Title:
Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose von Lärmkompensations- und/oder Lärmerzeugungssystemen
Kind Code:
A1


Abstract:

Ein Diagnoseverfahren für ein Lärmkompensationssystem (14, 16, 18) zur Kompensation von Lärm, der vom Motor (4) eines Kraftfahrzeugs (2) erzeugt wird, umfasst, das Lärmkompensationssystem (14, 16, 18) mit vorgegebenen Signalen anzusteuern, so dass das Lärmkompensationssystem (14, 16, 18) Geräusche ausgibt, und die vom Lärmkompensationssystem (14, 16, 18) ausgegebenen Geräusche aufzunehmen und auszuwerten, um eine mögliche Fehlfunktion des Lärmkompensationssystems (14, 16, 18) zu erkennen.




Inventors:
Ritter, Rouven (70469, Stuttgart, DE)
Budiscak, Benoit (74343, Sachsenheim, DE)
Remy, Ronald (71642, Ludwigsburg, DE)
Application Number:
DE102015223431A
Publication Date:
06/01/2017
Filing Date:
11/26/2015
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:



Claims:
1. Diagnoseverfahren für ein Lärmkompensationssystem (14, 16, 18) zur Kompensation von Lärm, der vom Motor (4) eines Kraftfahrzeugs (2) erzeugt wird, wobei das Diagnoseverfahren umfasst:
– das Lärmkompensationssystem (14, 16, 18) mit vorgegebenen Signalen anzusteuern, damit das Lärmkompensationssystem (14, 16, 18) durch die Signale vorgegebene Geräusche abgibt;
– die vom Lärmkompensationssystem (14, 16, 18) abgegebenen Geräusche aufzunehmen und auszuwerten, um eine mögliche Fehlfunktion des Lärmkompensationssystems (14, 16, 18) zu erkennen.

2. Diagnoseverfahren nach Anspruch 1, wobei das Auswerten der aufgenommenen Geräusche umfasst, aus den aufgenommenen Geräusche erzeugte Signalwerte mit vorgegebenen Referenzwerten zu vergleichen.

3. Diagnoseverfahren nach Anspruch 2, wobei das Verfahren umfasst, die Referenzwerte aus einer externen Datenquelle (26) zu beziehen.

4. Diagnoseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst, den Motor (4) des Kraftfahrzeugs (2) in wenigstens einem vorgegebenen Betriebszustand zu betreiben und die in diesem Betriebszustand vom Motor (4) abgegebenen Geräusche aufzunehmen und auszuwerten.

5. Diagnoseverfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren umfasst, die vom Motor (4) bei einer vorgegebenen Drehzahl, insbesondere im Leerlauf, erzeugten Geräusche aufzunehmen und auszuwerten.

6. Diagnoseverfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Verfahren umfasst, durch Auswerten der aufgenommenen Geräusche Fehler des Motors (4) und/oder Fehler einer Auspuffanlage (6) des Motors (4) zu erkennen.

7. Diagnoseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst, eine Software des Lärmkompensationssystem (14, 16, 18) zu aktualisieren, wobei das Aktualisieren der Software insbesondere umfasst, die Software und/oder Parameter der Software auf Grundlage der Auswertung der aufgenommenen Geräusche anzupassen.

8. Diagnoseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst, wenigstens ein Mikrofon (10) in/an dem Motor (4) und/oder in/an einer Auspuffanlage (6) des Motors (4) anzuordnen.

9. Diagnosevorrichtung (15) für ein Lärmkompensationssystem (14, 16, 18), das zur Kompensation von Lärm, der vom Motor (4) eines Kraftfahrzeugs (2) erzeugt wird, ausgebildet ist, wobei die Diagnosevorrichtung (15) wenigstens ein Diagnose-Steuergerät (8) umfasst, das eine Schnittstelle zur Verbindung mit dem Lärmkompensationssystem (14, 16, 18) aufweist, wobei das Diagnose-Steuergerät (8) ausgebildet ist, ein Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.

10. Diagnosevorrichtung (15) nach Anspruch 9, wobei die Diagnosevorrichtung (15) wenigstens ein Mikrofon (10) umfasst.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose von Lärmkompensations- und/oder Lärmerzeugungssystemen, insbesondere von Systemen, die eingesetzt werden, um Lärm zu kompensieren, der beim Betrieb eines Motors, insbesondere eines Verbrennungsmotors, eines Kraftfahrzeugs erzeugt wird.

Aktive Lärmkontrolle ("Active Noise Control", ANC) umfasst als Überbegriff sowohl Methoden der aktiven Kompensation unerwünschten Lärms durch Antischall („Active Noise Cancellation"), als auch die aktive Erzeugung erwünschter Klangmuster („Active Sound Design", ASD).

Unter „Active Noise Cancellation" versteht man künstlich erzeugten Schall, der dazu dient, unerwünschte Geräusche durch Überlagerung (sogenannte destruktive Interferenz) auszulöschen. Das dafür künstlich erzeugte Schallsignal entspricht im Idealfall dem auszulöschenden Signal mit einem Phasenversatz von 180°. „Active Noise Cancellation" bedient sich des gleichen Prinzips, dient jedoch nicht (nur) dazu, unerwünschte Geräusche auszulöschen, sondern insbesondere der aktiven Erzeugung gewünschter Klangmuster, beispielsweise um ein Kraftfahrzeug mit einer gewünschten Geräuschkulisse („Sound“) auszustatten.

Im Folgenden soll der Begriff „aktive Lärmkompensation“ sowohl „Active Noise Cancellation" als auch „Active Sound Design" umfassen.

Lärmkompensationssysteme zur aktiven Lärmkompensation spielen eine wichtige Rolle, da sie das Geräusch des Motors/Fahrzeugs verändern. Eine Fehlfunktion des Lärmkompensationssystems kann sich insbesondere in einer unerwünschten erhöhten Geräuschemission bemerkbar machen, die von den Insassen des Fahrzeugs und/oder der Umwelt als störend wahrgenommen wird.

Es ist möglich, dass solche Fehlfunktionen nur in bestimmten Betriebszuständen auftreten, die in der Werkstatt nur schwer zu reproduzieren sind.

Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, ein Lärmkompensationssystem in einer Werkstatt zu überprüfen und dabei alle möglichen Fehlfunktionen zu diagnostizieren.

Ein Diagnoseverfahren für ein Lärmkompensationssystem, das vorgesehen ist, Lärm zu kompensieren, der vom Motor eines Kraftfahrzeugs erzeugt wird, umfasst, das Lärmkompensationssystem mit vorgegebenen Signalen anzusteuern, damit es vorgegebene Geräusche ausgibt; die vom Lärmkompensationssystem ausgegebenen Geräusche aufzunehmen und die aufgenommenen Geräusche auszuwerten, um eine mögliche Fehlfunktion des Lärmkompensationssystems zu erkennen.

Eine Diagnosevorrichtung für ein Lärmkompensationssystem, das ausgebildet ist, Lärm, insbesondere Lärm, der vom Motor eines Kraftfahrzeugs abgegeben wird, zu kompensieren, umfasst wenigstens ein Steuergerät, das eine Schnittstelle aufweist, die ausgebildet ist, eine Verbindung mit dem Lärmkompensationssystem zur Verfügung zu stellen. Das Diagnosevorrichtung ist ausgebildet, das Lärmkompensationssystem mit vorgegebenen Signalen anzusteuern, die vom Lärmkompensationssystem ausgegebenen Geräusche aufzunehmen und die aufgenommenen Geräusche auszuwerten, um eine mögliche Fehlfunktion des Fahrzeug-Lärmkompensationssystems zu erkennen.

Mit einem Diagnoseverfahren und einer Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung kann das Lärmkompensationssystem einfach und zuverlässig in einer Werkstatt überprüft werden. Das Lärmkompensationssystem kann dabei insbesondere auch in Betriebszuständen überprüft werden, die sonst nur schwer zu realisieren sind, wenn sich das Fahrzeug in der Werkstatt befindet.

In einer Ausführungsform umfasst die Diagnosevorrichtung wenigstens ein Mikrofon, das ausgebildet ist, die von einem Lärmkompensationssystem abgegebenen Geräusche aufzunehmen. Auf diese Weise kann die Diagnose unabhängig vom Mikrofon des Lärmkompensationssystems durchgeführt werden. Auf diese Weise können auch Fehlfunktionen des Mikrofons des Lärmkompensationssystems erkannt werden. Darüber hinaus können mit einem zusätzlichen Mikrofon Geräusche an anderen/zusätzlichen Stellen, insbesondere auch an Stellen aufgenommen werden, die sich außerhalb des Kraftfahrzeugs befinden.

In einer Ausführungsform umfasst das Auswerten der aufgenommenen Geräusche, die aufgenommenen Geräusche in digitale Signale umzuwandeln und diese digitalen Signale mit vorgegebenen Referenzwerten zu vergleichen. Die Referenzwerte können insbesondere in der Diagnosevorrichtung gespeichert sein. Dabei kann insbesondere jedem der vorgegebenen Signale, mit denen das Lärmkompensationssystem angesteuert wird, eine Referenzwert bzw. eine Menge an Referenzwerten, die ein Geräuschmuster repräsentieren, zugeordnet sein. Auf diese Weise können die aufgenommenen Geräusche schnell und zuverlässig ausgewertet werden, um mögliche Fehlfunktionen des Lärmkompensationssystems zu erkennen.

In einer Ausführungsform werden die Referenzwerte aus einer externen Datenbank bezogen, die insbesondere regelmäßig aktualisiert wird. Die Referenzwerte können beispielsweise unmittelbar vor dem Start des Diagnoseverfahrens und/oder in vorgegebenen zeitlichen Abständen von der externen Datenbank an die Diagnosevorrichtung übertragen werden. Die externe Datenbank kann auch ausgebildet sein, eine Übertragung von Daten von der externen Datenbank an die Diagnosevorrichtung auszulösen, sobald die Daten in der Datenbank aktualisiert worden sind („Push-Verfahren“). Auf diese Weise kann das Diagnoseverfahren stets mit aktuellen Referenzwerten durchgeführt werden, und die Qualität der Diagnoseergebnisse kann noch weiter verbessert werden.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, den Motor des Kraftfahrzeugs in wenigstens einem vorgegebenen Betriebszustand zu betreiben und die dabei vom Motor abgegebenen Geräusche aufzunehmen und auszuwerten.

Auf diese Weise kann das Lärmkompensationssystem unter realistischen Betriebsbedingungen getestet werden. Darüber hinaus können durch eine geeignete Auswertung der vom Motor bzw. der Abgasanlage abgegebenen Geräusche auch Fehler des Motors und/oder der Abgasanlage erkannt bzw. ausgeschlossen werden.

In einer Ausführungsform wird der Motor im Leerlauf und/oder bei wenigstens einer vorgegebenen (anderen) Drehzahl betrieben. Durch Betreiben des Motors bei verschiedenen Drehzahlen können der Motor, das Abgassystem und das Lärmkompensationssystem über einen breiten Drehzahlbereich getestet werden. Auf diese Weise können auch Störungen, die nur in ausgewählten begrenzten Drehzahlbereichen auftreten, zuverlässig erkannt werden. Die Qualität des Diagnoseverfahrens wird dadurch noch weiter verbessert.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, eine Software oder wenigstens Teile einer Software des Lärmkompensationssystems zu aktualisieren. Dadurch kann das Lärmkompensationssystem im Zuge des Diagnoseverfahrens mit aktueller Software ausgestattet werden, um den Betrieb des Lärmkompensationssystems zu optimieren.

Die Software kann dabei insbesondere auf Grundlage der Auswertung der zuvor aufgenommenen Geräusche angepasst bzw. aktualisiert werden. Dabei können insbesondere Parameter der Software angepasst werden. Durch Anpassen der Parameter/Software kann die Lärmkompensation noch weiter optimiert werden. Insbesondere können im Zuge der Diagnose festgestellte Defizite der Lärmkompensation durch eine entsprechende Anpassung der Software beseitigt werden.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, wenigstens ein Mikrofon in/an dem Motor und/oder in/an der Auspuffanlage des Motors zu platzieren, um die im Betrieb von dem Motor bzw. seiner Auspuffanlage abgegebenen Geräusche aufzunehmen. Auf diese Weise kann das Diagnoseverfahren auch dann durchgeführt werden, wenn das Lärmkompensationssystem selbst nicht über ein Mikrofon bzw. einen geeigneten kalibrierten Drucksensor verfügt.

Wenn das Lärmkompensationssystem selbst über ein Mikrofon bzw. einen geeigneten kalibrierten Drucksensor verfügt, kann dieses/dieser zur Durchführung des Diagnoseverfahrens verwendet werden. Auf den Einsatz eines zusätzlichen Mikrofons kann in diesem Fall verzichtet werden.

In einer alternativen Ausführungsform kann auch in diesem Fall ein externes Mikrofon verwendet werden, um die von dem externen Mikrofon gelieferten Daten mit den Daten zu vergleichen, die von dem internen Mikrofon der Lärmkompensationsvorrichtung geliefert werden. So kann auch die Funktion des internen Mikrofons überprüft werden.

In einer Ausführungsform wird das Mikrofon der Diagnosevorrichtung regelmäßig kalibriert, um dauerhaft eine hohe Qualität des Diagnoseverfahrens sicherzustellen.

Figurenbeschreibung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 2 mit einem Lärmkompensationssystem 14, 16, 18 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Das Kraftfahrzeug 2 hat einen Motor 4, insbesondere einen Verbrennungsmotor 4 mit einer Auspuffanlage 6, die in der Figur stark vereinfacht, insbesondere ohne die in der Auspuffanlage 6 üblicherweise vorgesehenen Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung (Filter und Katalysatoren), dargestellt ist.

Der Motor 4 wird von einem Motorsteuergerät 12 gesteuert. Ein Steuergerät 14 des Lärmkompensationssystems 14, 16, 18 ist elektrisch, beispielsweise über einen CAN-Bus, mit dem Motorsteuergerät 12 verbunden.

Das Lärmkompensationssystem 14, 16, 18 umfasst darüber hinaus wenigstens ein Mikrofon 16, das in der Nähe der Auspuffanlage 6 und/oder des Motors 4 angeordnet ist, um die vom Motor 4 bzw. der Auspuffanlage 6 im Betrieb erzeugten Geräusche aufzunehmen. Bei ASD-Systemen, die zur aktiven Erzeugung erwünschter Klangmuster vorgesehen sind, ist ein solches Mikrofon 16 optional.

Des Weiteren umfasst das Lärmkompensationssystem 14, 16, 18 wenigstens einen Lautsprecher 18, der vorzugsweise in der Nähe der Auspuffanlage 6 positioniert ist, um den erwünschten, vom Steuergerät 14 berechneten Gegenund/oder Extraschall auszugeben.

In der Figur ist auch eine Diagnosevorrichtung 15 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Diagnosevorrichtung 15 umfasst ein Diagnose-Steuergerät 8, das über eine elektrische Datenverbindung 9, beispielsweise ein Datenkabel oder eine drahtlose Verbindung zur Datenübertragung mit dem Steuergerät 14 des Lärmkompensationssystems 14, 16, 18 verbunden ist.

Optional ist das Diagnose-Steuergerät 8 über eine zweite elektrische Datenverbindung 11, z.B. eine OBD-Schnittstelle, mit dem Motorsteuergerät 12 verbunden. Über eine derartige zweite Datenverbindung 11 kann das Diagnose-Steuergerät 8 auch die Steuerung des Motors 4 beeinflussen, z.B. um gezielt von der Diagnosevorrichtung 15 vorgegebene Betriebszustände des Motors 4 einzustellen.

Ein zusätzliches Mikrofon 10, das in der Nähe des Motors 4, der Auspuffanlage 6 und/oder insbesondere am/im Auspuffrohr 7 anordbar ist, ist ebenfalls mit dem Diagnose-Steuergerät 8 verbunden.

In einem Diagnoseverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Motor 4 abgeschaltet und das Steuergerät 14 der Lärmkompensationsvorrichtung wird über die elektrische Datenverbindung 9 von dem Diagnose-Steuergerät 8 mit elektrischen Signalen versorgt. Die Signale bewirken, dass der Lautsprecher 18 Schall ausgibt, der durch die elektrischen Signale vorgegeben ist.

Der auf diese Weise von dem Lautsprecher 18 abgegebene Schall wird von wenigstens einem der Mikrofone 10, 16 erfasst/aufgenommen, und dem Diagnose-Steuergerät 8 werden von wenigstens einem der Mikrofone 10, 16 entsprechende elektrische Signalel zur Verfügung gestellt.

Das Diagnose-Steuergerät 8 ist ausgebildet, die von wenigstens einem der Mikrofone 10, 16 zur Verfügung gestellten Signale auszuwerten. Dieses Auswerten kann insbesondere umfassen, die von wenigstens einem der Mikrofone 10, 16 zur Verfügung gestellten Signale zu digitalisieren und die durch das Digitalisieren erhaltenen Werte mit vorgegebenen Referenzwerten zu vergleichen, die in einem Referenzwertspeicher 20 des Diagnose-Steuergeräts 8 gespeicherten sind. Ergebnisse der Auswertung können einem Benutzer/Bediener über eine geeignete Ausgabevorrichtung 22, z. B. einen Bildschirm oder wenigstens eine Signallampe, bekannt gegeben werden.

Das Diagnose-Steuergerät 8 kann zusätzlich mit einer geeigneten Schnittstelle 24 ausgestattet sein, die es ermöglicht, die im Referenzwertspeicher 20 gespeicherten Daten von einer externen Datenquelle, z. B. einem Server 26, der vom Hersteller des Fahrzeugs 2 und/oder vom Hersteller der Lärmkompensationsvorrichtung betrieben wird, zu beziehen, um diese zu aktualisieren. Auf diese Weise kann das Diagnoseverfahren stets mit aktuellen Referenzsignalen durchgeführt werden.

Die Schnittstelle 24 zur Verbindung der externen Datenquelle mit dem Diagnose-Steuergerät 8 kann als drahtgebundene Schnittstelle, z.B. als USB-Schnittstelle oder als drahtlose (WLAN, Bluetooth®) Schnittstelle ausgebildet sein.

In einer weiteren Art, das Diagnoseverfahren durchzuführen, die alternativ oder zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Diagnoseverfahren durchgeführt werden kann, wird der Motor 4 betrieben. Dabei kann das Motorsteuergerät 12 insbesondere über die zweite Datenverbindung 11 von dem Diagnose-Steuergerät 8 angesteuert werden, so dass der Motor 4 in von dem Diagnose-Steuergerät 8 durch das Diagnoseverfahren vorgegebenen Betriebszuständen betrieben wird.

Alternativ kann der Motor 4 auch von einem anderen Steuergerät oder einem Fahrer im Fahrzeug 2 angesteuert werden.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel eines Diagnoseverfahrens wird das vom Motor und/oder von der Auspuffanlage 6 abgegebene Geräusch von wenigstens einem der Mikrofone 10, 16 aufgenommen, und die von dem wenigstens einen Mikrofon 10, 16 ausgegebenen Signale werden dem Diagnose-Steuergerät 8 zugeführt und von diesem ausgewertet, wie zuvor beschrieben.

Mit einem derartigen Verfahren, bei dem der Motor 4 im Betrieb ist, können zusätzlich zu Fehlern des Lärmkompensationssystems 14, 16, 18 auch Fehler des Motors 4 und/oder der Auspuffanlage 6 erkannt und angezeigt werden.

Die von der Diagnosevorrichtung 15 vorgegebenen Betriebszustände können insbesondere den Leerlauf und den Betrieb des Motors 4 bei anderen vorgegebenen Drehzahlen umfassen.

Ein solches Diagnoseverfahren kann bei eingeschaltetem und/oder bei ausgeschaltetem Lärmkompensationssystem 14, 16, 18 durchgeführt werden. Wenn das Lärmkompensationssystem 14, 16, 18 eingeschaltet ist, kann dessen Funktion überprüft werden. Bei einem ausgeschalteten Lärmkompensationssystem 14, 16, 18 können Fehler des Motors 4 und/oder der Auspuffanlage 6, die sich durch die vom Motor 4 bzw. der Auspuffanlage 6 abgegebenen Geräusche bemerkbar machen, besonders gut erkannt werden.

Das Steuergerät 14 des Lärmkompensationssystems 14, 16, 18 kann über die Datenleitung 9 auch mit einer neuen/aktualisierten Software und/oder aktualisierten Parametern versorgt werden. Auf diese Weise können die Effizienz und Qualität der Lärmkompensation noch weiter verbessert werden.

Aktualisierte Software und/oder aktualisierte Parameter können auch über die Schnittstelle 24 von der externen Datenquelle / dem externen Server 26 geliefert werden, so dass das Steuergerät 14 stets mit der aktuellsten Software und den aktuellsten Parametern versorgt ist.

In einer Ausführungsform ist die Schnittstelle 24 auch als sendende Schnittstelle 24 ausgebildet. Dies ermöglicht es, Daten von dem Diagnose-Steuergerät 8 an eine übergeordnete Stelle, z.B. einem zentralen Server 26, der vom Hersteller des Fahrzeugs 2 oder des Lärmkompensationssystems 14, 16, 18 betrieben und/oder mit Daten und/oder Programmen beliefert wird, zu übertragen. Der übergeordnete Server 26 kann beispielsweise komplexere Auswertungen der Daten als das Diagnose-Steuergerät 8 vornehmen und/oder das Diagnose-Steuergerät 8 über die Schnittstelle 24 mit einer optimierten Software und/oder optimierten Parametern versorgen, die auf Grundlage der vom dem Diagnose-Steuergerät 8 übertragenen Daten anhand der aktuellen Messergebnisse an die aktuellen Bedürfnisse angepasst worden sind.

Auf diese Weise kann der Betrieb des Lärmkompensationssystems 14, 16, 18 auf Grundlage der im Laufe des Diagnoseverfahrens von wenigstens einem der Mikrofone 10, 16 aufgenommenen Geräusche noch weiter verbessert werden.

Wird durch den Server 26 auf Grundlage der ihm zu Verfügung gestellten Daten eine Fehlfunktion des Lärmkompensationssystems 14, 16, 18, des Motors 4 und/oder der Auspuffanlage 6 erkannt, die nicht durch Aktualisieren der Software/Parameter im Steuergerät 14 behoben werden kann, kann der Server 26 automatisch eine Lieferung der benötigten Ersatzteile an die Werkstatt, in der sich das Kraftfahrzeug 2 befindet, auslösen.

Mit einer Diagnosevorrichtung 15 und einem Diagnoseverfahren gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Diagnose von Fehlern des Motors 4, der Auspuffanlage 6 und/oder des Lärmkompensationssystems 5, die eine Änderung der von dem Kraftfahrzeug 2 im Betrieb abgegebenen Geräusche zur Folge haben, automatisiert und erheblich vereinfacht werden.