Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsbestimmung eines Torsionsschwin- gungsdämpfers eines Fahrzeuges, bei welchem ein Verschleiß durch Erfassung von Körperschallwellen detektiert wird.

Um die Ziele bei Kraftstoffverbrauch und C02-Emissionen in Fahrzeugen zu erreichen, wird durch die Automobilhersteller auf Downsizing und Downspeeding gesetzt. Dabei werden kleinere Motoren mit weniger Zylindern verwendet, die den fehlenden Hubraum durch gesteigerten Mitteldruck kompensieren und die meist auch bei niedrigeren Motordrehzahlen betrieben werden. Dieser erhöhte Brennraumdruck und aufgrund der abgesenkten Motordrehzahlen geringere Zündfrequenzen dieser kleineren Motoren führen aber zu starken Schwingungen im Kurbeltrieb. Deshalb werden Torsi- onsschwingungsdämpfer eingesetzt, die diese Drehungleichförmigkeiten ausgleichen und die Schwingungen der Kurbelwelle vom Riementrieb und von den Nebenaggregaten fernhalten. Abtriebsseitig werden solche Torsionsschwingungsdämpfer zwischen Motor und Getriebe verwendet. Ein Ausfall eines solchen Torsionsschwingungsdämp- fers kann im Ernstfall zu einem kapitalen Motorschaden führen. Diese Torsions- Schwingungsdämpfer unterliegen u.a. im Falle von zum Einsatz kommenden Elastomeren einem schleichenden Verschleiß, der jedoch nur im ausgebauten Zustand entsprechend kostenaufwändig in einer Werkstatt überprüft werden kann.

Aus der DE 10 2009 059 136 A1 ist eine Einrichtung zur Überwachung zumindest ei- nes mechanisch stark belasteten Bauteils in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem an diesem einen mechanisch stark belasteten Bauteil ein Sensor zur Erfassung von Körperschallwellen und/oder transversalen Schallwellen angeordnet ist, der mit einer Auswerteeinheit zur Auswertung der vom Sensor empfangenen Signale verbunden ist. Mittels dieser Einrichtung können beispielsweise eine Fahrwerksaufhängung, ein Träger oder eine Frontscheibe hinsichtlich von Defekten überwacht werden. Die DE 2004 058 682 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung einer Brennkraftmaschine, mittels welchem die Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion und des Verschleißzustandes einer Kraftstoffeinspritzanlage und der Brennkraftmaschine möglich ist. Bei diesem Verfahren ist vorgesehen, dass in Dieselbrenn- kraftmaschinen ein Körperschall der Brennkraftmaschine im Schubbetrieb erfasst wird und das Signal eines Körperschallsensors mit einem Grenzwert verglichen wird, wobei ein Fehlersignal ausgegeben wird, wenn das Signal des Körperschallsensors den Grenzwert über- oder unterschreitet. Die Verschleißmessung mittels Körperschall im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine ist möglich, wenn kein Kraftstoff in die Brenn- räume eingespritzt wird und somit auch keine Verbrennung in den Brennräumen stattfindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zustandsbestimmung eines Torsionsschwingungsdämpfers eines Fahrzeuges anzugeben, bei welchem kos- tengünstig und schnell auf den Verschleiß des Torsionsschwingungsdämpfers geschlossen werden kann.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Körperschallwellen anhand eines während des Fahrbetriebes des Fahrzeuges aufgenommenen Körperschallge- räuschbildes betriebspunktabhängig ausgewertet werden. Dabei wird sich die Eigenschaft des Torsionsschwingungsdämpfers zu Nutze gemacht, dass verschiedene Verschleißeffekte des Torsionsschwingungsdämpfers unterschiedliche Fehlerbilder bei verschiedenen Betriebspunkten des Fahrzeuges hervorrufen. Somit können anhand des Körperschallgeräuschbildes Fehler des Torsionsschwingungsdämpfers während der Fahrt des Fahrzeuges zuverlässig unterschieden werden.

Vorteilhafterweise wird zur Zustandsbestimmung des Torsionsschwingungsdämpfers das Körperschallgeräuschbild eines beabstandet zum Torsionsschwingungsdämpfer positionierten Sensors ausgewertet. Dies hat den Vorteil, dass eine ausreichende Auswertung immer dann ermöglicht wird, wenn der entsprechende Sensor nicht unmittelbar an dem Torsionsschwingungsdämpfer befestigt ist, sondern sich nur in einer Wirkverbindung zu diesem befindet. Dies gestattet eine bauraumabhängige Anord- nung des Sensors, wodurch Sensorbauraum am Torsionsschwingungsdämpfer selbst nicht benötigt wird.

In einer Ausgestaltung wird das Körperschallgeräuschbild eines an sich im Fahrzeug vorhandenen akustischen Sensors ausgewertet. Da es üblich ist, akustische Sensoren im Bereich einer Brennkraftmaschine zur Auswertung einer Vielzahl von Signalen anzuordnen, lässt sich anhand der Auswertung des Körperschallgeräuschbildes eines solchen an sich vorhandenen akustischen Sensors zuverlässig auf den Zustand des Torsionsschwingungsdämpfers schließen.

In einer Variante wird als ein an sich im Fahrzeug vorhandener Sensor ein an einem Ottomotor angeordneter Klopfsensor verwendet. Ein solcher Klopfsensor liefert nicht nur Signale über das Zündverhalten des Ottomotors selbst, sondern gleichzeitig bei den unterschiedlichen Betriebspunkten des Fahrzeuges auch Aussagen über den Zu- stand des Torsionsschwingungsdämpfers, welcher beispielsweise zwischen Riementrieb und Ottomotor oder Ottomotor und Getriebe angeordnet ist.

In einer Alternative wird als ein an sich im Fahrzeug vorhandener Sensor ein Ein- spritzmengenbestimmungsensor eines Dieselmotors verwendet. Auch das Körper- schallgeräuschbild eines solchen Einspritzmengenbestimmungssensors kann dahingehend ausgewertet werden, ob ein Verschleiß an dem Torsionsschwingungsdämpfer vorhanden ist.

In einer Weiterbildung wird ein Auswerteverfahren des Körperschallgeräuschbildes in Abhängigkeit des Betriebspunktes des Fahrzeuges gewählt. Durch diese Vorgehensweise lässt sich der jeweils klassifizierte Fehler durch ein geeignetes Auswerteverfahren besonders einfach erkennen.

In einer Ausführungsform wird als Auswerteverfahren eine Amplitude eines Sensor- Signals des Sensors bei einer vorgegebenen Frequenz ausgewertet. Mittels dieses Auswerteverfahrens lässt sich ein bestimmtes Fehlerbild des Torsionsschwingungsdämpfers besonders einfach detektieren. In einer Alternative wird als Auswerteverfahren eine Frequenzmodulationsanalyse o- der eine Seitenbandanalyse verwendet. Diese Auswerteverfahren erlauben eine deutliche Erkennung weiterer Fehlerbilder des Torsionsschwingungsdämpfers. Vorteilhafterweise wird auf einen Verschleißzustand des Torsionsschwingungsdämpfers geschlossen, wenn ein auszuwertender Parameter einen Parameterschwellwert übersteigt. Dadurch bleiben natürliche Schwankungen des Parameters bei der Fehlerbetrachtung unberücksichtigt, so dass wirklich nur bei echten Abweichungen vom Schwellwert auf einen entsprechenden Fehler und somit einen vorhandenen Verschleiß des Torsionsschwingungsdämpfers geschlossen wird.

In einer Alternative wird der Parameterschwellwert aus einer gleitenden Mittelwertbildung ständig angepasst. Dies ermöglicht eine adaptive Detektionsschwelle zur Fehlererkennung.

In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Auswerteverfahren zur Zustandsbestimmung des Torsionsschwingungsdämpfers in ein bestehendes Motorsensorik- Auswerteverfahren integriert. Das beschriebene Auswerteverfahren hat somit den Vorteil, dass es keine eigenen Sensoren benötigt, sondern dass ein Körperschallge- räuschbild, das von dem entsprechenden Sensor geliefert wird, durch ein zusätzliches Auswerteverfahren analysiert wird. Dieses zusätzliche Auswerteverfahren wird dabei Bestandteil des als solchen vorhandenen Motorsensorik-Auswerteverfahrens, was eine besonders kostengünstige Vorgehensweise darstellt. Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigen: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei welchem anhand einer akustischen Körperschalldetektion eine unzureichende Funktionalität eines Torsionsschwingungsdämpfers erkannt wird. Dabei wird ein von einem am Motor angebrachten Körperschallsensor abgegebenes akustisches Körperschallgeräuschbild ausgewertet, bei welchem eine akustische Amplitude über eine Anzahl von verschiedenen Messungen dargestellt ist. Bei einer Amplitude von 0,2 ist als Schwellwert S eine Standardabweichung der akustischen Amplitude eingezeichnet. Die sich unterhalb dieser Standardabweichung befindenden Messer- gebnisse deuten darauf hin, dass das vermessene Bauteil in Ordnung ist. Die Bauteile, deren akustische Amplitude diesen als Standardabweichung ausgebildeten

Schwellwert S übersteigt, heben sich von der toleranzbedingten Schärfe ab. So ist ein Messpunkt A bei etwa 0,46 der akustischen Amplitude ermittelt worden, während ein zweiter Messpunkt B bei 0,82 der akustischen Amplitude erfasst wurde. Bei dem Mes- sergebnis A handelt es sich um einen gerissenen Gummi in der Laufbahn des Torsionsschwingungsdämpfers, während das Messergebnis B anzeigt, dass eine Rolle im Torsionsschwingungsdämpfer fehlt.

Eine solche Auswertung ist möglich, da bestimmte Defekte des Torsionsschwin- gungsdämpfers bei unterschiedlichen Betriebspunkten des Fahrzeuges auftreten. Somit lassen sich während der Fahrt des Fahrzeuges aus dem Körperschallgeräuschbild des Klopfsensors entsprechende Fehler erkennen. Eine Auswertung dahingehend, ob ein Anschlagpuffer oder Gummi des Torsionsschwingungsdämpfers defekt sind, lässt sich insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen, vorteilhafterweise im Leerlauf, erkennen. Die Gummis können dabei versprödet oder ganz abgefallen sein. Bei Teillast des Fahrzeuges, beispielsweise beim Anfahren, wo ein Drehzahlanstieg auftritt, lässt sich aus dem Körperschallgeräuschbild besonders einfach detektie- ren, ob eine Rolle des Torsionsschwingungsdämpfers fehlt. Eine klemmende Masse, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, lässt sich besonders vorteilhaft bei Volllast des Fahr- zeuges ermitteln. In Abhängigkeit vom Betriebspunkt des Fahrzeuges wird auch die entsprechende Auswertemethode gewählt. So lässt sich beispielsweise, wie bereits erläutert, die Amplitude bei bestimmten Frequenzen auswerten. In anderen Betriebspunkten sind Auswerteverfahren wie Frequenzmodulation, die Einhüllende der Frequenz oder eine Seitenbandanalyse heranzuziehen. Die Auswerteverfahren sind dabei nicht nur auf die in diesem Abschnitt genannte Verfahren schränkt.

In Fig. 2 ist ein Auswerteverfahren des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei welchem ein Ausgangssignal des Körperschallsensors über der Zeit dargestellt ist. Die Kurve IO zeigt dabei nur geringfügige Schwankungen, weshalb auf ein ordnungsgemäßes Bauteil geschlossen wird. Die Kurve NIO zeigt aufgrund eines fehlenden Anschlagelementes defektes Bauteil, insbesondere deshalb, weil mit einer gewissen Periodizität Pegelüberhöhungen auftreten. Diese Pegelüberhöhungen stellen eine große Drehschwingungsamplitude dar und werden durch einen defekten Torsions- Schwingungsdämpfer hervorgerufen.

Mit der vorliegenden Lösung lässt sich ein Verschleißzustand eines Torsionsschwin- gungsdämpfers mittels eines akustischen Sensors auswerten. Dabei werden Fehlerbilder des Torsionsschwingungsdämpfers bei vorgegebenen Betriebspunkten des Fahrzeuges ermittelt, wobei für jede Fehlererkennung mindestens ein vorgegebenes Auswerteverfahren angewendet wird. Die Fehlerüberwachung kann einfach während des Fahrbetriebes des Fahrzeuges durchgeführt werden und ersetzt eine Sichtprüfung in der Werkstatt. Dies führt somit zu einer sehr schnellen und kostengünstigen Erkennung vorhandener Verschleißerscheinungen des Torsionsschwingungsdämpfers.