EP2729694B1 - Verfahren und vorrichtung zum überwachen eines einspurvorgangs eines einspurritzels eines startermotors - Google Patents

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EP2729694B1
EP2729694B1 EP12730453.3A EP12730453A EP2729694B1 EP 2729694 B1 EP2729694 B1 EP 2729694B1 EP 12730453 A EP12730453 A EP 12730453A EP 2729694 B1 EP2729694 B1 EP 2729694B1
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EP
European Patent Office
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meshing
frequency
frequency profile
signal
Prior art date
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Simon CASEY
Tony Rocco
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SEG Automotive Germany GmbH
Original Assignee
SEG Automotive Germany GmbH
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Publication date
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    • F02N2200/065—Relay current

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for monitoring a meshing process of a meshing pinion of a starter motor for a vehicle drive.
  • Starter motors are known in which, during the starting process, a meshing gear of the starter motor is meshed with a ring gear of a vehicle drive, in particular an internal combustion engine.
  • the meshing pinion of the starter motor and a corresponding toothed ring in the vehicle drive are arranged rotated relative to one another in such a way that the meshing pinion slides directly into the toothed ring.
  • a tooth of the pinion initially completely or partially overlaps a tooth of the ring gear during the meshing process, thereby preventing direct meshing.
  • the starter motor starting to rotate and the meshing pinion not meshing with the ring gear because of the tooth position. Rather, the teeth of the meshing pinion and the teeth of the ring gear can slide over one another, so that the vehicle drive is not driven by the starter motor.
  • the patent application WO 2011/080 010 A1 discloses a method known from the prior art for monitoring a meshing process of a meshing pinion of a starter motor for a vehicle drive.
  • the object on which the invention is based can therefore be seen in specifying a method and a device for monitoring a meshing process of a meshing pinion of a starter motor for a vehicle drive, with which a meshing process can be monitored in a simplified manner.
  • a method for monitoring a meshing process of a meshing pinion of a starter motor for a vehicle drive in which an armature of the starter motor is moved by a magnet.
  • a magnetic coil signal is detected when a magnetic coil of the magnet is energized in order to obtain a signal profile, in particular a current profile.
  • the magnet is, for example, an electromagnet.
  • a frequency profile is generated by transforming the signal profile with a time-frequency transformation. This frequency profile is compared with at least one reference frequency profile.
  • the meshing process is monitored on the basis of the comparison; for example, a quality of the meshing process is determined on the basis of the comparison.
  • the ascertained quality or the monitoring of the meshing process also includes, for example, at least one of the following: a successful meshing process, a delayed meshing process, an unsuccessful meshing process, an unsuccessful meshing process, a tooth-on-tooth position of the meshing pinion during the meshing process.
  • the signal profile is recorded by measuring a signal profile, in particular a current profile, on a starter relay of the starter motor.
  • the measurement of the signal profile or the magnet coil signal can take place, for example, at a terminal of the starter relay via which the magnet, for example a lifting magnet, is supplied with current to attract the armature, a shunt preferably being used as a measuring resistor for this purpose.
  • such a terminal is a so-called terminal 50 of a vehicle electrical system.
  • the time-frequency transformation can be used for the time-frequency transformation.
  • at least one of the following transformations is used when generating the frequency profile: a discrete Fourier transformation, in particular a fast Fourier transformation, FFT, a short-term Fourier transformation, STFT, a wavelet transformation.
  • FFT fast Fourier transformation
  • STFT short-term Fourier transformation
  • the at least one reference frequency profile based on the respectively selected time-frequency transformation is also available.
  • Such reference frequency profiles can be determined in advance, for example, by means of the corresponding time-frequency transformation from known signal curves, so that such reference frequency profiles each correspond to a tracking process with a certain quality.
  • similarities or deviations in the frequency profile of a current meshing process and the reference frequency profile can be determined in order to determine the quality of the meshing process and monitor the meshing process accordingly.
  • the comparison includes determining an error value, in particular on the basis of a mean square error, between the frequency profile and the at least one reference frequency profile.
  • the meshing process is monitored, for example, on the basis of the determined error value.
  • the error value can give an indication of whether the meshing process can be carried out successfully or not.
  • the assessment of the error value therefore also depends, for example, on the quality of the reference frequency profile, in particular the quality of the meshing process on which the reference frequency profile is based.
  • the comparison includes correlating the frequency profile with the at least one reference frequency profile.
  • the tracking process can then be monitored, for example, on the basis of the determined correlation value.
  • the comparison takes place with a first number of reference frequency profiles, which are each assigned to a successfully carried out tracking process are, and with a second number of reference frequency profiles, which are each assigned to an unsuccessfully performed tracking process.
  • the frequency profile can be subjected to a number of comparisons in order to draw conclusions about the quality of the engagement process from the individual or overall comparison results or to monitor the engagement process.
  • that reference frequency profile to which the frequency profile has the smallest deviation is determined in an advantageous manner.
  • the reference frequency profiles are available in different grades of quality of the respective underlying meshing process. In this way, for example, the accuracy when monitoring the meshing process, in particular when assessing the quality of the meshing process, can be increased further.
  • the timing of various meshing processes can differ; in particular, some meshing processes can run faster than others. This causes a difference between different signal profiles when only considered in the time domain. Such differences, which are dependent, for example, on the ambient temperature or a battery voltage, can, however, be negligible in the frequency range, so that a similar frequency profile, for example a frequency spectrum, results even in the case of meshing processes that run at different speeds.
  • the reference frequency profile has a specific signature or spectral shape that is independent of the speed at which the meshing process takes place. As a result, the quality of the meshing process can be better determined or the meshing process can be monitored with greater reliability.
  • the signal profile can be brought to a predetermined number of samples before the frequency profile is generated, in order to obtain a uniform length in the frequency profile.
  • the signal profile is subjected to a sampling rate conversion before the frequency profile is generated.
  • the signal profile of a meshing process can change over the service life of the starter motor, so that the signal profile of a successfully implemented meshing process at the beginning of the service life differs from a signal profile of a successfully implemented meshing process towards the end of the service life.
  • the at least one reference frequency profile can accordingly advantageously adaptable, in particular adaptable depending on a service life of the starter motor. Accordingly, an elapsed service life of the starter motor can also be determined or estimated via a comparison with an adapted reference frequency profile. For example, a momentary service life is defined by the number of start processes already completed or by the number of faulty start processes of the starter motor.
  • the degree of wear of the starter motor in particular of the meshing pinion and / or the associated ring gear, can also be determined. If, for example, a certain degree of wear is determined on the basis of a measured signal profile, then this can be signaled in order to initiate possible further measures.
  • the result of the ascertained quality or the monitoring of the meshing process can be evaluated for further, subsequent actions. For example, at least one of the following is carried out if the tracking process is determined to have not been carried out successfully:
  • the signal profile is stored, for example in order to later evaluate it together with other stored signal profiles;
  • an error counter is increased in order to be evaluated, for example, during a service or an inspection of the starter motor as an indication of wear on the starter motor;
  • the meshing process is aborted and / or restarted in order to prevent or reduce possible mechanical wear in the event of a faulty meshing process;
  • a warning message is output, for example to control electronics or to a user via the control electronics.
  • a device for monitoring a meshing process of a meshing pinion of a starter motor for a vehicle drive, in which an armature of the starter motor is moved.
  • the device comprises a sensor which is set up to detect a magnetic coil signal when a magnetic coil of the magnet is energized in order to obtain a signal profile, in particular a current profile, and a processor which is set up to generate a frequency profile by transforming the signal profile over time Generate frequency transformation, compare the frequency profile with at least one reference frequency profile, and monitor the tracking process on the basis of the comparison.
  • Such a device can, for example, be used advantageously in vehicles, in particular motor vehicles with internal combustion engines. By determining the property of the objection process on the basis of the speed, this determination can take place with a slight time delay, in particular already during the meshing process.
  • Such a device can thus be used advantageously in internal combustion engines with a start-stop function, in which a quick and error-free starting process is important, in particular in comparison with conventional internal combustion engines without a start-stop function.
  • the device can also be used with other internal combustion engines, in particular slowly running down engines, or engines with automatic transmissions, regardless of whether a start-stop function is implemented for such engines.
  • the number of zero crossings is determined by an observation method and not on the basis of the difference profile.
  • the observation method can include, for example, Kalman filtering with a Kalman filter or Kalman-like filtering.
  • the observation method can also be based on the use of a real-time model of the mechanical kinematics and electrical parameters in order to detect an acceleration or deceleration of the armature, which can comprise a coil.
  • a method for monitoring a meshing process of a meshing pinion of a starter motor for a vehicle drive in which an armature of the starter motor is moved by a magnet, in which the generation of the frequency profile is replaced by observation of the signal profile to create an observation profile and in which the frequency profile is replaced by the observation profile, so that the comparison of the frequency profile with at least one reference frequency profile is replaced by a comparison of the observation profile with at least one reference frequency profile.
  • the observation profile is advantageously obtained by Kalman filtering of the signal profile or by using a real-time model of the mechanical kinematics and / or electrical parameters of the armature and / or the starter motor.
  • a device for monitoring a meshing process of a meshing pinion of a starter motor for a vehicle drive in which an armature of the starter motor is moved by a magnet.
  • the device comprises a sensor which is set up to detect a magnetic coil signal when a magnetic coil of the magnet is energized in order to obtain a signal profile, in particular a current profile, and a processor which is set up to generate an observation profile by observing the signal profile to compare the observation profile with at least one reference frequency profile, and to monitor the engagement process on the basis of the comparison.
  • the observation profile is advantageously obtained by Kalman filtering of the signal profile or by using a real-time model of the mechanical kinematics and / or electrical parameters of the armature and / or the starter motor.
  • FIG. 4 shows a schematic flow diagram of a method for monitoring a meshing process of a meshing pinion.
  • the meshing process is started, for example in that an armature of the starter motor is set in motion via a lifting magnet.
  • a solenoid of the lifting magnet is supplied with power.
  • a magnet coil signal is detected when the magnet coil of the magnet is energized in order to obtain a signal profile, in particular a current profile.
  • a frequency profile is generated by transforming the signal profile with a time-frequency transformation.
  • a discrete Fourier transform in particular a fast Fourier transform, FFT, a short-term Fourier transform, STFT, or a wavelet transform is used for this purpose.
  • the frequency profile can be brought to a predetermined number of sample values, for example, which corresponds approximately to a transformation length of the time-frequency transformation.
  • the signal profile is subjected to a sampling rate conversion, for example.
  • a step 107 the frequency profile is compared with at least one reference frequency profile.
  • the comparison is preferably made with a first number of reference frequency profiles that are each assigned to a successfully performed meshing operation, and a second number of reference frequency profiles that are each assigned to an unsuccessfully performed meshing operation.
  • the meshing process is monitored or a quality of the meshing process is determined on the basis of the comparison.
  • the comparison in step 107 takes place, for example, by determining an error value, in particular on the basis of a mean square error, between the frequency profile and one or more reference frequency profiles.
  • the frequency profile can also be correlated with the reference frequency profile.
  • the quality of the meshing process is, for example, how the meshing process works.
  • the meshing process can be carried out properly or quickly, so that a successfully implemented or feasible meshing process is present. If, however, the meshing process deviates from such an ideal course, a faulty meshing process can also be determined as a property, different gradations being possible for such a faulty meshing process.
  • Fig. 2 shows, for example, a schematically illustrated sequence of a successful meshing process.
  • a tooth 210 of the meshing pinion of a starter motor and teeth 220 of a ring gear of a vehicle drive to be started, for example an internal combustion engine, are shown by way of example.
  • a force in the direction of the arrow is exerted on tooth 210 with the aid of the lifting magnet in order to mesh it with teeth 220 of the ring gear.
  • the tooth 210 is positioned relative to the teeth 220 of the toothed ring in such a way that meshing can take place immediately and without hindrance.
  • Figure 2b the tooth 210 of the meshing pinion shown in the engaged state in the ring gear.
  • FIG. 3 an example shows a faulty meshing process of a tooth 310 of a meshing pinion in teeth 320 of a ring gear.
  • the starting position shown in the figure, in which the tooth 310 is set in motion, is positioned relative to the ring gear in such a way that the tooth 310 and one of the teeth 320 are opposite.
  • This results, for example, in an arrangement as shown in Figure 3b is shown in which the tooth 310 abuts one of the teeth 320.
  • the meshing process will run at least with a delay, in particular in comparison with an ideally running meshing process.
  • the meshing process cannot be carried out successfully.
  • Such a process can also be referred to as ratcheting the meshing pinion.
  • Exemplary signal profiles 410, 420 are shown which represent, for example, a current or a voltage at a starter relay during a meshing process.
  • the signal profile 410 of the Figure 4a corresponds, for example, to a successful alignment process.
  • the signal profile 410 initially rises after the start of the meshing process, ending in a first local maximum. After a slight decrease to a local minimum, there is a second increase to a second local maximum, a subsequent, time-limited flat decrease and a subsequent steeper decrease with a steady decay.
  • the signal profile 420 in Figure 4b represents an unsuccessful alignment process in which after the second local maximum, which is similar to in Figure 4a is visible, another local minimum with a subsequent local maximum is recognizable.
  • the signal curve drops off steeply and ends in a signal fluctuation. This signal fluctuation results, for example, from the fact that the meshing pinion cannot properly mesh with the ring gear of the starter motor, but slides over it, for example, resulting in a respective reloading or energization of the magnet.
  • the signal profiles 410, 420 of the Figures 4a and 4b each represent an example of a successful or unsuccessful meshing process. Further examples of successful or unsuccessful meshing processes can have a similar course.
  • FIGS. 5a and 5b a collection of reference frequency profiles from successful and unsuccessful meshing processes.
  • the reference frequency profiles are shown here by way of example for the positive frequency range with 16 samples, with FIG Figure 5a spectral points of the reference frequency profiles of successful meshing processes with Circles are marked and in Figure 5b spectral points of unsuccessful alignment processes are marked with triangles.
  • the reference frequency profiles of the Figures 5a and 5b are for example stored in a memory of a processing unit or a processor.
  • a measured signal profile is compared, for example, after its transformation to the frequency profile with each of the stored reference frequency profiles, for example by correlation or determination of a mean square deviation in order to find the reference frequency profile which has the smallest deviation from the measured frequency profile. Since the quality of the reference frequency profile found is known, this information can be used to classify the meshing process to be assessed.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of a starter system with a starter control 601, a starter relay 603 and a starter motor 605.
  • the system further comprises a monitoring device 607 with a sensor 609 and a processor 611, the sensor 609 being coupled to a measuring resistor or shunt 613.
  • the starter control 601 is coupled to the starter relay 603 in order to trigger a starting process of the starter motor 605 via the starter relay 603.
  • the starter control can be coupled to the monitoring device 607 in order to supply information about a starting process to be started to the device 607.
  • the sensor 609 detects a magnetic coil signal, in particular a current, at the starter relay 603 via the measuring resistor 613.
  • This magnetic coil signal is processed further in the processor 611 as a signal profile, in particular converted into a frequency profile with a time-frequency transformation.
  • the signal profile can be brought to a desired number of sample values before the transformation, which corresponds to the respective transformation, for example by means of a sample rate conversion.
  • the frequency profile is then compared in the processor 611 with one or more stored reference frequency profiles in order to monitor the engagement process on the basis of the comparison.
  • the method described in connection with the previous figures is used here, which is not explained further at this point in order to avoid repetitions.
  • a system like the one in Fig. 6 is shown, can be used particularly advantageously in a motor vehicle with an internal combustion engine.
  • Such a system is particularly suitable for engines with a start-stop function in which the internal combustion engine is stopped while the vehicle is stationary, for example during a stop at traffic lights, and is restarted via the starter motor when a driver wishes to continue driving.
  • the invention provides a method and a device which make it possible, in particular, for a meshing process of a meshing pinion of a starter motor to be monitored in such a way that the quality of the meshing process can be determined in a short time, in particular whether the meshing process is carried out without errors or with errors.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels eines Startermotors für einen Fahrzeugantrieb.
    • Stand der Technik
  • Es sind Startermotoren bekannt, bei denen beim Startvorgang ein Einspurritzel des Startermotors in einen Zahnkranz eines Fahrzeugantriebs, insbesondere eines Verbrennungsmotors, eingespurt wird.
  • Im Idealfall sind das Einspurritzel des Startermotors und ein entsprechender Zahnkranz im Fahrzeugantrieb derart relativ zueinander verdreht angeordnet, dass das Einspurritzel unmittelbar in den Zahnkranz hineingleitet. Jedoch ist es auch möglich, dass ein Zahn des Ritzels beim Einspurvorgang zunächst ganz oder teilweise mit einem Zahn des Zahnkranzes überlappt und dadurch das direkte Einspuren verhindert wird. Insbesondere bei einem verschlissenen Ritzel oder einem verschlissenen Zahnkranz kann es in einer solchen Situation dazu kommen, dass der Startermotor zu rotieren beginnt und das Einspurritzel wegen der Zahnstellung nicht in den Zahnkranz einspurt. Vielmehr können die Zähne des Einspurritzels und die Zähne des Zahnkranzes übereinander hinweggleiten, so dass der Fahrzeugantrieb von dem Startermotor nicht angetrieben wird.
  • Bei herkömmlichen Startermotoren wird beispielsweise dementsprechend überprüft, ob nach einer bestimmten Zeit ein Einspurvorgang abgeschlossen ist. Falls nach dieser bestimmten Zeit kein erfolgreicher Einspurvorgang detektiert werden kann, wird beispielsweise der Einspurvorgang abgebrochen und kann neu gestartet werden. Dies kann sich aber ungünstig auswirken auf den Betrieb von Startermotoren in Start-Stopp-Systemen, bei denen ein Neustart des Fahrzeugantriebs in möglichst geringer Zeit erfolgen soll.
  • Die Patentanmeldung WO 2011/080 010 A1 offenbart ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels eines Startermotors für einen Fahrzeugantrieb.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels eines Startermotors für einen Fahrzeugantrieb anzugeben, mit welchen sich vereinfacht ein Einspurvorgang überwachen lässt.
  • Die Aufgabe wird gelöst mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
  • Nach einem Aspekt wird ein Verfahren zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels eines Startermotors für einen Fahrzeugantrieb bereitgestellt, bei dem ein Anker des Startermotors durch einen Magneten bewegt wird. Hierbei wird ein Magnetspulensignal bei einem Bestromen einer Magnetspule des Magneten erfasst, um ein Signalprofil, insbesondere ein Stromprofil, zu erhalten. Der Magnet ist beispielsweise ein Elektromagnet. Durch Transformieren des Signalprofils mit einer Zeit-Frequenz-Transformation wird ein Frequenzprofil erzeugt. Dieses Frequenzprofil wird mit wenigstens einem Referenzfrequenzprofil verglichen. Auf der Basis des Vergleichs wird der Einspurvorgang überwacht, beispielsweise wird auf der Basis des Vergleichs eine Qualität des Einspurvorgangs ermittelt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird bei dem Überwachen des Einspurvorgangs ermittelt, ob der Einspurvorgang erfolgreich durchgeführt ist bzw. wird. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die ermittelte Qualität bzw. die Überwachung des Einspurvorgangs beispielsweise auch wenigstens eines der folgenden: einen erfolgreich durchführbaren Einspurvorgang, einen verzögert ablaufenden Einspurvorgang, einen nicht erfolgreich durchgeführten Einspurvorgang, einen nicht erfolgreich durchführbaren Einspurvorgang, eine Zahn-auf-Zahn-Stellung des Einspurritzels bei dem Einspurvorgang. Somit kann mit geringem Aufwand eine Qualität des Einspurvorgangs beurteilt werden.
  • Beispielsweise erfolgt ein Erfassen des Signalprofils durch eine Messung eines Signalprofils, insbesondere eines Stromprofils, an einem Starterrelais des Startermotors. Die Messung des Signalprofils bzw. des Magnetspulensignals kann beispielsweise an einer Klemme des Starterrelais erfolgen, über die der Magnet, beispielsweise ein Hubmagnet, zur Anziehung des Ankers mit Strom versorgt wird, wobei hierfür vorzugsweise ein Shunt als Messwiderstand eingesetzt wird.
  • Beispielsweise ist eine solche Klemme eine sogenannte Klemme 50 einer Fahrzeugelektrik.
  • Für die Zeit-Frequenz-Transformation können verschiedene Transformationsarten verwendet werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird bei dem Erzeugendes Frequenzprofils wenigstens eine der folgenden Transformationen eingesetzt: eine diskrete Fouriertransformation, insbesondere eine schnelle Fouriertransformation, FFT, eine Kurzzeit-Fouriertransformation, STFT, eine Wavelet-Transformation. Dementsprechend liegt auch das wenigstens ein Referenzfrequenzprofil basierend auf der jeweils gewählten Zeit-Frequenz-Transformation vor. Solche Referenzfrequenzprofile können beispielsweise durch die entsprechende Zeit-Frequenz-Transformation aus bekannten Signalverläufen vorab ermittelt werden, so dass solche Referenzfrequenzprofile jeweils einem Einspurvorgang mit einer bestimmten Qualität entsprechen. Durch den Vergleich des Frequenzprofils mit dem Referenzfrequenzprofil können somit Ähnlichkeiten bzw. Abweichungen des Frequenzprofils eines momentanen Einspurvorgangs und dem Referenzfrequenzprofil ermittelt werden, um eine Qualität des Einspurvorgangs festzustellen, und den Einspurvorgang dahingehend zu überwachen.
  • Beispielsweise umfasst das Vergleichen in einer vorteilhaften Ausführungsform ein Ermitteln eines Fehlerwertes, insbesondere auf Basis eines mittleren Fehlerquadrats, zwischen dem Frequenzprofil und dem wenigstens einen Referenzfrequenzprofil. Der Einspurvorgang wird beispielsweise auf der Basis des ermittelten Fehlerwertes überwacht. Insbesondere kann der Fehlerwert einen Hinweis darauf geben, ob der Einspurvorgang erfolgreich oder nicht erfolgreich durchführbar ist bzw. durchgeführt wurde. Die Beurteilung des Fehlerwertes hängt somit beispielsweise auch von der Qualität des Referenzfrequenzprofils, insbesondere der Qualität des Einspurvorgangs, welcher dem Referenzfrequenzprofil zu Grunde liegt, ab.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Vergleichen ein Korrelieren des Frequenzprofils mit dem wenigstens einen Referenzfrequenzprofil. Die Überwachung des Einspurvorgangs kann dann beispielsweise auf Basis des ermittelten Korrelationswertes erfolgen.
  • Beispielsweise erfolgt das Vergleichen mit einer ersten Anzahl von Referenzfrequenzprofilen, die jeweils einem erfolgreich durchgeführten Einspurvorgang zugeordnet sind, und mit einer zweiten Anzahl von Referenzfrequenzprofilen, die jeweils einem nicht erfolgreich durchgeführten Einspurvorgang zugeordnet sind. Dementsprechend kann das Frequenzprofil mehreren Vergleichen unterzogen werden, um aus den einzelnen bzw. gesamten Vergleichsergebnissen einen Rückschluss auf die Qualität des Einspurvorgangs zu ziehen bzw. den Einspurvorgang zu überwachen.
  • In vorteilhafter Weise wird beispielsweise dasjenige Referenzfrequenzprofil ermittelt, zu dem das Frequenzprofil die geringste Abweichung aufweist. Beispielsweise liegen die Referenzfrequenzprofile in verschiedenen Abstufungen der Qualität des jeweils zu Grunde liegenden Einspurvorgangs vor. Damit kann beispielsweise die Genauigkeit bei der Überwachung des Einspurvorgangs, insbesondere bei der Beurteilung der Qualität des Einspurvorgangs weiter erhöht werden.
  • Beim Durchführen des Einspurvorgangs kann sich der zeitliche Ablauf verschiedener Einspurvorgänge unterscheiden, insbesondere können einige Einspurvorgänge schneller ablaufen als andere. Dies bewirkt einen Unterschied verschiedener Signalprofile bei ausschließlicher Betrachtung im Zeitbereich. Solche Unterschiede, die beispielsweise von der Umgebungstemperatur oder einer Batteriespannung abhängig sind, können jedoch im Frequenzbereich vernachlässigbar sein, so dass sich auch bei Einspurvorgängen, die verschieden schnell ablaufen, ein ähnliches Frequenzprofil, beispielsweise ein Frequenzspektrum ergibt. Beispielsweise weist das Referenzfrequenzprofil eine bestimmte Signatur oder spektrale Form auf, die unabhängig von der Geschwindigkeit ist, mit der der Einspurvorgang abläuft. Dadurch kann eine Qualität des Einspurvorgangs besser ermittelt bzw. der Einspurvorgang mit höherer Zuverlässigkeit überwacht werden.
  • Um dies zu unterstützen, kann in verschiedenen vorteilhaften Ausführungsformen das Signalprofil vor dem Erzeugen des Frequenzprofils auf eine vorgegebene Anzahl von Abtastwerten gebracht werden, um eine einheitliche Länge im Frequenzprofil zu erhalten. Beispielsweise wird das Signalprofil vor dem Erzeugen des Frequenzprofils einer Abtastratenkonvertierung unterzogen.
  • Das Signalprofil eines Einspurvorgangs kann sich über die Lebensdauer des Startermotors hinweg verändern, so dass sich das Signalprofil eines erfolgreich durchgeführten Einspurvorgangs am Beginn der Lebensdauer von einem Signalprofil bei einem erfolgreich durchgeführten Einspurvorgang gegen Ende der Lebensdauer unterscheidet. Dementsprechend kann das wenigstens eine Referenzfrequenzprofil in vorteilhafter Weise anpassbar, insbesondere anpassbar in Abhängigkeit einer Lebensdauer des Startermotors, gewählt sein. Dementsprechend kann über einen Vergleich mit einem angepassten Referenzfrequenzprofil auch eine abgelaufene Lebensdauer des Startermotors ermittelt bzw. geschätzt werden. Beispielsweise ist eine momentane Lebensdauer durch die Zahl der bereits absolvierten Startvorgänge oder durch Zahl fehlerbehafteter Startvorgänge des Startermotors definiert. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Grad der Abnutzung des Startermotors, insbesondere des Einspurritzels und/oder des zugehörigen Zahnkranzes, bestimmt werden. Wenn anhand eines gemessenen Signalverlaufs beispielsweise ein bestimmter Grad der Abnutzung ermittelt wird, dann kann dies signalisiert werden, um mögliche weitere Maßnahmen anzustoßen.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann das Ergebnis der ermittelten Qualität bzw. der Überwachung des Einspurvorgangs für weitere, folgende Aktionen ausgewertet werden. Beispielsweise wird wenigstens eines der folgenden ausgeführt, wenn der Einspurvorgang nicht als erfolgreich durchgeführt ermittelt wird: Das Signalprofil wird gespeichert, beispielsweise, um es später mit weiteren gespeicherten Signalprofilen gemeinsam auszuwerten; ein Fehlerzähler wird erhöht, um beispielsweise bei einem Service oder einer Inspektion des Startermotors als Hinweis auf einen Verschleiß des Startermotors ausgewertet zu werden; der Einspurvorgang wird abgebrochen und/oder neu gestartet, um eine mögliche mechanische Abnutzung bei einem fehlerhaften Einspurvorgang zu verhindern bzw. zu verringern; eine Warnmeldung wird ausgegeben, beispielsweise an eine Steuerelektronik oder über die Steuerelektronik an einen Nutzer.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels eines Startermotors für einen Fahrzeugantrieb bereitgestellt, bei dem ein Anker des Startermotors bewegt wird. Die Vorrichtung umfasst einen Sensor, der eingerichtet ist, ein Magnetspulensignal bei einem Bestromen einer Magnetspule des Magneten zu erfassen, um ein Signalprofil, insbesondere ein Stromprofil, zu erhalten, und einen Prozessor, der eingerichtet ist, ein Frequenzprofil durch Transformieren des Signalprofils mit einer Zeit-Frequenz-Transformation zu erzeugen, das Frequenzprofil mit wenigstens einem Referenzfrequenzprofil zu vergleichen, und den Einspurvorgang auf der Basis des Vergleichs zu überwachen.
  • Eine derartige Vorrichtung lässt sich beispielsweise vorteilhaft bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, einsetzen. Durch die Ermittlung des Eigenschaft des Einspruchvorgangs auf Basis der Geschwindigkeit kann diese Ermittlung mit geringer zeitlicher Verzögerung, insbesondere bereits während des Einspurvorgangs, erfolgen. Damit lässt sich eine derartige Vorrichtung vorteilhaft bei Verbrennungsmotoren mit Start-Stopp-Funktion einsetzen, bei denen ein schneller und fehlerfreier Startvorgang von Bedeutung ist, insbesondere im Vergleich mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren ohne Start-Stopp-Funktion.
  • Die Vorrichtung kann jedoch auch mit anderen Verbrennungsmotoren, insbesondere langsam auslaufenden Motoren, oder Motoren mit Automatikgetrieben verwendet werden, unabhängig davon, ob eine Start-Stopp-Funktion für solche Motoren implementiert ist.
  • In einem vom Erfindungsgegenstand abweichenden Beispiel wird die Anzahl der Nulldurchgänge durch ein Beobachtungsverfahren und nicht auf der Basis des Differenzprofils bestimmt. Das Beobachtungsverfahren kann beispielsweise eine Kalman-Filterung mit einem Kalman-Filter oder eine Kalman-ähnliche Filterung umfassen. Das Beobachtungsverfahren kann ferner auf der Verwendung eines Echtzeitmodels der mechanischen Kinematik und elektrischer Parameter basieren, um eine Beschleunigung oder Abbremsung des Ankers, welcher eine Spule umfassen kann, zu erfassen.
  • In diesem vom Erfindungsgegenstand abweichenden Beispiel wird ein Verfahren zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels eines Startermotors für einen Fahrzeugantrieb angewendet, bei dem ein Anker des Startermotors durch einen Magneten bewegt wird, bei dem das Erzeugen des Frequenzprofils durch Beobachten des Signalprofils ersetzt ist, um ein Beobachtungsprofil zu erhalten und bei dem das Frequenzprofil durch das Beobachtungsprofil ersetzt ist, so dass das Vergleichen des Frequenzprofils mit wenigstens einem Referenzfrequenzprofil durch einen Vergleich des Beobachtungsprofils mit wenigstens einem Referenzfrequenzprofil ersetzt ist.
  • Das Beobachtungsprofil wird in vorteilhafter Weise durch eine Kalman-Filterung des Signalprofils oder durch eine Verwendung eines Echtzeitmodels der mechanischen Kinematik und/oder elektrischer Parameter des Ankers und/oder des Startermotors erhalten.
  • In einem vom Erfindungsgegenstand abweichenden Beispiel wird eine Vorrichtung zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels eines Startermotors für einen Fahrzeugantrieb definiert, bei dem ein Anker des Startermotors durch einen Magneten bewegt wird. Die Vorrichtung umfasst einen Sensor, der eingerichtet ist, ein Magnetspulensignal bei einem Bestromen einer Magnetspule des Magneten zu erfassen, um ein Signalprofil, insbesondere ein Stromprofil, zu erhalten, und einen Prozessor, der eingerichtet ist, ein Beobachtungsprofil durch eine Beobachtung des Signalprofils zu erzeugen, das Beobachtungsprofil mit wenigstens einem Referenzfrequenzprofil zu vergleichen, und den Einspurvorgang auf der Basis des Vergleichs zu überwachen.
  • Das Beobachtungsprofil wird in vorteilhafter Weise durch eine Kalman-Filterung des Signalprofils oder durch eine Verwendung eines Echtzeitmodels der mechanischen Kinematik und/oder elektrischer Parameter des Ankers und/oder des Startermotors erhalten.
  • Verschiedene Ausgestaltungsformen der Vorrichtung, insbesondere des Sensors und des Prozessors, ergeben sich aus den zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung, welche sich mit dem Sensor und dem Prozessor realisieren lassen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen
    • Fig. 1
    ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines ersten beispielhaften Einspurvorgangs,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung eines zweiten beispielhaften Einspurvorgangs,
    Fig. 4
    beispielhafte Signalprofile von Einspurvorgängen,
    Fig. 5
    beispielhafte Frequenzprofile von Einspurvorgängen, und
    Fig. 6
    eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels.
  • Fig. 1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels. In einem Schritt 101 wird der Einspurvorgang gestartet, beispielsweise indem ein Anker des Startermotors über einen Hubmagneten in Bewegung gebracht wird. Dazu wird beispielsweise eine Magnetspule des Hubmagneten mit Strom versorgt. In einem folgenden Schritt 103 wird ein Magnetspulensignal bei einem Bestromen der Magnetspule des Magneten erfasst, um ein Signalprofil, insbesondere ein Stromprofil, zu erhalten.
  • In einem Schritt 105 wird ein Frequenzprofil durch Transformieren des Signalprofils mit einer Zeit-Frequenz-Transformation erzeugt. Hierfür wird beispielsweise eine diskrete Fouriertransformation, insbesondere eine schnelle Fouriertransformation, FFT, eine Kurzzeit-Fouriertransformation, STFT, oder eine Wavelet-Transformation eingesetzt. Vor dem Erzeugen des Frequenzprofils in dem Schritt 105 kann das Frequenzprofil beispielsweise auf eine vorgegebene Anzahl von Abtastwerten gebracht werden, die etwa einer Transformationslänge der Zeit-Frequenz-Transformation entspricht. Hierfür wird das Signalprofil beispielsweise einer Abtastratenkonvertierung unterzogen.
  • In einem Schritt 107 wird das Frequenzprofil mit wenigstens einem Referenzfrequenzprofil verglichen. Vorzugsweise erfolgt der Vergleich mit einer ersten Anzahl von Referenzfrequenzprofilen, die jeweils einem erfolgreich durchgeführten Einspurvorgang zugeordnet sind, und einer zweiten Anzahl von Referenzfrequenzprofilen, die jeweils einem nicht erfolgreich durchgeführten Einspurvorgang zugeordnet sind. In einem Schritt 109 wird auf der Basis des Vergleichs der Einspurvorgang überwacht bzw. eine Qualität des Einspurvorgangs ermittelt.
  • Das Vergleichen in dem Schritt 107 erfolgt beispielsweise durch das Ermitteln eines Fehlerwertes, insbesondere auf Basis eines mittleren Fehlerquadrats, zwischen dem Frequenzprofil und einem oder mehreren Referenzfrequenzprofilen. Alternativ oder zusätzlich kann das Frequenzprofil auch jeweils mit dem Referenzfrequenzprofil korreliert werden.
  • Die Qualität des Einspurvorgangs besteht beispielsweise darin, wie der Einspurvorgang abläuft. Beispielsweise kann der Einspurvorgang ordentlich bzw. zügig durchgeführt werden, so dass ein erfolgreich durchgeführter bzw. durchführbarer Einspurvorgang vorliegt. Falls der Einspurvorgang aber von einem derartigen, idealen Verlauf abweicht, kann als Eigenschaft auch ein fehlerbehafteter Einspurvorgang ermittelt werden, wobei verschiedene Abstufungen für einen solchen fehlerhaften Einspurvorgang möglich sind.
  • Fig. 2 zeigt beispielsweise einen schematisch dargestellten Ablauf eines erfolgreichen Einspurvorgangs. Dabei sind beispielhaft ein Zahn 210 des Einspurritzels eines Startermotors und Zähne 220 eines Zahnkranzes eines zu startenden Fahrzeugantriebs, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, dargestellt. In der Darstellung der Fig. 2a wird beispielsweise mit Hilfe des Hubmagneten eine Kraft in Richtung des Pfeils auf den Zahn 210 ausgeübt, um diesen in die Zähne 220 des Zahnkranzes einzuspuren. Der Zahn 210 ist dabei derart relativ zu den Zähnen 220 des Zahnkranzes positioniert, dass ein Einspuren unmittelbar und ohne Behinderungen erfolgen kann. Dementsprechend ist in Fig. 2b der Zahn 210 des Einspurritzels im eingespurten Zustand im Zahnkranz dargestellt.
  • In Fig. 3 ist beispielhaft ein fehlerbehafteter Einspurvorgang eines Zahnes 310 eines Einspurritzels in Zähne 320 eines Zahnkranzes dargestellt. In einer in Fig. 3a gezeigten Ausgangsstellung, bei der der Zahn 310 in Bewegung gesetzt wird, ist dieser relativ zum Zahnkranz so positioniert, dass sich der Zahn 310 mit einem der Zähne 320 gegenüberliegt. Dies resultiert beispielsweise in einer Anordnung, wie sie in Fig. 3b dargestellt ist, bei der der Zahn 310 an einen der Zähne 320 anstößt. In diesem Fall kann auch von einer Zahn-auf-Zahn-Stellung des Einspurritzels gesprochen werden. Man kann hierbei erkennen, dass es nicht zu einem unmittelbaren Einspuren des Einspurritzels kommt. Vielmehr wird der Einspurvorgang zumindest verzögert ablaufen, insbesondere im Vergleich mit einem ideal ablaufenden Einspurvorgang. Zudem ist es in dieser Konstellation möglich, dass der Einspurvorgang nicht erfolgreich durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann es sein, dass das Einspurritzel zu rotieren beginnt und die Zähne des Einspurritzels auf den Zähnen des Zahnkranzes reiben und es so zu einem ratschenartigen Geräusch kommt. Ein solcher Vorgang kann auch als Ratschen des Einspurritzels bezeichnet werden.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen kann es bei einer Zahn-auf-Zahn-Stellung erforderlich sein, dass von den Zähnen des Ritzels eine Einspurfeder überdruckt wird, was zu einem langsameren Einfahren des Ankers des Startermotors führt. Ein solches langsames Einfahren kann zum einen ein späteres Einspuren des Einspurritzels in den Zahnkranz zur Folge haben oder aber das sogenannte Ratschen indizieren, also ein kontinuierliches Springen des Ritzels auf den Zahnkranz, welches den Startvorgang verhindern kann.
  • In den Fig. 4a und 4b sind beispielhafte Signalprofile 410, 420 dargestellt, die beispielsweise einen Strom oder eine Spannung an einem Starter-Relais bei einem Einspurvorgang darstellen. Das Signalprofil 410 der Figur 4a entspricht beispielsweise einem erfolgreich durchgeführten Einspurvorgang. Das Signalprofil 410 steigt nach dem Beginn des Einspurvorgangs zunächst an, endend in einem ersten lokalen Maximum. Nach einem leichten Abfall auf ein lokales Minimum erfolgt ein zweiter Anstieg auf ein zweites lokales Maximum, ein darauf folgender zeitlich begrenzter flacher Abfall und ein anschließender steilerer Abfall mit einem stetigen Ausklingen.
  • Das Signalprofil 420 in Fig. 4b stellt einen nicht erfolgreich durchgeführten Einspurvorgang dar, bei dem nach dem zweiten lokalen Maximum, das ähnlich wie in Fig. 4a sichtbar ist, ein weiteres lokales Minimum mit anschließendem lokalen Maximum erkennbar ist. Nach dem dritten lokalen Maximum im Signalprofil 420 fällt der Signalverlauf steil ab und klingt in einer Signalschwankung aus. Diese Signalschwankung resultiert beispielsweise daraus, dass das Einspurritzel nicht sauber in den Zahnkranz des Startermotors eingreifen kann, sondern beispielsweise darüber hinweg gleitet, resultierend in einer jeweiligen Neubelastung bzw. Bestromung des Magneten.
  • Die Signalprofile 410, 420 der Fig. 4a und 4b stellen jeweils ein Beispiel eines erfolgreichen bzw. nicht erfolgreichen Einspurvorgangs dar. Weitere Beispiele von erfolgreichen bzw. nicht erfolgreichen Einspurvorgängen können einen ähnlichen Verlauf aufweisen.
  • Dementsprechend zeigen die Fig. 5a und 5b jeweils eine Sammlung von Referenzfrequenzprofilen von erfolgreichen bzw. nicht erfolgreichen Einspurvorgängen. Die Referenzfrequenzprofile sind hierbei beispielhaft für den positiven Frequenzbereich mit 16 Abtastwerten dargestellt, wobei in Fig. 5a spektrale Punkte der Referenzfrequenzprofile erfolgreicher Einspurvorgänge mit Kreisen gekennzeichnet sind und in Fig. 5b spektrale Punkte nicht erfolgreicher Einspurvorgänge mit Dreiecken gekennzeichnet sind.
  • Die Referenzfrequenzprofile der Fig. 5a und 5b sind beispielsweise in einem Speicher einer Verarbeitungseinheit bzw. eines Prozessors abgelegt. Ein gemessenes Signalprofil wird beispielsweise nach seiner Transformation zum Frequenzprofil mit jedem der gespeicherten Referenzfrequenzprofile verglichen, beispielsweise durch Korrelation oder Ermittlung einer mittleren quadratischen Abweichung, um dasjenige Referenzfrequenzprofil zu finden, welches die geringste Abweichung zum gemessenen Frequenzprofil aufweist. Da bekannt ist, welche Qualität das gefundene Referenzfrequenzprofil aufweist, kann mit dieser Information eine Klassifikation des zu beurteilenden Einspurvorgangs erfolgen.
  • Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Startersystems mit einer Startersteuerung 601, einem Starterrelais 603 und einem Startermotor 605. Das System umfasst ferner eine Überwachungsvorrichtung 607 mit einem Sensor 609 und einem Prozessor 611, wobei der Sensor 609 mit einem Messwiderstand oder Shunt 613 gekoppelt ist.
  • Die Startersteuerung 601 ist mit dem Starterrelais 603 gekoppelt, um über das Starterrelais 603 einen Startvorgang des Startermotors 605 auszulösen. Die Startersteuerung kann mit der Überwachungsvorrichtung 607 gekoppelt sein, um eine Information über einen zu startenden Startvorgang an die Vorrichtung 607 zu liefern. Der Sensor 609 erfasst über den Messwiderstand 613 ein Magnetspulensignal, insbesondere einen Strom, am Starterrelais 603.
    Dieses Magnetspulensignal wird in dem Prozessor 611 als Signalprofil weiterverarbeitet, insbesondere mit einer Zeit-Frequenz-Transformation in ein Frequenzprofil umgewandelt. Zusätzlich kann in dem Prozessor 611 das Signalprofil vor der Transformation auf eine gewünschte Anzahl von Abtastwerten gebracht werden, die der jeweiligen Transformation entspricht, beispielsweise durch eine Abtastratenkonvertierung. Das Frequenzprofil wird anschließend in dem Prozessor 611 mit einem oder mehreren gespeicherten Referenzfrequenzprofilen verglichen, um auf Basis des Vergleichs den Einspurvorgang zu überwachen. Hierbei wird insbesondere das in Verbindung mit den vorherigen Figuren beschriebene Verfahren verwendet, was an dieser Stelle nicht weiter erläutert wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
  • Ein System, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, lässt sich insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor vorteilhaft einsetzen. Insbesondere eignet sich ein solches System für Motoren mit einer Start-Stopp-Funktion, bei denen der Verbrennungsmotor während einer Standphase des Fahrzeugs, beispielsweise während eines Ampelstopps, gestoppt wird und bei einem Weiterfahrwunsch eines Fahrers über den Startermotor erneut gestartet wird.
  • Zusammenfassend stellt die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit, welche es insbesondere ermöglichen, dass ein Einspurvorgang eines Einspurritzels eines Startermotors derart überwacht wird, dass in kurzer Zeit eine Qualität des Einspurvorgangs festgestellt werden kann, insbesondere ob der Einspurvorgang fehlerfrei oder fehlerbehaftet durchgeführt wird.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels eines Startermotors für einen Fahrzeugantrieb, bei dem ein Anker des Startermotors durch einen Magneten bewegt wird, mit:
    Erfassen (103) eines Magnetspulensignals bei einem Bestromen einer Magnetspule des Magneten, um ein Signalprofil, insbesondere ein Stromprofil, zu erhalten;
    Erzeugen (105) eines Frequenzprofils durch Transformieren des Signalprofils mit einer Zeit-Frequenz-Transformation;
    Vergleichen (107) des Frequenzprofils mit wenigstens einem Referenzfrequenzprofil; und
    Überwachen (109) des Einspurvorgangs auf der Basis des Vergleichs (107).
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei bei dem Überwachen (109) des Einspurvorgangs ermittelt wird, ob der Einspurvorgang erfolgreich durchführbar ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Erzeugen (105) des Frequenzprofils wenigstens eine der folgenden Transformationen eingesetzt wird:
    - eine diskrete Fouriertransformation, insbesondere eine schnelle Fouriertransformation, FFT;
    - eine Kurzzeit-Fouriertransformation, STFT;
    - eine Wavelettransformation.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vergleichen (107) ein Ermitteln eines Fehlerwerts, insbesondere auf Basis eines mittleren Fehlerquadrats, zwischen dem Frequenzprofil und dem wenigstens einen Referenzfrequenzprofil umfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vergleichen (107) ein Korrelieren des Frequenzprofils mit dem wenigstens einen Referenzfrequenzprofil umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vergleichen (107) mit einer ersten Anzahl von Referenzfrequenzprofilen, die jeweils einem erfolgreich durchgeführten Einspurvorgang zugeordnet sind, und einer zweiten Anzahl von Referenzfrequenzprofilen erfolgt, die jeweils einem nicht erfolgreich durchgeführten Einspurvorgang zugeordnet sind.
  7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Überwachen (109) des Einspurvorgangs ein Ermitteln desjenigen Referenzfrequenzprofils umfasst, zu dem das Frequenzprofil die geringste Abweichung aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Signalprofil vor dem Erzeugen (105) des Frequenzprofils einer Abtastratenkonvertierung unterzogen wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Signalprofil vor dem Erzeugen (105) des Frequenzprofils auf eine vorgegebene Anzahl von Abtastwerten gebracht wird.
  10. Vorrichtung (607) zum Überwachen eines Einspurvorgangs eines Einspurritzels eines Startermotors für einen Fahrzeugantrieb, bei dem ein Anker des Startermotors durch einen Magneten bewegt wird, die Vorrichtung umfassend einen Sensor (609), der eingerichtet ist, ein Magnetspulensignal bei einem Bestromen einer Magnetspule des Magneten zu erfassen, um ein Signalprofil, insbesondere ein Stromprofil, zu erhalten, und einen Prozessor (611), der eingerichtet ist,
    ein Frequenzprofil durch Transformieren des Signalprofils mit einer Zeit-Frequenz-Transformation zu erzeugen;
    das Frequenzprofil mit wenigstens einem Referenzfrequenzprofil zu vergleichen; und
    den Einspurvorgang auf der Basis des Vergleichs zu überwachen.
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