DE102017219893A1 - Method and device for detecting a defective ball bearing on a wheel in a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines defekten Kugellagers an einem Rad bei einem Fahrzeug, bei dem
- während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs die Ausgangssignale einer Beschleunigungssensorik erfasst werden,
- die Ausgangsignale der Beschleunigungssensorik analysiert werden und
- abhängig davon das Vorliegen eines defekten Kugellagers detektiert wird.

Figure DE102017219893A1_0000
The invention relates to a method for detecting a defective ball bearing on a wheel in a vehicle, in which
during a cornering of the vehicle, the output signals of an acceleration sensor are detected,
- The output signals of the acceleration sensors are analyzed and
- Depending on the presence of a defective ball bearing is detected.
Figure DE102017219893A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2015 217 110 A1 ist ein Verfahren zum Durchführen einer Diagnose in einem Kraftfahrzeug bekannt, wobei im Betrieb des Kraftfahrzeugs ein zeitlicher Verlauf mindestens einer physikalischen Größe erfasst wird, dieser zeitliche Verlauf einer Frequenzanalyse unterzogen wird, so dass ein Frequenzspektrum erhalten wird, das durch Frequenzspektrumdaten charakterisiert ist, wobei die Frequenzspektrumdaten ausgewertet werden und die Auswertung bei dem Betrieb des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird. Mit dem Verfahren kann z.B. ein abgenutztes Kugellager durch seine Geräuschentwicklung erkannt werden, bevor es ggf. das Rad blockiert und einen Unfall verursacht.From the DE 10 2015 217 110 A1 If a method for carrying out a diagnosis in a motor vehicle is known, wherein during operation of the motor vehicle a time profile of at least one physical variable is detected, this time profile is subjected to a frequency analysis, so that a frequency spectrum is obtained which is characterized by frequency spectrum data, wherein the Frequency spectrum data are evaluated and the evaluation is taken into account in the operation of the motor vehicle. With the method, for example, a worn ball bearing can be detected by its noise, before it possibly blocks the wheel and causes an accident.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines defekten Kugellagers an einem Rad bei einem Fahrzeug, bei dem

  • - während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs die Ausgangssignale einer Beschleunigungssensorik erfasst werden,
  • - die Ausgangsignale der Beschleunigungssensorik analysiert werden und
  • - abhängig davon das Vorliegen eines defekten Kugellagers detektiert wird.
The invention relates to a method for detecting a defective ball bearing on a wheel in a vehicle, in which
  • during a cornering of the vehicle, the output signals of an acceleration sensor are detected,
  • - The output signals of the acceleration sensors are analyzed and
  • - Depending on the presence of a defective ball bearing is detected.

Hierbei wird die Eigenschaft ausgenutzt, dass während einer Kurvenfahrt die kurvenäußeren Räder und deren Kugellager stärker belastet als bei einer Geradeausfahrt sind und somit Defekte leichter erkannt werden können.Here, the property is exploited that during cornering the outside wheels and their ball bearings are more heavily loaded than when driving straight ahead and thus defects can be easily detected.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenfahrt mittels der Auswertung der Ausgangssignale eines Lenkwinkelsensors erkannt wird. Eine Kurvenfahrt kann auch mittels der Ausgangssignale anderer Sensoren, z.B. Drehratensensoren oder Drehzahlfühlern an den Rädern, erkannt werden.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the cornering is detected by means of the evaluation of the output signals of a steering angle sensor. Turning may also be accomplished by means of the outputs of other sensors, e.g. Yaw rate sensors or speed sensors on the wheels are detected.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Beschleunigungssensorik um an den Radträgern des Fahrzeugs angebrachte Beschleunigungssensoren handelt.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the acceleration sensor system is an acceleration sensor attached to the wheel carriers of the vehicle.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Analyse der Ausgangssignale der Beschleunigungssensorik um eine Frequenzanalyse oder eine Analyse des zeitlichen Verlaufs der Ausgangssignale handelt.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that it is in the analysis of the output signals of the acceleration sensor to a frequency analysis or analysis of the time course of the output signals.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Analyse ermittelte Ist-Eigenschaften der Ausgangssignale mit vordefinierten Soll-Eigenschaften verglichen werden und bei einen Grenzwert überschreitenden Abweichungen der Ist-Eigenschaften von den Soll-Eigenschaften ein Kugellager als defekt erkannt wird.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the actual properties of the output signals determined during the analysis are compared with predefined setpoint properties and if a deviation exceeds the limit of the actual properties of the desired properties of a ball bearing is detected as defective.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Eigenschaften in einer Applikationsphase des Fahrzeugs mit intakten Kugellagern ermittelt werden und in einem Steuergerät des Fahrzeugs hinterlegt sind.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the desired properties are determined in an application phase of the vehicle with intact ball bearings and stored in a control unit of the vehicle.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass nur die Kugellager der während der Fahrt kurvenäußeren Räder betrachtet werden.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that only the ball bearings are considered while driving the outside wheels.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines erkannten defekten Kugellagers eine Fahrerwarnung erfolgt.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that in the case of a detected defective ball bearing a driver warning occurs.

Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Steuergerät, in welchem der Programmcode zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren hinterlegt ist.Furthermore, the invention comprises a device containing means which are designed for carrying out the method according to the invention. This is in particular a control device in which the program code for carrying out the method according to the invention is stored.

Die Zeichnung umfasst 1.The drawing includes 1 ,

  • 1 zeigt den grundlegenden Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens. 1 shows the basic sequence of the method according to the invention.

Mit der Erfindung werden defekte Kugellager an einem oder mehreren Rädern eines Fahrzeugs oder Kraftfahrzeugs erkannt und der Fahrer gewarnt. So kann er rechtzeitig eine Werkstatt aufsuchen, bevor der Schaden durch die defekten Kugellager sich auf weitere Fahrzeugteile auswirkt.With the invention, defective ball bearings are detected on one or more wheels of a vehicle or motor vehicle and the driver warned. So he can visit a workshop in time, before the damage caused by the defective ball bearings on other vehicle parts.

Versierten Fahrern ist es bekannt, dass man defekte Kugellager schon früh daran erkennt, dass es knarzende Geräusche gibt. Diese verstärken sich, wenn Last auf dem entsprechenden Rad ist: Beim Fahren einer Linkskurve werden die rechten Räder belastet und wenn dort das Radlager beschädigt ist, so wird es in der Kurve knarzen, Diese Methode wird bei der Erfindung angewandt und es werden die Ausgangssignale von Beschleunigungssensoren an den Radträgern und die Signale des Lenkwinkels dafür ausgewertet. Die Beschleunigungssensoren detektieren das Knarzen, welches eine Vibration, also eine Beschleunigung ist. Für den Einsatz der Erfindung wird es eine Applikationsphase geben. In dieser Zeit wird mit intakten Radlagern gefahren, um die dafür typischen Vibrationen zu lernen. Dabei werden speziell in Kurvenfahrten, die typischen Vibrationsschemata gelernt. Diese Schemata können Frequenzauswertungen oder Amplitudengänge sein. Wenn sich diese in Kurven über einen vorgegebenen, aus Versuchen bestimmten Grenzwert hinaus ändern, wird eine Warnung an den Fahrer ausgegeben. Diese Warnung kann in Form einer Anzeige im Armaturenbrett stattfinden. Zusätzlich kann die Information dieser Funktion bei der Fehlersuche in der Werkstatt ausgewertet werden, da schon bekannt ist, an welchem Rad der Fehler auftritt. Als Sensorik können auch die Beschleunigungssignale eines Fahrdynamikregelungssystems verwendet werden.Experienced drivers know that you recognize defective ball bearings early on, that there are creaking noises. These increase when there is load on the corresponding wheel: When driving a left turn, the right wheels are loaded and if there is damaged the wheel bearing, it will creak in the curve, This method is applied to the invention and it will be the output signals from Acceleration sensors on the wheel carriers and the signals of the steering angle evaluated. The acceleration sensors detect the creaking, which is a vibration, ie an acceleration. There will be an application phase for the use of the invention. During this time we drive with intact wheel bearings to learn the typical vibrations. Here, especially in cornering, the typical vibration schemes learned. These schemes may be frequency evaluations or amplitude responses. If they change in curves beyond a preset test value, a warning is issued to the driver. This warning can take the form of an indication in the dashboard. In addition, the information of this function can be evaluated during troubleshooting in the workshop, since it is already known on which wheel the error occurs. As a sensor, the acceleration signals of a vehicle dynamics control system can be used.

Der Ablauf einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 1 dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens in Block 100 wird in Block 101 abgefragt, ob eine Kurvenfahrt vorliegt. Ist dies nicht der Fall, dann wird zu Block 100 zurückgekehrt. Liegt jedoch eine Kurvenfahrt vor, dann werden in Block 102 die Ausgangssignale einer Beschleunigungssensorik erfasst und analysiert. Anschließend werden in Block 103 durch die Analyse in Block 102 ermittelte Ist-Eigenschaften der Ausgangssignale mit vordefinierten Soll-Eigenschaften verglichen und abgefragt, ob die Abweichungen der Ist-Eigenschaften von vorgegebenen Soll-Eigenschaften einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten. Ist dies nicht der Fall, dann liegt kein defektes Kugellager vor und es wird zu Block 100 zurückgekehrt. Überschreiten die Abweichungen jedoch einen Grenzwert, dann wird in Block 104 eine Fahrerwarnung ausgegeben. In Block 105 endet das Verfahren.The course of an embodiment of the method according to the invention is in 1 shown. After starting the procedure in block 100 will be in block 101 queried whether a cornering exists. If this is not the case then it becomes block 100 returned. However, if there is a turn, then be in block 102 recorded and analyzed the output signals of an acceleration sensor. Subsequently, in block 103 through the analysis in block 102 determined actual properties of the output signals compared with predefined desired properties and queried whether the deviations of the actual properties of predetermined desired properties exceed a predetermined limit. If this is not the case, then there is no defective ball bearing and it becomes block 100 returned. However, if the deviations exceed a limit, then in block 104 issued a driver warning. In block 105 the procedure ends.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015217110 A1 [0001]DE 102015217110 A1 [0001]

Claims (9)

Verfahren zur Erkennung eines defekten Kugellagers an einem Rad bei einem Fahrzeug, bei dem - während einer Kurvenfahrt (101) des Fahrzeugs die Ausgangssignale einer Beschleunigungssensorik erfasst werden, - die Ausgangsignale der Beschleunigungssensorik analysiert werden (102) und - abhängig davon das Vorliegen eines defekten Kugellagers detektiert wird (104).Method for detecting a defective ball bearing on a wheel in a vehicle, in which the output signals of an acceleration sensor system are detected during cornering (101) of the vehicle, - The output signals of the acceleration sensors are analyzed (102) and - Depending on the presence of a defective ball bearing is detected (104). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenfahrt mittels der Auswertung der Ausgangssignale eines Lenkwinkelsensors oder eines Drehratensensors oder von Drehzahlfühlern an den Rädern erkannt wird (101).Method according to Claim 1 , characterized in that the cornering is detected by means of the evaluation of the output signals of a steering angle sensor or a rotation rate sensor or speed sensors on the wheels (101). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Beschleunigungssensorik um an den Radträgern des Fahrzeugs angebrachte Beschleunigungssensoren handelt.Method according to Claim 1 , characterized in that it is in the acceleration sensor attached to the wheel carriers of the vehicle acceleration sensors. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Analyse der Ausgangssignale der Beschleunigungssensorik um eine Frequenzanalyse oder eine Analyse des zeitlichen Verlaufs der Ausgangssignale handelt (102).Method according to Claim 1 , characterized in that it is in the analysis of the output signals of the acceleration sensor is a frequency analysis or an analysis of the time course of the output signals (102). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Analyse ermittelte Ist-Eigenschaften der Ausgangssignale mit vordefinierten Soll-Eigenschaften verglichen werden und bei einen Grenzwert überschreitenden Abweichungen der Ist-Eigenschaften von den Soll-Eigenschaften ein Kugellager als defekt erkannt wird.Method according to Claim 4 , characterized in that in the analysis determined actual properties of the output signals are compared with predefined desired properties and in a limit exceeding deviations of the actual properties of the desired properties of a ball bearing is detected as defective. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Eigenschaften in einer Applikationsphase des Fahrzeugs mit intakten Kugellagern ermittelt werden und in einem Steuergerät des Fahrzeugs hinterlegt sind.Method according to Claim 5 , characterized in that the desired properties are determined in an application phase of the vehicle with intact ball bearings and stored in a control unit of the vehicle. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Kugellager der während der Fahrt kurvenäußeren Räder betrachtet werden.Method according to Claim 1 , characterized in that only the ball bearings are considered while driving outside wheels. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines erkannten defekten Kugellagers eine Fahrerwarnung erfolgt.Method according to Claim 1 , characterized in that in the case of a detected defective ball bearing a driver warning occurs. Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind.Device containing agents designed to carry out the methods according to the invention.
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