DE102015225922A1 - Diagnosis of one or more components of a motor vehicle - Google Patents

Diagnosis of one or more components of a motor vehicle

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DE102015225922A1
DE102015225922A1 DE201510225922 DE102015225922A DE102015225922A1 DE 102015225922 A1 DE102015225922 A1 DE 102015225922A1 DE 201510225922 DE201510225922 DE 201510225922 DE 102015225922 A DE102015225922 A DE 102015225922A DE 102015225922 A1 DE102015225922 A1 DE 102015225922A1
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sound signal
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DE201510225922
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Benoit Budiscak
Timo Blon
Marco Ekat
Rouven Ritter
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung wenigstens einer Normabweichung im Verhalten wenigstens einer Komponente (11, 25, 26, 28) eines Verbrennungsmotors (10) und/oder dessen Abgasstrangs (20) in einem Kraftfahrzeug mit einer aktiven Abgasanlage (50) und/oder Ansauganlage, die wenigstens einen Schallaufnehmer (51) und wenigstens einen Schallgeber (52) umfasst. The invention relates to a method for detecting at least one abnormality in the behavior of at least one component (11, 25, 26, 28) of an internal combustion engine (10) and / or the exhaust line (20) in a motor vehicle with an active exhaust system (50) and / or intake system, comprising at least one acoustic sensor (51) and at least one sound generator (52). Es ist vorgesehen, dass ein mittels des wenigstens einen Schallaufnehmers (51) erfasstes Schallsignal ausgewertet und aufgrund eines Ergebnisses der Auswertung auf die wenigstens eine Normabweichung rückgeschlossen wird. It is contemplated that a detected by means of the at least one acoustic sensor (51) sound signal evaluated and a standard deviation is deduced based on a result of the evaluation to said at least.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer Normabweichung im Verhalten einer oder mehrerer Komponenten, die einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder dessen Abgasstrang zugeordnet sind, sowie eine entsprechende Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung. The invention relates to a method for diagnosing an abnormality in the behavior of one or more components associated with an internal combustion engine of a motor vehicle or its exhaust line, and a corresponding computer unit and a computer program for carrying it out.
  • Stand der Technik State of the art
  • Die Diagnose einer Normabweichung im Verhalten einer oder mehrerer Komponenten, die einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder dessen Abgasstrang zugeordnet sind, ist häufig aufwendig. The diagnosis of an abnormality in the behavior of one or more components associated with an internal combustion engine of a motor vehicle or its exhaust line, is often costly. Derartige Normabweichungen können beispielsweise durch mechanische und/oder elektrische Defekte und/oder Alterungsprozesse bedingt sein. Such standard deviations can be caused for example by mechanical and / or electrical defects and / or aging processes.
  • Beispielsweise liefern auch moderne Diagnosegeräte nicht immer exakte Hinweise auf einen Zündspulendefekt. For example, even modern diagnostic devices do not always provide accurate indications of Zündspulendefekt. Insbesondere schwer zu lokalisieren sind "halbtote" Zündspulen, die nur unter bestimmten (Extrem-)Bedingungen fehlerhaft arbeiten. are particularly difficult to locate "half-dead" coils working conditions defective only under certain (extreme). Auch beispielsweise für die Diagnose von Injektorschäden reichen häufig die On-Board-Diagnosemöglichkeiten (OBD) nicht aus; Also, for example, for the diagnosis of Injektorschäden often the on-board diagnostic capabilities (OBD) are not sufficient; insbesondere die Lokalisierung eines defekten Injektors unter mehreren erfordert häufig Werkstattaufenthalte und ist daher für den Fahrer nicht zufriedenstellend. in particular the location of a defective injector among several often requires visits to the workshop and is therefore not satisfactory for the driver.
  • Die vorliegende Erfindung will daher Möglichkeiten schaffen, die es erlauben, einer Normabweichung im Verhalten einer oder mehrerer Komponenten, die einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder dessen Abgasstrang zugeordnet sind, auf einfache und kostengünstige Weise, insbesondere im Betrieb des Kraftfahrzeugs, zu diagnostizieren. therefore, the present invention seeks to provide ways which make it possible to diagnose an abnormality in the behavior of one or more components associated with an internal combustion engine of a motor vehicle or the exhaust gas line in a simple and cost-effective manner, in particular during operation of the motor vehicle.
  • Offenbarung der Erfindung Disclosure of the Invention
  • Vor diesem Hintergrund schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Diagnose einer Normabweichung im Verhalten einer oder mehrerer Komponenten, die einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder dessen Abgasstrang zugeordnet sind, sowie eine entsprechende Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vor. Against this background, the present invention proposes a method for diagnosing an abnormality in the behavior of one or more components associated with an internal combustion engine of a motor vehicle or its exhaust line, and a corresponding computer unit and a computer program for carrying it out with the features of the independent claims before. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. Advantageous embodiments are the subject matter of the claims and the following description.
  • Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention
  • Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass ein in einer aktiven Abgas- oder Ansauganlage aufgenommenes Schallsignal besonders vorteilhaft zur Diagnose von Normabweichungen im Verhalten einer oder mehrerer Komponenten, die einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder dessen Abgasstrang zugeordnet sind, geeignet ist. The present invention is based on the recognition that an image captured in an active exhaust or intake sound signal is particularly advantageous, suitable for the diagnosis of abnormalities in the behavior of one or more components associated with an internal combustion engine of a motor vehicle or its exhaust system.
  • Aktive Abgasanlagen sind grundsätzlich bekannt, unter anderem beispielsweise aus der Active exhaust systems are generally known, among other things, for example, from DE 10 2010 001 383 A1 DE 10 2010 001 383 A1 der Anmelderin. the applicant. Grundsätzlich dienen aktive Abgasanlagen der Verbesserung der klanglichen Wahrnehmung von Fahrzeugen. Basically serve active exhaust systems to improve the sonic performance of vehicles. Aktive Abgasanalgen können sowohl in Form offener Systeme als auch in Form geschlossener Regelkreise verwendet werden. Active Abgasanalgen can be used both in the form of open systems as well as in the form of closed loops. Man unterscheidet bei aktiven Abgasanlagen zwischen Systemen, die zur aktiven Schallauslöschung durch Gegenschall (Active Noise Cancelling, ANC) eingerichtet sind, und solchen zur aktiven Schallverbesserung (Active Sound Enhancement, ASE). A distinction is made active exhaust systems between systems for active noise canceling by counter sound (Active Noise Canceling, ANC) are arranged, and such an improvement for active noise (Active Sound Enhancement ASE). Grundsätzlich dienen ANC-Systeme zur Schallunterdrückung, ASE-Systeme sollen hingegen das Fahrzeuggeräusch derart beeinflussen, dass dieses durch den Fahrer positiver wahrgenommen wird (beispielsweise durch Simulation einer stärkeren Motorisierung und/oder eines anderen Motortyps). Basically ANC systems are used for sound suppression, however, ASE systems are intended to influence the vehicle noise such that it is perceived positive by the driver (for example by simulation stronger motors and / or other type of motor).
  • Grundsätzlich umfasst eine aktive Abgasanlage der erläuterten Art wenigstens einen Schallaufnehmer, der im Abgasstrang an hierfür geeigneter Stelle angeordnet ist. Basically comprises an active exhaust system of the type explained at least one acoustic sensor, which is arranged at a suitable location for this purpose in the exhaust line. Auch mehrere Schallaufnehmer können vorgesehen sein, beispielsweise zwischen und/oder in Schalldämpfern, in Strömungsrichtung des Abgases direkt nach dem Motor und/oder in einem Abgasendrohr (Auspuff). Even more sound sensor may be provided, for example, between and / or silencers, in the direction of flow of the exhaust gas immediately after the engine and / or in an exhaust gas tailpipe (exhaust). Der oder die Schallaufnehmer erzeugen ein Schallsignal und leiten dies einem Steuergerät zu. The or the acoustic sensors generate a sound signal and pass it to a controller. Ein entsprechendes Abgasanlagensteuergerät kann separat zu einem Motorsteuergerät ausgebildet oder in dieses integriert sein. A corresponding exhaust system controller may be formed separately from an engine control unit or integrated therein.
  • Das Schallsignal des oder der Schallaufnehmer wird ausgewertet. The sound signal of the one or sound sensor is evaluated. Auf Grundlage der Auswertung werden ein oder mehrere Schallgeber angesteuert, die ebenfalls an geeigneter Position in einem Abgasstrang angeordnet sein können. Based on the evaluation of one or more sound generators are driven, which also can be arranged at an appropriate position in an exhaust line. Ein entsprechendes Gegenschallsignal wirkt beispielsweise in ANC-Systemen zumindest teilweise schallauslöschend. A corresponding anti-noise signal acts at least partially schallauslöschend example, in ANC systems. Der oder die Schallaufnehmer können beispielsweise als Mikrofone und/oder Drucksensoren ausgebildet sein. The or the acoustic sensors can be formed for example as microphones and / or pressure sensors. Der oder die Schallgeber können beispielsweise in Form von Lautsprechern ausgebildet sein. The one or more acoustic sensors can be designed for example in the form of loudspeakers. In beiden Fällen sind der oder die Schallaufnehmer und/oder der oder die Schallgeber derart ausgebildet, dass sie eine ausreichende Haltbarkeit in dem Abgasstrang aufweisen, beispielsweise besitzen diese eine ausreichende Druck-, Temperatur- und/oder Korrosionsfestigkeit. In both cases, or the acoustic sensors and / or the or the sound generator are designed such that they have a sufficient durability in the exhaust tract, for example, have such a sufficient pressure, temperature and / or corrosion resistance.
  • Für aktive Ansauganlagen gilt im Wesentlichen dasselbe. For active intake systems essentially applies the same. Die vorliegende Erfindung lässt sich mit den entsprechenden Vorteilen auch bei aktiven Ansauganlagen einsetzen, wenngleich sie nachfolgend überwiegend unter Bezugnahme auf aktive Abgasanlagen beschrieben wird. The present invention can be combined with the corresponding advantages also in active intake systems use, although it is described below mainly with reference to active exhaust systems. In einer aktiven Ansauganlage sind die Schallaufnehmer und Schallgeber im Ansaugtrakt angeordnet. In an active intake system, the acoustic sensor and sound generator are arranged in the intake tract. Die Erfindung lässt sich auch in Fahrzeugen einsetzen, die (insbesondere kombinierte) aktive Abgasanlage und aktive Ansauganlagen besitzen. The invention can also be used in vehicles that have active exhaust system and active intake systems (especially combined).
  • Insgesamt schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erkennung wenigstens einer Normabweichung im Verhalten wenigstens einer Komponente eines Verbrennungsmotors und/oder dessen Abgasstrangs in einem Kraftfahrzeug mit einer aktiven Ansaug- und/oder Abgasanlage vor, die wenigstens einen Schallaufnehmer und wenigstens einen Schallgeber umfasst. Overall, the present invention proposes a method for detecting at least one abnormality in the behavior of at least one component of an internal combustion engine and / or its exhaust system in a motor vehicle with a active intake and / or exhaust system before, comprising at least one acoustic sensor and at least one sound generator. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein mittels des wenigstens einen Schallaufnehmer erfasstes Schallsignal ausgewertet und aufgrund eines Ergebnisses der Auswertung auf die wenigstens eine Normabweichung rückgeschlossen wird. According to the invention it is provided that a is evaluated by means of the at least one acoustic sensor detected sound signal and to deduce on the at least one standard deviation based on a result of the evaluation.
  • Ein entsprechendes Verfahren erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die Auswertung des Schallsignals eine Frequenzanalyse unter Erzeugung eines Frequenzspektrums umfasst. A corresponding method proves to be particularly advantageous if the analysis of the sound signal comprises a frequency analysis to produce a frequency spectrum. Entsprechende Auswertungsverfahren sind grundsätzlich bekannt, und können beispielsweise eine Fouriertransformation, insbesondere eine schnelle Fouriertransformation (Fast Fourier Transformation, FFT) des Schallsignals umfassen. Corresponding evaluation method are generally known, and for example, a Fourier transform, in particular a fast Fourier transform (Fast Fourier Transformation, FFT) include the sound signal.
  • Ungeachtet der Art der Auswertung des Schaltsignals kann die Auswertung permanent während des Betriebs des Kraftfahrzeugs oder auch auf eine gezielte Anfrage hin erfolgen. Regardless of the type of evaluation of the switching signal, the evaluation can permanently take place during operation of the motor vehicle or on a specific request,. Eine permanente Auswertung eines Schaltsignals, beispielsweise durch Frequenzanalyse, ermöglicht die rasche Erkennung von Normabweichungen, die es erlaubt, besonders schnell Maßnahmen zu ergreifen, um die Fahrsicherheit zu gewährleisten und/oder Folgeschäden zu vermeiden. A permanent evaluation of a switching signal, for example by frequency analysis, allows for the rapid detection of deviations from the norm, which allows to take very quick action to ensure the safety and / or to prevent consequential damage.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann jedoch auch vorgesehen sein, eine entsprechende Auswertung nur während spezifischer Referenzbetriebsmodi bzw. in bestimmten Referenzzuständen durchzuführen. According to an advantageous embodiment, however, a corresponding evaluation can also be provided only during specific Referenzbetriebsmodi or perform in certain reference conditions. Beispielsweise kann auch eine Reihe von Referenzzuständen für bestimmte Messroutinen eingelernt werden, die entweder im Betrieb durchgeführt bzw. eingestellt werden können, oder wenn ein Fahrer beispielsweise das Fahrzeug abgestellt hat und somit keine Nebengeräusche vorhanden sind. For example, a set of reference states for certain measurement routines can be programmed, either performed during operation or can be set, or when a driver has parked the vehicle, for example, and thus no background noises are present. Ein Fahrer kann in diesem Zusammenhang auch beispielsweise dazu veranlasst werden, insbesondere durch akustische und/oder optische Mittel, den Verbrennungsmotor noch nicht sofort abzustellen, sondern zunächst eine Messroutine abzuwarten. A driver can also be initiated in this regard, for example, to particular by acoustic and / or optical means, not stop the engine immediately, but to await a measurement routine.
  • Grundsätzlich kann in diesem Zusammenhang beispielsweise ein Vergleich eines Geräuschspektrums im Betrieb in einem Referenzzustand (beispielsweise bei einer Konstantfahrt mit definierter Geschwindigkeit, beispielsweise 120 km/h) erfolgen. Basically, a comparison of a noise spectrum during operation in a reference condition can be made in this connection for example (for example, 120 km / h, for example, at a constant speed with a defined rate). Durch eine Auswertung von Unterschieden eines in einem derartigen Referenzzustand erfassten Frequenzspektrums mit einem Referenzspektrum können Normabweichungen erkannt werden, die aufgrund ihrer Frequenzanteile bestimmten Komponenten des Verbrennungsmotors und/oder des Abgasstrangs zugeordnet werden können. By an evaluation of a detected differences in such a reference state frequency spectrum with a reference spectrum of standard deviations can be detected, which can be assigned because of their frequency of play of certain components of the engine and / or of the exhaust line. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform umfasst also, mit anderen Worten, dass das Frequenzspektrum mit wenigstens einem Referenzspektrum verglichen wird. Thus, a particularly preferred embodiment comprises, in other words, that the frequency spectrum with at least one reference spectrum is compared.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wie bereits teilweise angesprochen, wenn ein oder mehrere bekannte, auf wenigstens einer Normabweichung im Verhalten der wenigstens einen Komponenten des Verbrennungsmotors und/oder des Abgasstrangs zurückgehende Frequenzmerkmale bei der Frequenzanalyse untersucht werden. It is particularly advantageous, as already mentioned in part, if one or more known, a standard deviation in the behavior of at least one component of the internal combustion engine and / or of the exhaust line declining frequency characteristics are analyzed in the frequency analysis on at least. Mit anderen Worten können also spezifische, "komponententypische" Signalanteile, sofern vorhanden, gezielt gesucht und ausgewertet werden. In other words, specific "components typical" signal components, if any, be searched and analyzed. Auf diese Weise können beispielsweise Ventilschäden, Schäden des Zündsystems, Injektorschäden, Schubumluftsystemschäden, Schäden im Dieselpartikelfilter usw. erkannt werden. In this way, for example, valve damage, damage the ignition system, Injektorschäden, diverter system damage, damage to the diesel particulate filter can be detected so.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Auswertung des Schallsignals eine Auswertung psychoakustischer Parameter des Schallsignals, zusätzlich oder alternativ zur Frequenzanalyse. According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the analysis of the sound signal comprises a psycho-acoustic evaluation parameter of the sound signal, in addition or alternatively to the frequency analysis. Als psychoakustische Parameter können beispielsweise eine Rauhigkeit, eine Schärfe und/oder eine Tonalität des Schallsignals ausgewertet werden. As psychoacoustic parameters such as a roughness, sharpness and / or tonality of the sound signal can be evaluated. Aufgrund entsprechender psychoakustischer Parameter kann ebenfalls auf eine Normabweichung im Verhalten wenigstens einer Komponente des Verbrennungsmotors und/oder dessen Abgasstrangs rückgeschlossen werden. Due corresponding psycho-acoustic parameters may also be a component of the internal combustion engine and / or its exhaust system to draw conclusions on an abnormality in the behavior of at least. Beispielsweise kann eine höhere Rauigkeit im Schallsignal auf eine defekte Zündspule oder auf Zündaussetzer hindeuten. For example, may indicate a higher roughness in the sound signal to a defective ignition or misfire. Bei hinreichend schneller Auswertung können dabei sogar einzelne Aussetzer erkannt werden, so dass eine Diagnose beispielsweise eines defekten Einspritzventils möglich wird. With sufficiently rapid evaluation of this individual misfires can be detected even, so that a diagnosis, for example, a defective injector is possible.
  • Die vorliegende Erfindung kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform auch die Plausibilisierung bzw. Nachadaptierung von Abgastemperaturmodellen ermöglichen. The present invention can enable, in a particularly preferred embodiment, the plausibility check or Nachadaptierung of exhaust gas temperature models. Grundsätzlich ist bekannt, dass die Erwärmung einzelner Komponenten im Abgasstrang Einfluss auf deren Dämpfungseigenschaft besitzt. Basically, it is known that the heating of individual components in the exhaust system has influence on the damping characteristic. Das Frequenz- und Phasenspektrum des am Schallaufnehmer der aktiven Abgasanlage aufgenommenen Schalls verändert sich dementsprechend während des Warmlaufs. The frequency and phase spectrum of the recorded on acoustic pick the active exhaust system sound changes accordingly during the warm-up. Bei Kenntnis des Beitrags der einzelnen Komponenten kann auf deren tatsächliche Temperatur rückgeschlossen werden. With knowledge of the contribution of the individual components can be deduced the actual temperature. Es kann beispielsweise ein Abgleich mit Abgastemperaturmodellen erfolgen, wie sie insbesondere im Motorsteuergerät berechnet werden. It can for example be an alignment with exhaust temperature models as they are calculated in particular in the engine control unit.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann grundsätzlich auch weitere Sensorsignale einbeziehen, beispielsweise Diagnosesensoren in einem Dieselpartikelfilter bzw. einem Partikelfilter eines Ottomotors. The inventive method may in principle also include further sensor signals, for example, diagnostic sensors in a diesel particulate filter or a particle filter of a gasoline engine. Hierbei handelt es sich typischerweise ebenfalls um Drucksensoren. Here also typically is pressure sensors.
  • Wie bereits erläutert, kann das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur, wie überwiegend zuvor erläutert, unter Verwendung aktiver Abgasanlagen sondern auch unter Verwendung aktiver Ansauganlagen in grundsätzlich vergleichbarer Weise durchgeführt werden. As already explained, the inventive method can not only, as explained above mainly be carried out using active exhaust systems but also using active intake systems in principle comparable manner. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können erkannte Normabweichungen insbesondere über geeignete Bussysteme an andere Busteilnehmer übermittelt werden, sodass auf diese Weise geeignete Maßnahmen ergriffen werden können. In the context of the present invention recognized standard deviations can be transmitted to other bus devices in particular via appropriate bus, so that appropriate measures can be taken in this way. Auch Geräusche von außerhalb des Fahrzeugs können einbezogen werden. Also noise from outside the vehicle can be involved.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, insbesondere ein Abgasanlagensteuergerät und/oder ein Motorsteuergerät, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. An arithmetic unit according to the invention, in particular an exhaust system control unit and / or an engine control unit, in particular by programming, adapted to perform a method of the invention.
  • Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. The implementation of the method in the form of a computer program is advantageous because it causes particularly low, especially if an executing control unit is still being used for other tasks and is therefore present anyway. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie zB Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs uam Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Suitable media for providing the computer program are particularly magnetic, optical and electrical storage, such as hard disks, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. Also, a download of a program via computer networks (Internet, intranet, etc.) is possible.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. The invention is illustrated schematically in the accompanying drawing by means of embodiments and will be described below with reference to the drawings.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief Description of Drawings
  • 1 1 zeigt eine Anordnung, die zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. shows an arrangement which can be used for carrying out a method according to an embodiment of the present invention.
  • 2 2 zeigt ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. shows a method according to an embodiment of the invention.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung Embodiment (s) of the invention
  • 1 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung mit einem Verbrennungsmotor shows a schematic representation of an arrangement having an internal combustion engine 10 10 und einem Abgasstrang and an exhaust line 20 20 , die zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingesetzt werden kann. That can be used for carrying out a method according to an embodiment of the invention.
  • Der Verbrennungsmotor The internal combustion engine 10 10 kann als Benzinmotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein Er weist Einspritzventile can be configured as gasoline engine or a diesel engine it has injectors 11 11 für Kraftstoff auf (in for fuel on (in 1 1 ist nur ein Einspritzventil is just one injection valve 11 11 dargestellt), die mit einem Motorsteuergerät shown) with a motor control unit 30 30 verbunden sind. are connected. Über ein Saugrohr Via a suction pipe 41 41 eines Luftsystems bzw. Ansaugstrangs an air system or Ansaugstrangs 40 40 wird Luft will air 42 42 in Brennräume (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors into combustion chambers (not shown) of the engine 10 10 gesaugt. sucked. Das Saugrohr the suction tube 41 41 kann alternativ oder ergänzend Sensoren zum Erfassen verschiedener Zustandsgrößen der Luft may alternatively or in addition, sensors for detecting various state quantities of the air 42 42 , beispielsweise einer Lufttemperatur und/oder eines Luftdrucks und/oder eines Luftmassenstroms (nicht dargestellt) aufweisen. , For example, an air temperature and / or air pressure and / or an air mass flow (not shown). Zudem kann im Saugrohr Also can in the intake manifold 41 41 eine Drosselvorrichtung als Luftmengenstellglied zum Beeinflussen des Luftmassenstroms vorgesehen sein. a throttle device may be provided as an air quantity control element for influencing the air mass flow. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Abgasrückführventil, ein Ladedruckventil oder ein Stellglied zur Verstellung der Geometrie eines Abgasturboladers als Luftmengenstellglied verwendet werden. Alternatively or in addition, an exhaust gas recirculation valve, a load pressure valve or an actuator for adjusting the geometry of an exhaust gas turbocharger can be used as an air quantity control element. Ferner kann im Saugrohr Further, in the intake manifold 41 41 ein Verdichter des Luftsystems zum Verdichten der dem Verbrennungsmotor a compressor of the air system for compressing the said internal combustion engine 10 10 zugeführten Luft supplied air 42 42 angeordnet sein, wobei der Verdichter wiederum einen Teil eines Abgasturboladers bilden kann. be arranged, wherein the compressor in turn may form part of an exhaust gas turbocharger.
  • Der Abgasstrang The exhaust line 20 20 weist ein Abgasrohr comprises an exhaust pipe 21 21 auf, das Abgas on the exhaust 22 22 des Verbrennungsmotors the internal combustion engine 10 10 aufnimmt und ableitet. receives and derives. Zwischen einem ersten Abschnitt Between a first portion 23 23 und einem zweiten Abschnitt and a second portion 24 24 des Abgasrohrs the exhaust pipe 21 21 kann beispielsweise ein Vorkatalysator For example, a pre-catalyst 25 25 (bei einem Benzinmotor) oder ein Oxidationskatalysator (For a gasoline engine) or an oxidation catalyst 25 25 (bei einem Dieselmotor) angeordnet sein. be arranged (in a diesel engine).
  • Ein Ausgang des Vor- oder Oxidationskatalysators An output of the first or oxidation catalyst 25 25 ist über den zweiten Abschnitt is over the second section 24 24 des Abgasrohrs the exhaust pipe 21 21 mit einem Eingang eines Hauptkatalysators to an input of the main catalyst 26 26 (bei einem Benzinmotor) oder eines Partikelfilters (For a gasoline engine) or a particle filter 26 26 (bei einem Dieselmotor) verbunden. connected (in a diesel engine). In Strömungsrichtung können vor und/oder hinter dem Vor- oder Oxidationskatalysator before and / or after the first or oxidation catalyst in the flow direction can 25 25 bzw. vor und/oder hinter dem Hauptkatalysator oder dem Partikelfilter or before and / or behind the main catalyst or the particle filter 26 26 noch Abgassensoren (nicht dargestellt) angeordnet sein. more exhaust gas sensors (not shown) may be disposed. Außerdem kann bei Dieselmotoren noch in Strömungsrichtung hinter dem Partikelfilter Also, in diesel engines even downstream of the particulate filter 26 26 beispielsweise ein Katalysator zur selektiven katalytischen Reaktion angeordnet sein (nicht dargestellt). For example, a catalyst for the selective catalytic reaction be arranged (not shown). In Strömungsrichtung hinter dem Hauptkatalysator oder dem Partikelfilter Downstream of the main catalyst or the particle filter 26 26 strömt das Abgas the exhaust gas flows 22 22 in einen dritten Abschnitt in a third section 27 27 des Abgasrohrs the exhaust pipe 21 21 . , In dem dritten Abschnitt In the third section 27 27 sind ein oder mehrere Schalldämpfer One or more silencers 28 28 angeordnet. arranged. Üblicherweise durchströmt das Abgas Typically flows through the exhaust gas 22 22 dabei zunächst einen Vorschalldämpfer und anschließend einen Endschalldämpfer (nicht separat dargestellt). initially a silencer, and then a silencer (not shown separately). Der Ausgang des oder der Schalldämpfer The output of the silencer or 28 28 mündet in einen vierten Abschnitt, das Endrohr opens into a fourth portion, the tail pipe 29 29 des Abgasrohrs the exhaust pipe 21 21 . ,
  • Im Endrohr the tailpipe 41 41 ist im dargestellten Beispiel eine aktive Abgasanlage in the illustrated example an active exhaust system 50 50 vorgesehen. intended. Die aktive Abgasanlage The active exhaust system 50 50 kann jedoch auch beispielsweise in den oder die Schalldämpfer but can also, for example, in or silencer 28 28 integriert oder an anderer geeigneter Stelle des Abgasstrangs integrated, or at another suitable point of the exhaust line 20 20 angeordnet sein. be disposed. Wie erwähnt, kann die Erfindung auch mit einer aktiven Ansauganlage realisiert werden, die dann in dem Ansaugstrang As mentioned, the invention can also be realized with an active intake system, which then in the intake line 40 40 angeordnet ist. is arranged.
  • Die aktive Abgasanlage The active exhaust system 50 50 umfasst einen Schallaufnehmer includes a sound sensor 51 51 , beispielsweise ein Mikrofon, und einen Schallgeber , For example, a microphone, and a sound generator 52 52 , beispielsweise einen Lautsprecher. Such as a speaker. Ein durch den Schallaufnehmer A by the sound sensor 51 51 aufgenommenes Schallsignal wird einem Abgasanlagensteuergerät recorded sound signal is an exhaust system control unit 60 60 zugeführt. fed. Das Abgasanlagensteuergerät The exhaust system controller 60 60 wertet in einer aktiven Abgasanlage das durch den Schallaufnehmer evaluates in an active exhaust system by which the acoustic pick- 51 51 aufgenommene Schallsignal aus und gibt auf dieser Grundlage ein Signal an den Schallgeber collected sound signal and are on that basis a signal to the sound generator 52 52 aus. out. Die aktive Abgasanlage The active exhaust system 50 50 kann, wie erwähnt, zur aktiven Schallauslöschung durch Gegenschall (Active Noise Cancelling, ANC) und/oder zur aktiven Schallverbesserung (Active Sound Enhancement, ASE) eingerichtet sein. can, as mentioned, the active noise cancellation by opposing sound (Active Noise Canceling, ANC) and / or for active noise improvement (Active Sound Enhancement ASE) be set up. In ersterem Fall erfolgt die Ansteuerung des Schallgebers In the former case, the triggering of the sounder is done 52 52 durch das Abgasanlagensteuergerät by the exhaust system controller 60 60 die Ausgabe eines Gegenschallsignals, im zweiten Fall wird ein Schallsignal zur Schallverbesserung ausgegeben. the output of an acoustic signal, in the second case, a sound signal is output to sound improvement.
  • Das Abgasanlagensteuergerät The exhaust system controller 60 60 kann beispielsweise über ein geeignetes Bussystem (Controller Area Network, CAN) can, for example via a suitable bus system (Controller Area Network, CAN) 70 70 mit dem Motorsteuergerät with the engine control unit 30 30 verbunden sein. be connected. Abweichend zu der Darstellung in In contrast to the representation in 1 1 können das Motorsteuergerät to the engine control unit 30 30 und das Abgasanlagensteuergerät and the exhaust system controller 60 60 auch baulich und/oder funktionell in einem gemeinsamen Steuergerät zusammengefasst sein. also be structurally and / or functionally combined in a common control unit.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind das Abgasanlagensteuergerät According to one embodiment of the invention, the exhaust system controller 60 60 und/oder das Motorsteuergerät and / or the engine control unit 30 30 dafür eingerichtet, aus einem Ergebnis einer Auswertung des durch den Schallaufnehmer adapted from a result of analysis of the by the sound sensor 51 51 aufgenommenen Schallsignals auf wenigstens eine Normabweichung im Verhalten wenigstens einer Komponente des Verbrennungsmotors collected sound signal to at least one abnormality in the behavior of at least one component of the internal combustion engine 10 10 und/oder dessen Abgasstrangs and / or the exhaust line 20 20 rückzuschließen. draw conclusions. Wie erwähnt, können hierdurch beispielsweise Defekte in einem Einspritzventil As mentioned, thus, for example, defects in a fuel injector 11 11 , einem Dieselpartikelfilter , A diesel particulate filter 26 26 oder einem oder mehreren Schalldämpfern or one or more mufflers 28 28 und weiterer, in der and further, in the 1 1 nicht im Detail veranschaulichter Komponenten diagnostiziert werden. non-illustrated in detail components are diagnosed.
  • In In 2 2 ist einem Verfahren gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt und insgesamt mit is a method schematically shown according to a particularly preferred embodiment of the invention, and with a total 200 200 bezeichnet. designated.
  • In einem Verfahrensschritt In a method step 201 201 erfolgt beispielsweise das Einstellen eines Referenzzustands, der sich für eine Auswertung eines Schallsignals, beispielsweise die Erzeugung eines Frequenzspektrums und dessen Vergleich mit einem Referenzspektrum, eignet. is carried out, for example, setting a reference state, which for analysis of a sound signal, such as the generation of a frequency spectrum and comparing it with a reference spectrum, is suitable. Beispielsweise kann in dem Schritt For example, in the step 201 201 eine konstante Geschwindigkeit abgewartet werden. a constant speed to be awaited. In dem Schritt In the step 201 201 kann auch beispielsweise ein Fahrer zunächst dazu veranlasst werden, einen Referenzzustand in dem Kraftfahrzeug einzustellen, beispielsweise das Kraftzeug im Leerlauf bei Stillstand zu betreiben. also, for example, a driver may first be prompted to set a reference state in the motor vehicle to operate, for example, the force stuff is idling at a standstill.
  • In einem Schritt In a step 202 202 erfolgt eine Aufnahme eines Schallsignals durch wenigstens einen Schallaufnehmer einer aktiven Ansaug- oder Abgasanlage. A picture is taken of a sound signal by at least one acoustic pick-up of an active intake or exhaust system. Werden beispielsweise mehrere Schallsignale aufgenommen, können diese separat ausgewertet oder miteinander verrechnet werden. For example, if a plurality of sound signals received, they can be evaluated separately or netted.
  • In einem anschließenden Schritt In a subsequent step 203 203 wird das in dem Schritt is obtained in the step 202 202 aufgenommene Schallsignal bzw. werden die in den Schritt recorded or be the sound signal in the step 202 202 aufgenommenen Schallsignale ausgewertet. recorded sound signals evaluated. Beispielsweise kann in dem Schritt For example, in the step 203 203 eine Frequenzanalyse unter Erzeugung eines Frequenzspektrums erfolgen. carried out a frequency analysis to produce a frequency spectrum. Werden mehrere Schallsignale aufgenommen, können auch mehrere Frequenzspektren erzeugt werden. If several noise signals received, several frequency spectra can be generated.
  • In einem Schritt In a step 204 204 können das oder die Frequenzspektren, die in dem Schritt can or the frequency spectra in the step 203 203 erzeugt wurden, mit einem Referenzspektrum verglichen werden. were generated are compared with a reference spectrum. Ergeben sich Abweichungen, die oberhalb eines vorgebbaren Werts liegen, kann auf eine Normabweichung wie im Verhalten von wenigstens einer Komponente rückgeschlossen werden. If there are deviations, which are above a predetermined value, conclusions can be drawn to a standard deviation as in the behavior of at least one component.
  • In einem Schritt In a step 205 205 wird diese Normabweichung bewertet. this standard deviation is evaluated. Liegt die Normabweichung oberhalb eines definierten Schwellwertes, kann in einen Schritt If the standard deviation is above a defined threshold, it can in a step 206 206 übergegangen werden, der beispielsweise das Einleiten von Schutzmaßnahmen zur Aufrechterhaltung der Verkehrssicherheit und/oder zur Vermeidung von Folgeschäden umfassen. are transferred, the example, comprise the introduction of protective measures for the maintenance of road safety and / or to avoid consequential damage.
  • Wird in dem Schritt In the step 205 205 eine Normabweichung als unter einem definierten Schwellwert liegend bewertet oder keine Normabweichung erkannt, kann in einem Wartezustand a standard deviation as a threshold lying below a defined rated or detected any abnormality, can be in a wait state 207 207 übergegangen werden, bevor das Verfahren mit dem Schritt be passed before the process comprising the step 201 201 erneut eingeleitet wird. is initiated again.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
    • DE 102010001383 A1 [0007] DE 102010001383 A1 [0007]

Claims (10)

  1. Verfahren ( method ( 200 200 ) zur Erkennung wenigstens einer Normabweichung im Verhalten wenigstens einer Komponente ( ) (For detecting at least one abnormality in the behavior of at least one component 11 11 , . 25 25 , . 26 26 , . 28 28 ) eines Verbrennungsmotors ( () Of an internal combustion engine 10 10 ) und/oder dessen Abgasstrangs ( ) And / or the exhaust line ( 20 20 ) in einem Kraftfahrzeug mit einer aktiven Abgasanlage ( ) In a motor vehicle (with an active exhaust system 50 50 ) und/oder einer aktiven Ansauganlage, wobei die aktive Abgasanlage ( ) And / or an active intake system, wherein the active exhaust system ( 50 50 ) und/oder die aktive Ansauganlage wenigstens einen Schallaufnehmer ( ) And / or the active intake system at least one acoustic sensor ( 51 51 ) und wenigstens einen Schallgeber ( ) And at least one sound generator ( 52 52 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittels des wenigstens eines Schallaufnehmers ( ), Characterized in that a (by means of the at least one acoustic sensor 51 51 ) der aktiven Abgasanlage ( () Of the active exhaust system 50 50 ) und/oder der aktiven Ansauganlage erfasstes Schallsignal ausgewertet und aufgrund eines Ergebnisses der Auswertung auf die wenigstens eine Normabweichung der wenigstens einen Komponente ( ) And / or of the active intake system evaluated detected sound signal, and (on at least one standard deviation of at least one component based on a result of evaluation 11 11 , . 25 25 , . 26 26 , . 28 28 ) rückgeschlossen wird. ) Is inferred.
  2. Verfahren ( method ( 200 200 ) nach Anspruch 1, bei dem die Auswertung des Schallsignals eine Frequenzanalyse unter Erzeugung eines Frequenzspektrums umfasst. ) According to claim 1, wherein the analysis of the sound signal comprises a frequency analysis to produce a frequency spectrum.
  3. Verfahren ( method ( 200 200 ) nach Anspruch 2, bei dem das Frequenzspektrum mit wenigstens einem Referenzspektrum verglichen wird. ) According to claim 2, wherein the frequency spectrum with at least one reference spectrum is compared.
  4. Verfahren ( method ( 200 200 ) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem ein oder mehrere bekannte, auf wenigstens einer Normabweichung im Verhalten der wenigstens einen Komponente ( ) According to one of claims 2 or 3, wherein said one or more well-known, on at least one abnormality in the behavior of at least one component ( 11 11 , . 25 25 , . 26 26 , . 28 28 ) zurückgehende Frequenzmerkmale bei der Frequenzanalyse untersucht werden. ) Declining frequency characteristics are studied in the frequency analysis.
  5. Verfahren ( method ( 200 200 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Auswertung des Schallsignals eine Auswertung psychoakustischer Parameter des Schallsignals umfasst. ) According to one of the preceding claims, wherein the analysis of the sound signal comprises a psycho-acoustic evaluation parameter of the sound signal.
  6. Verfahren ( method ( 200 200 ) nach Anspruch 5, bei dem eine Rauhigkeit, eine Schärfe und/oder eine Tonalität des Schallsignals ausgewertet werden. ) According to claim 5, wherein a roughness, sharpness, and / or a tonality of the sound signal are analyzed.
  7. Verfahren ( method ( 200 200 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Komponente ( ) According to one of the preceding claims, in which (at least one component 11 11 , . 26 26 , . 28 28 ), in deren Verhalten die Normabweichung erkannt wird, ein Zündsystem, wenigstens einen Injektor ( (), The abnormality is detected in the behavior, an ignition system, at least one injector 11 11 ), ein Schubumluftsystem, einen Dieselpartikelfilter ( ), A diverter system, a diesel particulate filter ( 26 26 ), wenigstens einen Schalldämpfer ( ), A muffler (at least 28 28 ) und/oder die aktive Abgasanlage ( () And / or the active exhaust system 50 50 ) selbst umfasst. ) Itself comprises.
  8. Recheneinheit, insbesondere Abgasanlagensteuergerät ( Computing unit, in particular exhaust system controller ( 60 60 ) und/oder Motorsteuergerät ( () And / or engine control unit 30 30 ), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen. ) Which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims carried out.
  9. Computerprogramm, das eine Recheneinheit dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird. A computer program that causes a processing unit to perform a method according to any one of claims 1 to 7 when it runs on the computing unit.
  10. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9. A machine-readable storage medium having stored thereon a computer program according to claim. 9
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WO2014091165A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 Snecma Method and device for acoustically detecting a malfunction of a motor having an active noise control

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