DE102019122941A1 - Verfahren zum Erfassen eines beschädigten Lagers eines Verbrennungsmotors unter Verwendung eines Vibrationssignals - Google Patents

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Dong-Chune Hong
Jin-kwon Kim
Dae-Woon Kim
Jun-ho Park
Ii-Joong Hwang
Hong-Wook Lee
Hyun-Jun Lim
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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

Ein Verfahren zum Erfassen eines Schadens eines Lagers eines Motors unter Verwendung eines Vibrationssignals, kann aufweisen: Separieren (S120) eines Vibrationssignals des Motors, welches durch einen Vibrationssensor erfasst wird, der motorseitig in einem Fahrzeug installiert ist, in ein Vibrationssignal durch Verbrennungsklopfen und in ein Vibrationssignal eines Lagers, welches zwischen einem Kurbelzapfen und einem Verbindungstab installiert ist, Extrahieren (S130), durch einen Signalverarbeitungsfilter, eines Signals in einem vorbestimmten Eigenfrequenzband aus dem Vibrationssignal des Lagers, Ermitteln (S140), ob das Vibrationssignal des Lagers größer ist als ein vorbestimmter Schadlagerschwellenwert in einer vorbestimmten Motorzustandsbedingung, um eine Beschädigung des Lagers während eines Betriebs des Motors zu erfassen, und Bestätigen (S160), dass das Lager beschädigt ist,

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldung
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen
  • Patentanmeldungen Nr. 10-2018-0100514, eingereicht am 27. August 2018 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum, und Nr. 10-2019-0075915 , eingereicht am 25. Juni 2018 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mitaufgenommen ist.
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung/Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines beschädigten Lagers eines Verbrennungsmotors unter Verwendung eines Vibrationssignals, welches ein Vibrationssignal verarbeiten kann, das von einem Verbrennungsmotor ausgeht, der an einem Fahrzeug angebracht ist, sogar ohne einen Sensor zum direkten Erfassen eines Schadens eines Lagers, wodurch der Schaden des Lagers erfasst wird.
  • Hintergrund
  • Die in diesem Abschnitt getätigten Aussagen stellen lediglich Hintergrundinformationen bereit, welche die vorliegende Offenbarung/Erfindung betreffen, und müssen keinen Stand der Technik bilden.
  • In einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs werden zahlreiche Teile in einem Zustand betrieben, in welchem sie miteinander gekuppelt sind, und ein Lager ist an einem Abschnitt angebracht, an welchen jedes Teil gekuppelt ist, um mit reduzierter Reibung betrieben zu werden.
  • 1 zeigt einen Abschnitt, an welchem ein Verbindungsstab 11 (bspw. ein Pleuel) und eine Kurbelwelle miteinander gekuppelt sind. Ein Großes-Ende-Abschnitt des Verbindungsstabs 11 ist angebracht, um einen Kurbelzapfen 12b an der Kurbelwelle zu umgeben, und ein Lager 13 ist zwischen dem Großes-Ende-Abschnitt des Verbindungstabs 11 und dem Kurbelzapfen 12b bereitgestellt. Die Kurbelwelle ist an einem Zylinderkopf durch ein Kurbelwellenlager 12a gestützt, und der Kleines-Ende-Abschnitt des Verbindungstabs 11 ist mit einem Kolben 14 verbunden. Darüber hinaus ist Öl zwischen dem Großes-Ende-Abschnitt des Verbindungstabs 11 und dem Kurbelzapfen 12b vorhanden, um eine Reibung zwischen dem Großes-Ende-Abschnitt des Verbindungstabs 11 und dem Kurbelzapfen 12b während eines Betriebs zu reduzieren. In einem Normalzustand (siehe 1) ist ein Spalt zwischen dem Lager 13 und dem Kurbelzapfen 12b klein und ist ein Ölfilm dazwischen ausgebildet, sodass Geräusche und Vibrationen gering sind.
  • Wenn jedoch in dem Fall, dass bei dem Verbrennungsmotor für eine Langzeithaltbarkeit in eine abnormale Bedingung eintritt (z.B. eintretendes Fremdmaterial, Ölknappheit, ein schlechter Verarbeitungszustand des Verbindungstablagers, usw.) (siehe 2), wenn der Verbrennungsmotor in einem Zustand kontinuierlich betrieben wird, in welchen das Lager 13 abgenutzt oder beschädigt ist, wird ein Spalt G zwischen dem Lager 13 und dem Kurbelzapfen 12b gesteigert und treten Geräusche und Vibrationen aufgrund des Auftreffens des Verbindungstabs 11 und des Kurbelwellensatzes 12b während des Betriebs des Verbrennungsmotors auf.
  • Wenn der obige Zustand weiter beibehalten wird, wie es in der 3 gezeigt ist, kann das Lager 13 am Kurbelzapfen 12b Klemmen bzw. Fressen, und deshalb ist eine Ölzuführung zwischen dem Großes-Ende-Abschnitt des Verbindungstabs 11 und dem Kurbelzapfen 12b unterbrochen. Wie oben beschrieben, wenn der Verbrennungsmotor in einem Zustand betrieben wird, in welchem das Lager 13 im Verbindungstab 11 beschädigt ist, schreitet das Fressen und der Metallkontakt des Lagers 13 und des Großes-Ende-Abschnitts des Verbindungstab 11 fort, sodass Geräusche und Vibrationen außerhalb des Normalbereichs entstehen. Darüber hinaus tritt ein Phänomen auf, dass das Lager 13 beschädigt wird (z.B. bricht).
  • Wenn das Lager 13 beschädigt ist, verursacht ein Reibungswiderstand ein Verbrennungsmotorabwürge- bzw. Verbrennungsmotorleistungsverlustphänomen des Fahrzeugs. Das heißt, wenn das Lager 13 beschädigt ist, wird die Ausgabeleistung des Verbrennungsmotors aufgrund eines Anstiegs im Reibungswiderstand reduziert, und, wenn ein Gaspedal betätigt wird, um dies auszugleichen, wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors gesteigert. Jedoch verursacht eine Steigerung der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dass der schädliche Vorgang wiederholt wird, der weiter den Reibungswiderstand des Abschnitts steigert, an welchem das Lager 13 installiert ist. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Temperatur des Reibungsabschnitts aufgrund des gesteigerten Reibungswiderstands zu, wodurch das Fressen beschleunigt wird, da die Temperatur des Lagers 13 zunimmt, und dadurch der Teile benachbart zum Lager 13, das heißt, der Verbindungstab 11 und der Kurbelzapfen 12b werden beschädigt.
  • Wie es oben beschrieben ist, wenn das Fressen des Lagers 13 auftritt, verursacht dies ein Gesamtproblem des Verbrennungsmotors, wodurch das Problem auftritt, dass der Motor abgewürgt wird bzw. Leistung verliert, und dies kann nicht einfach durch Reparieren oder Austauschen eines Teils gelöst werden, und der gesamte Verbrennungsmotor muss instandgesetzt oder ausgetauscht werden.
  • Kurzzusammenfassung
  • Die vorliegende Offenbarung/Erfindung stellt ein Verfahren zum Erfassen eines Schadens eines Lagers eines Verbrennungsmotors (im Weiteren kurz: Motor) bereit, welches ein Verarbeiten durch ein Separieren eines Vibrationssignals ausführt, das von einem Motor ausgeht, und, während dieses überwacht wird, das Vibrationssignal verwendet, um damit den Schaden des Lagers zu bestätigen, wenn die Vibration eine vorbestimmte Anzahl von Malen überschreitet, bei denen dieses eingegeben wird bzw. auftritt, sogar ohne Hinzufügen von separater Hardware.
  • Ein Verfahren zum Erfassen eines Schadens eines Lagers eines Motors unter Verwendung eines Vibrationssignals zum Lösen der Aufgabe weist auf: Separieren eines Signals, wobei ein Vibrationssignal eines Motors, das durch ein Vibrationserfassungsmittel erfasst wird, welches an einer Seite des Motors bzw. motorseitig des Fahrzeugs installiert ist, in ein Vibrationssignal durch Verbrennungsklopfen und in ein Vibrationssignal eines Lagers, welches zwischen einem Kurbelzapfen und einem Verbindungstab (z.B. Pleuel) installiert ist, Verarbeiten eines Signals, wobei ein Signal mit einem vorbestimmten Eigenfrequenzband durch einen Signalverarbeitungsfilter von bzw. aus einem Vibrationssignal des Lagers extrahiert und integriert wird, Ermitteln eines Schadens des Lagers, wobei ermittelt wird, ob in einer vorbestimmten, spezifischen Motorzustandsbedingung (im Weiteren auch nur kurz: Motorzustandsbedingung) das Vibrationssignal des Lagers größer ist als ein vorbestimmter Schadlagerschwellenwert, um eine Beschädigung (z.B. ein Brechen bzw. Zerstören) des Lagers während des Betriebs des Motors zu erfassen, und Bestätigen des Schadens des Lagers, wobei bestätigt wird, dass das Lager beschädigt ist, und das Vibrationssignal des Lagers kann gegenüber dem Vibrationssignal durch Verbrennungsklopfen gemäß der spezifischen Motorzustandsbedingung oder einem Drehwinkel der Kurbelwelle unterschieden werden.
  • Die spezifische Motorzustandsbedingung kann beispielsweise irgendeinen von einem Zustand aufweisen, in welchem sich der Motor in einer Ausgangsabbremsbedingung bzw. einer anfänglichen Abbremsbedingung (bspw. einer Bedingung, in welcher die Drehzahl des Motors reduziert wird) befindet, bei welcher das Abbremsen begonnen wird, oder sich in einem Zustand befindet, bei welchem der Motor in einen Leerlauf während des Abbremsens eintritt.
  • Der Zustand, in welchem der Motor in einen Leerlauf während des Abbremsens eintritt, kann beispielsweise einen Zustand, in welchem der Motor in einen Leerlaufzustand in einem Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens eintritt, und einen Zustand aufweisen, in welchem der Motor in einen Leerlaufzustand ohne einen Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens eintritt.
  • Das Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung des Vibrationssignals kann beispielsweise in der spezifischen Motorzustandsbedingung aufweisen: Steigern eines jeweiligen Überwachungszählers für die spezifische Motorzustandsbedingung, und kann beispielsweise nach dem Ermitteln des Schadens des Lagers weiter ein Steigern eines Schadzählers bzw. Schadlagerzählers jedes Mal aufweisen, wenn das Vibrationssignal des Lagers größer ist als ein vorbestimmter Schadlagerschwellenwert.
  • Das Bestätigen des Schadens des Lagers kann beispielsweise den Schaden des Lagers unter der Bedingung bestätigen, in welcher der gesteigerte Überwachungszähler kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schaden-feststellenden, Akkumulationsüberwachungszähler ist.
  • Das Vibrationssignal des Lagers kann beispielsweise als eines erfasst werden, das in einem vorbestimmten Erfassungsabschnitt in Bezug auf den Drehwinkel der Kurbelwelle erzeugt wird.
  • Der Erfassungsabschnitt ist beispielsweise für einen jeden Zylinder festgelegt und ist z.B. ein bestimmter Winkelbereich vor und nach einem oberen Totpunkt (TDC).
  • Das Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung des Vibrationssignals kann nach dem Bestätigen des Schadens des Lagers beispielsweise weiter aufweisen: Einen Notfall-nach-Hause-Modus, welcher die Drehzahl des Motors auf eine vorbestimmte, sichere Maximaldrehzahl oder weniger des Motors beschränkt, oder Betreiben eines Warnmittels, welches im Inneren des Fahrzeugs installiert ist, zum Warnen vor dem Schaden des Lagers für einen Insassen, wenn das Lager beschädigt ist.
  • Ein Verfahren zum Erfassen eines Schadens eines Lagers eines Motors unter Verwendung eines Vibrationssignals kann beispielsweise aufweisen: Separieren eines Signals, wobei ein Vibrationssignal eines Motors, das durch ein Vibrationserfassungsmittel erfasst wird, welches an einer Seite des Motors bzw. motorseitig am Fahrzeug installiert ist, in ein Vibrationssignal durch Verbrennungsklopfen und in ein Vibrationssignal eines Lagers separiert wird, das zwischen einem Kurbelzapfen und einem Verbindungstab (z.B. Pleuel) installiert ist, Verarbeiten eines Signals, wobei ein Signal mit einem vorbestimmten Eigenfrequenzband durch einen Signalverarbeitungsfilter von bzw. aus dem Vibrationssignal des Lagers extrahiert und integriert wird, Steigern eines Schadzählers bzw. Schadlagerzählers jedes Mal, wenn das Vibrationssignal des Lagers größer ist als ein vorbestimmter Schadlagerschwellenwert für jede spezifische Motorzustandsbedingung in einer vorbestimmten spezifischen Motorzustandsbedingung, um eine Beschädigung des Lagers während des Betriebs des Motors zu erfassen, und Bestätigen des Schadens des Lagers, wobei bestätigt wird, dass das Lager beschädigt ist, und das Bestätigen des Schadens des Lagers kann den Schaden des Lagers unter der Bedingung bestätigen, in welcher der gesteigerte Überwachungszähler kleiner oder gleich einem vorbestimmten, Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist.
  • Die spezifische Motorzustandsbedingung kann beispielsweise irgendeinen von einem Zustand, in welchem sich der Motor in einem Ausgangsabbremsen bzw. beim Beginnen des Abbremsens befindet, welches ein Abbremsen beginnt, oder einem Zustand, in welchem der Motor in einen Leerlauf während des Abbremsens eintritt, oder einem Zustand aufweisen, in welchem der Motor in einen Leerlaufzustand in einem Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens eintritt.
  • Das Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung des Vibrationssignals kann beispielsweise weiter ein Steigern eines Überwachungszählers für jede spezifische Motorzustandsbedingung aufweisen, und das Bestätigen des Schadens des Lagers bestätigt den Schaden des Lagers, wenn der gesteigerte Schadzähler den Schaden-bestätigenden Akkumulationsschadzähler erreicht, unter der Bedingung, in welcher der gesteigerte Überwachungszähler kleiner oder gleich dem vorbestimmten, Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist.
  • Darüber hinaus kann ein Verfahren zum Erfassen eines Schadens eines Lagers eines Motors unter Verwendung eines Vibrationssignals beispielsweise aufweisen: Separieren eines Signals, wobei ein Vibrationssignal eines Motors, das durch ein Vibrationserfassungsmittel erfasst wird, welches an einer Seite des Motors bzw. motorseitig des Fahrzeugs installiert ist, in ein Vibrationssignal durch Verbrennungsklopfen und in ein Vibrationssignal eines Lagers separiert wird, das zwischen einem Kurbelzapfen und einem Verbindungstab (z.B. Pleuel) installiert ist, Verarbeiten eines Signals, wobei ein Signal mit einem vorbestimmten Eigenfrequenzband durch einen Signalverarbeitungsfilter aus bzw. von dem Vibrationssignal des Lagers extrahiert und integriert wird, Ermitteln eines Schadens des Lagers, wobei ermittelt wird, ob das Vibrationssignal des Lagers in einer vorbestimmten, spezifischen Motorzustandsbedingung größer ist als ein vorbestimmter Schadlagerschwellenwert, um eine Beschädigung des Lagers während des Betriebs des Motors zu erfassen, und Bestätigen des Schadens des Lagers, wobei bestätigt wird, dass das Lager beschädigt ist, wobei das Vibrationssignal des Lagers ebenfalls in einem vorbestimmten Erfassungsabschnitt mit Bezug auf einen Drehwinkel der Kurbelwelle erfasst werden kann.
  • Der Erfassungsabschnitt kann beispielsweise für einen jeden Zylinder gemäß dem Drehwinkel der Kurbelwelle separat festgelegt sein.
  • Der Erfassungsabschnitt kann beispielsweise in einem vorbestimmten Winkelbereich abhängig von dem Zündzeitpunkt eines jeden Zylinders geformt sein.
  • Der Erfassungsabschnitt kann beispielsweise ein bestimmter Winkelbereich vor und nach einem oberen Totpunkt (TDC) eines jeden Zylinders sein.
  • Das Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung des Vibrationssignals kann in der spezifischen Motorzustandsbedingung weiter ein Steigern eines Überwachungszählers für eine jede spezifische Motorzustandsbedingung und ein Steigern eines Schadzählers jedes Mal aufweisen, wenn das Vibrationssignal des Lagers größer ist als der vorbestimmte Schadlagerschwellenwert.
  • Das Bestätigen des Schadens des Lagers kann beispielsweise den Schaden des Lagers unter der Bedingung bestätigen, in welcher der gesteigerte Überwachungszähler kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist.
  • Das Verarbeiten des Signals kann beispielsweise 1,5 kHz bis 2,5 kHz im Vibrationssignal, welches vom Lager erzeugt wird, als eine Zentral- bzw. Mittelfrequenz festlegen, kann ein Frequenzband innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbands in der bzw. um die Zentral- bzw. Mittelfrequenz (bspw. mit der Zentral- bzw. Mittelfrequenz in der Mitte des Frequenzbands) als ein Eigenfrequenzband festlegen und kann ein anderes Signal als das Eigenfrequenzband entfernen.
  • Gemäß dem Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung des Vibrationssignals der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, welches die oben beschriebene Konfiguration hat, ist es möglich, einen Schaden des Lagers durch Verarbeiten des Vibrationssignals zu erfassen, das vom Klopfsensor eingegeben wird, der bereits am Motor angebracht ist, ohne eine separate Hardwarekomponente hinzuzufügen. Insbesondere ist es möglich, den Schaden des Lagers durch die unterscheidbare Vibration durch den Schaden des Lagers in einem Zustand akkurat zu erfassen, in welchen eine Last, welche auf das Lager aufgebracht ist, sich plötzlich ändert, während das Fahrzeug abbremst.
  • Es ist möglich, anfänglich bzw. frühzeitig den Schaden des Lagers zu erfassen, wodurch der Motor daran gehindert wird, durch das Fahren des Fahrzeugs in einem Zustand beschädigt zu werden, in welchen das Lager bereits beschädigt ist.
  • Darüber hinaus ist es möglich, einen Notfall-nach-Hause-Modus des Fahrzeugs einzunehmen, wenn der Schaden des Lagers erfasst wird, wodurch das Fahrzeug in einen sicheren Bereich oder eine Reparaturwerkstatt gebracht wird, während der Schaden des Lagers daran gehindert wird, weiter fortzuschreiten.
  • Darüber hinaus ist es möglich, es dem Fahrer zu ermöglichen, dies zu erfassen, wodurch eine Instandhaltung eingeleitet werden kann.
  • Dann ist es möglich, zu erfassen, welches Zylinderlager das Schadlager ist. Deshalb ist es möglich, das Schadlager direkt auszutauschen, ohne das Zylinderlager zu suchen, wodurch die für das Austauschen des Lagers erforderliche Zeit reduziert sein kann.
  • Weitere Anwendungsgebiete werden von der Beschreibung klar werden, welche hierin gegeben wird. Es sollte klar sein, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele lediglich zum darstellenden Zweck gedacht sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zu beschränken.
  • Figurenliste
  • Um die Offenbarung/Erfindung gut zu verstehen, sind im Folgenden zahlreiche Ausführungsformen mittels Beispielen beschrieben, wobei Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen wird, in welchen:
    • 1 eine perspektivische Ansicht bzw. ein Querschnittansicht ist, welche einen Vorgang zeigt, in welchem ein Lager an einem Abschnitt frisst, an welchem ein Verbindungstab und ein Kurbelzapfen in einem Motor miteinander verbunden sind,
    • 2 eine Querschnittansicht ist, welche einen Vorgang zeigt, in welchem ein Lager an einem Abschnitt frisst, an welchem ein Verbindungstab und ein Kurbelzapfen in einem Motor verbunden sind,
    • 3 eine Querschnittansicht ist, welche einen Vorgang zeigt, in welchem ein Lager an einem Abschnitt frisst, an welchem ein Verbindungstab und ein Kurbelzapfen in einem Motor miteinander verbunden sind,
    • 4 ein Blockdiagramm ist, welches ein System zum Ausführen eines Verfahrens zum Erfassen eines Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung eines Vibrationssignals in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt,
    • 5 ein Flussdiagramm ist, welches das Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung des Vibrationssignals in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt,
    • 6 eine Darstellung ist, welcher ein Beispiel zeigt, in welchem ein Erfassungsabschnitt, der das Vibrationssignal des Lagers erfasst, für einen jeden Zylinder gemäß einem Drehwinkel einer Kurbelwelle festgelegt ist,
    • 7A ein Graph ist, welcher eine Variation einer Belastung des Verbindungstabs bei einem Ausgangsabbremsen des Motors zeigt,
    • 7B ein Graph ist, welcher einen Zustand des Motors beim Ausgangsabbremsen und einen Zustand eines Klopfsensors beim normalen Motor zeigt,
    • 7C ein Graph ist, welcher einen Zustand des Motors beim Ausgangsabbremsen und einen Zustand eines Klopfsensors beim Motor mit dem Schadlager zeigt,
    • 8A ein Graph ist, welcher eine Variation einer Belastung des Verbindungstabs beim Eintreten in einen Leerlauf während des Abbremsens des Motors zeigt,
    • 8B ein Graph ist, welcher einen Zustand des Motors beim Eintreten in den Leerlauf während des Abbremsens und einen Zustand des Klopfsensors beim normalen Motor zeigt,
    • 8C ein Graph ist, welcher einen Zustand des Motors beim Eintreten in den Leerlauf während des Abbremsens und einen Zustand des Klopfsensors im Motor mit dem Schadlager zeigt,
    • 9A ein Graph ist, welcher eine Variation der Belastung des Verbindungsstabs beim Eintreten in einen Leerlauf in einem Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens des Motors zeigt,
    • 9B ein Graph ist, welcher einen Zustand des Motors beim Eintreten in den Leerlaufzustand im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens und einen Zustand des Klopfsensors beim normalen Motor zeigt,
    • 9C ein Graph ist, welcher einen Zustand des Motors beim Eintreten in den Leerlauf im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens und einen Zustand des Klopfsensors im Motor mit dem Schadlager zeigt,
    • 10A eine Darstellung ist, welcher einen Schadlagerschwellenwert gemäß einer jeden Betriebsbedingung in dem Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers unter Verwendung des Vibrationssignals in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt,
    • 10B eine Darstellung ist, welcher einen Schadlagerschwellenwert gemäß einer jeden Betriebsbedingung in dem Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers unter Verwendung des Vibrationssignals in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt,
    • 10C eine Darstellung ist, welcher einen Schadlagerschwellenwert gemäß einer jeden Betriebsbedingung in dem Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers unter Verwendung des Vibrationssignals in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt, und
    • 11 ein Graph ist, welcher Zustände einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Gaspedalwerts, einer Motordrehzahl und eines Sensorsignals vor und nach dem Bestätigen des Schadens im Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung des Vibrationssignals in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt.
  • Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich darstellenden Zwecken und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken.
  • Detaillierte Beschreibung spezifischer Ausführungsformen
  • Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen davon zu beschränken. Es sollte klar sein, dass durchgehend durch die Zeichnungen korrespondierende Bezugszeichen gleiche oder korrespondierende Teile und Merkmale bezeichnen.
  • Nachfolgend ist ein Verfahren zum Erfassen eines Schadens eines Lagers eines Motors unter Verwendung eines Vibrationssignals gemäß der vorliegenden Offenbarung/Erfindung im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Zuerst ist ein System zum Ausführen eines Verfahrens zum Erfassen eines Schadens eines Lagers eines Motors unter Verwendung eines Vibrationssignals gemäß der vorliegenden Offenbarung/Erfindung wie folgt beschrieben.
  • Wie es in der 4 gezeigt ist, weist das System einen Klopfsensor 15, der ein Beispiel eines Vibrationserfassungsmittels ist, der an einer Seite eines Motors 10 bzw. motorseitig zum Erfassen eines Klopfens bzw. der Verbrennung des Motors (im Weiteren kurz: Klopfen) installiert ist durch Messen der Vibration, welche vom Motor 10 ausgeht, und eine Steuereinheit 20 zum Steuern des Betriebs des Motors 10 auf, und welche ermittelt, dass ein Lager 13 des Motors 10 beschädigt ist, wenn die Magnitude eines Vibrationssignals, welches durch einen Schaden des Lagers unter den Vibrationssignal, die vom Motor 10 erzeugt werden, größer ist als ein Schadlagerschwellenwert.
  • Der Klopfsensor 15, welcher ein Mittel zum Erfassen der Vibration ist, die beim Betrieb des Motors 10 vom Motor 10 erzeugt wird, ist an einer Seite des Motors 10 installiert. Der Klopfsensor 15 erfasst bzw. erzeugt das Vibrationssignal, welches durch das Klopfen erzeugt wird, wenn das Klopfen beim Verbrennen auftritt.
  • In der vorliegenden Offenbarung, unter Berücksichtigung davon, dass das Lager 13 an einem Abschnitt installiert ist, an welchem der Kurbelzapfen 12b der Kurbelwelle 12 und der Verbindungstab 11 (z.B. Pleuel) miteinander verbunden sind, und Vibrationen sogar dann erzeugt werden, wenn es beschädigt ist, erfasst der Klopfsensor 15 die Vibration aufgrund des Schadens des Lagers 13 wie auch die Vibration, welche durch das Klopfen erzeugt wird.
  • Das Lager 13 dreht sich um den Kurbelzapfen 12b bei einer Drehung der Kurbelwelle 12 (das Lager rotiert um den Kurbelzapfen) und rotiert gleichzeitig um die Kurbelwelle 12 mit einer Bahn, welche durch den Kurbelzapfen 12b geformt wird (das Lager läuft um die Kurbelwelle um).
  • Im Allgemeinen empfängt das Lager zum Stützen einer Drehwelle (z.B. Kurbelwelle) eine konstante Kraft aufgrund der Drehung unabhängig von der Phase.
  • Jedoch wirken der Verbrennungsdruck, welcher in einer Brennkammer erzeugt wird, und eine Massenträgheit durch den Betrieb eines Kolbens 14 und den Verbindungstab 11 auf das Lager 13, während das Lager 13 (nachfolgend bezeichnet das Lager ein Lager, welches an einem Kurbelzapfen der Kurbelwelle installiert ist), das auf dem Kurbelzapfen 12b der Kurbelwelle 12 installiert ist, eine Bewegung (Rotation und Umlauf) mit Bezug auf den Drehpunkt der Kurbelwelle 12 ausführt. Da diese Kraft (die Kraft durch den Verbrennungsdruck und die Kraft durch die Massenträgheit) gemäß der Phase der Kurbelwelle 12 variiert, gibt es dahingehend eine Charakteristik, dass die Kraft, welche auf das Lager 13 wirkt, von der Kraft gemäß der Phase der Kurbelwelle 12 verschieden wirkt, welche auf das Lager 13 wirkt. In der vorliegenden Offenbarung/Erfindung wird der Schaden des Lagers 13, welches am Kurbelzapfen 12b installiert ist, unter Verwendung davon erfasst.
  • Jedoch werden in der erfassten Vibration, welche durch den Klopfsensor 15 erfasst wird, das Klopfen und der Schaden des Lagers durch eine Signalseparation bzw. eine Signalverarbeitung erfasst.
  • Das Vibrationssignal, welches durch den Klopfsensor 15 erfasst wird, kann ebenfalls bestätigen, welches Zylinderlager 13 beschädigt ist durch Verarbeiten des Fensters (Erfassungsabschnitt), welches ein spezifischer Drehwinkelbereich des Motors ist, das in der Lage ist gemäß dem Drehwinkel der Kurbelwelle ein Signal zu erzeugen, (eine X-Achse in der 6: ein Durchgang sind zwei Drehungen bzw. ein zweifacher Drehwinkel der Kurbelwelle).
  • Wie es insbesondere in der 6 gezeigt ist, ist es möglich, den Schaden am Lager 13 zu erfassen durch Festlegen eines Erfassungsabschnitts für einen jeden Zylinder.
  • Der Erfassungsabschnitt kann für den Drehwinkel der Kurbelwelle festgelegt sein. Zu diesem Zeitpunkt kann der Erfassungsabschnitt ebenfalls für jeden Zylinder festgelegt sein. Wie es in der 6 gezeigt ist, ist es möglich, die Erfassungsabschnitte A1 bis A4 für einen jeden Zylinder festzulegen, um Lagervibrationssignale vom ersten bis zum vierten Zylinder zu erfassen.
  • Der Erfassungsabschnitt kann von unmittelbar vor dem oberen Totpunkt (TDC) eines jeden Zylinders bis zu einem vorbestimmten Winkel nach dem TDC festgelegt sein. Insbesondere kann der Startpunkt des Erfassungsabschnitts zwischen einem Zündzeitpunkt und dem TDC liegen. Die Belastung des Verbindungstabs 11 kann ausgehend vom Zündzeitpunkt in jedem Zylinder aus schnell ansteigen, wodurch das Vibrationssignal des Lagers 13 in einem Abschnitt erfasst wird, in welchem die Belastung des Verbindungstabs 11 zunimmt.
  • Deshalb ist es möglich, zu bestätigen, welches Zylinderlager beschädigt ist, um das Schadlagersignal zu erzeugen.
  • Der Grund, weshalb der Kolben den Schaden des Lagers 13 um den TDC herum erfasst bzw. erfährt, ist wie folgt. Wenn das Lager des Motors beschädigt ist, treten Geräusche um den TDC des Kolbens herum auf. Ein Stoßgeräusch tritt im Lager 13 auf, dessen Spalt vergrößert ist, während der Verbrennungsdruck der Brennkammer um den TDC des Kolben 14 herum maximal ist. Darüber hinaus wird der Spalt zwischen dem Lager 13 und dem Kurbelzapfen 12b der Kurbelwelle 12 gesteigert, wodurch Geräusche auftreten, während die obere Fläche des Kolbens 14 mit dem Zylinderkopf zusammenstößt. Aus solch einem Grund wird die Vibrationscharakteristik um den TDC des Kolben 14 herum überwacht.
  • Zusätzlich zum Klopfsensor 15 sind zahlreiche Sensoren zum Messen bzw. Erfassen des Zustands des Motors 10 an einer Seite des Motors 10 bzw. motorseitig installiert. Beispielsweise kann ein Temperatursensor 16 zum Messen der Temperatur des Motoröls installiert sein, um die Temperatur des Motors zu bestätigen.
  • Die Steuereinheit 20 verarbeitet das Eingabesignal vom Klopfsensor 15, um zu ermitteln, ob das Verbindungstablager 13 beschädigt ist, während die Verbrennung des Motors 10 gemäß der Fahrerbetätigung gesteuert wird. Beispielsweise kann die Steuereinheit 20 eine Motorsteuereinheit 21 zum Steuern der Verbrennung des Motors 10 gemäß der Fahrerbetätigung, eine Signalverarbeitungseinheit 22 zum Separieren des Signals vom Klopfsensor 15, um dies in das Vibrationssignal durch das Klopfen und in das Vibrationssignal durch den Schaden am Lager zu separieren, und welches das Lagersignal quantifiziert, und eine Schadlager-Ermittlungseinheit 23 zum Ermitteln des Schadens des Lagers 13 durch das Schadlagersignal aufweisen, welches durch die Signalverarbeitungseinheit 22 verarbeitet worden ist. Da die Steuereinheit 20 ein Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung des Vibrationssignals als eine wie später beschriebenen Logik speichert, wird das Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung des Vibrationssignals durch die Steuereinheit 20 ausgeführt.
  • Die Motorsteuereinheit 21 steuert die Verbrennung des Motors 10, sodass der Motor 10 das erforderliche Drehmoment gemäß der Fahrerbetätigung, dem Fahrzustand des Fahrzeugs usw. erzeugen kann. Da das Steuern des Motors 10 durch die Motorsteuereinheit 21 zum Steuern eines typischen Motors 10 korrespondiert, ist eine detaillierte Beschreibung davon ausgelassen.
  • Die Signalverarbeitungseinheit 22 separiert das Vibrationssignal durch den Schaden des Lagers 13 vom Vibrationssignal durch das Verbrennungsklopfen unter den Signalen, welche vom Klopfsensor 15 ausgegeben werden. Das Klopfsignal, welches von der Signalverarbeitungseinheit 22 separiert worden ist, wird verwendet, um das Klopfen durch eine separate Klopfsteuerungslogik zu steuern. Insbesondere wird dieses als ein quantifiziertes Lagersignal verarbeitet durch Extrahieren, Verstärken und Integrieren eines Signals eines vorbestimmten Eigenfrequenzbands vom Lagersignal, welches durch die Signalverarbeitungseinheit 22 separiert worden ist.
  • Die Schadlager-Ermittlungseinheit 23 ermittelt, ob das Lager 13 beschädigt ist, durch Vergleichen des Lagersignals mit einem vorbestimmten Schadlagerschwellenwert. Die Schadlager-Ermittlungseinheit 23 ermittelt den Schaden des Lagers 13 durch das Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung des Vibrationssignals, wie es später beschrieben ist. Wenn die Schadlager-Ermittlungseinheit 23 ermittelt, dass das Lager 13 beschädigt ist, steuert die Motorsteuereinheit 21, sodass der Motor in einem Notfall-nach-Hause-Modus (bspw. Notfall-Fahrmodus; engl. „limp home mode“) betrieben wird.
  • Ein Warnmittel alarmiert einen Insassen, um den Schaden des Lagers 13 zu erkennen, wenn die Steuereinheit 20 ermittelt, dass das Lager 13 beschädigt ist.
  • Beispielsweise kann das Warnmittel eine Warnlampe 31 sein, welche in einem Inneren oder an einem Armaturenbrett des Fahrzeugs installiert ist. Wenn der Schaden des Lagers 13 erfasst wird, lässt die Steuereinheit 20 die Warnlampe 31 aufleuchten, sodass der Insasse den Schaden des Lagers 13 erkennen kann.
  • Ein weiteres Beispiel des Warnmittels kann ein Lautsprecher sein, welcher an der Innenseite des Fahrzeugs installiert ist.
  • Ein Verfahren zum Erfassen des Schadens des Lagers des Motors unter Verwendung des Vibrationssignals gemäß der vorliegenden Offenbarung/Erfindung weist ein Separieren S120 eines Signals, bei welchem das Vibrationssignal des Motors 10, das durch das motorseitig im Fahrzeug installierte Vibrationserfassungsmittel erfasst wird, in das Vibrationssignal durch das Verbrennungsklopfen und in das Vibrationssignal separiert wird, das durch das Lager 13 erzeugt wird, ein Verarbeiten S130 eines Signals, bei welchem das Vibrationssignal, das vom Lager 13 erzeugt wird, als ein quantifiziertes Lagersignal verarbeitet wird durch Extrahieren, Verstärken und Integrieren eines Signals eines vorbestimmten Eigenfrequenzbands durch einen Signalverarbeitungsfilter, und ein Ermitteln S160 des Schadens des Lagers auf, bei welchem verglichen wird, ob das Lagersignal größer ist als ein vorbestimmter Schadlagerschwellenwert.
  • Mittels Vergleichens durch Ausführen einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) am Signal, welches durch den Klopfsensor 15 gemessen wird, kann in der Abbremsbedingung während des Fahrens gesehen werden, dass der Motor mit dem Schadlager 13 eine Eigenfrequenz um in etwa2 kHz herum hat verglichen mit dem normalen Motor. Wenn die Frequenz des Verbrennungsklopfens, was durch den Klopfsensor 15 gemessen wird, inhärente Frequenzen von erstens 5 bis 6 kHz, zweitens von 11 bis 12 kHz und drittens von 15 bis 16 kHz hat, während, wenn das Lager 13 beschädigt ist, es eine Eigenfrequenz um 2 kHz hat, wodurch der Schaden des Lagers 13 unter Verwendung davon erfasst wird.
  • Darüber hinaus, bei dem normalen Motor, wenn das Abbremsen während eines Betriebs ausgeführt wird, wird die Belastung, welche auf das Lager 13 wirkt, reduziert, wenn die Drehzahl des Motors reduziert wird, jedoch wird beim Motor mit dem Schadlager der Freiraum bzw. das Spiel aufgrund des Schadens des Lagers gesteigert, sodass die Vibrationen zu nehmen, die ausgehend vom Motor 10 erfasst werden, und dies hat eine andere Charakteristik von der Vibration durch das Klopfen, wodurch der Schaden des Lagers unter Verwendung dieses Prinzips erfasst wird.
  • Ein Erfüllen des Ermittelns einer Diagnosestartbedingung S110 ermittelt, ob sich der Motor 10 des Fahrzeugs in einem Zustand zum Erfassen des Schadens des Lagers 13 befindet. Da die vorliegende Offenbarung/Erfindung einen Schaden des Lagers 13 unter Verwendung der Vibration erfasst, die ausgehend vom Motor 10 während des Betriebs des Motors 10 erzeugt wird, muss der Motor 10 ausreichend aufgewärmt sein, um zu ermitteln, ob das Vibrationssignal des Motors 10 stabil ist, und dann wird die Diagnose des Lagers 13 gestartet. Bevor der Motor 10 aufgewärmt ist, treten Geräusche aufgrund von Reibung zahlreicher Arten von Komponenten auf und kann der Schaden des Lagers 13 nicht akkurat diagnostiziert werden, sodass es ermittelt wird, ob der Motor 10 aufgewärmt ist, und der Schaden des Lagers 13 wird in einem Zustand diagnostiziert, in welchem der Motor aufgewärmt ist. Da der Zustand des Motors 10 unter Verwendung der Vibration des Motors 10 diagnostiziert wird, ermittelt die vorliegende Offenbarung/Erfindung, ob dieser aufgewärmt ist, anhand der Temperatur des Motoröls anstatt der Temperatur des Kühlmittels. Wenn die Temperatur T_oil des Motoröls größer ist als eine vorbestimmte Diagnoseausgangstemperatur T_THD (T_oil > T_THD), kann die Diagnose des Schadens am Lager 13 initiiert werden. Hier kann die Diagnoseausgangstemperatur T_THD auf 80°C eingestellt sein.
  • Das Separieren des Signals S120 separiert das vom Vibrationserfassungsmittel gemessene Signal, das am Motor 10 installiert ist. Da das vom Vibrationserfassungsmittel gemessene Signal ein Zustand ist, in welchem Vibrationen durch das Klopfen des Motors 10 und Vibrationen durch den Schaden am Lager 13 usw. miteinander überlagern, wird das Vibrationssignal durch das Lager unter den Vibrationssignalen separiert, die von dem Vibrationserfassungsmittel erfasst werden. Der Klopfsensor kann als das Vibrationserfassungsmittel verwendet werden, und nachfolgend ist der Klopfsensor als ein Beispiel des Vibrationserfassungsmittels beschrieben.
  • Der Vorgang des Separierens des Vibrationssignals durch das Lager 13 unter den vom Klopfsensor 15 gemessenen Vibrationssignalen führt eine schnelle Fourier-Transformation an dem Vibrationssignal aus, welches durch den Klopfsensor 15 gemessen wird, um das Frequenzband (um 2 kHz herum) durch das Vibrationssignal des Lagers 13 zu separieren. Die verbleibenden Frequenzbänder, d.h., 5 bis 6 kHz im ersten Band, 11 bis 12 kHz im zweiten Band und 15 bis 16 kHz im dritten Band, werden zum Erfassen des Klopfens verwendet, und das Frequenzband (um 2 kHz herum), bei welchem das Signal von dem normalen Motor 10 verschieden ist, wird ausgegeben, wenn das Lager beschädigt ist, und wird separiert und verwendet zum Erfassen des Schadens des Lagers 13.
  • Das Verarbeiten des Signals S130 entfernt und quantifiziert Geräusche bzw. Rauschen vom Lagersignal, welches beim Separieren des Signals S120 separiert worden ist.
  • Das Verarbeiten des Signals S130 verarbeitet das separierte Vibrationssignal des Lagers als ein quantifiziertes Lagersignal durch Extrahieren, Verstärken und Integrieren eines Signals einer vorbestimmten Eigenfrequenz durch den Signalverarbeitungsfilter.
  • Das Vibrationssignal des Lagers 13 wird durch den Signalverarbeitungsfilter hindurch geleitet, um nur das Signal des Bands benachbart zur Eigenfrequenz verbleiben zu lassen, um das Signal des verbleibenden Bands zu entfernen. Wenn eine Vibration im Motor 10 aufgrund des Schadens des Lagers 13 auftritt, wird ein Abnormalsignal bei in etwa 2 kHz erzeugt, was zum Klopfen ungleich ist, sodass das Verarbeiten des Signals S130 beispielsweise eine Frequenz, welche aus einem Bereich von 1,5 bis 2,5 kHz ausgewählt ist, als eine Zentral- bzw. Mittelfrequenz festlegt und lässt nur die Signale von benachbarten Bändern innerhalb des vorbestimmten Bereichs ausgehend von der Zentral- bzw. Mittelfrequenz verbleiben. Wenn beispielsweise die Zentralfrequenz auf 2 kHz festgelegt ist, basierend auf 2 kHz ± 0,435 kHz, verbleibt nur das Signal von1,565 kHz bis 2,435 kHz und andere Signale (niedriger als1,565 kHz und mehr als 2,435 kHz) werden entfernt. Die Zentralfrequenz und die Größe des benachbarten Bands ausgehend von der Zentralfrequenz kann gemäß der Situation ausgewählt werden.
  • Dann werden die Signale durch Verstärken, Integrieren usw. quantifiziert, wodurch sie als das Lagersignal zum Erfassen des Schadens des Lagers 13 verarbeitet werden.
  • Wie es oben beschrieben ist, wird das Signal des Lagers in einen Geräusch- bzw. Rauschunterdrückungs- und Quantifizierungszustand verarbeitet und dann mit dem Schadlagerschwellenwert verglichen.
  • Natürlich wird der Vorgang des Erfassens des Klopfens unter Verwendung der Frequenzbänder von erstens 5 bis 6 kHz, zweitens 11 bis 12 kHz und drittens 15 bis 16 kHz, welche beim Separieren des Signals S120 nicht verwendet werden, unabhängig von der vorliegenden Offenbarung/Erfindung separat verarbeitet bzw. verwendet.
  • Das Separieren des Signals S120 und das Verarbeiten des Signals S130 werden kontinuierlich ausgeführt, wenn der Motor 10 nach dem Ermitteln des Erfüllens der Diagnosestartbedingung S110 betrieben wird.
  • Das Ermitteln des Motorzustands S140 ermittelt, ob der Zustand des Motors ein Zustand zum Erfassen des Schadens des Lagers 13 ist. Das heißt, es wird ermittelt, ob der Zustand des Motors 13 eine spezifische Motorzustandsbedingung ist, welche eine Betriebsbedingung zum Ermitteln der Beschädigung des Lagers 13 ist, während der Betriebszustand des Motors 10 erfasst wird. Das heißt, die spezifische Motorzustandsbedingung ist eine spezifische Betriebsbedingung des Motors, welche zum Erfassen der Beschädigung des Lagers 13 unter zahlreichen Betriebszuständen des Motors 10 geeignet ist.
  • Da, ob das Lager 13 beschädigt ist, hauptsächlich beim Abbremsen des Motors 10 überwacht werden kann, wird erfasst, ob sich der Motor 10 in einem Abbremszustand befindet.
  • Wenn der Motor 10 abgebremst wird, wird die auf das Lager 13 aufgebrachte Belastung 13 durch den Verbindungstab 11 schnell geändert, und, wenn sich das Lager 13 im Schadzustand befindet, wird ein unterscheidbares Vibrationssignal vom Lager 13 erzeugt, wodurch der Schaden des Lagers 13 unter Verwendung davon erfassbar ist.
  • Insbesondere ist es bevorzugt, dass das Ermitteln des Motorzustands S140 ermittelt, ob sich der Motor 10 während des Abbremsens in einer vorbestimmten Bedingung befindet. Deshalb erfasst die spezifische Motorzustandsbedingung, ob der Zustand des Motors 10 irgendeiner von einem Abbremsausgangszustand, bei welchen die Drehzahl des Motors beginnt, reduziert zu werden, einem Leerlaufeintrittszustand, welcher während des Abbremsens beim Reduzieren der Drehzahl des Motors zu einer Leerlaufdrehzahl geändert wird, und einem Leerlaufeintrittszustand in einem Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens ist. Sogar falls sich der Motor 10 im Ausgangsabbremszustand, im Leerlaufeintrittszustand während des Abbremsens des Motors oder im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens befindet, wenn das Lager 13 nicht beschädigt ist, ist die auf das Lager 13 wirkende Kraft gering, sodass das vom Lager 13 erzeugte Signal nicht groß ist. Wenn jedoch das Lager 13 beschädigt ist, hat das Vibrationssignal, das vom Lager 13 erzeugt wird, eine Unterscheidungskraft, welche einen vorbestimmten Wert überschreitet, sodass die vorliegende Offenbarung/Erfindung den Schaden des Lagers 13 unter Verwendung davon ermittelt.
  • Das heißt, da das Vibrationssignal durch den Schaden am Lager 13, wobei das Lager 13 zwischen dem Kurbelzapfen 12b und dem Verbindungstab 13 installiert ist, und das Vibrationssignal durch die Drehung der Kurbelwelle voneinander gemäß den erfassten Betriebszuständen des Motors unterscheidbar sind, wird die Beschädigung des Lagers 13, welches zwischen dem Kurbelzapfen 12b und dem Verbindungstab 11 installiert ist, unter Verwendung davon erfasst.
  • Der Grund zum Erfassen des Schadens des Lagers 13 in der Fahrzeugabbremsbedingung ist wie folgt.
  • Wenn das Fahrzeug aufgrund einer Geschwindigkeitsänderung abbremst, wird die Drehzahl des Motors während einer mittleren und einer hohen Geschwindigkeitsbedingung fortschreitend reduziert. Zu diesem Zeitpunkt, da die Ausgabeleistung des Motors nicht erforderlich ist, wird die Verbrennungsarbeit schnell reduziert und wird die Menge von Einlassluft ebenfalls reduziert. Wenn die Menge von Einlassluft reduziert wird, wird die vom Kolben 14 zu verdichtende Luft ebenfalls reduziert, sodass ein Anstieg im Druck in der Brennkammer gering ist. Der Druck in der Brennkammer ist gering, jedoch befindet sich der Motor in einer Hochgeschwindigkeitsbedingung, sodass es eine hohe Wahrscheinlichkeit gibt, dass der Kolben mit dem Zylinderkopf aufgrund der Massenträgheit des Kolbens zusammenstößt, so wie er zum TDC aufsteigt. Aus diesem Grund, wie es oben beschrieben ist, da die Geräusche aufgrund des Schadens des Lagers auftreten, wird der Schaden des Lagers unter Verwendung der Abbremsbedingungen erfasst.
  • Darüber hinaus kann das Ermitteln des Motorzustands S140 ebenfalls erfassen, ob der Zustand des Motors 10 irgendeiner von einem Leerlaufbetriebszustand oder einem Teillastbetriebszustand ist.
  • Das Ermitteln des Motorzustands S140 kann den Zustand des Motors 10 durch ein Drehzahlsignal ermitteln, welches ausgehend vom Motor 10 der Steuereinheit 20 eingegeben wird.
  • Beim Separieren des Signals S120, beim Verarbeiten des Signals S130 und dem Ermitteln des Motorzustands S140 wird das Ermitteln des Motorzustands S140 zuerst bzw. erstmalig ausgeführt, und danach können das Separieren des Signals S120 und das Verarbeiten des Signals S130 ebenfalls ausgeführt werden.
  • Wenn der Zustand des Motors 10 irgendeiner vom Abbremsausgangszustand, vom Leerlaufeintrittszustand während des Abbremsens und vom Leerlaufeintrittszustand im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens ist, wird ein Steigern eines Überwachungszählers S150 zum Steigern eines Überwachungszählers ausgeführt.
  • Wenn sich der Motor 10 im Abbremsausgangszustand, im Leerlaufeintrittszustand während des Abbremsens oder dem Leerlaufeintrittszustand im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens befindet, wird der Überwachungszähler von einem gegenwärtigen Überwachungszähler aus gesteigert (gegenwärtiger Überwachungszähler → gegenwärtiger Überwachungszähler + 1).
  • Die Zähler, welche in der vorliegenden Offenbarung/Erfindung verwendet werden, sind wie folgt definiert.
  • Der Überwachungszähler ist ein Zähler, welcher jedes Mal ansteigt, wenn der Motor im Betrieb in eine jede von spezifischen Motorzustandsbedingungen eintritt, wie sie oben beschrieben sind.
  • Ein Schaden-feststellender bzw. Schadensfeststellungs-Akkumulationsüberwachungszähler (im Weiteren kurz: Schaden-feststellender Akkumulationsüberwachungszähler) ist eine Referenz zum Bestätigen des Schadens des Lagers 13 durch Akkumulieren des Überwachungszählers um 1 für eine jede spezifische Motorzustandsbedingung und bezeichnet einen Maximalwert unter den Werten, welche erhalten werden durch Akkumulieren des Überwachungszählers.
  • Der Schatzseller bzw. Schadlagerzähler ist ein Zähler, welcher jedes Mal ansteigt, wenn das Signal des Lagers gleich oder mehr als der Schadlagerschwellenwert ist.
  • Der Schaden-bestätigende, akkumulative Schadzähler bzw. Schadlagerzähler (im Weiteren kurz: Schaden-bestätigender Akkumulationsschadzähler) ist eine Referenz zum Bestätigen des Schadens des Lagers durch Akkumulieren des Schadzählers um 1 für jede spezifische Motorzustandsbedingung und bezeichnet einen Maximalwert unter den Werten, welche durch Akkumulieren des Schadzählers durch 1 erhalten werden.
  • Das Steigern des Überwachungszählers S150 steigert den Überwachungszähler nur im gleichen Zustand des Motors. Wenn beispielsweise der gegenwärtige Zustand des Motors wieder als der Leerlaufeintrittszustand während des Abbremsens in einem Zustand erfasst wird, in welchem der gegenwärtige Überwachungszähler für den Leerlaufeintrittszustand während des Abbremsens gleich „1“ ist, wird der Überwachungszähler für den Leerlaufeintrittszustand während des Abbremsens auf „2“ gesteigert. Wenn der Leerlaufeintrittszustand im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens neu bzw. wieder erfasst wird, wird der Überwachungszähler für den Leerlaufeintrittszustand während des Abbremsens beibehalten und wird der Überwachungszähler für den Leerlaufeintrittszustand im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens gesteigert (+ 1).
  • Dies ist ebenfalls in den verbleibenden Zuständen der Fall, das heißt, dem Abbremsausgangszustand oder dem Leerlaufeintrittszustand während des Abbremsens oder dem Leerlaufeintrittszustand im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens, und der Überwachungszähler wird für den Fall gesteigert, in welchem der Zustand des Motors 10 der gleiche Zustand ist, und der Überwachungszähler wird unabhängig von den Zuständen des Motors von unterschiedlichen Zuständen gehandhabt.
  • Wie es oben beschrieben ist wird für jede spezifische Motorzustandsbedingung des Motors verglichen, ob das Lagervibrationssignal größer ist als der vorbestimmte Schadlagerschwellenwert, während der Überwachungszähler für die spezifische Motorzustandsbedingung gesteigert wird.
  • Das Ermitteln des Schadlagers S160 vergleicht das Signal des Lagers mit dem vorbestimmten Schadlagerschwellenwert.
  • Das Ermitteln des Schadlagers S160 ermittelt, ob das Signal des Lagers gleich oder größer ist als der vorbestimmte Schadlagerschwellenwert durch Vergleichen des Signals des Lagers 13, welches beim Verarbeiten des Signals S130 transformiert worden ist, mit dem Schadlagerschwellenwert, was ermittelt, dass das Lager 13 beschädigt ist.
  • Es ist bevorzugt, dass der Schadlagerschwellenwert gemäß den Betriebszuständen des Motors 10 verschieden festgelegt ist. Darüber hinaus kann der Schadlagerschwellenwert niedriger festgelegt sein als der Schadlagerschwellenwert beim Ausgangsabbremsen, wenn der Leerlaufeintrittszustand während des Abbremsens vorliegt.
  • Beim Ermitteln des Schadlagers S160 steigert ein Steigern des Schadlagerzählers S170 den Schadzähler für einen gegenwärtigen Schadzähler, wenn das Signal des Lagers gleich oder größer ist als der Schadlagerschwellenwert (gegenwärtiger Schadzähler → gegenwärtiger Schadzähler +1).
  • Falls das Signal des Lagers gleich oder größer ist als der Schadlagerschwellenwert, in einem Zustand, in welchem der gegenwärtige Schadzähler gleich „0“ ist, wird der Schadzähler auf „1“ gesteigert.
  • Beim Steigern des Schadzählers S170 kann die Referenz zum Steigern des Schadzählers gemäß dem erfassten Betriebszustand des Motors unterschiedlich festgelegt sein, das heißt, für jede spezifische Motorzustandsbedingung. Eine Referenz zum Steigern des Schadzählers, wenn der Betriebszustand des Motors der Ausgangsabbremszustand ist, eine Referenz zum Steigern des Schadzählers, wenn der Betriebszustand des Motors der Leerlaufeintrittszustand während des Abbremsens ist, und eine Referenz zum Steigern des Schadzählers, wenn der Betriebszustand des Motors der Leerlaufeintrittszustand im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens ist, können unterschiedlich eingestellt sein.
  • Das Bestätigen des Schadlagers S180 bestätigt den Schaden des Lagers 13 unter Verwendung des Schadzählers.
  • Das Bestätigen des Schadlagers S180 kann den Schaden des Lagers 13 bestätigen, wenn der Wert, welcher durch Akkumulieren des Schadzählers erhalten wird (akkumulierter Schadzähler), gleich oder größer ist als der vorbestimmte, Schaden-bestätigende Akkumulationsschadzähler, um den Schaden des Lagers zu bestätigen, unter der Bedingung, in welcher der Wert, welcher durch Akkumulieren erhalten wird, durch Steigern des Überwachungszählers (akkumulierter Überwachungszähler) kleiner oder gleich dem vorbestimmten, Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist, um den Schaden des Lagers zu bestätigen. Der Schaden-bestätigender Akkumulationsschadzähler ist ein Maximalwert unter den Schadzählern, welche akkumuliert worden sind, um den Schaden des Lagers 13 zu ermitteln, und der Schaden des Lagers 13 wird bestätigt, wenn der gesteigerte Schadzähler gleich oder größer ist als der Schaden-bestätigende Akkumulationsschadzähler, unter der Bedingung, in welcher der gesteigerte Überwachungszähler kleiner oder gleich dem Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist.
  • Hier kann die Bedingung, in welcher der gesteigerte Überwachungszähler kleiner oder gleich dem Schaden-ermittelnden Akkumulationsüberwachungszähler ist, der Fall sein, in welchem der gesteigerte Überwachungszähler gesteigert wird, um den Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler zu erreichen, und kann der Fall sein, in welchem der gesteigerte Überwachungszähler den Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler erreicht hat. Dann kann dies ebenfalls den Fall umfassen, in welchem der gesteigerte Überwachungszähler den Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler erreicht hat, und dann wird ein neuer Überwachungszähler zur gleichen Zeit hinzugefügt wie der älteste Überwachungszähler gelöscht wird.
  • Deshalb, wenn der akkumulierte Wert des Schadzählers den Schaden-bestätigenden Akkumulationsschadzähler sogar vor dem Wert erreicht, welcher erhalten wird durch Akkumulieren durch Steigern des Überwachungszählers, welcher den Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler erreicht, wird der Schaden bestätigt. Darüber hinaus trifft dasselbe auf den Fall zu, in welchem der akkumulierte Wert des Überwachungszählers den Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler erreicht hat. Darüber hinaus, nachdem der akkumulierte Wert des Überwachungszählers den Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler erreicht hat, wird der älteste Überwachungszähler gelöscht und wird ein neues Überwachen ausgeführt, um den Schaden zu bestätigen durch Vergleichen des akkumulierten Werts des Schadzählers mit dem Schaden-bestätigenden Akkumulationsschadzähler während der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler beibehalten wird.
  • Die Tatsache, dass erfasst wird, dass das Lager beim (erreichen) Schaden-bestätigenden Akkumulationsschadzähler oder mehr unter der Bedingung, dass der gesteigerte Überwachungszähler den Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler erreicht oder beibehält, beschädigt ist, bedeutet, dass das Lager 13 beschädigt ist und dass das Schadlager betreffende Signal häufig bzw. wiederholt ausgegeben wird.
  • Als ein Beispiel des Bestätigens des Schadens des Lagers S180, wenn der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler auf „5“festgelegt ist und der Schaden-bestätigende, Akkumulationsschadzähler auf „2“festgelegt ist, kann bestätigt werden, dass das Lager 13 beschädigt ist, wenn der Schaden-bestätigende Akkumulationsschadzähler 2 oder mehr in einem Zustand ist, in welchem der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler innerhalb von 5 liegt bzw. ist.
  • Hier können der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler und der Schaden-bestätigende, Akkumulationsschadzähler, welche jeweilig zum Bestätigen des Schadens des Lagers eingestellt sind, falls erforderlich unterschiedlich eingestellt sein.
  • Insbesondere können der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler und der Schaden-bestätigende Akkumulationsschadzähler gemäß den spezifischen Motorzustandsbedingungen unterschiedlich eingestellt sein. Wenn beispielsweise der Betriebszustand des Motors als das anfängliche Abbremsen erfasst wird, können der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler und der Schaden-bestätigende Akkumulationsschadzähler auf „5“ bzw. „2“ festgelegt sein, um den Schaden des Lagers 13 zu bestätigen. Wenn die spezifische Motorzustandsbedingung in den Leerlauf während des Abbremsens eintritt oder in den Leerlauf im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens eintritt, können anstatt des obigen, d.h., der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler und der Schaden-bestätigende Akkumulationsschadzähler, als ein weiteres Beispiel anders als „5“ bzw. „2“ festgelegt sein.
  • Darüber hinaus, wenn der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler erreicht wird, wird ein neuer Überwachungszähler gleichzeitig hinzugefügt wie der älteste Überwachungszähler gelöscht wird, und konstant den Akkumulationsüberwachungszähler als den Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler beizubehalten, welcher der Maximalwert ist, wodurch der Schaden des Lagers 13 erfasst wird. Das heißt, wenn der Akkumulationsüberwachungszähler „5“ erreicht, was als der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler festgelegt ist, kann in dem Verfahren des Löschens des ersten Überwachungszählers und des Hinzufügens des neuen Überwachungszählers der Schaden des Lagers durch Zählen des Schaden-bestätigenden Akkumulationsschadzählers unter der Bedingung ermittelt werden, dass dieser kleiner oder gleich dem Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist während der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler beibehalten wird (z.B. 5).
  • Wenn der Überwachungszähler, welcher um 1 für jede spezifische Motorzustandsbedingung gesteigert wird, gleich dem Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler als die Bedingung des Ermittelns ist, ob beim Bestätigen des Schadens des Lagers S180 der Schaden des Lagers bestätigt wird (erste Bedingung), d.h., wenn der Maximalwert unter den Akkumulationsüberwachungszählern gleich dem Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist, wird das Bestätigen des Schadens des Lagers S180 ausgeführt.
  • Darüber hinaus ermittelt das Bestätigen des Schadens des Lagers S180, ob der Wert, welcher durch Akkumulieren des Schadzählers erreicht wird, den Schaden-bestätigenden Akkumulationsschadzähler erreicht (zweite Bedingung).
  • Das heißt, das Bestätigen des Schadens des Lagers S180 bestätigt, dass das Lager beschädigt ist, wenn der Wert, welcher erhalten wird durch Akkumulieren des Schadzählers den Schaden-bestätigten Akkumulationsschadzähler erreicht, während der Wert, welcher durch Akkumulieren des Überwachungszählers erhalten wird, gleich dem Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist.
  • Wenn nur eine dieser beiden Bedingungen nicht erfüllt ist (wenn der Wert, welcher durch Akkumulieren des Überwachungszählers erhalten wird, kleiner ist als der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler, wenn der Wert, welcher erhalten wird durch Akkumulieren des Schadzählers kleiner ist als der Schaden-bestätigende Akkumulationsschadzähler), kehrt das Verfahren zu vor dem Ermitteln des Motorzustands S140 zurück, zum Ermitteln, ob die spezifische Motorzustandsbedingung eingetreten ist.
  • Deshalb ist es bevorzugt, dass das Ermitteln des Schadens des Lagers S180 bevorzugt ausgeführt wird, wenn die erste Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind.
  • Beim Bestätigen des Schadens des Lagers S180, da der Schaden des Lagers sicher ist, wenn der Wert, welcher erhalten wird durch Akkumulieren des Schadzählers bereits den Schaden-bestätigenden Akkumulationsschadzähler erreicht hat, kann der Schaden des Lagers bestätigt werden, sogar falls der Akkumulationsüberwachungszähler kleiner ist als der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler.
  • Das heißt, beim Bestätigen des Schadens des Lagers S180, sogar falls der Akkumulationsüberwachungszähler kleiner ist als der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler, kann der Schaden des Lagers bestätigt werden, wenn der Wert, welcher durch Akkumulieren des Schadzählers den Schaden-bestätigenden Akkumulationsschadzähler erreicht.
  • Dies hat den Grund, da, wenn der Überwachungszähler akkumuliert wird und später gleich dem Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler wird, die zweite Bedingung bereits erreicht ist, sodass das Bestätigen des Schadens des Lagers sicher ist.
  • Beispielsweise kann der Schadzähler für den gleichen Motorzustand akkumuliert werden, um den Schaden des Lagers zu bestätigen. Wenn der Motor im Leerlauf betrieben wird, kann der Schaden des Lagers bestätigt werden, wenn der Schaden-bestätigende Akkumulationsschadzähler 3 oder mehr wird, unabhängig vom Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler.
  • Wenn beim Bestätigen des Schadens des Lagers S180 ermittelt wird, dass das Lager 13 nicht beschädigt ist, wird zum Zeitpunkt vor dem Steigern des Überwachungszählers S150 zurückgekehrt, um kontinuierlich den Schaden des Lagers 13 zu überwachen. Es kann zum Fall korrespondieren, in welchem der Akkumulationsüberwachungszähler kleiner ist als der Schaden-feststellende Akkumulationsüberwachungszähler, oder zum Fall, in welchem der Akkumulationsschadzähler kleiner ist als der Schaden-bestätigende Akkumulationsschadzähler.
  • Ein Notfall-nach-Hause-Modus S191 wird ausgeführt, wenn bestätigt wird, dass das Lager 13 beschädigt ist.
  • Der Notfall-nach-Hause-Modus S191 beschränkt die Drehzahl des Motors 10 auf eine vorbestimmte, sichere Maximaldrehzahl oder weniger, sodass der Schaden des Lagers 13 nicht weiter fortschreitet. Da die Maximaldrehzahl des Motors 10 beschränkt ist, kann der Schaden des Lagers 13 daran gehindert werden, weiter fortzuschreiten.
  • Der Notfall-nach-Hause-Modus S191 beschränkt ebenfalls den Wert eines Gaspedals auf einen vorbestimmten Wert, sodass ein angemessenes Schalten in einem Zustand ausgeführt werden kann, in welchem die Drehzahl beschränkt ist.
  • Darüber hinaus wird der Motor 10 bei einer vorbestimmten minimalen Motorbetriebsdrehzahl betrieben, sodass der Betrieb des Motors beibehalten werden kann.
  • Wie es oben beschrieben ist, wenn das Lager beschädigt ist, wird es dem Fahrzeug gestattet, in einem Zustand zu fahren, in welchem die Ausgabeleistung in einem Zustand beschränkt worden ist, wenn der Betrieb des Motors durch den Notfall-nach-Hause-Modus S191 beibehalten wird, sodass das Fahrzeug zu einem Ort bewegt werden kann, an welchem eine Instandhaltung möglich ist.
  • Ein Betreiben eines Warnmittels S192 wird ebenfalls ausgeführt, sodass der Fahrer den Schaden des Lagers erkennen kann. Wenn beim Bestätigen des Schadens des Lagers S180 bestätigt wird, dass das Lager 13 beschädigt ist, wird das im Fahrzeug installierte Warnmittel betrieben, sodass der Insasse dies erkennen kann. Beispielsweise ist eine Warnlampe an einer Seite des Inneren des Fahrzeugs oder einem Instrumentenpaneel installiert, und die Warnlampe 31 wird eingeschaltet, sodass der Insasse den Schaden des Lagers 13 erkennt. Der Betrieb des Warnmittels S192 kann nicht nur die Warnlampe 31 einschalten, sondern den Insassen durch ein Warngeräusch oder eine Vibration ebenfalls über den Schaden des Lagers alarmieren, wodurch das Fortschreiten des Fressens vermieden wird.
  • Die 11 zeigt eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Gaspedalwert, einem Motordrehzahl und einen Zustand eines Sensorsignals vor und nachdem der Schaden des Lagers bestätigt ist. Der Motor mit dem Schadlager hat ein großes, gemessenes und verarbeitetes Lagersignal durch den Klopfsensor 15 aufgrund des Schadens des Lagers 13, bevor der Schaden des Lagers 13 erfasst wird (siehe Abschnitt A in 11). Nachdem jedoch der Schaden des Lagers 13 erfasst worden ist und das Lager 13 beim Durchführen des Notfall-nach-Hause-Modus S191 und des Betriebs des Warnmittels S192 beschädigt ist, aber wenn ein Zustand, in welchem die Drehzahl des Motors 10 und der Gaspedalwert beschränkt sind, kann das durch den Klopfsensor 15 gemessene Lagersignal auf ein Niveau abgesenkt sein, bei welchen das normale Lagerverhalten vorliegt (siehe Abschnitt B in der 11), wodurch der Schaden des Lagers 13 am Fortschreiten gehindert wird. Zu diesem Zeitpunkt kann der Fahrer den Schaden des Lagers durch den Betrieb des Warnmittels, wie beispielsweise der Warnlampe 31, erfassen, wodurch das Fahrzeug zu einer Werkstatt bewegbar ist, um die Instandhaltung für das beschädigte Lager 13 auszuführen.
  • Die 7A bis 10C zeigen Graphen einer Belastung, welche auf den Verbindungstab 11 wirkt, und den Zustand des Lagers 13 im Normalfall und zum Zeitpunkt eines Schadens für einen jeden Zustand des Motors 10. Ausführungsformen des Ermittelns des Motorzustands S140 zum Bestätigen des Schadens des Lagers S180 gemäß dem Zustand des Motors 10 sind nachfolgend beschrieben.
  • Zuerst zeigen die 7A, 7B und 7C einen Vorgang, bei welchem der Motor 10 bei einem anfänglichen Abbremsen eine Variation der Belastung ermittelt, die auf das Lager 13 wirkt, und den Schaden für die Fälle, in welchen das Lager 13 normal und beschädigt ist.
  • Wenn das Lager 13 normal ist, wird der Motor 10 betrieben durch Durchführen eines Abbremsens begleitet von einem Kraftstoffabsperren (PUC), einem Abbremsen, welches nicht durch das Kraftstoffabsperren begleitet wird (PU), einem Teillastzustand (PL) und einem Leerlaufzustand (IS), usw., wenn das Fahrzeug fährt. Wenn ein Zustand vorliegt, in welchen das Lager 13 nicht beschädigt ist (siehe 7B), wird der Überwachungszähler ebenfalls um 1 jedes Mal gesteigert, wenn für den Motor 10, der ein Abbremsen einleitet, beim Ermitteln des Motorzustands S140 der Zustand PU erfasst wird. Gleichzeitig nimmt das Lagersignal aufgrund einer Änderung der Lagerbelastung beim Startzeitpunkt des Abbremsens ebenfalls zu, aber der Schadzähler wird nicht gesteigert, da die Magnitude des Lagesignals unterhalb eines Schadlagerschwellenwerts liegt.
  • In dem Zustand, in welchen das Lager beschädigt ist (siehe 7C), wird der Überwachungszähler um 1 jedes Mal gesteigert S150, wenn der Motor 10 in den Abbremszustand PU eintritt S140. Gleichzeitig, wenn die Magnitude als ein Zustand, in welchem das Lagersignal aufgrund einer Änderung der Lagerbelastung gesteigert wurde, mit dem Schadlagerschwellenwert S160 verglichen wird, überschreitet das Lagersignal den Schadlagerschwellenwert. Jedes Mal, wenn das Lagersignal den Schadlagerschwellenwert überschreitet, wird der Schadzähler gesteigert S170 und wird der Schadzähler akkumuliert. In dem Zustand, in welchem das Lager beschädigt ist, verglichen mit dem Zustand, in welchem das Lager normal ist, treten unterscheidbare Geräusche und Vibrationen auf, wenn die Belastung des Lagers schnell zum Zeitpunkt reduziert wird, bei welchen das Fahrzeug das Abbremsen beginnt, wodurch diese erfasst werden und die erfasste Anzahl von Malen akkumuliert wird.
  • In der 7C werden der Überwachungszähler und der Schadzähler akkumuliert, sodass der Schadzähler auf 3 akkumuliert wird (Akkumulationsschadzähler = 3) während der Überwachungszähler auf 5 akkumuliert wird (Schaden-feststellender Akkumulationsüberwachungszähler = 5), um ein vorbestimmter Schwellenwert (Schaden-bestätigender Akkumulationsschadzähler) oder mehr zu werden, sodass bestätigt wird, dass das Lager 13 beschädigt ist S180.
  • Wie es oben beschrieben ist, wenn der Schaden des Lagers bei einem anfänglichen Abbremsen bestätigt wird S180, wird irgendeiner vom Notfall-nach-Hause Modus S191 und vom Betreiben des Warnmittels S192 oder beide vom Notfall-nach-Hause Modus S191 und vom Betreiben des Warnmittels S192 ausgeführt.
  • Darüber hinaus kann der oben beschriebene Vorgang in der gleichen Art wie beim Ausgangsabbremsen in einem Kraftstoffabsperrzustand bestätigt werden.
  • Die 8A, 8B und 8C zeigen einen Vorgang des Ermittelns einer Variation der Belastung, welche auf den Verbindungstab 11 wirkt, und den Schaden für Fälle, in welchen das Lager 13 normal oder beschädigt ist. Die Variation der Belastung tritt auf, um die Drehzahl des Motors 10 auf die Leerlaufdrehzahl zu ändern, während der Motor 10 während des Abbremsens in den Leerlauf eintritt, und in dem Zustand, in welchem das Lager beschädigt ist, verglichen mit dem Zustand, in welchem das Lager normal ist, tritt eine relativ starke Vibration zum Zeitpunkt der Belastungsvariation auf, wodurch diese erfasst wird, um den Schaden des Lagers zu ermitteln.
  • Wenn das Lager 13 normal ist, wird der Motor 10 betrieben durch das Abbremsen begleitet durch das Kraftstoffabsperren PUC, das Abbremsen, welches durch das Kraftstoffabsperren nicht begleitet ist PU, den Teillastzustand PL, den Leerlaufzustand IS usw., wenn das Fahrzeug fährt. Wenn das Lager 13 nicht beschädigt ist (siehe 8B), wird der Überwachungszähler ebenfalls um 1 jedes Mal gesteigert, wenn für den Motor 10 beim Ermitteln des Motorzustands S140 der Zustand erfasst wird, in welchem der Leerlauf während des Abbremsens eintritt (PU → IS). Zu diesem Zeitpunkt, wenn der Leerlauf während des Abbremsens eintritt (PU → IS), wird das Lagersignal aufgrund der Änderung der Lagerbelastung ebenfalls gesteigert aber wird der Schadzähler nicht gesteigert, da die Magnitude des Lagers unterhalb des Schadlagerschwellenwerts liegt.
  • Wenn jedoch für den Motor 10 der Zustand erfasst wird, in welchem der Leerlauf während des Abbremsens (PU → IS) während des Betriebs in dem Zustand eintritt, in welchen das Lager 13 beschädigt ist S140, wird der Überwachungszähler ebenfalls um 1 gesteigert S150. Falls der Motor den Leerlauf während des Abbremsens (PU → IS) in dem Zustand eintritt, in welchen das Lager 13 nicht beschädigt ist, ist die Vibration, die ausgehend von einem Abschnitt auftritt, an welchen das Lager 13 installiert ist, größer als im Normalfall, da der Spalt aufgrund des Schadens des Lagers 13 gesteigert ist, wodurch der Schadzähler gesteigert wird S170 und jedes Mal das Signal akkumuliert wird, wenn das Lager den Schadlagerschwellenwert überschreitet.
  • Wenn der Akkumulationsschadzähler „2“ überschreitet, was der voreingestellte Schaden-bestätigende Akkumulationsschadzähler ist, während der Schaden-ermittelnde Akkumulationsüberwachungszähler für den Akkumulationsüberwachungszähler, welcher den Schaden des Lagers bestätigt, auf „5“ akkumuliert wird, wird es bestätigt, dass das Lager 13 beschädigt ist S180. In der 8C ist der Grund für das Bestätigen des Schadens des Lagers, wenn das Akkumulationsmaß des Schadzählers (Akkumulationsschadzähler) „4“ wird, anstatt, wenn es „3“ wird, da der Akkumulationsüberwachungszähler 5 wird, was als Schaden-feststellender Akkumulationsüberwachungszähler festgelegt ist.
  • Wie es oben beschrieben ist, wenn der Schaden des Lagers 13 bestätigt wird durch Erfassen des Schadens des Lagers, während in den Leerlauf während des Abbremsens eingetreten wird (PU → IS) S180, wird irgendeiner vom Notfall-nach-Hause-Modus S191 und vom Betrieb des Warnmittels S192 oder werden beide vom Notfall-nach-Hause-Modus S191 und vom Betrieb des Warnmittels S192 ausgeführt.
  • Darüber hinaus kann der oben beschriebene Vorgang in der gleichen Art beim anfänglichen Abbremsen in einem Kraftstoffabsperrzustand ausgeführt werden.
  • Die 9A, 9B und 9C zeigen einen Vorgang des Ermittelns einer Variation der Belastung, welche auf den Verbindungstab 11 wirkt, und den Schaden für die Fälle, in welchem das Lager 13 normal oder beschädigt ist, während in den Leerlauf im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens eingetreten wird. Wenn der Motor 10 in den Leerlauf im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens eintritt, startet der Motor 10 eine Verbrennung wieder, um die Drehzahl vom Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens zum Leerlauf zu ändern, wodurch eine Variation der Belastung auftritt, und zu diesem Zeitpunkt, wenn das Lager beschädigt ist, treten unterscheidbare Vibrationen verglichen mit dem Normalfall auf, wodurch der Schaden des Lagers 13 unter Verwendung davon erfasst wird.
  • Wenn das Lager 13 normal ist, wird der Motor 10 betrieben durch Ausführen des Abbremsens begleitet durch das Kraftstoffabsperren PUC, das Abbremsen, welches durch das Kraftstoffabsperren nicht begleitet ist PU, den Teillastzustand PL, den Leerlaufzustand IS usw., wenn das Fahrzeug fährt. Wenn das Lager 13 nicht beschädigt ist (siehe 9B), wird der Überwachungszähler ebenfalls um 1 jedes Mal gesteigert, wenn für den Motor 10 beim Ermitteln des Motorzustands S140 als der Zustand das Eintreten in den Leerlauf im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens (PUC → IS) ermittelt wird. Zur gleichen Zeit, wenn in den Leerlauf im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens (PUC → IS) eingetreten wird, ändert sich das Lagersignal aufgrund der Änderung der Lagerbelastung. Obwohl die Magnitude des Lagesignals größer ist als die in den oben beschriebenen Ausführungsformen, die in den 7B und 8B gezeigt sind, liegt sogar in der 9B die Magnitude des Lagesignals unterhalb des Schadlagerschwellenwerts, wodurch kontinuierlich der Zustand des Lagers ohne Steigern des Schadzählers überwacht wird.
  • Wenn jedoch für den Motor 10 während des Betriebs in dem Zustand, in welchen das Lager 13 beschädigt ist S140, der Zustand erfasst wird, in welchem in den Leerlauf im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens (PUC → IS) eingetreten wird, wird der Überwachungszähler ebenfalls um 1 gesteigert S150. In dem Zustand, in welchem das Lager 13 beschädigt ist, wenn der Motor 10 in den Leerlauf im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens (PUC → IS) eintritt, wird die Vibration, die ausgehend von dem Abschnitt auftritt, an welchem das Lager 13 installiert ist, größer wie im Normalfall erfasst, da der Spalt aufgrund des Schadens des Lagers 13 gesteigert ist. Zu diesem Zeitpunkt überschreitet ein Teil des Lagesignals den Schadlagerschwellenwert und überschreitet der Rest den Schadlagerschwellenwert nicht. Jedes Mal, wenn der Motor 10 in den Leerlauf im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens (PUC → IS) eintritt S140, wird der Überwachungszähler gesteigert S150 und wird der Schadzähler jedes Mal gesteigert, wenn das Lagersignal den Schadlagerschwellenwert überschreitet S160.
  • Wenn der Akkumulationsschadzähler den vorbestimmten Schwellenwert (Schaden-bestätigenden Akkumulationsschadzähler = „2“) oder mehr ist, während der Akkumulationsüberwachungszähler der Schaden-ermittelnde Akkumulationsüberwachungszähler ist („5“), wird es bestätigt, dass das Lager 13 beschädigt ist S180.
  • Wie es oben beschrieben ist, wenn der Schaden des Lagers 13 durch Erfassen des Schadens des Lagers jedes Mal bestätigt wird, wenn in den Leerlauf im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens (PUC → IS) eingetreten wird, wird irgendeiner vom Notfall-nach-Hause-Modus S191 und vom Betreiben des Warnmittels S192 ausgeführt oder werden beide ausgeführt.
  • Die 10A bis 10C zeigen ein Beispiel eines Schadlagerschwellenwerts zum Feststellen des Schadens des Lagers gemäß dem Betriebszustand des Motors 10 aus dem Signal, welches durch das Lager erzeugt wird. Die 10A ist ein Beispiel des Festlegens des Schadlagerschwellenwerts in dem Zustand, in welchem sich der Motor 10 im Ausgangsabbremszustand (PU) befindet, die 10B ist ein Beispiel des Festlegens des Schadlagerschwellenwerts in dem Zustand, in welchem der Motor in den Leerlauf während des Abbremsens eintritt (PU → IS), und die 10C ist ein Beispiel des Festlegens des Schadlagerschwellenwerts in dem Zustand, in welchem der Motor in den Leerlauf im Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens (PUC→ IS) eintritt.
  • Wenn eine jede der Zeichnungen betrachtet wird, ist die Verteilung des Vibrationssignals an dem Schadlagerschwellenwert relativ konzentriert, oder mehr im Normalfall, während es viele Fälle gibt, welche den Schadlagerschwellenwert überschreiten, und die Verteilung davon ist ebenfalls in dem Zustand verteilt, in welchem das Lager beschädigt ist.
  • Darüber hinaus wird der Schadlagerschwellenwert gemäß dem Betriebszustand des Motors unterschiedlich festgelegt. Dies ist der Fall, da die Niveaus der Lagersignale, die vom Klopfsensor 15 gemessen werden, gemäß den jeweiligen Motorbetriebszuständen unterschiedlich sind, sodass ein angemessener Schadlagerschwellenwert gemäß den jeweiligen Betriebszuständen verschieden ist. Die 10A bis 10C zeigen ein Beispiel des Schadlagerschwellenwerts in jedem Betriebszustand des Motors, und der Schadlagerschwellenwert kann angemessen gemäß einem unterschiedlichen Wert geändert werden.
  • Die Beschreibung der Offenbarung/Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und deshalb sind zahlreiche Variationen, welche vom Gegenstand der Offenbarung nicht abweichen, gedacht, innerhalb des Umfangs der Offenbarung zu liegen. Solche Variationen werden nicht als eine Abweichung vom Geist und Umfang der Offenbarung angesehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020190075915 [0001]

Claims (14)

  1. Ein Verfahren zum Erfassen eines Schadens eines Lagers eines Motors unter Verwendung eines Vibrationssignals, aufweisend: Separieren (S120) eines Vibrationssignals des Motors, welches durch einen Vibrationssensor erfasst wird, der motorseitig in einem Fahrzeug installiert ist, in ein Vibrationssignal durch Verbrennungsklopfen und in ein Vibrationssignal eines Lagers, welches zwischen einem Kurbelzapfen und einem Verbindungstab installiert ist, Extrahieren (S130), durch einen Signalverarbeitungsfilter, eines Signals in einem vorbestimmten Eigenfrequenzband aus dem Vibrationssignal des Lagers, Ermitteln (S140), in einer vorbestimmten Motorzustandsbedingung, ob das Vibrationssignal des Lagers größer ist als ein vorbestimmter Schadlagerschwellenwert, um eine Beschädigung des Lagers während eines Betriebs des Motors zu erfassen, und Bestätigen (S160), dass das Lager beschädigt ist, wobei das Vibrationssignal des Lagers gegenüber dem Vibrationssignal durch Verbrennungsklopfen basierend auf der vorbestimmten Motorzustandsbedingung oder einem Drehwinkel einer Kurbelwelle unterscheidbar ist.
  2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren aufweist: Empfangen des Vibrationssignals des Lagers von einem vorbestimmten Erfassungsabschnitt des Drehwinkels der Kurbelwelle.
  3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Motorzustandsbedingung aufweist: zumindest einen von einem Zustand, in welchem der Motor in einen Ausgangsabbremszustand eintritt, der das Abbremsen beginnt, oder von einem Zustand, in welchem der Motor in einen Leerlaufzustand während des Abbremsens eintritt.
  4. Das Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Zustand, in welchem der Motor in den Leerlaufzustand während des Abbremsens eintritt, aufweist: einen Zustand, in welchem der Motor in den Leerlaufzustand in einem Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens eintritt, und einen Zustand, in welchem der Motor in den Leerlaufzustand ohne den Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens eintritt.
  5. Das Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei das Verfahren aufweist: Steigern (S150) eines Überwachungszählers für eine jede Motorzustandsbedingung, Steigern eines Schadzählers, wenn das Vibrationssignal des Lagers größer ist als der vorbestimmte Schadlagerschwellenwert, und Bestätigen (S180) des Schadens des Lagers, wenn der gesteigerte Überwachungszähler geringer oder gleich einem vorbestimmten, Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist.
  6. Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiter aufweist: Reduzieren, durch den Motor, einer Drehzahl des Motors auf eine vorbestimmte, maximale Motorsicherheitsdrehzahl oder weniger und, wenn das Lager beschädigt ist, Benachrichtigen (S192) eines Insassen über den Schaden des Lagers durch Betreiben eines Alarms, welcher im Fahrzeug installiert ist.
  7. Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren aufweist: Festlegen von 1,5 kHz bis 2,5 kHz als eine Zentralfrequenz aus dem Vibrationssignal des Lagers, Festlegen eines Frequenzbands innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbands als ein Eigenfrequenzband und Entfernen eines Signals, welches nicht innerhalb des Eigenfrequenzbands liegt.
  8. Ein Verfahren zum Erfassen eines Schadens eines Lagers eines Motors unter Verwendung eines Vibrationssignals, aufweisend: Separieren (S120) eines Vibrationssignals des Motors, welches durch einen Vibrationssensor erfasst wird, der motorseitig in einem Fahrzeug installiert ist, in ein Vibrationssignal durch Verbrennungsklopfen und in ein Vibrationssignal eines Lagers, welches zwischen einem Kurbelzapfen und einem Verbindungstab installiert ist, Extrahieren (S130), durch einen Signalverarbeitungsfilter, eines Signals in einem vorbestimmten Eigenfrequenzband aus dem Vibrationssignal des Lagers, Steigern (S170), in einer vorbestimmten Motorzustandsbedingung, eines Schadzählers, wenn das Vibrationssignal des Lagers größer ist als ein vorbestimmter Schadlagerschwellenwert für eine jede Motorzustandsbedingung, um eine Beschädigung des Lagers während eines Betriebs des Motors zu erfassen, und Bestätigen (S160) des Schadens des Lagers, wenn der gesteigerte Schadzähler geringer oder gleich einem vorbestimmten Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist.
  9. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Motorzustandsbedingung aufweist: zumindest einen von einem Zustand, in welchem der Motor in einen Ausgangsabbremszustand eintritt, welcher ein Abbremsen beginnt, von einem Zustand, in welchem der Motor in einen Leerlaufzustand während des Abbremsens eintritt, oder von einem Zustand, in welchem der Motor in den Leerlaufzustand in einem Kraftstoffabsperrzustand während des Abbremsens eintritt.
  10. Das Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Verfahren weiter aufweist: Steigern (S150) eines Überwachungszählers für jede Motorzustandsbedingung und Bestätigen (S180) des Schadens des Lagers, wenn der gesteigerte Überwachungszähler kleiner oder gleich einem vorbestimmten, Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist.
  11. Ein Verfahren zum Erfassen eines Schadens eines Lagers eines Motors unter Verwendung eines Vibrationssignals, aufweisend: Separieren (S120) eines Vibrationssignals des Motors, welches durch einen Vibrationssensor erfasst wird, der motorseitig in einem Fahrzeug installiert ist, in ein Vibrationssignal durch Verbrennungsklopfen und in ein Vibrationssignal eines Lagers, welches zwischen einem Kurbelzapfen und einem Verbindungstab installiert ist, Extrahieren (S130), durch einen Signalverarbeitungsfilter, eines Signals in einem vorbestimmten Eigenfrequenzband aus dem Vibrationssignal des Lagers, Ermitteln (S160), in einer vorbestimmten Motorzustandsbedingung, ob das Vibrationssignal des Lagers größer ist als ein vorbestimmter Schadlagerschwellenwert, um eine Beschädigung des Lagers während eines Betriebs des Motors zu erfassen und Bestätigen (S180), dass das Lager beschädigt ist, wobei das Vibrationssignal des Lagers in einem vorbestimmten Erfassungsabschnitt eines Drehwinkels einer Kurbelwelle erfasst wird.
  12. Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Verfahren aufweist: Festlegen des vorbestimmten Erfassungsabschnitts separat für einen jeden Zylinder basierend auf dem Drehwinkel der Kurbelwelle.
  13. Das Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei das Verfahren weiter aufweist: Steigern (S150) eines Überwachungszählers für jede Motorzustandsbedingung und Steigern (S170) eines Schadzählers, wenn das Vibrationssignal des Lagers größer ist als der vorbestimmte Schadlagerschwellenwert.
  14. Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Verfahren aufweist: Bestätigen (S180) des Schadens des Lagers, wenn der gesteigerte Überwachungszähler kleiner oder gleich einem vorbestimmten, Schaden-feststellenden Akkumulationsüberwachungszähler ist.
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