DE102018210386B4 - Internal combustion engine for a motor vehicle, motor vehicle with such an internal combustion engine and a method for operating such an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verbrennungskraftmaschine (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer von Abgas aus wenigstens einem Brennraum (3) der Verbrennungskraftmaschine (1) durchströmbaren Abgasanlage (5), welche wenigstens einen Schallwandler (6) aufweist, mittels welchem zum Beeinflussen eines von der Abgasanlage (5) emittierten Gesamtgeräusches zumindest ein Geräusch aktiv bereitstellbar ist, gekennzeichnet durch:- wenigstens einen ersten Betriebszustand, in welchem zum Beeinflussen des von der Abgasanlage (5) emittierten Gesamtgeräusches das zumindest eine Geräusch mittels des in dem wenigstens einen ersten Betriebszustand als Lautsprecher arbeitenden Schallwandlers (6) aktiv bereitstellbar ist; und- wenigstens einen zweiten Betriebszustand, in welchem mittels des in dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand als Mikrofon arbeitenden Schallwandlers (6) wenigstens ein von der Abgasanlage (5) emittiertes Geräusch erfassbar ist.Internal combustion engine (1) for a motor vehicle, with an exhaust system (5) through which exhaust gas from at least one combustion chamber (3) of the internal combustion engine (1) can flow and which has at least one sound transducer (6) by means of which one of the exhaust system (5) can be influenced emitted overall noise, at least one noise can be actively provided, characterized by: at least one first operating state, in which, in order to influence the overall noise emitted by the exhaust system (5), the at least one noise by means of the sound transducer (6) operating as a speaker in the at least one first operating state can be actively provided; and- at least one second operating state in which at least one noise emitted by the exhaust system (5) can be detected by means of the sound transducer (6) operating as a microphone in the at least one second operating state.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Verbrennungskraftmaschine. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 8.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of
Eine solche Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie ein solches Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine sind beispielsweise bereits der
Des Weiteren offenbart die
Außerdem offenbart die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Abgasanlage auf besonders einfache Weise überprüft werden kann.The object of the present invention is to further develop an internal combustion engine, a motor vehicle and a method of the type mentioned at the beginning in such a way that the exhaust system can be checked in a particularly simple manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by an internal combustion engine with the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Die Verbrennungskraftmaschine weist eine von Abgas aus wenigstens einem beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Abgasanlage auf, welche auch als Abgastrakt oder Abgasstrang bezeichnet wird. Die Abgasanlage weist wenigstens einen Schallwandler auf. Dies bedeutet, dass der Schallwandler Teil der Abgasanlage ist beziehungsweise in der Abgasanlage angeordnet ist. Mittels des Schallwandlers ist zum Beeinflussen eines von der Abgasanlage beziehungsweise von dem Kraftfahrzeug insgesamt emittierten Gesamtgeräusches zumindest ein Geräusch aktiv bereitstellbar. Hierdurch kann ein so genanntes aktives Sounddesign realisiert werden, in dessen Rahmen das Gesamtgeräusch bedarfsgerecht eingestellt werden kann. Durch das mittels des Schallwandlers bewirkbare aktive Bereitstellen des zumindest einen Geräusches können beispielsweise unerwünschte Geräusche, welche von Insassen des Kraftfahrzeugs und/oder von sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs aufhaltenden Personen als akustisch unangenehm empfunden werden können, überlagert werden und/oder solchen unerwünschten Geräuschen kann mittels des zumindest einen Geräusches entgegengewirkt werden, sodass das Gesamtgeräusch als akustisch besonders angenehmes Gesamtgeräusch realisiert beziehungsweise erzeugt werden kann.A first aspect of the invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle which is preferably designed as a passenger vehicle. The internal combustion engine has an exhaust gas system through which exhaust gas from at least one combustion chamber of the internal combustion engine can flow, for example as a cylinder, and which is also referred to as the exhaust gas tract or exhaust line. The exhaust system has at least one sound transducer. This means that the sound transducer is part of the exhaust system or is arranged in the exhaust system. By means of the sound transducer, at least one noise can be actively provided for influencing an overall noise emitted overall by the exhaust system or by the motor vehicle. This enables a so-called active sound design to be implemented, within which the overall noise can be adjusted as required. As a result of the active provision of the at least one noise, which can be achieved by means of the sound transducer, undesired noises, for example, which can be perceived as acoustically unpleasant by the occupants of the motor vehicle and / or people in the vicinity of the motor vehicle, can be superimposed and / or such undesirable noises can be counteracted by means of the at least one noise, so that the overall noise can be implemented or generated as an acoustically particularly pleasant overall noise.
Um nun die Abgasanlage auf besonders einfache und kostengünstige Weise überprüfen beziehungsweise diagnostizieren zu können, ist erfindungsgemäß wenigstens ein erster Betriebszustand vorgesehen. Dies bedeutet, dass die Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise der Schallwandler in dem wenigstens einen ersten Betriebszustand betreibbar ist. In dem wenigstens einen ersten Betriebszustand ist zum Beeinflussen des von der Abgasanlage emittierten Gesamtgeräusches das zumindest eine Geräusch mittels des Schallwandlers, der in dem wenigstens einen ersten Betriebszustand als Lautsprecher fungiert beziehungsweise arbeitet, bereitstellbar. Mit anderen Worten wird in dem wenigstens einen Betriebszustand der Schallwandler als ein Lautsprecher betrieben, mittels welchem das zumindest eine Geräusch in dem wenigstens einen ersten Betriebszustand aktiv bereitgestellt wird.In order to be able to check or diagnose the exhaust system in a particularly simple and inexpensive manner, at least one first operating state is provided according to the invention. This means that the internal combustion engine or the sound transducer can be operated in the at least one first operating state. In the at least one first operating state, in order to influence the overall noise emitted by the exhaust system, the at least one noise can be provided by means of the sound transducer, which functions or works as a loudspeaker in the at least one first operating state. In other words, in the at least one operating state, the sound transducer is operated as a loudspeaker, by means of which the at least one noise is actively provided in the at least one first operating state.
Darüber hinaus ist erfindungsgemäß wenigstens ein von dem wenigstens einen ersten Betriebszustand unterschiedlicher, zweiter Betriebszustand vorgesehen. Dies bedeutet, dass die Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise der Schallwandler in dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand betreibbar ist. In dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand arbeitet der Schallwandler als Mikrofon, mittels welchem in dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand ein von der Abgasanlage emittiertes Geräusch erfassbar ist beziehungsweise erfasst wird. Der Erfindung liegt somit die Idee zugrunde, ein und denselben Schallwandler in dem wenigstens einen ersten Betriebszustand als Lautsprecher und in dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand als Mikrofon zu verwenden, sodass mittels ein und desselben Lautsprechers sowohl ein aktives Sounddesign realisierbar ist als auch von der Abgasanlage emittierte Geräusche erfasst werden können. Hierdurch ist die Grundlage geschaffen, die Abgasanlage anhand der mittels des Mikrofons erfassten Geräusche zu überprüfen. Zur Realisierung dieser Überprüfung der Abgasanlage können zusätzliche, separate Bauelemente vermieden werden, da dem Schallwandler erfindungsgemäß zumindest eine Doppelfunktion zukommt. Im Rahmen dieser Doppelfunktion wird der Schallwandler zum einen als Lautsprecher und zum anderen als Mikrofon genutzt, sodass die Teileanzahl und somit die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht der Abgasanlage und somit der Verbrennungskraftmaschine insgesamt besonders gering gehalten werden können.In addition, according to the invention, at least one second operating state different from the at least one first operating state is provided. This means that the internal combustion engine or the sound transducer can be operated in the at least one second operating state. In the at least one second operating state, the sound transducer works as a microphone, by means of which, in the at least one second operating state, a noise emitted by the exhaust system can be or is detected. The invention is thus based on the idea of using one and the same sound transducer in the at least one first operating state as a loudspeaker and in the at least one second operating state as a microphone, so that an active sound design can be implemented using one and the same loudspeaker and it is also emitted by the exhaust system Noises can be recorded. This creates the basis for checking the exhaust system on the basis of the noises recorded by the microphone. To implement this check of the exhaust system, additional, separate components can be avoided since the sound transducer has at least a double function according to the invention. As part of this double function, the sound transducer is used on the one hand as a loudspeaker and on the other hand as a microphone, so that the number of parts and thus the costs, the installation space requirement and the weight of the exhaust system and thus the internal combustion engine can be kept particularly low overall.
Ferner ist es bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine möglich, etwaige Mängel, Fehlfunktionen oder andere, unerwünschte Zustände der Abgasanlage mittels eines ohnehin vorgesehenen Bauelements in Form des Schallwandlers der Abgasanlage zu erfassen. Separate, bezüglich der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise bezüglich des Kraftfahrzeugs externe Diagnosevorrichtungen können somit vermieden werden. Dadurch können etwaige Mängel der Abgasanlage erkannt werden, ohne dass das Kraftfahrzeug eine Werkstatt aufsuchen, beziehungsweise stationär untersucht werden muss.Furthermore, with the internal combustion engine according to the invention it is possible to detect any defects, malfunctions or other undesirable states of the exhaust system by means of a component in the form of the exhaust system's sound transducer which is provided anyway. Separate diagnostic devices external to the internal combustion engine or to the motor vehicle can thus be avoided. In this way, any defects in the exhaust system can be identified without the motor vehicle having to visit a workshop or be examined in a stationary manner.
Anhand des mittels des Mikrofons erfassten Geräusches kann beispielsweise eine veränderte beziehungsweise verändernde Resonanz der Abgasanlage frühzeitig erkannt werden. Hierzu wird beispielsweise das erfasste Geräusch mittels eines Soll-Geräuschs verglichen. Weicht beispielsweise das erfasste Geräusch als ein Ist-Geräusch von dem Soll-Geräusch übermäßig ab, so kann auf einen Mängel beziehungsweise auf einen unerwünschten Zustand der Abgasanlage rückgeschlossen werden.A changed or changing resonance of the exhaust system can, for example, be detected at an early stage on the basis of the noise recorded by means of the microphone. For this purpose, for example, the recorded noise is compared using a target noise. If, for example, the detected noise deviates excessively from the target noise as an actual noise, conclusions can be drawn about a defect or an undesired state of the exhaust system.
Unter der mittels des Mikrofons bewirkbaren Erfassung des Geräusches ist zu verstehen, dass das Mikrofon dazu ausgebildet ist, in dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand wenigstens einen von der Abgasanlage emittierten Schall beziehungsweise wenigstens ein von der Abgasanlage emittiertes Schallsignal und/oder wenigstens eine von der Abgasanlage emittierte Schwingung zu erfassen, sodass unter dem mittels des Mikrofons erfassbaren und von der Abgasanlage emittierten Geräusch wenigstens ein von der Abgasanlage emittierter Schall und/oder wenigstens eine von der Abgasanlage emittierte Schwingung und/oder wenigstens ein von der Abgasanlage emittiertes Schwingungssignal und/oder wenigstens ein von der Abgasanlage emittiertes und somit bereitgestelltes anderes akustisches Element oder Phänomen zu verstehen ist.The detection of the noise which can be achieved by means of the microphone is to be understood as meaning that the microphone is designed to emit at least one sound emitted by the exhaust system or at least one sound signal emitted by the exhaust system and / or at least one sound signal emitted by the exhaust system in the at least one second operating state To detect vibration, so that among the noise that can be detected by the microphone and emitted by the exhaust system, at least one sound emitted by the exhaust system and / or at least one vibration emitted by the exhaust system and / or at least one vibration signal emitted by the exhaust system and / or at least one of the exhaust system emitted and thus provided other acoustic element or phenomenon is to be understood.
Der Schallwandler ist beispielsweise in und/oder an einem Schalldämpfer, insbesondere in und/oder an einem Endschalldämpfer, der Abgasanlage angeordnet. Alternativ oder zusätzlich wird der Schallwandler beispielsweise in dem wenigstens einen ersten Betriebszustand als ein Subwoofer betrieben, welcher auch als Bassbox bezeichnet wird. in dem wenigstens einen ersten Betriebszustand kann der Subwoofer beispielsweise höchstens eine Frequenz von 120 Hertz, insbesondere höchstens 80 Hertz und vorzugsweise höchstens 60 Hertz, bereitstellen. Hierdurch kann ein besonders angenehmes Gesamtgeräusch bewirkt werden.The sound transducer is arranged, for example, in and / or on a silencer, in particular in and / or on a rear silencer, of the exhaust system. Alternatively or additionally, the sound transducer is operated, for example, in the at least one first operating state as a subwoofer, which is also referred to as a bass box. In the at least one first operating state, the subwoofer can, for example, provide a frequency of at most 120 Hertz, in particular at most 80 Hertz and preferably at most 60 Hertz. This can produce a particularly pleasant overall noise.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Schallwandler dazu ausgebildet, in dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand wenigstens ein Signal, insbesondere wenigstens ein elektrisches, Signal bereitzustellen, welches das von der Abgasanlage emittierte und mittels des Schallwandlers erfasste Geräusch charakterisiert. Hierdurch kann die Abgasanlage anhand des erfassten Geräusches besonders vorteilhaft und präzise überprüft werden.In an advantageous embodiment of the invention, the sound transducer is designed to provide at least one signal, in particular at least one electrical signal, in the at least one second operating state, which characterizes the noise emitted by the exhaust system and detected by the sound transducer. As a result, the exhaust system can be checked particularly advantageously and precisely on the basis of the detected noise.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine eine beispielsweise auch als Steuergerät bezeichnete elektronische Recheneinrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, das von dem Schallwandler bereitgestellte Signal zu empfangen. Hierdurch ist die Grundlage für eine besonders vorteilhafte und präzise sowie einfache Überprüfung der Abgasanlage geschaffen.It has been shown to be particularly advantageous if the internal combustion engine has an electronic computing device, also referred to as a control unit, for example, which is designed to receive the signal provided by the sound transducer. This creates the basis for a particularly advantageous, precise and simple check of the exhaust system.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet ist, die Abgasanlage in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal zu überprüfen. Hierzu wird beispielsweise mittels der elektronischen Recheneinrichtung das durch das Signal charakterisierte, mittels des Schallwandlers erfasste Geräusch als Ist-Geräusch mit einem Soll-Geräusch verglichen wird. Insbesondere können so beispielsweise durch das Signal charakterisierte Ist-Resonanzen der Abgasanlage mit Soll-Resonanzen verglichen werden. Das Soll-Geräusch beziehungsweise die Soll-Resonanz ist beziehungsweise sind beispielsweise in einer Speichereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung gespeichert. Weichen beispielsweise die Ist-Resonanzen übermäßig von den Soll-Resonanzen ab, so kann auf einen unerwünschten Zustand beziehungsweise auf eine Fehlfunktion der Abgasanlage rückgeschlossen werden. In der Folge kann beispielsweise wenigstens ein optisch und/oder akustisch und/oder haptisch wahrnehmbares Hinweissignal im Innenraum des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden, wobei das Hinweissignal den ermittelten Zustand der Abgasanlage charakterisiert. Durch das Hinweissignal kann beispielsweise der Fahrer des Kraftfahrzeugs auf den ermittelten Zustand aufmerksam gemacht werden.It has also been shown to be particularly advantageous if the electronic computing device is designed to check the exhaust system as a function of the received signal. For this purpose, for example, the noise characterized by the signal and detected by the sound transducer is compared as an actual noise with a target noise by means of the electronic computing device. In particular, for example, by the actual resonances of the exhaust system characterized by the signal are compared with target resonances. The nominal noise or the nominal resonance is or are stored, for example, in a storage device of the electronic computing device. For example, if the actual resonances deviate excessively from the setpoint resonances, conclusions can be drawn about an undesired state or a malfunction of the exhaust system. As a result, for example, at least one optically and / or acoustically and / or haptically perceivable information signal can be output in the interior of the motor vehicle, the information signal characterizing the determined state of the exhaust system. The information signal can be used, for example, to make the driver of the motor vehicle aware of the determined state.
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die elektronische Recheneinrichtung beziehungsweise das Kraftfahrzeug selbstständig wenigstens eine oder mehrere Termine in einer Werkstatt anfragt, gegebenenfalls mit einem Nutzer des Kraftfahrzeugs abstimmt sowie vereinbart beziehungsweise festlegt. Im Rahmen einer Wahrnehmung dieses vereinbarten Termins kann dann die Abgasanlage in der Werkstatt detailliert überprüft werden.Alternatively or additionally, it is conceivable that the electronic computing device or the motor vehicle independently inquires at least one or more appointments in a workshop, if necessary agrees with a user of the motor vehicle and agrees or sets them. As part of this agreed appointment, the exhaust system can then be checked in detail in the workshop.
Die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine ermöglicht es insbesondere, die Abgasanlage noch vor einem vollständigen Ausfall zu reparieren, zu warten beziehungsweise zu tauschen. Hierdurch können beispielsweise übermäßige Emissionen beziehungsweise unerwünschte Effekte vermieden werden.The internal combustion engine according to the invention makes it possible in particular to repair, maintain or replace the exhaust system before a complete failure. In this way, for example, excessive emissions or undesirable effects can be avoided.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet ist, in dem wenigstens einen ersten Betriebszustand wenigstens ein zweites Signal bereitzustellen und dadurch den Lautsprecher mittels des wenigstens einen zweiten Signals anzusteuern, wodurch das aktive Bereitstellen des zumindest einen Geräusches bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird. Vorzugsweise ist das zweite Signal ein elektrisches Signal. Dies bedeutet, dass auch der elektronischen Recheneinrichtung vorzugsweise eine Doppelfunktion zukommt. Zum einen wird die elektronische Recheneinrichtung genutzt, um das bereitgestellte Signal zu empfangen und die Abgasanlage in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal zu überprüfen. Zum anderen wird die elektronische Recheneinrichtung genutzt, um den Schallwandler anzusteuern und somit zu betreiben, sodass der Schallwandler zumindest in dem wenigstens einen ersten Betriebszustand mittels der elektronischen Recheneinrichtung angesteuert und dadurch betrieben wird. Dadurch kann die elektronische Recheneinrichtung über den Schallwandler das Bereitstellen des zumindest einen Geräusches zum Beeinflussen des Gesamtgeräusches bewirken. Hierdurch können die Teileanzahl und somit die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf der Abgasanlage und somit der Verbrennungskraftmaschine insgesamt in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.Another embodiment is characterized in that the electronic computing device is designed to provide at least one second signal in the at least one first operating state and thereby to control the loudspeaker by means of the at least one second signal, whereby the active provision of the at least one noise can be brought about or is effected. The second signal is preferably an electrical signal. This means that the electronic computing device preferably also has a dual function. On the one hand, the electronic computing device is used to receive the signal provided and to check the exhaust system as a function of the received signal. On the other hand, the electronic computing device is used to control and thus operate the sound transducer, so that the sound transducer is controlled and operated by means of the electronic computing device at least in the at least one first operating state. As a result, the electronic computing device can bring about the provision of the at least one noise via the sound transducer in order to influence the overall noise. As a result, the number of parts and thus the costs, the weight and the installation space requirement of the exhaust system and thus the internal combustion engine can be kept within a particularly low overall range.
Das Geräusch, welches mittels des Lautsprechers in dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand erfasst wird, kann beispielsweise aus Verbrennungsgeräuschen der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise aus einer durch Verbrennungsgeräusche der Verbrennungskraftmaschine bewirkten Anregung resultieren.The noise that is detected by means of the loudspeaker in the at least one second operating state can result, for example, from combustion noises of the internal combustion engine or from an excitation caused by combustion noises of the internal combustion engine.
Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere der Schallwandler, dazu ausgebildet ist, mittels des als Lautsprecher arbeitenden Schallwandlers Schall in die Abgasanlage einzukoppeln, um dadurch das wenigstens eine von der Abgasanlage emittierte Geräusch als Antwortsignal beziehungsweise Antwortgeräusch auf den eingekoppelten Schall zu bewirken. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Abgasanlage mittels des Lautsprechers definiert beziehungsweise gezielt und aktiv angeregt wird, indem mittels des Lautsprechers Schall in die Abgasanlage eingekoppelt wird. Aus dieser mittels des Lautsprechers bewirkten, aktiven Anregung der Abgasanlage resultiert eine Systemantwort der Abgasanlage, wobei diese Systemantwort mittels des Mikrofons erfasst wird. Hierdurch kann die Abgasanlage definiert, gezielt und somit präzise überprüft werden, insbesondere auf etwaige, unerwünschte Zustände und/oder Fehlfunktionen und/oder Mängel.However, it has been shown to be particularly advantageous if the internal combustion engine, in particular the sound transducer, is designed to couple sound into the exhaust system by means of the sound transducer working as a loudspeaker in order to thereby use the at least one noise emitted by the exhaust system as a response signal or response noise to the injected To cause sound. In other words, it is preferably provided that at least part of the exhaust system is defined or specifically and actively stimulated by means of the loudspeaker, in that sound is coupled into the exhaust system by means of the loudspeaker. This active excitation of the exhaust system brought about by the loudspeaker results in a system response of the exhaust system, this system response being recorded by the microphone. In this way, the exhaust system can be checked in a defined, targeted and therefore precise manner, in particular for any undesired conditions and / or malfunctions and / or defects.
Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen starken physikalischen und chemischen Einflüssen unterliegen. Somit kann es zu Schäden beziehungsweise unerwünschten Zuständen einer solchen Abgasanlage kommen. Derartige Schäden werden herkömmlicherweise für Nutzer von Kraftfahrzeugen mit solchen Abgasanlagen erst durch einen vollständigen Ausfall der Abgasanlage erkennbar. Bei der erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine ist es nun möglich, unerwünschte Zustände der Abgasanlage besonders frühzeitig und noch vor ihrem kompletten Ausfall erkennen zu können. Somit kann das Kraftfahrzeug betriebsbereit gehalten und in betriebsbereitem Zustand in eine Werkstatt gebracht werden, in welcher dann die Abgasanlage gewartet beziehungsweise ausgetauscht werden kann. Hierzu sieht die Erfindung eine akustische Fehleranalyse in der Abgasanlage vor, wobei diese akustische Fehleranalyse dadurch mittels des ohnehin vorgesehenen Schallwandlers realisiert wird, dass der Schallwandler in dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand als Mikrofon arbeitet beziehungsweise betrieben wird.The invention is based in particular on the knowledge that exhaust systems of motor vehicles are subject to strong physical and chemical influences. This can lead to damage or undesirable conditions in such an exhaust system. Such damage is conventionally only recognizable to users of motor vehicles with such exhaust systems when the exhaust system fails completely. In the case of the internal combustion engine according to the invention, it is now possible to be able to identify undesired states of the exhaust system particularly early and before they fail completely. The motor vehicle can thus be kept ready for operation and brought to a workshop in an operational state, in which the exhaust system can then be serviced or replaced. For this purpose, the invention provides for an acoustic fault analysis in the exhaust system, this acoustic fault analysis being implemented by means of the sound transducer provided in any case, that the sound transducer is in the at least one second Operating state as a microphone works or is operated.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst dabei wenigstens eine erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle. The motor vehicle according to the invention comprises at least one internal combustion engine according to the invention according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine, für ein Kraftfahrzeug. Die Verbrennungskraftmaschine weist einen von Abgas aus wenigstens einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Abgasanlage, welche wenigstens einen Schallwandler umfasst. Mittels des Schallwandlers wird zum Beeinflussen eines von der Abgasanlage emittierten Gesamtgeräusches in wenigstens einem ersten Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise der Abgasanlage zumindest ein Geräusch aktiv bereitgestellt. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der Schallwandler, der in dem wenigstens einen ersten Betriebszustand als Lautsprecher betrieben wird, das zumindest eine Geräusch abgegeben beziehungsweise ausgestrahlt wird.A third aspect of the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine according to the invention, for a motor vehicle. The internal combustion engine has an exhaust system through which exhaust gas from at least one combustion chamber of the internal combustion engine can flow and which comprises at least one sound transducer. By means of the sound transducer, at least one noise is actively provided for influencing an overall noise emitted by the exhaust system in at least one first operating state of the internal combustion engine or the exhaust system. This is to be understood in particular as meaning that the sound transducer, which is operated as a loudspeaker in the at least one first operating state, emits or radiates at least one sound.
Um nun die Abgasanlage auf besonders einfache und präzise Weise überprüfen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine in wenigstens einem zweiten Betriebszustand betrieben wird. In dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand wird der Schallwandler als Mikrofon betrieben beziehungsweise der Schallwandler arbeitet als Mikrofon, mittels welchem in dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand wenigstens ein von der Abgasanlage emittiertes Geräusch erfasst wird. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.In order to be able to check the exhaust system in a particularly simple and precise manner, it is provided according to the invention that the internal combustion engine is operated in at least one second operating state. In the at least one second operating state, the sound transducer is operated as a microphone or the sound transducer works as a microphone, by means of which at least one noise emitted by the exhaust system is recorded in the at least one second operating state. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention and of the second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the third aspect of the invention and vice versa.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung stellt der Schallwandler in dem wenigstens einen zweiten Betriebszustand wenigstens ein, insbesondere elektrisches, Signal bereitstellt, welches das von der Abgasanlage emittierte Geräusch charakterisiert. Anhand des Signals kann die Abgasanlage besonders einfach und präzise überprüft werden.In an advantageous embodiment of the invention, in the at least one second operating state, the sound transducer provides at least one, in particular electrical, signal which characterizes the noise emitted by the exhaust system. The exhaust system can be checked particularly easily and precisely using the signal.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das bereitgestellte Signal von beziehungsweise mittels einer elektronischen Recheneinrichtung empfangen wird, mittels welcher die Abgasanlage in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal überprüft wird. Hierdurch können Schäden beziehungsweise unerwünschte Zustände der Abgasanlage besonders frühzeitig und insbesondere ohne Werkstattaufenthalt ermittelt werden, sodass beispielsweise eine Wartung, Reparatur beziehungsweise ein Austausch der Abgasanlage veranlasst werden kann, bevor es zu einem vollständigen Ausfall der Abgasanlage kommt.It has been shown to be particularly advantageous if the signal provided is received by or by means of an electronic computing device, by means of which the exhaust system is checked as a function of the received signal. In this way, damage or undesired states of the exhaust system can be determined particularly early and in particular without a visit to the workshop, so that, for example, maintenance, repair or replacement of the exhaust system can be initiated before the exhaust system fails completely.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit dazugehöriger Zeichnung.Further details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment with the associated drawing.
Dabei zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbren nu ngskraftmasch ine.The single figure shows a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention.
Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine
Die Verbrennungskraftmaschine
Die Abgasanlage
Hierzu weist der Schallwandler
Um nun die Abgasanlage
Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass mittels des Mikrofons wenigstens ein oder mehrere Schwingungen, wie beispielsweise das wenigstens eine von der Abgasanlage
Wird beispielsweise anhand des Vergleichs ermittelt, dass die Ist-Daten übermäßig von den Soll-Daten abweichen, so kann auf einen unerwünschten Zustand der Abgasanlage
Wird beispielsweise der unerwünschte Zustand ermittelt, so kann im Innenraum des Kraftfahrzeugs wenigstens ein Hinweissignal ausgegeben werden. Mittels des Hinweissignals wird beispielsweise der Fahrer des Kraftfahrzeugs auf den unerwünschten Zustand der Abgasanlage
Die elektronische Recheneinrichtung
Aus der Fig. ist erkennbar, dass der Schallwandler
Mittels des zweiten elektrischen Signals wird insbesondere der Antrieb des Schallwandlers
Das wenigstens eine von der Abgasanlage
Der Schallwandler
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 22
- MotorgehäuseMotor housing
- 33
- BrennraumCombustion chamber
- 44th
- AnsaugtraktIntake tract
- 55
- AbgasanlageExhaust system
- 66th
- SchallwandlerTransducer
- 77th
- elektronische Recheneinrichtungelectronic computing device
- 88th
- SpeichereinrichtungStorage facility
- 99
- Komponentecomponent
Claims (10)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102018210386B4 true DE102018210386B4 (en) | 2020-12-10 |
Family
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Citations (3)
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DE10242300A1 (en) * | 2002-09-12 | 2004-03-18 | Robert Bosch Gmbh | Process to monitor the condition of an automotive diesel engine exhaust particle filter by comparison of change in ultrasonic sound amplitude |
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-
2018
- 2018-06-26 DE DE102018210386.0A patent/DE102018210386B4/en active Active
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