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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Kraftmaschinensensorsysteme und insbesondere Systeme und Verfahren zur Fehlerdetektion für Zylinderdruckklopfsensoren einer Kraftmaschine.
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HINTERGRUND
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Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck einer 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.
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Brennkraftmaschinen saugen Luft durch einen Lufteinlass in einen Ansaugkrümmer ein. Die Luft wird mit Kraftstoff vermischt, um ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff (A/F-Gemisch) auszubilden. Das A/F-Gemisch wird in Zylindern verbrannt, um Kolben anzutreiben, welche eine Kurbelwelle drehend antreiben, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen.
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Bei bestimmten Bedingungen kann ein Kraftmaschinenklopfen auftreten. Das Kraftmaschinenklopfen entspricht einer Vibration, die aus einer ungesteuerten Verbrennung in der Zylinderkammer resultiert. Ein Kraftmaschinenklopfen über eine anhaltende Zeitspanne hinweg führt beispielsweise zu einer Beschädigung an Kolben, Zylinderringen und/oder Auslassventilen. Außerdem erhöht ein Kraftmaschinenklopfen Geräusche/Vibrationen/Rauigkeit (NVH). Ein Kraftmaschinensteuersystem kann eine Klopfdetektion implementieren, um ein Kraftmaschinenklopfen zu detektieren, zu verringern und/oder zu verhindern, wodurch die Leistung der Kraftmaschine und die Fahrbarkeit des Fahrzeugs verbessert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Steuersystem enthält einen Zylinderdrucksensor (CPS), der einen Zylinderdruck einer Kraftmaschine erfasst und auf der Grundlage des Zylinderdrucks ein CPS-Signal erzeugt. Ein CPS-Fehlerdetektionsmodul erzeugt selektiv ein Fehlersignal auf der Grundlage von Eigenschaften des CPS-Signals in einem Klopffrequenzbereich. Ein Statusdetektionsmodul erzeugt ein CPS-Statussignal auf der Grundlage des CPS-Signals und des Fehlersignals.
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Ein Verfahren umfasst, dass ein Zylinderdrucksensor (CPS) verwendet wird, dass ein Zylinderdruck einer Kraftmaschine erfasst wird und auf der Grundlage des Zylinderdrucks ein CPS-Signal erzeugt wird, dass ein Fehlersignal auf der Grundlage von Eigenschaften des CPS-Signals in einem Klopffrequenzbereich selektiv erzeugt wird und dass ein CPS-Statussignal auf der Grundlage des CPS-Signals und des Fehlersignals erzeugt wird.
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Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der hier nachstehend bereitgestellten genauen Beschreibung. Es versteht sich, dass die genaue Beschreibung und spezielle Beispiele nur zur Darstellung gedacht sind und den Schutzumfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, wobei:
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1 ein Funktionsblockdiagramm eines Kraftmaschinensystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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2 ein Funktionsblockdiagramm eines Steuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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3 ein Funktionsblockdiagramm eines Zylinderdrucksensor-Fehlerdetektionsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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4 ein Leistungsspektrumsdiagramm für einen Zylinderdrucksensor ist; und
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5 ein Flussdiagramm eines Klopfdetektionsdiagnoseverfahrens ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist rein beispielhaft und ist keinesfalls dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten einzuschränken. Der Klarheit halber werden gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Bei der Verwendung hierin soll der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
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Bei der Verwendung hierin kann der Begriff ”Modul” eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, eine kombinatorische Logikschaltung, ein im Feld programmierbares Gatearray (FPGA), einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code ausführt, andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen, oder eine Kombination aus einigen oder allen vorstehenden, wie etwa bei einem System-On-Chip, bezeichnen, ein Teil davon sein oder diese enthalten. Der Begriff ”Modul” kann einen Speicher umfassen (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der einen Code speichert, der von dem Prozessor ausgeführt wird.
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Der Begriff ”Code” kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Mikrocode umfassen und kann Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte bezeichnen. Der Begriff ”gemeinsam genutzt” bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzigen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen von einem einzigen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Begriff ”Gruppe” bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren ausgeführt werden kann. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
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Ein Klopfdetektionssystem für eine Kraftmaschine kann einen Klopfsensor (oder einen Klopfsensor für jeden Zylinder der Kraftmaschine) und eine Klopfdetektionsschaltung umfassen. Typischerweise wendet der Klopfsensor einen Beschleunigungsmesser an, um ein Kraftmaschinenklopfen zu detektieren. Der Klopfsensor erzeugt ein analoges Spannungssignal auf der Grundlage der Intensität des Kraftmaschinenklopfens. Die Klopfdetektionsschaltung verarbeitet das Klopfsignal, um das Kraftmaschinenklopfen zu detektieren.
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Ein Fahrzeug kann einen Zylinderdrucksensor (CPS) enthalten, um einen Druck in Zylindern der Kraftmaschine zu überwachen. Ein Klopfdetektionssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet einen CPS zum Detektieren eines Kraftmaschinenklopfens. Beispielsweise empfängt das Klopfdetektionssystem ein CPS-Signal vom CPS und detektiert ein Kraftmaschinenklopfen auf der Grundlage des CPS-Signals. Ferner misst das Klopfdetektionssystem eine Spektralleistung in einem Verbrennungsfrequenzbereich des CPS-Signals, um die Fähigkeit des CPS zum Detektieren eines Kraftmaschinenklopfens zu diagnostizieren. Beispielsweise stellt das Klopfdetektionssystem fest, ob sich eine Bandbreite des CPS auf ein Niveau verschlechtert hat, das zur Klopfdetektion ungeeignet ist.
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Mit Bezug nun auf 1 umfasst ein Fahrzeug 10 eine Kraftmaschine 12. Die Kraftmaschine 12 umfasst eine Vielzahl von Zylindern 14. Obwohl 6 Zylinder gezeigt sind, ist festzustellen, dass Implementierungen mit 3, 4, 5, 8, 10, 12 und 16 Zylindern ebenfalls verwendet werden können. Luft wird in die Kraftmaschine 12 durch einen Ansaugkrümmer 16 und eine Luftansaugleitung 18, die von einer Drosselklappe 20 geregelt wird, eingesaugt. Die Umgebungstemperatur von Luft, die in die Kraftmaschine 12 eingesaugt wird, kann unter Verwendung eines Ansauglufttemperatursensors (IAT-Sensors) 22 gemessen werden. Die Luft wird auf die Zylinder 14 verteilt und mit Kraftstoff aus dem (nicht gezeigten) Kraftstofftank kombiniert. Beispielsweise kann der Kraftstoff in die Zylinder 14 durch eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 24 eingespritzt werden.
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Das Gemisch aus Luft und Kraftstoff (A/F-Gemisch) in den Zylindern 14 wird durch (nicht gezeigte) Kolben verdichtet und durch eine Vielzahl von Zündkerzen 26 verbrannt. Die Verbrennung des A/F-Gemisches treibt die Kolben an, welche eine Kurbelwelle 28 drehend antreiben, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Ein Kraftmaschinendrehzahlsensor 30 misst eine Drehzahl der Kurbelwelle 28. Abgase werden aus den Zylindern 14 durch einen Abgaskrümmer 32 und ein Abgassystem 34 ausgestoßen.
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Ein Steuermodul 36 regelt einen Betrieb der Kraftmaschine 12. Nur als Beispiel kann das Steuermodul 36 die Drosselklappe 20 und die Kraftstoffeinspritzventile 24 steuern, um das A/F-Verhältnis in der Kraftmaschine 12 zu steuern. Nur als Beispiel kann das Steuermodul 36 die Zündkerzen 26 steuern, um den Zündzeitpunkt der Kraftmaschine 12 zu steuern.
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Ein CPS 38 erzeugt ein Zylinderdrucksignal auf der Grundlage des Drucks in einem oder mehreren der Zylinder 14 der Kraftmaschine 12. Obwohl ein CPS 38 gezeigt ist, kann auch eine Vielzahl von Zylinderdrucksensoren implementiert sein. Beispielsweise kann ein CPS für jeden der Zylinder 14 implementiert sein, um den Druck in den einzelnen Zylindern 14 zu messen. Das Steuermodul 36 empfängt das Zylinderdrucksignal vom CPS 38 und detektiert ein Kraftmaschinenklopfen auf der Grundlage des Zylinderdrucksignals. Ferner diagnostiziert das Steuermodul 36 die Fähigkeit des CPS 38 zum Detektieren eines Kraftmaschinenklopfens auf der Grundlage des Zylinderdrucksignals.
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Nur als Beispiel empfängt das Steuermodul 36 auch die IAT vom IAT-Sensor 22 und die Kraftmaschinendrehzahl vom Kraftmaschinendrehzahlsensor 30. Das Steuermodul 36 führt eine digitale Signalverarbeitung (DSP) des Zylinderdrucksignals auf der Grundlage eines erwarteten CPS-Signalverhaltens bei verschiedenen bekannten Kraftmaschinenparametern (nur als Beispiel die IAT und die Kraftmaschinendrehzahl) durch, um den CPS 38 zu diagnostizieren. Das Steuermodul 36 kann dann den Betrieb der Kraftmaschine 12 auf der Grundlage des Status des CPS 38 variieren. Beispielsweise kann das Steuermodul 36 eine Fehleranzeige (z. B. ein Kraftmaschinenprüflicht) aktivieren oder die Kraftstoffeinspritzventile 24 und die Zündkerzen 26 auf der Grundlage des Status des CPS 38 betätigen.
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Zusätzlich zum CPS 38 kann das Klopfdetektionssystem einen oder mehrere optionale Klopfsensoren 40 umfassen, um ein Kraftmaschinenklopfen zu detektieren. Nur als Beispiel kann der Klopfsensor 40 umfasst sein, um eine Redundanz bereitzustellen, wenn eine Fehlfunktion oder Verschlechterung verhindert, dass der CPS 38 ein Kraftmaschinenklopfen detektiert (d. h. wenn der CPS 38 fehlerbehaftet ist). Wenn das Fahrzeug 10 den optionalen Klopfsensor 40 umfasst, kann das Steuermodul 36 den Klopfsensor 40 verwenden, um ein Kraftmaschinenklopfen zu erfassen, statt den CPS 38 zu verwenden.
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Mit Bezug nun auf 2 ist das Steuermodul 36 in größerem Detail gezeigt. Das Steuermodul 36 umfasst ein analoges Filtermodul 42, welches das Zylinderdrucksignal von dem CPS 38 empfängt. Nur als Beispiel kann das analoge Filtermodul 42 ein analoges Filter erster Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 25 Hz sein. Das analoge Filtermodul 42 filtert das Zylinderdrucksignal und liefert das gefilterte Zylinderdrucksignal an ein Analog/Digital-Umsetzmodul (A/D-Umsetzmodul) 44. Das A/D-Umsetzmodul 44 setzt das analoge Zylinderdrucksignal in ein digitales Zylinderdrucksignal um. Nur als Beispiel kann das A/D-Umsetzmodul 44 ein digitales Signal mit einer minimalen Länge von 10 bit erzeugen.
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Ein Verstärkungs-/Dämpfungs-Modul 46 empfängt das digitale Zylinderdrucksignal. Das Verstärkungs-/Dämpfungs-Modul 46 kann eine Verstärkung auf das digitale Zylinderdrucksignal aufbringen. Das Verstärkungs-/Dämpfungs-Modul 46 kann das digitale Zylinderdrucksignal außerdem dämpfen. Nur als Beispiel kann das Aufbringen einer Verstärkung auf und/oder das Dämpfen des Zylinderdrucksignals die Genauigkeit der Diagnose des Zylinderdrucksensors 38 verbessern. Ein digitales Filtermodul 48 empfängt das Signal vom Verstärkungs-/Dämpfungs-Modul 46. Das digitale Filtermodul 48 führt eine digitale Filterung (z. B. DSP) des digitalen Zylinderdrucksignals durch. Nur als Beispiel kann das digitale Filtermodul 48 ein elliptisches Filter vierter Ordnung mit unendlicher Impulsantwort (IIR-Filter) mit einer Grenzfrequenz (Fc) von 20 Hz umfassen. Nur als Beispiel kann das digitale Filtermodul 48 alternativ zwei elliptische IIR-Filter zweiter Ordnung in Reihe umfassen, um die Systemstabilität zu verbessern. Ein Puffermodul 50 empfängt das gefilterte digitale Zylinderdrucksignal. Das Puffermodul 50 puffert das Zylinderdrucksignal vor einer Verarbeitung mit einer schnellen Fouriertransformation (FFT).
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Ein FFT-Modul 52 empfängt das Zylinderdrucksignal. Das FFT-Modul 52 erzeugt eine oder mehrere schnelle FFTs des Zylinderdrucksignals. Nur als Beispiel kann das FFT-Modul 52 FFTs mit 128 Punkten oder 256 Punkten erzeugen. Das FFT-Modul 52 kann mehr als eine FFT auf der Grundlage der Länge des Zylinderdrucksignals erzeugen (d. h. auf der Grundlage der Länge eines Klopffensters innerhalb des Zylinderdrucksignals). Als Beispiel kann ein längeres Zylinderdrucksignal mehr als eine FFT erfordern.
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Ein Klopfdetektionsmodul 54 empfängt die eine oder die mehreren FFTs. Das Klopfdetektionsmodul 54 detektiert ein Kraftmaschinenklopfen auf der Grundlage der einen oder der mehreren FFTs. Zum Beispiel bestimmt das Klopfdetektionsmodul 54 ein Kraftmaschinenklopfniveau auf der Grundlage der einen oder der mehreren FFTs. Das Klopfdetektionsmodul 54 erzeugt ein Klopfsteuersignal auf der Grundlage des Kraftmaschinenklopfniveaus (z. B., wenn das Kraftmaschinenklopfniveau einen vorbestimmten Kraftmaschinenklopfschwellenwert überschreitet). Das Klopfdetektionsmodul 54 kann außerdem ein Klopfsignal von dem optionalen Klopfsensor 40 empfangen, um ein Kraftmaschinenklopfen zu detektieren.
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Ein Klopfsteuermodul 56 empfängt das Klopfsteuersignal und steuert verschiedene Kraftmaschinenparameter auf der Grundlage des Kraftmaschinenklopfsignals. Beispielsweise kann das Klopfsteuermodul 56 die Kraftstoffeinspritzventile 22 und die Zündkerzen 24 steuern und/oder eine Fehleranzeige (z. B. ein Kraftmaschinenprüflicht) auf der Grundlage des Kraftmaschinenklopfsignals aktivieren.
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Ein CPS-Fehlerdetektionsmodul 58 empfängt die FFTs vom FFT-Modul 52. Das CPS-Fehlerdetektionsmodul 58 bestimmt einen Status des CPS 38 (z. B. eine Fähigkeit des CPS 38 zum Detektieren eines Kraftmaschinenklopfens) auf der Grundlage der einen oder der mehreren FFTs. Zum Beispiel bestimmt das CPS-Fehlerdetektionsmodul 58 eine Metrik der Spektralleistung für das Zylinderdrucksignal auf der Grundlage der FFTs und es bestimmt den Status des CPS 38 auf der Grundlage einer Metrik der Spektralleistung und eines oder mehrerer anderer Kraftmaschinenparameter. Die anderen Kraftmaschinenparameter können nur als Beispiel die Kraftmaschinendrehzahl und die Umgebungstemperatur (z. B. IAT) umfassen. Obwohl die Kraftmaschinendrehzahl und IAT in der gesamten vorliegenden Offenbarung als beispielhafte Kraftmaschinenparameter verwendet werden, ist festzustellen, dass die Kraftmaschinenparameter nicht auf die Kraftmaschinendrehzahl und IAT begrenzt sind. Andere Kraftmaschinenparameter können eine Kraftmaschinenlast umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt.
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Das CPS-Fehlerdetektionsmodul 58 kann Werte der Spektralleistung des Zylinderdrucksignals mit erwarteten Werten für die aktuelle Kraftmaschinendrehzahl und die aktuelle IAT vergleichen. Wenn die Werte der Spektralleistung den erwarteten Werten nicht entsprechen, kann das CPS-Fehlerdetektionsmodul 58 feststellen, dass der CPS 38 nicht in der Lage ist, ein Kraftmaschinenklopfen zu detektieren.
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Wenn das CPS-Fehlerdetektionsmodul 58 feststellt, dass der CPS 38 nicht in der Lage ist, ein Kraftmaschinenklopfen zu detektieren, führt das Steuermodul 36 eine Klopfsteuerung mit offener Schleife aus. Zum Beispiel kann das Steuermodul 36 versuchen, ein Kraftmaschinenklopfen auf der Grundlage von anderen Eingängen als der dem Ausgang des CPS 38 zu steuern. Beispielsweise kann das Steuermodul 36 die Kraftstoffeinspritzventile 24 und/oder die Zündkerzen 26 auf der Grundlage von vorbestimmten Einstellungen betätigen und/oder andere Sensoreingaben verwenden, um ein Kraftmaschinenklopfen zu detektieren. Beispielsweise können die anderen Sensoreingaben dem Klopfsensor 40 entsprechen.
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Mit Bezug nun auf 3 und 4 umfasst das CPS-Fehlerdetektionsmodul 58 ein Verbrennungsenergiebestimmungsmodul 62, ein Grenzproduktionsmodul 64, ein Fehlerbestimmungsmodul 66, ein Fehlerzählmodul 68 und ein Statusbestimmungsmodul 70.
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Das Verbrennungsenergiebestimmungsmodul 62 empfängt die eine oder die mehreren FFTs, die Kraftmaschinendrehzahl und die IAT. Das Verbrennungsenergiebestimmungsmodul 62 wählt die FFTs entsprechend einem Verbrennungsfrequenzbereich 72 und extrapoliert eine Metrik der Spektralleistung 74 auf der Grundlage der gewählten FFTs, der Kraftmaschinendrehzahl und der IAT. Die Metrik der Spektralleistung 74 umfasst einen Klopffrequenzbereich 76 (d. h. Frequenzen, die ein Kraftmaschinenklopfen anzeigen). Mit anderen Worten extrapoliert das Verbrennungsenergiebestimmungsmodul 62 eine vollständige Metrik der Spektralleistung 74 einschließlich des Klopffrequenzbereichs 76 auf der Grundlage von FFTs, welche dem Verbrennungsfrequenzbereich 72 entsprechen. Das Verbrennungsenergiebestimmungsmodul 62 kann die FFTs, die dem Klopffrequenzbereich 76 entsprechen, auch abtasten, filtern und/oder berechnen, um die Metrik der Spektralleistung 74 direkt zu bestimmen.
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Das Grenzproduktionsmodul 64 empfängt die eine oder die mehreren FFTs, welche der Metrik der Spektralleistung 74 entsprechen, die Kraftmaschinendrehzahl und die IAT und wählt entsprechend eine obere Spektralgrenze 78 und eine untere Spektralgrenze 80. Zum Beispiel kann das Grenzproduktionsmodul 64 einen Bereich von erwarteten Werten der Spektralleistung für gewählte FFTs, die Kraftmaschinendrehzahl und die IAT in einem Klopffrequenzbereich speichern. Die obere Spektralgrenze 78 und die untere Spektralgrenze 80 entsprechen oberen bzw. unteren Grenzwerten des Bereichs der erwarteten Werte. Nur als Beispiel kann das Grenzproduktionsmodul 64 eine Nachschlagetabelle enthalten, welche die oberen und unteren Spektralgrenzen für eine Vielzahl von FFTs, Kraftmaschinendrehzahlen und IATs speichert.
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Das Fehlerbestimmungsmodul 66 empfängt die obere Spektralgrenze 78, die untere Spektralgrenze 80 und die Metrik der Spektralleistung 74. Das Fehlerbestimmungsmodul 66 vergleicht die Metrik der Spektralleistung 74 im Klopffrequenzbereich 76 mit der oberen Spektralgrenze 78 und der unteren Spektralgrenze 80. Das Fehlerbestimmungsmodul sendet ein Fehlersignal, wenn die Metrik der Spektralleistung 74 im Klopffrequenzbereich 76 nicht durch die obere Spektralgrenze 78 und die untere Spektralgrenze 80 begrenzt ist (d. h. wenn Werte der Metrik der Spektralleistung 74 entweder die obere Spektralgrenze 78 oder die untere Spektralgrenze 80 überschreiten). Mit anderen Worten zeigt das Fehlersignal an, dass die Werte der Metrik der Spektralleistung 74 erwarteten Werten (z. B. im Klopffrequenzbereich 76) nicht entsprechen und es daher sein kann, dass der CPS 38 nicht in der Lage ist, ein Kraftmaschinenklopfen zu detektieren.
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Das Fehlerzählmodul 68 empfängt das Fehlersignal. Nur als Beispiel kann das Fehlerzählmodul 68 ferner einen Zähler vom X/Y-Typ (nicht gezeigt) enthalten. Das Fehlerzählmodul 68 zählt eine Anzahl während einer vorbestimmten Zeitspanne empfangener Fehlersignale. Nur als Beispiel kann die vorbestimmte Zeitspanne (d. h. ein Meldeintervall) 100 ms betragen. Das Fehlerzählmodul 68 bestimmt einen Fehlerzähler (d. h. die Anzahl von Fehlern) während eines Meldeintervalls und gibt den Fehlerzähler nach dem Meldeintervall aus. Der Fehlerzähler wird nach dem Meldeintervall zurückgesetzt.
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Das Statusbestimmungsmodul 70 empfängt den Fehlerzähler und bestimmt einen Status des CPS 38. Wenn der Fehlerzähler beispielsweise größer als ein vorbestimmter Fehlerzählerschwellenwert ist, kann das Statusbestimmungsmodul 70 feststellen, dass der CPS 38 ausgefallen ist und ein Ausgefallen-Statussignal erzeugen. Nur als Beispiel kann das Steuermodul 36 die Kraftstoffeinspritzventile 24 und/oder die Zündkerzen 26 auf der Grundlage von vorbestimmten Einstellungen betätigen und/oder andere Sensoreingaben (z. B. vom Klopfsensor 40) für einen Betrieb der Kraftmaschine 12 verwenden.
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Wenn der Fehlerzähler jedoch kleiner oder gleich dem vorbestimmten Fehlerzählerschwellenwert ist, kann das Statusbestimmungsmodul 70 feststellen, dass der CPS 38 korrekt funktioniert. Daher erzeugt das Statusbestimmungsmodul 70 ein Bestanden-Statussignal.
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Mit Bezug nun auf 5 beginnt ein Klopfdetektionsdiagnoseverfahren 200 bei 202. Bei 204 führt das Verfahren 200 eine digitale Signalverarbeitung auf dem Zylinderdrucksignal aus. Bei 206 erzeugt das Verfahren 200 eine oder mehrere schnelle Fouriertransformationen (FFTs) auf der Grundlage des verarbeiteten Zylinderdrucksignals. Bei 208 erzeugt das Verfahren 200 eine Metrik der Spektralleistung auf der Grundlage der FFTs im Kraftmaschinenverbrennungsbereich und von Kraftmaschinenparametern, die beispielsweise die Kraftmaschinendrehzahl und die IAT umfassen.
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Bei 210 erzeugt das Verfahren 200 die obere Spektralgrenze 78 und die untere Spektralgrenze 80 auf der Grundlage der FFTs, der Kraftmaschinendrehzahl und der IAT. Bei 212 vergleicht das Verfahren 200 die Metrik der Spektralleistung 74 mit der oberen Spektralgrenze 78 und der unteren Spektralgrenze 80. Wenn die Metrik der Spektralleistung 74 im Klopffrequenzbereich 76 zwischen der oberen Spektralgrenze 78 und der unteren Spektralgrenze 80 liegt, geht das Verfahren 200 zu 214 weiter. Wenn nicht, geht das Verfahren 200 zu 212 weiter.
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Bei 214 inkrementiert das Verfahren 200 den Fehlerzähler. Bei 216 bestimmt das Verfahren 200, ob das Meldezeitintervall abgelaufen ist. Nur als Beispiel kann das Meldezeitfenster 100 ms betragen. Wenn ja, kehrt das Verfahren 200 zu 208 zurück. Wenn nicht, geht das Verfahren zu 218 weiter.
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Bei 218 stellt das Verfahren 200 fest, ob der Fehlerzähler kleiner als ein vorbestimmter Fehlerzählerschwellenwert ist. Wenn nicht, geht das Verfahren 200 zu 220 weiter. Wenn ja, geht das Verfahren zu 222 weiter. Bei 222 stellt das Verfahren 200 fest, dass der CPS 38 korrekt funktioniert. Bei 224 betätigt das Verfahren 200 die Kraftstoffeinspritzventile 24 und/oder die Zündkerzen 26 auf der Grundlage des Zylinderdrucksignals und endet bei Schritt 228.
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Bei 220 stellt das Verfahren 200 fest, dass der CPS 38 ausgefallen ist (nur als Beispiel aufgrund einer Schaltungsunterbrechung, einer Verschlechterung des Leistungsspektrums des CPS 38 usw.). Bei 226 betätigt das Verfahren 200 die Kraftstoffeinspritzventile 24 und/oder die Zündkerzen 26 auf der Grundlage von vorbestimmten Einstellungen oder Eingaben von anderen Sensoren als dem CPS 38. Zum Beispiel können die anderen Sensoreingaben Beschleunigungsmesser (d. h. Klopfsensoren 40) an den Zylindern 14 sein. Das Verfahren 200 endet dann bei 228.
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Fachleute können nun aus der vorstehenden Beschreibung feststellen, dass die weitgefassten Lehren der Offenbarung in einer Vielfalt von Formen implementiert werden können. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele umfasst, soll daher der tatsächliche Schutzumfang der Offenbarung nicht darauf beschränkt sein, da sich dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche weitere Modifikationen offenbaren werden.
