DE202015005578U1

DE202015005578U1 - Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors

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Publication number: DE202015005578U1
Application number: DE202015005578.8U
Authority: DE
Original assignee: Borgward Trademark Holdings GmbH
Current assignee: Borgward Trademark Holdings GmbH
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2015-12-07
Anticipated expiration: 2025-08-07

Abstract

Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst: – einen ersten Schallsensor, der zum Erfassen eines von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals dient und das erfasste erste Schallsignal in ein erstes elektrisches Signal umwandelt; – einen zweiten Schallsensor, der zum Erfassen eines von der Umgebung der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals dient und das erfasste zweite Schallsignal in ein zweites elektrisches Signal umwandelt; wobei – der erste Schallsensor mit einem ersten Verstärker, einem ersten Filter, einem ersten A/D-Wandler und dem Rechner nacheinander verbunden ist, wobei das erste elektrische Signal nach einer Verstärkung und Filterung durch den ersten Verstärker bzw. den ersten Filter an den ersten A/D-Wandler übertragen wird, der eine Analog-Digital-Wandlung des verarbeiteten elektrischen Signals durchführt und ein erstes digitales Signal an den Rechner ausgibt; – der zweite Schallsensor mit einem zweiten Verstärker, einem zweiten Filter, einem zweiten A/D-Wandler und dem Rechner nacheinander verbunden ist, wobei das zweite elektrische Signal nach der einer Verstärkung und Filterung durch den Verstärker bzw. den Filter an den A/D-Wandler übertragen wird, der eine Analog-Digital-Wandlung des verarbeiteten elektrischen Signals durchführt und ein zweites digitales Signal an den Rechner ausgibt; – der Rechner ein digitales Signal des Betriebsgeräusches der Hochdruck-Brennstoffpumpe im gewöhnlichen Zustand vorspeichert, das durch die Umwandlung im ersten bzw. zweiten A/D-Wandler erzeugte erste und zweite digitale Signal empfangt und dieses jeweils mit Bezug auf das vorgespeicherte digitale Signal der gewöhnlichen Geräuschprobe analysiert, um festzustellen, ob ein ungewöhnliches Geräusch besteht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Fahrzeugmotors, insbesondere eine Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe in einem Brennstoffsystem eines Fahrzeugmotors.
STAND DER TECHNIK
Als Herz eines Fahrzeugs entscheidet der Betriebszustand eines Motors den Normalbetrieb des Fahrzeugs. Ein während des Betriebs eines Motors erzeugtes die Bestimmungen der technischen Dokumentation übersteigendes abnormales Geräusch wird als ungewöhnliches Geräusch bezeichnet. Ein ungewöhnliches Geräusch zeigt, dass bestimmte Teile eines Motors einen Fehler haben. Wenn die Fehler nicht rechtzeitig behoben werden, können größere Schäden verursacht werden.
In Bezug auf die Hochdruck-Brennstoffpumpe im Motor werden in gewöhnlichen Umständen ein Öffnen und ein Schließen einer Ventilnadel ein regelmäßiges ”Klappern”-Geräusch erzeugen. Jedoch kann manchmal ein anderes unregelmäßiges Geräusch erzeugt werden, welches zum ungewöhnlichen Geräusch gehört. Ohne rechtzeitige Steuerung wird das Geräusch stärker, das zu Schäden der mechanischen Komponenten führen wird. Da das ungewöhnliche Geräusch häufig durch das Betriebsgeräusch eines Motors abgeschirmt wird, kann es nicht rechtzeitig genau festgestellt werden, ob ein ungewöhnliches Geräusch in der Hochdruck-Brennstoffpumpe besteht. Darüber hinaus führen einige menschliche Faktoren dazu, dass ein ungewöhnliches Geräusch der Hochdruck-Brennstoffpumpe nicht rechtzeitig erkannt werden kann, z. B., wenn ein Motor bei einer Tischprüfung in Betrieb mit hoher Geschwindigkeit ist, kann das Personal nicht in den Prüfraum eintreten, um zu überwachen, ob die jeweiligen Systeme des Motors ein ungewöhnliches Geräusch haben.
Zurzeit wird das Auftreten eines ungewöhnlichen Geräusches der Hochdruck-Brennstoffpumpe durch menschliche Ohren festgestellt. Da der Eintritt eines Personals in einen Motors während einer Tischprüfung nicht zulässig ist, wird ein Motor mit einem ungewöhnlichen Geräusch der Hochdruck-Brennstoffpumpe häufig erst im Fahrzeugtest herausgefunden. Aufgrund der individuellen Unterschiede bestehen bestimmte Unterschiede, wenn jeder ein ungewöhnliches Geräusch der Hochdruck-Brennstoffpumpe feststellt, was nicht nur die Fehlerbehebungszeit der Hochdruck-Brennstoffpumpe verzögert, sondern auch eine große Menge an Zeit und Mühe des Personals verbraucht. Da gleichzeitig die Entdeckung eines Fehlers verzögert wird, gehen mehr fehlerhafte Motoren in den Fahrzeugtest ein, so dass die Schwierigkeit und die Kosten der Reparatur erhöht werden.
INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Hinsichtlich der oben geschilderten technischen Probleme aus dem Stand der Technik, dass ein ungewöhnliches Geräusch der Hochdruck-Brennstoffpumpe des Motors nicht rechtzeitig und genau festgestellt werden kann, stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors zur Verfügung.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors zur Verfügung, umfassend: einen Schallsensor, einen Verstärker, einen Filter, einen A/D-Wandler und einen Rechner, wobei der Schallsensor mit dem Verstärker, dem Filter, dem A/D-Wandler und dem Rechner nacheinander verbunden ist und zum Erfassen eines von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals dient und das Schallsignal in ein elektrisches Signal umwandelt, welches elektrische Signal nach einer Verstärkung und Filterung durch den Verstärker bzw. den Filter an den A/D-Wandler übertragen wird, der eine Analog-Digital-Wandlung des verarbeiteten elektrischen Signals durchführt und ein digitales Signal an den Rechner ausgibt;
und wobei der Rechner ein digitales Signal des Betriebsgeräusches der Hochdruck-Brennstoffpumpe im gewöhnlichen Zustand vorspeichert, das durch die Umwandlung im A/D-Wandler erzeugte digitale Signal empfängt und dieses mit Bezug auf das vorgespeicherte digitale Signal der gewöhnlichen Geräuschprobe analysiert, um festzustellen, ob ein ungewöhnliches Geräusch besteht.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung weiter einen Schallaufnehmer, der gleichzeitig ein von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammendes Schallsignal erfasst und nacheinander mit einem Kopfhörer und einem Schallspeicher verbunden ist, wobei der Kopfhörer zur Echtzeit-Überwachung des Betriebsgeräusches der Hochdruck-Brennstoffpumpe dient und der Schallspeicher eine ungewöhnliche Geräuschquelle der Hochdruck-Brennstoffpumpe speichert.
Die vorliegende Erfindung stellt weiter eine Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors, die Folgendes umfasst:

– einen ersten Schallsensor, der zum Erfassen eines von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals dient und das erfasste erste Schallsignal in ein erstes elektrisches Signal umwandelt;
– einen zweiten Schallsensor, der zum Erfassen eines von der Umgebung der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals dient und das erfasste zweite Schallsignal in ein zweites elektrisches Signal umwandelt; wobei
– der erste Schallsensor mit einem ersten Verstärker, einem ersten Filter, einem ersten A/D-Wandler und dem Rechner nacheinander verbunden ist, wobei das erste elektrische Signal nach einer Verstärkung und Filterung durch den ersten Verstärker bzw. den ersten Filter an den ersten A/D-Wandler übertragen wird, der eine Analog-Digital-Wandlung des verarbeiteten elektrischen Signals durchführt und ein erstes digitales Signal an den Rechner ausgibt;
– der zweite Schallsensor mit einem zweiten Verstärker, einem zweiten Filter, einem zweiten A/D-Wandler und dem Rechner nacheinander verbunden ist, wobei das zweite elektrische Signal nach der einer Verstärkung und Filterung durch den Verstärker bzw. den Filter an den A/D-Wandler übertragen wird, der eine Analog-Digital-Wandlung des verarbeiteten elektrischen Signals durchführt und ein zweites digitales Signal an den Rechner ausgibt;
– der Rechner ein digitales Signal des Betriebsgeräusches der Hochdruck-Brennstoffpumpe im gewöhnlichen Zustand vorspeichert, das durch die Umwandlung im ersten bzw. zweiten A/D-Wandler erzeugte erste und zweite digitale Signal empfängt und dieses jeweils mit Bezug auf das vorgespeicherte digitale Signal der gewöhnlichen Geräuschprobe analysiert, um festzustellen, ob ein ungewöhnliches Geräusch besteht.

Im Vergleich zum Stand der Technik hat die technische Lösung der vorliegenden Erfindung folgende Vorteile:

(1) Mit Hilfe der Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe kann es in Echtzeit überwacht werden, ob die Hochdruck-Brennstoffpumpe im Normalbetriebzustand ist, beim Auftreten eines ungewöhnlichen Geräusches wird einen rechtzeitigen Alarm realisiert;
(2) Durch den Vergleich eines in Echtzeit erfassten Schallsignals mit dem gewöhnlichen Betriebsgeräusch der Hochdruck-Brennstoffpumpe wird es genau festgestellt, ob ein ungewöhnliches Geräusch in der Hochdruck-Brennstoffpumpe auftritt;
(3) Durch die Hinzufügung eines Schallsensors zum Erfassen eines Umgebungsgeräusches und der entsprechenden Verstärkungs-, Filterungs- und A/D-Wandlungsschaltung kann die durch ein Umgebungsgeräusch erzeugte Störung für die Detektion ungewöhnlichen Geräusches behoben werden, um die Detektionsgenauigkeit zu verbessern.
(4) Die Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe hat niedrige Kosten, einfache Installation und hohe Empfindlichkeit, um die Detektionseffizienz zu verbessern und die Reparaturkosten zu verringern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Im Zusammenhang mit den ausführlichen Ausführungsformen und Figuren der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert, damit der Inhalt der vorliegenden Erfindung leichter klar zu verstehen ist. Dabei zeigt 1 eine schematische Strukturansicht der Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm für das Verfahren, ein ungewöhnliches Geräusch in Übereinstimmung mit einem erfassten Signal und einem vorgespeicherten gewöhnlichen Schallsignal festzustellen.
3 zeigt eine schematische Strukturansicht der Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine schematische Strukturansicht der Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors in der ersten Ausführungsform
2: Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors in der zweiten Ausführungsform
3: Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors in der dritten Ausführungsform
110, 210, 310, 311: Schallsensor
120, 220, 320, 321: Verstärker
130, 230, 330, 331: Filter
140, 240, 340, 341: A/D-Wandler
150, 250, 350: Rechner
160, 260, 360: Alarmvorrichtung
270, 370: Schallaufnehmer
280, 380: Kopfhörer

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Erste Ausführungsform
Siehe 1, 1 zeigt eine schematische Strukturansicht der Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors 1 in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Detektion für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors 1 zur Verfügung. Die Detektionsvorrichtung 1 umfasst: einen Schallsensor 110, einen Verstärker 120, einen Filter 130, einen A/D-Wandler 140, einen Rechner 150 und eine Alarmvorrichtung 160, wobei der Ausgangsanschluss des Schallsensors 110 mit dem Eingangsanschluss des Verstärkers 120 verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des Verstärkers 120 mit dem Eingangsanschluss des Filters 130 verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des Filters 130 mit dem Eingangsanschluss des A/D-Wandlers verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des A/D-Wandlers 140 mit dem Eingangsanschluss des Rechners verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss Rechners mit der Alarmvorrichtung 160 verbunden ist.
Der Schallsensor ist an einer in der Nähe von einer Hochdruck-Brennstoffpumpe angeordneten Befestigungshalterung befestigt, wobei der Abstand zwischen der Befestigungshalterung und der Hochdruck-Brennstoffpumpe bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 50 cm ist. Der Schallsensor dient zum Erfassen eines von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals und wandelt das Schallsignal in ein elektrisches Signal um, welches elektrische Signal nach einer Verstärkung und Filterung durch den Verstärker bzw. den Filter an den A/D-Wandler übertragen wird, der eine Analog-Digital-Wandlung des verarbeiteten elektrischen Signals durchführt und ein digitales Signal an den Rechner ausgibt.
Der Rechner speichert ein digitales Signal des Betriebsgeräusches der Hochdruck-Brennstoffpumpe im gewöhnlichen Zustand vor, empfängt das durch die Umwandlung im A/D-Wandler erzeugte digitale Signal und analysiert dieses mit Bezug auf das vorgespeicherte digitale Signal der gewöhnlichen Geräuschprobe, um festzustellen, ob ein ungewöhnliches Geräusch besteht.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein tatsächlich erfasstes Signal mit einem gewöhnlichen Signal einer Hochdruck-Brennstoffpumpe verglichen, um die Genaugikeit der Feststellung ungewöhnlichen Geräusches zu verbessern. Über den Schallsensor werden eine Echtzeit-Überwachung des Betriebszustandes einer Hochdruck-Brennstoffpumpe und eine rechtzeitige Rückmeldung ans Personal beim Auftreten eines ungewöhnlichen Geräuschs realisiert, um die Zeit der Fehlerbehebung zu sparen, einen ”kranken” Betrieb der Hochdruck-Brennstoffpumpe zu vermeiden, das Ausmaß der Schäden zu verringern und die Herstellungskosten zu reduzieren. Mit Hilfe der Alarmvorrichtung wird es auf den Fehlerzustand einer Hochdruck-Brennstoffpumpe hingewiesen, so dass die Detektion anschaulicher wird.
Zweite Ausführungsform
Die vorliegende zweite Ausführungsform stellt ein Verfahren zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors zur Verfügung, wobei das Detektionsverfahren umfasst: dass der Schallsensor an einer in der Nähe von einer Hochdruck-Brennstoffpumpe angeordneten Befestigungshalterung befestigt ist, wobei der Abstand zwischen der Befestigungshalterung und der Hochdruck-Brennstoffpumpe bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 50 cm ist. Der Schallsensor 110 dient zum Erfassen eines von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals und wandelt das Schallsignal in ein elektrisches Signal um, wobei der Verstärker 120 ein vom Schallsensor 110 übertragenes Signal empfängt und das Signal nach einer Verstärkung an den Filter 130 ausgibt, und wobei der Filter 130 eine Filterung für das Signal durchführt und danach das Signal an den A/D-Wandler 140 überträgt, und wobei das elektrische Signal nach einer Verstärkung und Filterung durch den A/D-Wandler 140 in ein digitales Signal umgewandelt wird, und wobei der A/D-Wandler 140 mit dem Rechner 150 verbunden ist.
Der Rechner 150 speichert ein digitales Signal des Betriebsgeräusches der Hochdruck-Brennstoffpumpe im gewöhnlichen Zustand vor, empfängt das durch die Umwandlung im A/D-Wandler 140 erzeugte digitale Signal und analysiert dieses mit Bezug auf das vorgespeicherte digitale Signal der gewöhnlichen Geräuschprobe, um festzustellen, ob ein ungewöhnliches Geräusch besteht.
Konkret gesagt, siehe 2, umfasst der Prozess, dass das digitale Signal mit Bezug auf das vorgespeicherte digitale Signal der gewöhnlichen Geräuschprobe analysiert wird, um festzustellen, ob ein ungewöhnliches Geräusch besteht, Folgendes:
Der Rechner erfasst über eine Datenschnittstelle die Ausgangsdaten des A/D-Wandlers 140, einen Datenstrom generiert und folgende Verarbeitungen durchführt:
Der Datenstrom wird in Datensegmentspeicher fester Größe aufgeteilt, wie z. B. Aufzeichnungssegmente von 1 Sekunde.
Mit Bezug auf das vorgespeicherte digitale Signal der gewöhnlichen Geräuschprobe im Rechner wird eine Zeitbereichskorrelationsrechnung für jedes Datensegment durchgeführt, wobei eine Statistik für den Korrelationsrechnungsspitzenwert durchgeführt wird;
Der Korrelationsrechnungsspitzenwert wird mit dem voreingestellten ersten Spitzenwert verglichen. Wenn der Korrelationsrechnungsspitzenwert kleiner als der voreingestellte Spitzenwert ist, wird eine Aufzeichnungsmarke generiert;
Eine Statistik wird für die Aufzeichnungsmarken innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer (z. B. 20 Sekunden) durchgeführt. Wenn der akkumulierte Wert der Aufzeichnungsmarken größer als ein voreingestellter Schwellenwert ist, wird es angezeigt, dass das aktuell erfasste Geräusch stark von einem gewöhnlichen Schallsignal abweicht und als ein ungewöhnliches Geräusch angesehen wird.
Wenn ein ungewöhnliches Geräusch besteht, wird ein Fehleralarmhinweis ausgegeben. Das Verfahren des Fehleralarmhinweises kann z. B. Leuchten eines mit dem Rechner verbundenen Alarmlichtes, Blinken eines Alarmlichtes oder Schallalarm oder Anzeigen einer Fehlermeldung auf dem Bildschirm und andere Alarmweisen sein, um die Menschen darauf hinzuweisen, dass die Hochdruck-Brennstoffpumpe des Motors einen Fehler hat, um das Personal darüber zu informieren, den Motor rechtzeitig aufhören zu lassen und die Hochdruck-Brennstoffpumpe zu reparieren.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein tatsächlich erfasstes Signal mit einem gewöhnlichen Signal einer Hochdruck-Brennstoffpumpe verglichen, um die Genauigkeit der Feststellung ungewöhnlichen Geräusches zu verbessern. Über den Schallsensor werden eine Echtzeit-Überwachung des Betriebszustandes einer Hochdruck-Brennstoffpumpe und eine rechtzeitige Rückmeldung ans Personal beim Auftreten eines ungewöhnlichen Geräuschs realisiert, um die Zeit der Fehlerbehebung zu sparen, einen ”kranken” Betrieb der Hochdruck-Brennstoffpumpe zu vermeiden, das Ausmaß der Schäden zu verringern und die Herstellungskosten zu reduzieren. Mit Hilfe der Alarmvorrichtung wird es auf den Fehlerzustand einer Hochdruck-Brennstoffpumpe hingewiesen, so dass die Detektion anschaulicher wird.
Dritte Ausführungsform
Siehe 3, 3 zeigt eine schematische Strukturansicht der Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors 2 in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Im Vergleich zur Vorrichtung zur Detektion für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors 1 in der ersten Ausführungsform sind in der Vorrichtung zur Detektion für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors 2 in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Schallaufnehmer 270 und ein Kopfhörer 280 hinzugefügt, wobei der Schallaufnehmer 270 zusammen mit dem Schallsensor 210 an einer in der Nähe von einer Hochdruck-Brennstoffpumpe angeordneten Befestigungshalterung befestigt ist, und wobei der Abstand zwischen der Befestigungshalterung und der Hochdruck-Brennstoffpumpe bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 50 cm ist. Der Schallaufnehmer 270 dient auch zum Erfassen eines von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals. Mit Hilfe des mit dem Schallaufnehmer 270 verbundenen Kopfhörers 280 kann das Personal eine Echtzeit-Soundüberwachung für das Betriebsgeräusch einer Hochdruck-Brennstoffpumpe durchführen und eine ungewöhnliche Geräuschquelle der Hochdruck-Brennstoffpumpe speichern, um eine Referenz für die zukünftige Forschung und Entwicklung der Hochdruck-Brennstoffpumpe zu bieten.
Andere Bauteile der Vorrichtung Detektion für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors 2 in der dritten Ausführungsform sind gleich wie die in der ersten Ausführungsform, wobei das Arbeitsprinzip auch gleich ist. Siehe insbesondere Erläuterung in der ersten Ausführungsform, hier wird es nicht näher erläutert.
In der vorliegenden dritten Ausführungsform wird über den Schallaufnehmer ein ungewöhnliches Geräusch einer Hochdruck-Brennstoffpumpe durch den Kopfhörer ausgegeben, dadurch wird die Detektion ungewöhnlichen Geräusches durch menschliche Ohren ersetzt, um die Sicherheit des Personals zu gewährleisten.
Vierte Ausführungsform
Die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Detektion für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors zur Verfügung. Im Vergleich zum Verfahren zur Detektion für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors in der zweiten Ausführungsform liegt der Unterschied dieses Detektionsverfahrens darin: wenn ein Schallsensor zum Erfassen eines von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals verwendet wird, wird gleichzeitig ein Schallaufnehmer zum Erfassen des Schallsignals verwendet, wobei der Schallsensor und der Schallaufnehmer zusammen an einer in der Nähe von einer Hochdruck-Brennstoffpumpe angeordneten Befestigungshalterung befestigt sind, und wobei der Schallaufnehmer mit dem Kopfhörer und dem Schallspeicher nacheinander verbunden ist, und wobei mit Hilfe des Kopfhörers das Personal eine Echtzeit-Soundüberwachung für das Betriebsgeräusch einer Hochdruck-Brennstoffpumpe durchführt, und wobei der Schallspeicher eine ungewöhnliche Geräuschquelle einer Hochdruck-Brennstoffpumpe speichert, um eine Referenz für die zukünftige Forschung und Entwicklung der Hochdruck-Brennstoffpumpe zu bieten.
Andere Schritte des Verfahrens zur Detektion für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors in der vierten Ausführungsform sind gleich wie die in der zweiten Ausführungsform. Siehe insbesondere Erläuterung in der zweiten Ausführungsform, hier wird es nicht näher erläutert.
In der vorliegenden vierten Ausführungsform wird über den Schallaufnehmer ein ungewöhnliches Geräusch einer Hochdruck-Brennstoffpumpe durch den Kopfhörer ausgegeben, dadurch wird die Detektion ungewöhnlichen Geräusches durch menschliche Ohren ersetzt, um die Sicherheit des Personals zu gewährleisten.
Fünfte Ausführungsform
Siehe 4, 4 zeigt eine schematische Strukturansicht der Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors 5 in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Vorrichtung zur Detektion für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors 3 in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schallsensor 310 311, einen Verstärker 320, 321, einen Filter 330, 331, einen A/D-Wandler 340, 341, einen Rechner 350, eine Alarmvorrichtung 360, einen Schallaufnehmer 370 und einen Kopfhörer 380, wobei der Ausgangsanschluss des Schallsensors 310 mit dem Eingangsanschluss des Verstärkers 320 verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des Verstärkers 320 mit dem Eingangsanschluss des Filters 330 verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des Filters 330 mit dem Eingangsanschluss des A/D-Wandlers 340 verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des A/D-Wandlers 340 mit dem Eingangsanschluss des Rechners 350 verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des Schallsensors 311 mit dem Eingangsanschluss des Verstärkers 321 verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des Verstärkers 321 mit dem Eingangsanschluss des Filters 331 verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des Filters 331 mit dem Eingangsanschluss des A/D-Wandlers 341 verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des A/D-Wandlers 341 mit dem Eingangsanschluss des Rechners 351 verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des Rechners 350 mit der Alarmvorrichtung 360 verbunden ist, und wobei der Ausgangsanschluss des Schallaufnehmers 370 mit dem Eingangsanschluss des Kopfhörers 380 verbunden ist.
Dabei sind der Schallsensor 310 und der Schallaufnehmer 370 zusammen an einer in der Nähe von einer Hochdruck-Brennstoffpumpe angeordneten Befestigungshalterung befestigt, wobei die Anordnungsposition der Befestigungshalterung einen Abstand zur Hochdruck-Brennstoffpumpe innerhalb eines Bereichs von 50 cm hat. Der Schallsensor 311 ist an einer anderen Befestigungshalterung befestigt, die weit von der Hochdruck-Brennstoffpumpe entfernt angeordnet ist und einen voreingestellten Abstand zum Schallsensor 310 hat, wobei der Schallsensor 311 und der Schallsensor 310 ein Geräusch in umgekehrten Richtungen erfassen. Bevorzugt hat die andere Befestigungshalterung einen Abstand zur Hochdruck-Brennstoffpumpe innerhalb eines Bereichs von 100 cm–120 cm und einen Abstand zur Befestigungshalterung innerhalb eines Bereichs von 50 cm–70 cm. Darauf ist die Anordnung nicht beschränkt. Der Fachmann auf diesem Gebiet sollte verstehen, dass es in Ordnung ist, sofern die Position und die Richtung des Schallsensors passend angeordnet sind, so dass der Schallsensor 310 hauptsächlich ein von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammendes Schallsignal erfasst und der Schallsensor 311 hauptsächlich ein von der Umgebung der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammendes Schallsignal erfasst.
Der Schallsensor 310 wandelt das erfasste Schallsignal in ein erstes elektrisches Signal um, welches erste elektrische Signal nach einer Verstärkung und Filterung durch den Verstärker 320 bzw. den Filter 330 an den A/D-Wandler 340 übertragen wird, der eine Analog-Digital-Wandlung des verarbeiteten elektrischen Signals durchführt und ein digitales Signal an den Rechner 350 ausgibt. Der Schallsensor 311 wandelt das erfasste Schallsignal in ein zweites elektrisches Signal um, welches zweite elektrische Signal nach einer Verstärkung und Filterung durch den Verstärker 321 bzw. den Filter 331 an den A/D-Wandler 341 übertragen wird, der eine Analog-Digital-Wandlung des verarbeiteten elektrischen Signals durchführt und ein digitales Signal an den Rechner 350 ausgibt.
Der Rechner 350 speichert ein digitales Signal des Betriebsgeräusches der Hochdruck-Brennstoffpumpe im gewöhnlichen Zustand vor, empfängt das durch die Umwandlung im A/D-Wandler 340, 341 erzeugte erste und zweite digitale Signal und analysiert dieses jeweils mit Bezug auf das vorgespeicherte digitale Signal der gewöhnlichen Geräuschprobe, um festzustellen, ob ein ungewöhnliches Geräusch besteht.
Der Schallaufnehmer 370 dient auch zum Erfassen eines von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals. Mit Hilfe des mit dem Schallaufnehmer 370 verbundenen Kopfhörers 380 kann das Personal eine Echtzeit-Soundüberwachung für das Betriebsgeräusch einer Hochdruck-Brennstoffpumpe durchführen und eine ungewöhnliche Geräuschquelle der Hochdruck-Brennstoffpumpe speichern, um eine Referenz für die zukünftige Forschung und Entwicklung der Hochdruck-Brennstoffpumpe zu bieten.
Mit Hilfe der Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe kann es in der vorliegenden Ausführungsform in Echtzeit überwacht werden, ob die Hochdruck-Brennstoffpumpe im Normalbetriebzustand ist, beim Auftreten eines ungewöhnlichen Geräusches wird einen rechtzeitige Alarm realisiert; durch den Vergleich eines in Echtzeit erfassten Schallsignals mit dem gewöhnlichen Betriebsgeräusch der Hochdruck-Brennstoffpumpe wird es genau festgestellt, ob ein ungewöhnliches Geräusch in der Hochdruck-Brennstoffpumpe auftritt; durch die Hinzufügung eines Schallsensors zum Erfassen eines Umgebungsgeräusches und der entsprechenden Verstärkungs-, Filterungs- und A/D-Wandlungsschaltung kann die durch ein Umgebungsgeräusch erzeugte Störung für die Detektion ungewöhnlichen Geräusches behoben werden, um die Detektionsgenauigkeit zu verbessern; die Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe hat niedrige Kosten, einfache Installation und hohe Empfindlichkeit, um die Detektionseffizienz zu verbessern und die Reparaturkosten zu verringern.
Sechste Ausführungsform
Die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Detektion für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors zur Verfügung. Im Vergleich zum Verfahren zur Detektion für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors in der vierten Ausführungsform liegt der Unterschied dieses Detektionsverfahrens darin: wenn ein Schallsensor 310 und ein Schallaufnehmer 370 zum Erfassen eines von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals verwendet werden, wird gleichzeitig ein Schallsensor 311 zum Erfassen eines von der Umgebung der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals verwendet, wobei der Schallsensor 311 mit dem Verstärker 321, dem Filter 331 und dem A/D-Wandler 341 nacheinander verbunden ist, und wobei der Ausgang des A/D-Wandlers 341 mit dem Rechner 350 verbunden ist. Da das durch den Schallsensor 311 erfasste Schallsignal ein Umgebungsgeräusch enthält, kann die Störung durch das Geräusch für die Feststellung ungewöhnlichen Geräusches durch die Rechnung im Rechner behoben oder teilweise behoben werden, um die Genauigkeit der Feststellung ungewöhnlichen Geräusches zu verbessern.
Da im Detektionsverfahren der vorliegenden Ausführungsform ein Erfassen und ein Behandeln für ein Geräusch in der Umgebung der Hochdruck-Brennstoffpumpe hinzugefügt werden, sind die Verarbeitungsschritte nach Empfang eines vom A/D-Wandler 340, 341 stammenden digitalen Signals durch den Rechner anders als die in der vierten Ausführungsform. Der konkrete Verarbeitungsschritt umfasst Folgendes:
Der Rechner 350 erfasst über eine Datenschnittstelle die Ausgangsdaten des A/D-Wandlers 340 und des A/D-Wandlers 341, einen ersten Datenstrom und einen zweiten Datenstrom generiert und folgende Verarbeitungen durchführt:
Durchführung einer Differenzrechnung für den ersten Datenstrom und den zweiten Datenstrom, um einen dritten Datenstrom zu generieren, so dass der Einfluss der Umgebungsgeräusches behoben wird.
Der Datenstrom wird in Datensegmentspeicher 4 fester Größe aufgeteilt, wie z. B. Aufzeichnungssegmente von 1 Sekunde.
Mit Bezug auf das vorgespeicherte gewöhnliche digitale Signal im Rechner wird eine Zeitbereichskorrelationsrechnung für jedes Datensegment 4 durchgeführt, wobei eine Statistik für den Korrelationsrechnungsspitzenwert durchgeführt wird, der mit dem voreingestellten ersten Spitzenwert verglichen wird. Wenn der Korrelationsrechnungsspitzenwert kleiner als der voreingestellte Spitzenwert ist, wird eine Aufzeichnungsmarke generiert.
Eine Statistik wird für die Aufzeichnungsmarken innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer (z. B. 20 Sekunden) durchgeführt. Wenn der akkumulierte Wert der Aufzeichnungsmarken größer als ein voreingestellter Schwellenwert ist, wird es angezeigt, dass das aktuell erfasste Geräusch stark von einem gewöhnlichen Schallsignal abweicht und als ein ungewöhnliches Geräusch angesehen wird.
Wenn ein ungewöhnliches Geräusch besteht, wird ein Fehleralarmhinweis ausgegeben. Das Verfahren des Fehleralarmhinweises kann z. B. Leuchten eines mit dem Rechner verbundenen Alarmlichtes, Blinken eines Alarmlichtes oder Schallalarm oder Anzeigen einer Fehlermeldung auf dem Bildschirm und andere Alarmweisen sein, um die Menschen darauf hinzuweisen, dass die Hochdruck-Brennstoffpumpe des Motors einen Fehler hat, um das Personal darüber zu informieren, den Motor rechtzeitig aufhören zu lassen und die Hochdruck-Brennstoffpumpe zu reparieren.
Durch die Hinzufügung eines Schallsensors zum Erfassen eines Umgebungsgeräusches und der entsprechenden Verstärkungs-, Filterungs- und A/D-Wandlungsschaltung wird ein Umgebungsgeräusch der Hochdruck-Brennstoffpumpe erfasst, für das und das durch den Schallsensor der Hochdruck-Brennstoffpumpe erfasste Schallsignal wird eine Differenzrechnung durchgeführt, so dass die durch ein Umgebungsgeräusch erzeugte Störung für die Detektion ungewöhnlichen Geräusches behoben werden kann, um die Detektionsgenauigkeit zu verbessern. Über den Schallsensor werden eine Echtzeit-Überwachung des Betriebszustandes einer Hochdruck-Brennstoffpumpe und eine rechtzeitige Rückmeldung ans Personal beim Auftreten eines ungewöhnlichen Geräuschs realisiert, um die Zeit der Fehlerbehebung zu sparen, einen ”kranken” Betrieb der Hochdruck-Brennstoffpumpe zu vermeiden, das Ausmaß der Schäden zu verringern und die Herstellungskosten zu reduzieren. Mit Hilfe der Alarmvorrichtung wird es auf den Fehlerzustand einer Hochdruck-Brennstoffpumpe hingewiesen, so dass die Detektion anschaulicher wird.
Andere Schritte des Verfahrens zur Detektion für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors in der sechsten Ausführungsform sind gleich wie die in der vierten Ausführungsform. Siehe insbesondere Erläuterung in der vierten Ausführungsform, hier wird es nicht näher erläutert.
Offensichtlich dienen die vorstehenden Ausführungsformen nur zur klaren Erläuterung der Beispiele, statt die Ausführungsformen zu beschränken. Der Durchschnittsfachmann auf dem betroffenen Gebiet können Änderungen oder Modifikationen anderer Formen auf der Grundlage der vorstehenden Erläuterung durchführen. Hier ist es unnötig und unmöglich, alle Ausführungsformen aufzuführen. Hieraus abgeleitete offensichtliche Änderungen oder Modifikationen sollen noch als vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung angesehen werden.

Claims

Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst: – einen ersten Schallsensor, der zum Erfassen eines von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals dient und das erfasste erste Schallsignal in ein erstes elektrisches Signal umwandelt; – einen zweiten Schallsensor, der zum Erfassen eines von der Umgebung der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals dient und das erfasste zweite Schallsignal in ein zweites elektrisches Signal umwandelt; wobei – der erste Schallsensor mit einem ersten Verstärker, einem ersten Filter, einem ersten A/D-Wandler und dem Rechner nacheinander verbunden ist, wobei das erste elektrische Signal nach einer Verstärkung und Filterung durch den ersten Verstärker bzw. den ersten Filter an den ersten A/D-Wandler übertragen wird, der eine Analog-Digital-Wandlung des verarbeiteten elektrischen Signals durchführt und ein erstes digitales Signal an den Rechner ausgibt; – der zweite Schallsensor mit einem zweiten Verstärker, einem zweiten Filter, einem zweiten A/D-Wandler und dem Rechner nacheinander verbunden ist, wobei das zweite elektrische Signal nach der einer Verstärkung und Filterung durch den Verstärker bzw. den Filter an den A/D-Wandler übertragen wird, der eine Analog-Digital-Wandlung des verarbeiteten elektrischen Signals durchführt und ein zweites digitales Signal an den Rechner ausgibt; – der Rechner ein digitales Signal des Betriebsgeräusches der Hochdruck-Brennstoffpumpe im gewöhnlichen Zustand vorspeichert, das durch die Umwandlung im ersten bzw. zweiten A/D-Wandler erzeugte erste und zweite digitale Signal empfangt und dieses jeweils mit Bezug auf das vorgespeicherte digitale Signal der gewöhnlichen Geräuschprobe analysiert, um festzustellen, ob ein ungewöhnliches Geräusch besteht.
Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter Folgendes umfasst: – eine Alarmvorrichtung, die dazu dient, eine Fehleralarmmeldung auszugeben, wenn der Rechner feststellt, dass ein ungewöhnliches Geräusch besteht.
Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter Folgendes umfasst: – einen Schallaufnehmer, der zum gleichzeitigen Erfassen eines von der Hochdruck-Brennstoffpumpe stammenden Schallsignals dient; – einen Kopfhörer, der mit dem Schallaufnehmer verbunden ist und zur Echtzeit-Überwachung des Betriebsgeräusches einer Hochdruck-Brennstoffpumpe dient; – einen Schallspeicher, der mit dem Kopfhörer verbunden ist und zum Speichern der Schallquelle des ungewöhnlichen Geräusches einer Hochdruck-Brennstoffpumpe dient.
Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors nach einem von Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schallsensor an einer in der Nähe von der Hochdruck-Brennstoffpumpe angeordneten Befestigungshalterung befestigt ist und der zweite Schallsensor an einer weit von der Hochdruck-Brennstoffpumpe entfernt angeordneten, einen voreingestellten Abstand zum ersten Schallsensor aufweisenden anderen Befestigungshalterung befestigt ist, wenn der erste Schallsensor und der zweite Schallsensor gleichzeitig zum Erfassen des Schallsignals verwendet werden, und wobei der erste Schallsensor und der Schallaufnehmer gemeinsam an einer in der Nähe von der Hochdruck-Brennstoffpumpe angeordneten Befestigungshalterung befestigt sind und der zweite Schallsensor an einer weit von der Hochdruck-Brennstoffpumpe entfernt angeordneten, einen voreingestellten Abstand zum ersten Schallsensor aufweisenden anderen Befestigungshalterung befestigt ist, wenn der erste, zweite Schallsensor und der Schallaufnehmer gleichzeitig zum Erfassen des Schallsignals verwendet werden.
Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors nach einem von Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schallsensor und der zweite Schallsensor den Schall in umgekehrten Richtungen erfassen.
Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schallsensor und der zweite Schallsensor den Schall in umgekehrten Richtungen erfassen.
Vorrichtung zur Detektion ungewöhnlichen Geräusches für eine Hochdruck-Brennstoffpumpe eines Fahrzeugmotors nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Befestigungshalterung zur Hochdruck-Brennstoffpumpe in einem Bereich innerhalb von 50 cm ist, und wobei die andere Befestigungshalterung einen Abstand zur Hochdruck-Brennstoffpumpe in einem Bereich innerhalb von 100 cm bis 120 cm hat und einen Abstand zur Befestigungshalterung in einem Bereich innerhalb von 50 cm bis 70 cm hat.