeit von Betriebsstoffen herangeführt werden. Wird diese Stelle nun zum Beispiel mit einer hier nicht dargestellten Lichtquelle (zum Beispiel mit mehreren unterschiedlich farbigen Lichtquellen) bestrahlt und befindet sich im ausgetretenen Betriebsmittel ein Fluorophor, dann kann mittels der Kamera eine fluorophore Reaktion bildlich erfasst werden (1d). Anhand einer farblich bestimmten fluorophoren Reaktion an einer zugeordneten Stelle 10 (eine beispielsweise grün gefärbte Stelle 10 kann in der vorliegenden schwarz/weiß-Zeichnung nicht wiedergegeben werden) kann dann in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 5 auf einen bestimmten, an dieser undichten Stelle ausgetretenen Betriebsstoff, beispielsweise auf ausgetretenes Motoröl, geschlossen werden.
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Die vollautomatisch festgestellten Daten zur Lage einer Betriebsmittelundichtigkeit sowie die Information über die Art des ausgetretenen Betriebsmittels werden für eine geeignete Nacharbeit gespeichert und angezeigt (schematisch durch Pfeil 11 dargestellt).
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Auch wenn vorstehend das Verfahren beispielhaft in Verbindung mit Kameras erläutert worden ist, versteht es sich, dass die Bildaufnahme selbstverständlich in analoger Weise mittels Endoskopie mit wenigstens einem Endoskop erfolgen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0016656 A1 [0003]
- DE 10239995 A1 [0003]
- DE 102013012418 A1 [0004]
