DE102009019283A1

DE102009019283A1 - Motorklopfdiagnose

Info

Publication number: DE102009019283A1
Application number: DE102009019283A
Authority: DE
Inventors: Wajdi B. Whitmore Lake Hamama; Craig M. Williamston Sawdon; Eric Northville Ferch; Hamid M. Ann Arbor Esfahan; John F. van Webberville Gilder; Brian D. Fenton Francis; Anthony E. Fenton Cubr
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-05-01
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2029-04-29
Also published as: DE102009019283B4

Abstract

Es wird ein Klopfdiagnosemodul offenbart, das ein Klopfmodul aufweist, das einen Abtastzählerwert inkrementiert, wenn ein Zylinderzündsignal, das einem ersten Zylinder entspricht, empfangen wird, und das einen Klopfzählerwert auf der Grundlage eines Klopfdetektionssignals, das dem Zylinderzündsignal des ersten Zylinders entspricht, selektiv inkrementiert. Ein Klopfanalysemodul analysiert den Klopfzählerwert des ersten Zylinders, wenn der Abtastzählerwert des ersten Zylinders einen vorbestimmten Wert erreicht, und erzeugt selektiv ein Signal für übermäßiges Klopfen, wenn der Klopfzählerwert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Ein Gegenmaßnahmenmodul führt selektiv eine Gegenmaßnahme auf der Grundlage des Signals für übermäßiges Klopfen aus.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der Nr. 61/049,648, die am 1. Mai 2008 eingereicht wurde. Der gesamte Offenbarungsgehalt der vorstehenden Anmeldung ist durch Bezugnahme hier aufgenommen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorklopfdetektionssysteme und insbesondere Systeme und Verfahren zur Motorklopfdiagnose.
HINTERGRUND
Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient der allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt des Einreichens nicht anderweitig als Stand der Technik ausgewiesen sind, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
Mit Bezug auf 1 ist nun ein Funktionsblockdiagramm eines Klopfsteuerungssystems 100 nach dem Stand der Technik dargestellt. Das Klopfsteuerungssystem 100 umfasst einen Motor 102, der mehrere Zylinder 104 umfasst. Der Motor 102 umfasst einen Vibrationssensor 106, der eine Vibration des Motors 102 erfasst. Die Vibration kann durch eine frühe Detonation in den Zylindern 104 verursacht sein, die auch als Klopfen bezeichnet wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann der Vibrationssensor 106 einen piezoelektrischen Beschleunigungsmesser umfassen.
Ein Ausgang des Vibrationssensors 106 wird von einem Analog/Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 110 empfangen. Der A/D-Umsetzer 110 digitalisiert den Ausgang des Vibrationssensors 106 und leitet den digitalisierten Ausgang an einen digitalen Signalprozessor (DSP) 114 weiter. Der DSP 114 führt eine schnelle Fouriertransformation (FFT) auf den digitalisierten Ausgang aus. Der Frequenzgehalt oder das Frequenzspektrum des digitalisierten Ausgangs wird an ein Klopfdetektionsmodul 116 übertragen.
Das Klopfdetektionsmodul 116 ermittelt auf der Grundlage des Frequenzgehalts des Ausgangs des Vibrationssensors 106, ob gerade ein Klopfen auftritt. Das Klopfdetektionsmodul 116 kann einen Intensitätsspitzenwert oder einen Intensitätsmittelwert über die Frequenzen der von dem DSP 114 berechneten FFT wählen. Das Klopfdetektionsmodul 116 kann den Intensitätsmittelwert oder den Intensitätsspitzenwert mit einem Intensitätsschwellenwert vergleichen und ermitteln, dass ein Klopfen vorliegt, wenn der Intensitätsschwellenwert überschritten wird.
Das Klopfdetektionsmodul 116 kann den Intensitätsschwellenwert an Hintergrundvibrationen anpassen, die mit dem Klopfen, das in dem Motor 102 vorhanden ist, nicht in Beziehung stehen. Das Klopfdetektionsmodul 116 überträgt Klopfinformationen an ein Klopfsteuerungsmodul 118. Auf der Grundlage der Klopfinformationen variiert das Klopfsteuerungsmodul 118 Betriebsparameter des Motors 102, um das Klopfen zu verringern.
Beispielsweise kann das Klopfsteuerungsmodul 118 den Motor 102 anweisen, den Zündfunken zu verzögern.
ZUSAMMENFASSUNG
Bei einer Ausführungsform wird ein Klopfdiagnosesystem bereitgestellt, das ein Klopfmodul umfasst, das einen Abtastzählerwert erhöht, wenn ein Zylinderzündsignal empfangen wird, das einem ersten Zylinder entspricht, und das einen Klopfzählerwert auf der Grundlage eines Klopfdetektionssignals, welches dem Zylinderzündsignal des ersten Zylinders entspricht, selektiv inkrementiert. Ein Klopfanalysemodul analysiert den Klopfzählerwert des ersten Zylinders, wenn der Abtastzählerwert des ersten Zylinders einen vorbestimmten Wert erreicht, und erzeugt selektiv ein Signal für übermäßiges Klopfen, wenn der Klopfzählerwert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Ein Gegenmaßnahmenmodul führt auf der Grundlage des Signals für übermäßiges Klopfen selektiv eine Gegenmaßnahme aus.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst ein Verfahren zur Klopfdetektion, dass ein Abtastzählerwert inkrementiert wird, wenn ein Zylinderzündsignal empfangen wird, das einem ersten Zylinder entspricht, und dass ein Klopfzählerwert auf der Grundlage eines Klopfdetektionssignals, welches dem Zylinderzündsignal des ersten Zylinders entspricht, selektiv inkrementiert wird. Der Klopfzählerwert für den ersten Zylinder wird analysiert, wenn der Abtastzählerwert des ersten Zylinders einen vorbestimmten Wert erreicht, und es wird ein Signal für übermäßiges Klopfen selektiv erzeugt, wenn der Klopfzählerwert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Eine Gegenmaßnahme wird auf der Grundlage des Signals für übermäßiges Klopfen selektiv ausgeführt.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der nachstehend hier bereitgestellten genauen Beschreibung. Es versteht sich, dass die genaue Beschreibung und spezielle Beispiele nur zur Veranschaulichung gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen besser verstanden werden, in denen:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines Klopfsteuerungssystems nach dem Stand der Technik ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Klopfsteuerungssystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Klopfdetektionsmoduls des Klopfsteuerungssystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
4 eine graphische Darstellung beispielhafter Inhalte des Statistikspeichermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
5 ein Flussdiagramm ist, das beispielhafte Schritte darstellt, die von dem Klopfdetektionsmodul gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden;
6 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Klopfdiagnosemoduls des Klopfsteuerungssystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
7 eine Beispieltabelle darstellt, die verwendet werden kann, um herauszufinden, ob gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ein übermäßiges Klopfen detektiert wird; und
8A–8B Flussdiagramme sind, die beispielhafte Schritte darstellen, die von dem Klopfdiagnosemodul gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen in keiner Weise einschränken. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Bei der Verwendung hierin soll der Ausdruck mindestens eine von A, B, und C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) bedeutet, wobei ein nicht exklusives logisches Oder verwendet wird. Es ist zu verstehen, dass Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Bei der Verwendung hierin bezieht sich der Begriff Modul auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder weitere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Die Klopfdetektion hängt von Sensoren ab, die Klopfbedingungen in dem Zylinderblock messen. Zum Beispiel können Vibrationssensoren verwendet werden, um ein Klopfen zu detektieren. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Klopfsensor für jede Zylinderbank in einem Motor verwendet werden. Zum Beispiel gibt es bei einem Achtzylindermotor in einer V-8-Konfiguration einen Klopfsensor für jede Bank mit 4 Zylindern. Wenn einer der Vibrationssensoren fehlerhaft arbeitet und/oder nicht korrekt installiert ist, können Klopfdaten, welche dieser Zylinderbank entsprechen, fehlerhaft sein.
Wenn andere Vibrationsquellen in einem oder mehreren der Zylinder vorhanden sind, kann dies auf ähnliche Weise von den Vibrationssensoren fälschlich als ein Klopfen detektiert werden. Zum Beispiel kann ein fehlerhaft arbeitender Ventilstößel eine Vibration erzeugen, welche dem Zündfenster eines der Zylinder entspricht, und daher als ein Klopfen für diesen Zylinder detektiert werden.
Kurz dargestellt zeigt 2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Klopfsteuerungssystems. 3 ist ein Blockdiagramm eines Klopfdetektionsmoduls des Klopfsteuerungssystems. 4 stellt ein beispielhaftes Schema zur Adaption an ein Hintergrundrauschen dar, wenn Klopfen detektiert wird. 5 stellt einen beispielhaften Betrieb des Klopfdetektionsmoduls dar. 6 ist ein Blockdiagramm eines beispiel haften Klopfdiagnosemoduls. 7 ist eine beispielhafte Diagnosetabelle, die verwendet werden kann, um herauszufinden, ob gerade ein übermäßiges Klopfen detektiert wird. 8A–8B sind Flussdiagramme, die beispielhafte Schritte darstellen, welche von dem Klopfdiagnosemodul ausgeführt werden.
Das Klopfdiagnosemodul analysiert das Klopfdetektionssystem, um Unregelmäßigkeiten zu detektieren. Es werden hier drei Beispiele beschrieben: Die Detektion von übermäßigem Klopfen, Werte in einem nicht normalen Bereich und ungenügende Schwankung. Das Klopfdiagnosemodul detektiert ein Klopfen, um zu ermitteln, ob ein übermäßiges Klopfen detektiert wird.
Selbst bei stark klopfenden Motoren wird der Gesamtklopfbetrag nur selten einen Schwellenwert, wie etwa 20 Prozent, überschreiten. Der Prozentsatz kann ermittelt werden, indem die Anzahl detektierter Klopfereignisse durch die Gesamtanzahl von Zylinderzündereignissen dividiert wird. Ein übermäßiges Klopfen kann für jeden Sensor und für jeden Zylinder separat ermittelt werden. Auf diese Weise sollten sich Fehler bezüglich des Sensors deutlich herausstellen, wenn Daten für diesen Sensor isoliert werden, während sich Fehler bezüglich eines Zylinders deutlich herausstellen sollten, wenn Daten für diesen Zylinder isoliert werden.
Klopfdaten können analysiert werden, um festzustellen, ob eine ungenügende Schwankung zwischen Lesewerten vorhanden ist. Dies kann bewirken, dass kein Klopfen detektiert wird. Wenn jedoch eine ungenügende Schwankung bei den Lesewerten vorhanden ist, ist es wahrscheinlicher, dass ein Systemfehler verhindert, dass genaue Messungen durchgeführt werden, als dass kein Klopfen vorhanden ist. Tatsächliche Klopfereignisse können daher undetektiert bleiben. Der Systemfehler kann nur als Bei spiel durch einen fehlerhaften Klopfsensor oder einen nicht korrekt installierten Klopfsensor verursacht werden.
Eine ausreichende Schwankung kann durch Analyse der Rohdaten detektiert werden. Zum Beispiel kann eine schnelle Fouriertransformation (FFT) auf den Ausgang des Vibrationssensors ausgeführt werden. Diese FFT kann auf einen einzigen Intensitätswert reduziert werden. Dieser Intensitätswert kann über die Zeit analysiert werden, um zu ermitteln, ob eine ausreichende Schwankung vorliegt. Zum Beispiel kann die Schwankung von Lesewert zu Lesewert mit einem Schwellenwert verglichen werden. Alternativ kann ein Mittelwert oder ein gleitender Mittelwert der Schwankung von Abtastwert zu Abtastwert ermittelt werden. Zudem kann die Standardabweichung von Intensitätswerten berechnet werden. Wenn die Standardabweichung unter einem Schwellenwert liegt, kann es sein, dass die Intensitätsdaten Motorbedingungen nicht genau widerspiegeln.
Ein weiterer Fehler, der diagnostiziert werden kann, liegt vor, wenn Sensordaten zu oft außerhalb erwarteter Bereiche liegen. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Lastzonen definiert sein. Lastzonen können durch eine Luftströmung, wie etwa eine Luftmassenströmung (MAF) oder Luft pro Zylinder (APC), und Motorumdrehungen pro Minute (RPM) definiert sein. Wenn beispielsweise vier APC-Regionen definiert sind und 17 RPM-Regionen definiert sind, gibt es insgesamt 68 Lastzonen.
Während einer Kalibrierung kann für jede der Lastzonen eine Unter- und eine Obergrenze festgelegt werden. Im Betrieb kann die aktuelle Zone auf der Grundlage der aktuellen APC und der aktuellen RPM ermittelt werden. Wenn die gemessene Intensität außerhalb des für diese Zone definierten Bereichs liegt, kann ein Zähler inkrementiert werden, der anzeigt, dass die Intensität außerhalb des normalen Bereichs liegt. Wenn Intensitätswerte häufig genug außerhalb eines normalen Bereichs liegen, kann ein Klopfsystemfehler signalisiert werden.
Auf der Grundlage der Ermittlung von übermäßigem Klopfen, ungenügender Schwankung und nicht normalem Bereich kann eine Gegenmaßnahme ausgeführt werden, etwa ein DTC (Diagnosestörungscode) gesetzt werden. Der DTC kann von einem Zündfunkensteuerungsmodul des Motors verwendet werden. Wenn beispielsweise der DTC gesetzt ist, kann es einem Zündfunkensteuerungsmodul nicht länger möglich sein, den Zündzeitpunkt auf der Grundlage der Klopfdetektion zu steuern. Das Zündfunkensteuerungsmodul kann daher eine aggressive Zündfunkenvorverstellung vermeiden, da ein resultierendes Klopfen nicht genau detektiert werden kann. DTCs können für jeden Sensor und für jeden Zylinder definiert sein. Alternativ kann ein erster DTC für Fehler eines beliebigen Sensors verwendet werden und ein zweiter DTC kann für Fehler eines beliebigen Zylinders verwendet werden. Alternativ kann ein DTC für jede Zylinderbank definiert sein.
Wieder auf 2 Bezug nehmend ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Klopfsteuerungssystems gezeigt. Das System umfasst einen Motor 202 und ein Steuerungsmodul 204. Der Motor 202 umfasst eine oder mehrere Zylinderbänke 206. Nur als Beispiel sind zwei Zylinderbänke 206-1 und 206-2 gezeigt. Jede der Zylinderbänke 206-1 und 206-2 umfasst einen oder mehrere Zylinder 208. Nur als Beispiel sind acht Zylinder 208 gezeigt. Dies kann einer V-8-Konfiguration entsprechen. Jede der Zylinderbänke 206-1 und 206-2 umfasst mindestens einen Vibrationssensor 210.
Der Motor 202 umfasst einen Drehzahlsensor (RPM-Sensor) 220. Der RPM-Sensor 220 kann mit einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle des Motors 202 verbunden sein, um die Motordrehzahl zu erfassen. Der Motor 202 kann auch einen Luftmassenstromsensor (MAF-Sensor) 222 und die anderen Sensoren 224 umfassen. Ein Zündfunkensteuerungsmodul 226 steuert den Zeitpunkt des Zündfunkens für jeden der Zylinder 208.
Das Steuerungsmodul 204 empfängt Signale von den Vibrationssensoren 210 und liefert Daten an das Zündfunkensteuerungsmodul 226. Das Steuerungsmodul 204 kann als Teil eines Motorsteuerungsmoduls implementiert sein. Das Motorsteuerungsmodul kann auch das Zündfunkensteuerungsmodul 226 umfassen. Das Steuerungsmodul 204 umfasst ein analoges Frontend 240.
Das analoge Frontend 240 kann zwischen den Signalen von den Vibrationssensoren 210 auf der Grundlage dessen wählen, welcher der Zylinder 208 analysiert wird. Jeder der Zylinder 208 zündet in einer vorbestimmten Reihenfolge. Zünden bedeutet, dass die Zündkerze das Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 208 zündet. Während dieser Verbrennungsphase kann ein Klopfen für diesen Zylinder 208 auftreten.
Das Fenster, das den zündenden Zylinder für einen gegebenen Zylinder 208 umgibt, wird als das Klopffenster dieses Zylinders bezeichnet. Das Vibrationsprofil eines Zylinders wird während des Klopffensters des Zylinders erfasst. Das analoge Frontend 240 kann die Eingänge von dem Vibrationssensor 210 wählen, der sich in der Zylinderbank 206 befindet, die den Zylinder 208 aufweist, der gerade in dem Zylinderklopffenster arbeitet.
Wenn mehrere Vibrationssensoren 210 in den Zylinderbänken 206 vorhanden sind, kann das analoge Frontend 240 den Vibrationssensor 210 wählen, der dem erfassten Zylinder 208 am nächsten liegt. Das analoge Frontend 240 kann eine differentielle Eingangsschaltung umfassen. Die differentielle Eingangsschaltung kann einen differentiellen Eingang von einem der Vibrationssensoren 210 in einen Ausgang mit einem Kontakt umsetzen.
Das analoge Frontend 240 kann ein Analogfilter umfassen, das den Ausgang der Vibrationssensoren 210 filtert. Zum Beispiel kann das Analogfilter ein Filter erster Ordnung mit einer Tiefpassgrenzfrequenz von 25 kHz umfassen. Das analoge Frontend 240 kann auch ein Verstärkungs-/Dämpfungs-Modul umfassen, etwa ein Verstärkungssteuerungsmodul (nicht gezeigt). Das Verstärkungs-/Dämpfungs-Modul kann seinen Eingang alternativ um einen vorbestimmten Betrag verstärken oder dämpfen.
Ein Ausgang des analogen Frontend 240 wird an einen Analog/Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 242 übertragen. Der A/D-Umsetzer 242 gibt eine digitalisierte Version seines Eingangs an ein digitales Signalprozessormodul (DSP-Modul) 244 aus. Der A/D-Umsetzer 242 kann beispielsweise eine Auflösung von 10 Bit oder mehr aufweisen. Das DSP-Modul 244 kann ein digitales Filter auf das empfangene Signal anwenden. Zum Beispiel kann das DSP-Modul 244 ein elliptisches digitales Filter vierter Ordnung mit unbegrenztem Impulsansprechverhalten (IIR) mit einer Grenzfrequenz von 20 kHz implementieren. Alternativ kann das DSP-Modul 244 zwei IIR-Filter zweiter Ordnung in Reihe implementieren, um die Stabilität zu verbessern.
Das DSP-Modul 244 kann eine digitale Dezimierung ausführen und kann eine DC-Vorspannung entfernen. Für jeden der Zylinder 208 führt das DSP-Modul 244 während eines Klopffensters des Zylinders mindestens eine schnelle Fouriertransformation (FFT) aus. Die Klopffenster für jeden der Zylinder 208 können mit Hilfe von Kurbelwellenrotationsgraden der Kurbelwelle definiert sein. Die Klopffenster können festgelegt sein oder sie können auf der Grundlage der Motordrehzahl oder anderer Motorbetriebsparameter variiert werden.
Wenn die während eines Klopffensters verstrichene Zeit lang genug ist, etwa bei niedriger Drehzahl, kann das DSP-Modul 244 genügend Daten sammeln, um mehrere FFTs während des Klopffensters zu berechnen. Falls die Daten für die letzte FFT nur zum Teil gesammelt sind, wenn das Klopffenster endet, können die Daten mit Nullen aufgefüllt werden. Alternativ können Daten von vorhergehenden FFTs verwendet werden, um einen Datensatz für die letzte FFT zu vervollständigen.
Wenn sich Klopffenster für verschiedene Zylinder 208 überschneiden dürfen, kann das Steuerungsmodul 204 ein zusätzliches analoges Frontend, einen zusätzlichen A/D-Umsetzer und ein zusätzliches DSP-Modul umfassen. Auf diese Weise können die sich überschneidenden Abschnitte der Klopffenster parallel aufgenommen und analysiert werden. Wenn das DSP-Modul 244 Verarbeitungskapazitäten aufweist, die schneller als Echtzeit sind, kann das DSP-Modul 244 in der Lage sein, Daten von sich überschneidenden Klopffenstern ohne ein zusätzliches DSP-Modul zu verarbeiten. In diesem Fall kann ein Puffer zwischen dem A/D-Umsetzer 242 und dem DSP-Modul 244 umfasst sein.
Die Start- und Endpunkte von Klopffenstern können von einem Klopfdetektionsmodul 250 an das DSP-Modul 244 übertragen werden. Das Klopfdetektionsmodul 250 empfängt FFT-Daten von dem DSP-Modul 244 und erzeugt ein Klopfdetektionssignal, das anzeigt, ob ein Klopfen detektiert wurde oder nicht. Dieses Signal wird an das Zündfunkensteuerungsmodul 226 und ein Klopfdiagnosemodul 252 übertragen.
Ein Sensorempfangsmodul 254 empfangt Sensordaten, etwa von dem RPM-Sensor 220, dem MAF-Sensor 222 und den anderen Sensoren 224. Das Sensorempfangsmodul 254 kann ankommende Signale unter Verwendung von Techniken aufbereiten, welche denjenigen ähneln, die von dem analogen Frontend 240 ausgeführt werden, und kann aufbereitete Signale in den digitalen Bereich umsetzen. Der RPM-Sensor 220 kann Signale auf der Grundlage des Kurbelwellenwinkels übertragen, so dass das Klopfdetektionsmodul 250 ermitteln kann, wann Klopffenster auftreten. Das Klopfdetektionsmodul 250 kann dem analogen Frontend 240 befehlen, welcher Vibrationssensor gewählt werden soll.
Um ein Klopfen genauer zu detektieren, kann das Klopfdetektionsmodul 250 ermitteln, in welcher Zone der Motor 202 gegenwärtig arbeitet. Die Zone kann auf der Grundlage der Motordrehzahl, welche durch den RPM-Sensor 220 angezeigt werden kann, und durch die Motorlast, welche durch den MAF-Sensor 222 angezeigt werden kann, ermittelt werden. Nur als Beispiel können vier Motorlastbereiche und 17 Motordrehzahlbereiche definiert sein, die 68 Zonen erzeugen.
Das Klopfdiagnosemodul 252 kann Daten von dem DSP-Modul 244 und/oder von dem Klopfdetektionsmodul 250 empfangen. Das Klopfdiagnosemodul 252 analysiert mögliche Fehler in dem Klopfdetektionssystem und erzeugt einen Störungscode, wenn ein Fehler detektiert wird. Dieser Störungscode wird von dem Zündfunkensteuerungsmodul 226 und von einem Motordiagnosemodul 260 empfangen. Das Motordiagnosemodul 260 kann den Störungscode speichern und kann das Problem dem Anwender anzeigen, etwa mit der Motorprüfleuchte.
Wenn ein Störungscode von dem Zündfunkensteuerungsmodul 226 empfangen wird, kann das Zündfunkenssteuerungsmodul 226 eine aggressive Zündfunkenvorverstellung vermeiden. Die aggressive Zündenfunkenvorverstellung kann ein Klopfen verursachen und das Zündfunkensteuerungsmodul 226 kann sich nicht mehr darauf verlassen, dass das Klopfdetektionsmodul diese Bedingung detektiert. Wenn ein Klopfen detektiert wird, verzögert das Zündfunkensteuerungsmodul 226 normalerweise den Zündzeitpunkt.
Mit Bezug nun auf 3 ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Klopfdetektionsmoduls 250 dargestellt. Das Klopfdetektionsmodul 250 umfasst ein Verarbeitungsmodul 302 und ein Statistikspeichermodul 304. Das Klopfdetektionsmodul 250 kann auch ein Kalibrierungsspeichermodul 308 umfassen. Das Verarbeitungsmodul 302 kann FFT-Daten direkt von dem DSP-Modul 244 empfangen.
Alternativ kann ein Datenreduktionsmodul 310 die FFT von dem DSP-Modul 244 auf einen oder mehrere Intensitätswerte reduzieren. Zum Beispiel kann das Datenreduktionsmodul 310 FFT-Daten auf einen einzigen Intensitätswert reduzieren. Das Datenreduktionsmodul 310 kann seine Reduktion auf der Grundlage von Signalen von dem Sensorempfangsmodul 254 und von Kriterien von dem Kalibrierungsspeichermodul 308 ausführen.
Das Datenreduktionsmodul 310 kann für das Klopffenster jedes Zylinders eine oder mehrere FFTs von dem DSP-Modul 244 empfangen. Wie vorstehend beschrieben ist, hängt die Anzahl von dem DSP-Modul 244 erzeugter FFTs von der Zeit ab, die während des Klopffensters verstreicht. Nur als Beispiel kann jede FFT aus 128 Punkten bestehen. Abschnitte jeder FFT können abgeschnitten werden, etwa indem die letzten 64 Punkte jeder FFT entfernt werden.
Ein oder mehrere Bereiche von interessanten Punkten können für jede der FFTs definiert sein. Zum Beispiel werden drei interessante Bereiche für jede der empfangenen FFTs definiert. Die Bereiche können auf der Grundlage der Drehzahl definiert sein. Da sich die FFTs im Frequenzbereich befinden, wird ein Bereich von interessanten Punkten in einen interessanten Frequenzbereich umgesetzt.
Innerhalb eines jeden Bereichs von FFT-Punkten kann ein einziger Wert ermittelt werden. Zum Beispiel kann der FFT-Punkt mit der maximalen Intensität in dem Bereich gewählt werden oder ein Mittelwert von FFT-Punkten in dem Bereich kann berechnet werden. Für jede FFT kann einer der Bereiche gewählt werden. Die Bereichswahl kann beispielsweise auf der Drehzahl basieren. Da jeder Bereich auf einen einzigen Wert reduziert wurde, kann das Wählen eines Bereichs die gesamte FFT auf einen einzigen Wert reduzieren. Eine Wahl des Bereichs kann auf der Drehzahl basieren oder es kann der größte Wert gewählt werden.
Als nächstes kann eine der FFTs gewählt werden. Der einzelne Wert, welcher der gewählten FFT entspricht, kann als der einzige Intensitätswert verwendet werden. Die FFT kann auf der Grundlage der Drehzahl gewählt werden. Alternativ kann der maximale FFT-Wert gewählt werden oder ein Mittelwert der FFT-Werte kann berechnet werden. Weil jede der FFTs einem anderen Zeitabschnitt des Klopffensters entspricht, kann eine Kalibriereinrichtung ermitteln, dass bei gewissen Drehzahlen eine der FFTs eine zuverlässigere Anzeige von Motorklopfen ist.
Das Kalibrierungsspeichermodul 308 kann Kalibrierungsentscheidungen umfassen, wie etwa, ob Maximum- oder Mittelwertermittlungen und Tabellen von FFT-Bereichen, die durch die Drehzahl indiziert sind, verwendet werden sollen. Das Verarbeitungsmodul 302 ermittelt die aktuelle Motorbetriebszone und vergleicht den einzigen Intensitätswert mit den historischen Intensitätsdaten für diese Zone.
Die historischen Daten können ferner durch den Zylinder klassifiziert sein. Zum Beispiel können historische Daten für jeden Zylinder in jeder Zone gespeichert sein. Wenn nicht genügend historische Daten für einen Zylinder in einer Zone vorhanden sind, können Daten von benachbarten Zonen interpoliert werden, um abzuschätzen, wie groß die aktuelle Intensität sein sollte. Alternativ können Anfangswerte als historische Daten verwendet werden. Diese Anfangswerte können von Kalibriereinrichtungen bereitgestellt sein.
Wenn das Verarbeitungsmodul 302 Intensitätswerte für verschiedene Zylinder in verschiedenen Zonen empfängt, werden Statistiken in dem Statistikspeichermodul 304 aktualisiert. Das Statistikspeichermodul 304 kann von einem Servicetechniker manuell zurückgesetzt werden oder es kann von einer internen Diagnoseroutine automatisch zurückgesetzt werden. Zum Beispiel kann eine Diagnoseroutine ermitteln, dass Daten in dem Statistikspeichermodul 304 ungültig sind. Das Statistikspeichermodul 304 kann dann gelöscht und/oder auf kalibrierte Werte zurückgesetzt werden.
Das Verarbeitungsmodul 302 kann ermitteln, dass ein Klopfen aufgetreten ist, wenn der empfangene Intensitätswert mehr als eine vorbestimmte Anzahl von Standardabweichungen über dem Mittelwert für diesen Zylinder liegt, der in der aktuellen Zone arbeitet. Das Statistikspeichermodul 304 kann aktualisiert werden, wenn die empfangenen Intensitätswerte in einem vorbestimmten Bereich um den historischen Mittelwert liegen. Das Verarbeitungsmodul 302 kann ausgeben, ob ein Klopfen detektiert wurde, und kann die Intensität des Klopfens angeben, falls vorhanden.
Nun auf 4 Bezug nehmend ist eine graphische Darstellung beispielhafter Inhalte des Statistikspeichermoduls 304 dargestellt. Eine zweidimensionale Tabelle 400 kann ein Gitter aus Datenstrukturen umfassen, die durch den Zylinder und die Zone indiziert sind. Nur als Beispiel ist die Tabelle 400 mit vier Zylindern und 12 Zonen gezeigt. Nur als Beispiel können die 12 Zonen vier Drehzahlbereichen und drei Lastbereichen entsprechen. Anstatt, dass sie eine kollektive Zone auf der Grundlage der Drehzahl und der Last aufweist, kann die Tabelle 400 als eine dreidimensionale Tabelle implementiert sein, die durch den Zylinder, die Drehzahl und die Motorlast indiziert ist.
Eine beispielhafte Datenstruktur der Tabelle 400 ist bei 402 gezeigt. Die Datenstruktur 402 umfasst Mittelwerte und Standardabweichungswerte, mit welchen neue Intensitätswerte verglichen werden. Zudem umfasst die Datenstruktur 402 statistische Informationen, die zum Aktualisieren der Mittelwerte und der Standardabweichungswerte verwendet werden. Zum Beispiel kann die Datenstruktur 402 einen Zählerwert, eine laufende Summe, und eine laufende Summe der Quadrate umfassen. Wenn ein neuer Intensitätswert für die Datenstruktur 402 empfangen wird, wird das Zählerwertelement inkrementiert. Zudem kann das Summenelement um den Intensitätswert erhöht werden, während das Element der Summe der Quadrate um das Quadrat des Intensitätswertes erhöht wird.
Sobald das Zählerwertelement einen vorbestimmten Wert erreicht, wie etwa 1.000, können ein neuer Mittelwert und eine neue Standardabweichung berechnet und in der Datenstruktur 402 gespeichert werden. Durch Speichern der Summe und der Summe der Quadrate kann eine echte Standardabweichung berechnet werden. Das Zählerwertelement, das Summenelement, und das Element der Summe der Quadrate können dann zurückgesetzt werden, etwa auf Null.
Mit Bezug nun auf 5 stellt ein Flussdiagramm beispielhafte Schritte dar, die von dem Verarbeitungsmodul 302 von 3 ausgeführt werden. Die Steuerung beginnt mit Schritt 502, bei dem eine Variable C gleich der Nummer des Zylinders gesetzt wird, dessen Klopffenster als erstes auftritt. Die Steuerung fährt mit Schritt 504 fort, bei dem während des Klopffensters des Zylinders C eine oder mehrere FFTs ausgeführt werden.
Die Steuerung fährt mit Schritt 506 fort, bei dem die Steuerung eine Variable Z so setzt, dass sie eine Zahl ist, welche die aktuelle Motorbetriebszone darstellt. Zum Beispiel kann es M Drehzahlbereiche und N Motorlastbereiche geben, die M mal N Zonen erzeugen. Bei verschiedenen Implementierungen ist M gleich 17 und N ist gleich 4. Die Steuerung fährt mit Schritt 508 fort, bei dem ein Gesamtintensitätswert berechnet wird. Der Gesamtintensitätswert ist mit FFT_CZ beschriftet, um anzuzeigen, dass der Wert dem Zylinder C entspricht, der in der Zone Z arbeitet.
Die Steuerung fährt mit Schritt 510 fort, bei dem die Steuerung FFT_CZ mit gespeicherten Statistikwerten vergleicht. Wenn FFT_CZ zum Beispiel größer als der Intensitätsmittelwert für den aktuellen Zylinder und die aktuelle Zone (FFTAVE_CZ) plus einer vorbestimmten Anzahl (N) von Standardabweichungen (FFTSTD_CZ) ist, ermittelt die Steuerung, dass ein Klopfen aufgetreten ist. Wenn ein Klopfen detektiert wurde, geht die Steuerung zu Schritt 512 weiter; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 514 weiter.
Bei Schritt 512 werden das Auftreten von Klopfen und optional die Intensität des Klopfens signalisiert, und die Steuerung fährt mit Schritt 516 fort. Bei Schritt 516 wird die Variable C auf den Zylinder gesetzt, dessen Klopffenster als nächstes auftreten wird, und die Steuerung kehrt zu Schritt 504 zurück. Bei Schritt 518 ermittelt die Steuerung, ob FFT_CZ innerhalb von n2 Standardabweichungen vom Mittelwert liegt. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 516 weiter; andernfalls fährt die Steuerung mit Schritt 520 fort. Ein Intensitätswert kann zu klein sein, um ein Klopfen anzuzeigen, und dennoch zu groß, um in die Statistikwerte aufgenommen zu werden. Der Schritt 518 überprüft diese Bedingung, was bedeutet, dass n2 kleiner als n ist.
Bei Schritt 520 ermittelt die Steuerung, ob FFT_CZ kleiner als n3 Standardabweichungen unter dem Mittelwert ist. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 516 weiter; andernfalls fährt die Steuerung mit Schritt 522 fort. Der Schritt 520 schließt Intensitätswerte aus, die zu klein sind, um in die Statistikwerte aufgenommen zu werden. Der Wert n3 kann gleich dem Wert n2 gesetzt sein, um einen symmetrischen Bereich um den Mittelwert herum zu definieren.
Bei Schritt 522 wird eine weitere Prüfung ausgeführt. Die Steuerung ermittelt, ob die prozentuale Differenz zwischen FFT_CZ und einem für diese Zone angegebenen Mittelwert größer als die Grenze ist. Ein Mittelwert kann für jede Zone von einer Kalibriereinrichtung angegeben sein. Statt eine einzige Grenze zu verwenden, können sowohl eine positive Grenze als auch eine negative Grenze verwendet werden. Wenn die prozentuale Differenz außerhalb dieser Grenzen liegt, wird die Steuerung den Intensitätswert von der statistischen Analyse ausschließen.
Bei Schritt 524 wurde ermittelt, dass FFT_CZ akzeptabel ist und wird daher der Statistik hinzugefügt. Das Zählerwertelement für diesen Zylinder und diese Zone wird inkrementiert, während die Statistiken, wie etwa die Summe und die Summe der Quadrate, erhöht werden. Die Steuerung fährt mit Schritt 526 fort, bei dem der Zählerwert für den aktuellen Zylinder und die aktuelle Zone mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird, wie etwa 1.000. Wenn sie gleich sind, geht die Steuerung zu Schritt 528 weiter; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 516 weiter. Bei Schritt 528 werden ein neuer Mittelwert und eine neue Standardabweichung für den aktuellen Zylinder und die aktuelle Zone auf der Grundlage der letzten 1.000 Intensitätswerte berechnet. Die Steuerung fährt mit Schritt 530 fort, bei dem Count_CZ und Statistik_CZ zurückgesetzt werden, etwa auf Null. Die Steuerung fährt dann mit Schritt 516 fort.
Nun auf 6 Bezug nehmend ist eine beispielhafte Implementierung des Klopfdiagnosemoduls 252 dargestellt. Das Klopfdiagnosemodul 252 umfasst ein Klopfmodul 602. Das Klopfmodul 602 empfängt das Klopfdetektionssignal. Wenn das Klopfdetektionssignal empfangen wird, aktualisiert das Klopfmodul 602 entsprechende Zählerwerte in einem Zählermodul 604.
Das Zählermodul 604 kann einen Zählerwert von Klopfereignissen für jeden Sensor und für jeden Zylinder speichern. Eine beispielhafte Implementierung der Werte, die in dem Zählermodul 604 gespeichert sind, ist in 7 gezeigt. Wenn das Klopfdetektionssignal empfangen wird, inkrementiert das Klopfmodul 602 den Abtastzählerwert in dem Zählermodul 604. Der Abtastzählerwert wird für den Zylinder, dessen Klopffenster analysiert wurde, und für den Sensor, der diesem Zylinder entspricht, inkrementiert.
Wenn das Klopfdetektionssignal anzeigt, dass ein Klopfen detektiert wurde, inkrementiert das Klopfmodul 602 den Klopfzählerwert für diesen Zylinder und für diesen Sensor. Andernfalls lässt das Klopfmodul 602 die Klopfzählerwerte unverändert. Ein Klopfanalysemodul 610 analysiert die Abtastzählerwerte. Wenn einer der Abtastzählerwerte einen vorbestimmten Wert, wie etwa 100, erreicht, kann das Klopfanalysemodul 610 ermitteln, ob der detektierte Klopfbetrag in dieser Anzahl von Abtastwerten übermäßig ist.
Zum Beispiel kann das Klopfanalysemodul 610 den Klopfzählerwert durch den Abtastzählerwert dividieren. Wenn dieser Wert größer als ein Schwellenwert ist, wie etwa 20 Prozent, kann das Klopfanalysemodul 610 ermitteln, dass für diesen Sensor oder diesen Zylinder ein übermäßiger Klopffehler aufgetreten ist. Dieser Fehler wird an ein Gegenmaßnahmenmodul 612 gemeldet. Das Gegenmaßnahmenmodul 612 kann auf der Grundlage der Fehlerinformation einen Störungscode erzeugen.
Nur als Beispiel kann das Gegenmaßnahmenmodul 612 einen Code erzeugen, der anzeigt, dass ein Klopfdetektionsproblem vorhanden ist, ohne den genauen detektierten Fehler anzugeben. Ein einziger Code kann einem Fehler bei einem beliebigen der Zylinder entsprechen und separate Codes können für jeden der Sensoren verwendet werden.
Ein Modul 620 für einen nicht normalen Bereich empfängt Rohdaten, etwa von dem Klopfdetektionsmodul 250. Die Rohdaten können den einzelnen Intensitätswert von dem Datenreduktionsmodul 310 umfassen. Alternativ können die Rohdaten von dem DSP-Modul 244 empfangen werden. Zum Beispiel umfassen die Rohdaten bei einem Modus, der als Verhaltensdiagnose bezeichnet wird, den Ausgang des Datenreduktionsmoduls 310. Bei einem Modus, der offene Diagnose genannt wird, können die Rohdaten Daten von dem DSP-Modul 244 umfassen, welche anders reduziert werden können, als dies gegenwärtig von dem Datenreduktionsmodul 310 getan wird.
Auf der Grundlage der Rohdaten ermittelt das Modul 620 für einen nicht normalen Bereich, ob die Rohdaten in einem angegebenen Bereich liegen. Zum Beispiel ermittelt das Modul 620 für einen nicht normalen Bereich für einen einzelnen Intensitätswert, ob dieser einzelne Intensitätswert in einem angegebenen Bereich liegt. Der angegebene Bereich kann eine Obergrenze und eine Untergrenze umfassen und kann aus einer Tabelle geholt werden, die mit der Zone indiziert ist. Die Rohdaten können außerhalb des angegebenen Bereichs liegen, wenn der Klopfsensor angeschlossen ist (nicht offen), aber nicht korrekt in dem Motor installiert ist. Wenn dies passiert, wird der Klopfsensor ein Signal liefern, aber nicht innerhalb des angegebenen Bereichs, der dem Motorklopfen entspricht.
Wenn das Modul 620 für einen nicht normalen Bereich ermittelt, dass ein Wert außerhalb des angegebenen Bereichs liegt, werden die entsprechenden Zählerwerte für einen nicht normalen Bereich in dem Zählermodul 604 sowohl für den Sensor als auch den Zylinder inkrementiert. Dies kann gleichzeitig mit dem Betrieb des Klopfmoduls 602 auftreten und daher wurde der Abtastzählerwert bereits von dem Klopfmodul 602 inkrementiert.
Ein Bereichsanalysemodul 622 wertet die Abtastzählerwerte aus und wenn einer der Abtastzählerwerte einen vorbestimmten Wert erreicht, ermittelt das Bereichsanalysemodul 622, ob der zugehörige Zählerwert für einen nicht normalen Bereich zu hoch ist. Wenn dem so ist, wurde ein Fehler für einen nicht normalen Bereich erkannt und diese Information wird an das Gegenmaßnahmenmodul 612 geliefert.
Ein Modul 630 für niedrige Schwankungen ermittelt, ob die Schwankung zwischen Abtastpunkten der Rohdaten zu gering ist. Eine ungenügende Schwankung kann anzeigen, dass der Sensor nicht angeschlossen ist oder nicht korrekt funktioniert, weil ein gewisser Schwankungsbetrag in den Daten für einen korrekt arbeitenden Sensor erwartet wird. Das Modul 630 für niedrige Schwankungen kann daher vorherige Rohdaten speichern, so dass diese mit den aktuellen Rohdaten verglichen werden können.
Eine Schwankung bei den Rohdaten kann auf mehrere Weisen analysiert werden. Zum Beispiel kann der Mittelwert der Schwankungen zwischen einer Anzahl von Rohdatenpunkten mit einem Schwellenwert verglichen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann dieser Mittelwert ein gleitender Mittelwert sein oder kann ein Mittelwert sein, der über sich nicht überschneidende Intervalle geführt wird.
Nur als Beispiel, und wie in 7 gezeigt ist, kann eine Schwankungssumme in dem Zählermodul 604 mitgeführt werden. Ein Schwankungsanalysemodul 632 kann die Abtastzählerwerte kontrollieren und die Schwankungssumme analysieren, wenn ein vorbestimmter Abtastzählerwert, wie etwa sechs, erreicht ist. Die Schwankungssumme kann dann durch die Anzahl von gemessenen Schwankungen dividiert werden, um den Schwankungsmittelwert zu ermitteln. Bei einem Abtastzählerwert von sechs wurden fünf Schwankungen zwischen diesen sechs Werten gemessen.
Wenn der Schwankungsmittelwert unter einem vorbestimmten Schwellenwert hegt, kann das Schwankungsanalysemodul 632 ein Fehlersignal an das Gegenmaßnahmenmodul 612 übertragen. Der vorbestimmte Schwellenwert kann von der Drehzahl und der Motorlast abhängen. Bei verschiedenen Implementierungen können das Klopfanalysemodul 610, das Bereichsanalysemodul 622 und das Schwankungsanalysemodul 632 eine Modulo-Operation auf den Abtastzählerwert ausführen. Zum Beispiel kann das Klopfanalysemodul 610 den Abtastzählerwert Modulo 100 mit Null vergleichen. Dieser Ausdruck wird alle 100 Abtastwerte gleich Null werden. Das Klopfanalysemodul 610 kann daher jede Gruppe von 100 Zylinderzündereignissen auswerten.
Nun mit Bezug auf 8A–8B stellt ein Flussdiagramm beispielhafte Schritte dar, die von dem Klopfdiagnosemodul 252 ausgeführt werden. Die Steuerung beginnt mit Schritt 702, bei dem Zähler initialisiert werden. Die Steuerung fährt mit Schritt 704 fort, bei dem die Steuerung auf ein Zylinderzündereignis wartet. Wenn ein Zylinderzündereignis vergangen ist, fährt die Steuerung mit Schritt 706 fort; in der Zwischenzeit bleibt die Steuerung bei Schritt 704. Bei Schritt 706 inkrementiert die Steuerung den Abtastzählerwert für den Zylinder, der ein Zündereignis aufweist, und für den Sensor, der diesem Zylinder entspricht.
Die Steuerung fährt mit Schritt 708 fort, bei dem die Steuerung ermittelt, ob ein Klopfen detektiert wurde, etwa durch das Klopfdetektionsmodul 250. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 710 weiter; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 712 weiter. Bei Schritt 710 werden die Klopfzählerwerte für den Zylinder und den Sensor inkrementiert und die Steuerung fährt mit Schritt 712 fort. Bei Schritt 712 ermittelt die Steuerung, ob ein Abtastzählerwert für den aktuellen Zylinder Modulo 100 gleich Null ist. Wenn dem so ist, sind 100 Abtastungen durchgeführt worden und die Steuerung geht zu Schritt 714 weiter; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 716 weiter. Der Wert 100 ist nur zu Veranschaulichungszwecken verwendet.
Bei Schritt 714 ermittelt die Steuerung, ob der Klopfzählerwert für diesen Zylinder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wie etwa 20. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 718 weiter; andernfalls fährt die Steuerung mit Schritt 716 fort. Ein Wert von 20 bei 100 Zylinderereignissen entspricht einem Klopfprozentsatz von 20%, was höher als erwartet wäre, selbst für einen stark klopfenden Motor. Bei Schritt 718 wird ein Zylinderstörungscode gesetzt und die Steuerung kehrt zu Schritt 704 zurück.
Bei Schritt 716 ermittelt die Steuerung, ob der Abtastzählerwert für den Sensor Modulo 100 gleich Null ist. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 720 weiter; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 722 von 8B über die Verknüpfung A weiter. Bei Schritt 720 ermittelt die Steuerung, ob der Klopfzählerwert für diesen Sensor größer als 20 ist. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 724 weiter; andernfalls fährt die Steuerung mit Schritt 722 von 8B fort. Bei Schritt 724 setzt die Steuerung den Störungscode für den aktuellen Sensor. Die Steuerung kehrt dann zu Schritt 704 zurück.
Nun mit Bezug auf 8B ermittelt die Steuerung bei Schritt 722, ob die Rohdaten außerhalb des angegebenen Rauschbereichs für die aktuelle Zone liegen. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 726 weiter; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 728 weiter. Bei Schritt 726 inkrementiert die Steuerung die Bereichszählerwerte für den aktuellen Zylinder und den aktuellen Sensor. Die Steuerung fährt dann mit Schritt 728 fort.
Bei Schritt 728 ermittelt die Steuerung, ob der Abtastzählerwert für den Zylinder Modulo 20 gleich Null ist. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 730 weiter; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 732 weiter. Bei Schritt 730 ermittelt die Steuerung, ob der Bereichszählerwert für den Zylinder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, wie etwa fünf. Wenn dem so ist, fährt die Steuerung mit Schritt 734 fort; andernfalls fährt die Steuerung mit Schritt 732 fort. Bei Schritt 734 setzt die Steuerung den Zylinderstörungscode und die Steuerung kehrt zu Schritt 704 von 8A zurück.
Bei Schritt 732 ermittelt die Steuerung, ob der Abtastzählerwert für den Sensor Modulo 20 gleich Null ist. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 736 weiter; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 738 weiter. Bei Schritt 736 ermittelt die Steuerung, ob der Bereichszählerwert für den Sensor größer als fünf ist. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 740 weiter; andernfalls fährt die Steuerung mit Schritt 738 fort. Bei Schritt 740 setzt die Steuerung den Sensorstörungscode für den aktuellen Sensor und die Steuerung kehrt zu Schritt 704 zurück.
Bei Schritt 738 inkrementiert die Steuerung die Schwankungssumme um die Differenz zwischen den Rohdaten und den vorherigen Rohdaten. Bei verschiedenen Implementierungen kann die Schwankungssumme ein skalarer Wert sein, wenn die Rohdaten aus einem einzigen Intensitätswert bestehen. Die Steuerung fährt mit Schritt 742 fort, bei dem die aktuellen Rohdaten als vorherige Rohdaten für den nächsten Durchlauf gespeichert werden. Die Steuerung fährt mit Schritt 744 fort.
Bei Schritt 744 ermittelt die Steuerung, ob der Abtastzählerwert für den Zylinder Modulo sechs gleich Null ist. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 746 weiter; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 748 weiter. Bei Schritt 746 ermittelt die Steuerung, ob die Schwankungssumme dividiert durch fünf kleiner als ein Schwellenwert ist. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 750 weiter; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 752 weiter. Bei Schritt 750 wird die Schwankungssumme zurückgesetzt und die Steuerung fährt mit Schritt 754 fort.
Bei Schritt 754 wird der Zylinderstörungscode gesetzt und die Steuerung kehrt zu Schritt 704 zurück. Bei Schritt 752 wird die Schwankungssumme zurückgesetzt und die Steuerung fährt mit Schritt 748 fort. Bei Schritt 748 wird der Abtastzählerwert für den Sensor Modulo sechs mit Null verglichen. Wenn er gleich Null ist, geht die Steuerung zu Schritt 756 weiter; andernfalls kehrt die Steuerung zu Schritt 704 zurück. Bei Schritt 756 ermittelt die Steuerung, ob die Schwankungssumme dividiert durch fünf kleiner als ein Schwellenwert ist. Wenn dem so ist, geht die Steuerung zu Schritt 758 weiter; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 762 weiter. Nach sechs Abtastungen wurden nur fünf Schwankungen zwischen den sechs Abtastwerten ermittelt, und daher wird fünf als der Teiler verwendet.
Bei Schritt 758 wird die Schwankungssumme für diesen Sensor zurückgesetzt und die Steuerung fährt mit Schritt 762 fort. Bei Schritt 760 wird der Störungscode für diesen Sensor gesetzt und die Steuerung kehrt zu Schritt 704 zurück. Bei Schritt 760 setzt die Steuerung die Schwankungssumme für diesen Sensor zurück und die Steuerung kehrt zu Schritt 704 zurück. Die in 8A–8B verwendeten Zahlen sind nur als Beispiele gezeigt und können höher oder niedriger sein und können auf aktuellen Betriebsbedingungen basieren, wie etwa der Motorlast und der Drehzahl.
Obwohl es nicht als ein Schritt gezeigt ist, können die Sensorstörungscodes und der Zylinderstörungscode nach einer vorbestimmten Zeitspanne gelöscht werden. Dies muss nicht unbedingt dazu führen, dass das Zündfunkensteuerungsmodul 226 sich wieder vollständig auf das Klopfsteuerungssystem verlässt. Wenn die Störungscodes jedoch gelöscht bleiben, kann das System die korrekte Funktion wieder aufgenommen haben.
Fachleute können nun aus der vorstehenden Beschreibung entnehmen, dass die breiten Lehren der Offenbarung in einer Vielzahl von Formen implementiert werden können. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele umfasst, soll daher der wahre Umfang der Offenbarung nicht darauf begrenzt sein, da sich dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche weitere Modifikationen offenbaren werden.

Claims

Klopfdiagnosemodul, das umfasst: ein Klopfmodul, das einen Abtastzählerwert inkrementiert, wenn ein Zylinderzündsignal empfangen wird, das einem ersten Zylinder entspricht, und das selektiv einen Klopfzählerwert auf der Grundlage eines Klopfdetektionssignals inkrementiert, das dem Zylinderzündsignal des ersten Zylinders entspricht; ein Klopfanalysemodul, das den Klopfzählerwert des ersten Zylinders analysiert, wenn der Abtastzählerwert des ersten Zylinders einen vorbestimmten Wert erreicht, und das ein Signal für übermäßiges Klopfen selektiv erzeugt, wenn der Klopfzählerwert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet; und ein Gegenmaßnahmenmodul, das auf der Grundlage des Signals für übermäßiges Klopfen eine Gegenmaßnahme ausführt.
Klopfdiagnosemodul nach Anspruch 1, wobei die Gegenmaßnahme verhindert, dass ein Zündfunkensteuerungsmodul den Zündzeitpunkt über einen vorbestimmten Schwellenwert hinaus vorverstellt.
Klopfdiagnosemodul nach Anspruch 2, wobei die Gegenmaßnahme ferner umfasst, dass ein Störungscode erzeugt wird.
Klopfdiagnosemodul nach Anspruch 1, das ferner ein Zählermodul umfasst, das den Abtastzählerwert und den Klopfzählerwert des ersten Zylinders auf der Grundlage des Klopfdetektionssignals speichert.
Klopfdiagnosemodul nach Anspruch 1, das ferner ein Modul für einen nicht normalen Bereich umfasst, welches Klopfdaten empfängt und einen Zählerwert für einen nicht normalen Bereich selektiv inkrementiert, wenn die Klopfdaten außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen.
Klopfdiagnosemodul nach Anspruch 5, das ferner ein Bereichsanalysemodul umfasst, welches ein Signal für einen nicht normalen Bereich selektiv erzeugt, wenn ein Zählerwert für einen nicht normalen Bereich einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Klopfdiagnosemodul nach Anspruch 6, wobei das Gegenmaßnahmenmodul eine Gegenmaßnahme auf der Grundlage des Signals für einen nicht normalen Bereich ausführt.
Klopfdiagnosemodul nach Anspruch 1, das ferner ein Modul für niedrige Schwankungen umfasst, das einen Zählerwert für niedrige Schwankungen selektiv inkrementiert, wenn eine Schwankung bei den Klopfdaten unter einem vorbestimmten Wert liegt.
Klopfdiagnosemodul nach Anspruch 8, wobei das Modul für niedrige Schwankungen aktuelle Klopfdaten, die einem aktuellen Zylinderzündereignis entsprechen, mit vorherigen Klopfdaten, die einem vorherigen Zylinderzündereignis entsprechen, vergleicht und den Zählerwert für niedrige Schwankungsereignisse selektiv inkrementiert, wenn die Schwankung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Klopfdiagnosemodul nach Anspruch 9, das ferner ein Analysemodul für niedrige Schwankungen umfasst, welches ein Signal für niedrige Schwankungen selektiv erzeugt, wenn ein Schwankungsmittelwert unter einem vorbestimmten Wert liegt, und wobei das Gegenmaßnahmenmodul eine Gegenmaßnahme auf der Grundlage des Signals für niedrige Schwankungen selektiv ausführt.
Verfahren zur Klopfdetektion, das umfasst, dass: ein Abtastzählerwert inkrementiert wird, wenn ein Zylinderzündsignal empfangen wird, das einem ersten Zylinder entspricht, und ein Klopfzählerwert auf der Grundlage eines Klopfdetektionssignals, das dem Zylinderzündsignal des ersten Zylinders entspricht, selektiv inkrementiert wird; der Klopfzählerwert des ersten Zylinders analysiert wird, wenn der Abtastzählerwert des ersten Zylinders einen vorbestimmten Wert erreicht, und ein Signal für übermäßiges Klopfen selektiv erzeugt wird, wenn der Klopfzählerwert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet; und eine Gegenmaßnahme auf der Grundlage des Signals für übermäßiges Klopfen selektiv ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Gegenmaßnahme verhindert, dass ein Zündfunkensteuerungsmodul den Zündzeitpunkt über einen vorbestimmten Schwellenwert hinaus vorverstellt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Gegenmaßnahme ferner umfasst, dass ein Störungscode erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass: der Abtastzählerwert und der Klopfzählerwert des ersten Zylinders auf der Grundlage des Klopfdetektionssignals gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass: Klopfdaten empfangen werden und ein Zählerwert für einen nicht normalen Bereich selektiv inkrementiert wird, wenn die Klopfdaten außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst, dass: ein Signal für einen nicht normalen Bereich selektiv erzeugt wird, wenn ein Zählerwert für einen nicht normalen Bereich einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Gegenmaßnahmenmodul eine Gegenmaßnahme auf der Grundlage des Signals für einen nicht normalen Bereich ausführt.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass: ein Zählerwert für niedrige Schwankungen selektiv inkrementiert wird, wenn eine Schwankung bei den Klopfdaten unter einem vorbestimmten Wert liegt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Modul für niedrige Schwankungen aktuelle Klopfdaten, die einem aktuellen Zylinderzündereignis entsprechen, mit vorherigen Klopfdaten, die einem vorherigen Zylinderzündereignis entsprechen, vergleicht und den Zählerwert für niedrige Schwankungsereignisse selektiv inkrementiert, wenn die Schwankung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 19, das ferner umfasst, dass: ein Signal für niedrige Schwankungen selektiv erzeugt wird, wenn ein Schwankungsmittelwert unter einem vorbestimmten Wert liegt; und eine Gegenmaßnahme auf der Grundlage des Signals für niedrige Schwankungen selektiv ausgeführt wird.