DE102021200529A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems einer Brennkraftmaschine einer hybriden Antriebseinheit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems einer Brennkraftmaschine (120) einer hybriden Antriebseinheit (110), wobei die Antriebseinheit (110) die Brennkraftmaschine (110) und eine Elektromaschine (140) als Antriebsaggregate der Antriebseinheit (110) aufweist, wobei die Brennkraftmaschine (110) einen Klopfsensor (230) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Betreiben der hybriden Antriebseinheit (110);
- Erfassen eines Messsignals (240) mit dem Klopfsensor (230), das charakteristisch für Schwingungen der Brennkraftmaschine (120) ist;
- Erfassen einer Betriebsart der Antriebseinheit (110), wobei die Betriebsart angibt, welches Antriebsaggregat zum Betrieb der hybriden Antriebseinheit (110) angesteuert wird;
- Bereitstellen eines erwarteten Vergleichswerts, wobei der erwartete Vergleichswert in Abhängigkeit der erfassten Betriebsart bereitgestellt wird;
- Vergleichen des Messsignals (240) des Klopfsensors (230) mit dem erwarteten Vergleichswert.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems einer Brennkraftmaschine einer hybriden Antriebseinheit, wobei die Antriebseinheit die Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine als Antriebsaggregate der Antriebseinheit aufweist.
  • In modernen Antriebseinheiten beispielsweise von Kraftfahrzeugen können parallele Hybridantriebe verwendet werden. Der parallele Hybridantrieb als Antriebseinheit weist die Brennkraftmaschine und die Elektromaschine auf, die zur gleichen Zeit für den Antrieb des Kraftfahrzeugs sorgen können. In diesem Fall sind die Brennkraftmaschine und die Elektromaschine durch eine geschlossene Kupplung miteinander verbunden und tragen beide ihren Teil zur benötigten Gesamtleistung der Antriebseinheit bei. Sollte in diesem Fall einer der beiden Motoren ausfallen, kann die verlorene Leistung durch den anderen, nicht ausgefallenen, Antriebsaggregat, beispielsweise die Brennkraftmaschine oder die Elektromaschine, kompensiert werden.
  • Tritt in dieser Konfiguration ein Komplettausfall eines Zündsystems der Brennkraftmaschine auf, z. B. durch einen Schaden am Spannungsversorgungskabel oder an einer elektrischen Sicherung kann die Elektromaschine die fehlende Leistung der ausbleibenden Verbrennung der Brennkraftmaschine kompensieren und schleppt die Brennkraftmaschine über die geschlossene Kupplung mit. Die Brennkraftmaschine dreht sich dementsprechend weiter.
  • Bei herkömmlichen Zündungssystemen von Brennkraftmaschinen wird eine Versorgungsspannung für Zündspulen nicht über die Motorsteuerung, sondern direkt über einen Fahrzeugkabelbaum bzw. von einer Batterie hergeführt. Von daher kann ein Ausfall der Versorgungsspannung und damit der Zündspulen nicht direkt elektrisch diagnostiziert werden.
  • Auch herkömmliche Erkennungsalgorithmen, wie z. B. eine Aussetzererkennung über die Motorlaufunruhe, können einen Fehler im Zündungssystem der geschleppten Brennkraftmaschine nicht wahrnehmen, da die Fehlfunktion sich gleich auf alle Zylinder verteilt, und die Brennkraftmaschine gleichmäßig von der Elektromaschine angetrieben bzw. geschleppt wird. Dementsprechend entsteht durch den Fehler im Zündungssystem keine Veränderung der Laufunruhe, die mit einer derartigen Erkennungsfunktion ermittelt werden könnte.
  • Das anhaltende Drehen der Brennkraftmaschine ohne erkannten Fehler in der Motorsteuerung, sorgt dafür, dass für das Verbrennungssystem ein ordnungsgemäßer Zustand vorliegt und alle weiteren Berechnungen normal fortgeführt werden. Kritisch ist in erster Linie, dass weiterhin Kraftstoff in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Eine anhaltende Einspritzung von Kraftstoff ohne stattfindende Verbrennung sorgt nicht nur für ein emissionsschädigendes Verhalten ohne entsprechenden Fehlerantrag und aufleuchten einer Warnlampe, sondern auch für ein gefährliches exothermisches Verhalten im Abgassystem bis hin zu potentiellen Selbstentflammungen in einem Abgaskatalysator. Bauteilschäden im Abgassystem und im Extremfall auch ein Fahrzeugbrand können eine Folge sein.
  • Bei herkömmlichen Antriebseinheiten ohne Hybridsystem führt ein Komplettausfall des Zündungssystems dazu, dass die Brennkraftmaschine innerhalb kürzester Zeit zum Stehen kommt. Es kommt also zu keinen gefährlichen Zuständen in dem Abgassystem und der Fehler kann im Anschluss manuell durch eine Fachkraft festgestellt werden.
  • Hybridfahrzeuge können alternativ, eine verteilte Spannungsversorgung der Zündungsspulen mit Rückmeldefunktion (sog. Smart-Coils) verwenden. In diesen Fällen kann der Fehler durch die herkömmliche Diagnose der Motorsteuerung diagnostiziert werden. Die Konfiguration von Hybridfahrzeugen mit nur einer Versorgungsleitung für das Zündungssystem und herkömmlichen Zündspulen ist allerdings weit verbreitet. In diesem Fall kann bisher keine entsprechende Fehlererkennung durch die Motorsteuerung erfolgen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der ein zuverlässiges Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems einer Brennkraftmaschine einer hybriden Antriebseinheit möglich ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems einer Brennkraftmaschine einer hybriden Antriebseinheit, wobei die Antriebseinheit die Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine als Antriebsaggregate der Antriebseinheit aufweist, wobei die Brennkraftmaschine einen Klopfsensor aufweist, die nachfolgend aufgezählten Schritte auf. Die hybride Antriebseinheit weist als Antriebsaggregate die Brennkraftmaschine und die Elektromaschine auf. Der Klopfsensor ist in der Brennkraftmaschine angeordnet und ist dazu ausgebildet Verbrennungsanomalien, wie zum Beispiel eine klopfende Verbrennung der Brennkraftmaschine zu detektieren.
    • - Betreiben der hybriden Antriebseinheit, wobei die Brennkraftmaschine, die Elektromaschine oder beide Antriebsaggregate die Antriebseinheit antreiben können. Die hybride Antriebseinheit kann demgemäß mittels der Brennkraftmaschine allein, mittels der Elektromaschine allein oder mittels einer Kombination aus der Brennkraftmaschine und der Elektromaschine angetrieben werden.
    • - Erfassen eines Messsignals mit dem Klopfsensor, das charakteristisch für Schwingungen der Brennkraftmaschine ist. Der Klopfsensor ist dementsprechend dazu eingerichtet die Schwingungen der Brennkraftmaschine, welche beispielsweise durch die Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine herrühren, zu erfassen.
    • - Erfassen einer Betriebsart der Antriebseinheit, wobei die Betriebsart angibt, welches Antriebsaggregat zum Betrieb der hybriden Antriebseinheit angesteuert wird. Die Betriebsart kann dementsprechend beispielsweise darin bestehen, dass die Antriebseinheit mittels der Brennkraftmaschine allein, mittels der Elektromaschine allein oder mittels der Kombination der Brennkraftmaschine und der Elektromaschine angetrieben wird.
    • - Bereitstellen eines erwarteten Vergleichswerts, wobei der erwartete Vergleichswert in Abhängigkeit der erfassten Betriebsart bereitgestellt wird. Der erwartete Vergleichswert unterscheidet sich dementsprechend in Abhängigkeit von der erfassten Betriebsart. Ist die erfasste Betriebsart beispielsweise ein Betrieb der Antriebseinheit lediglich mit der Brennkraftmaschine, so weist der erwartete Vergleichswert entsprechende charakteristische Parameter oder Eigenschaften auf. Ist die erfasste Betriebsart beispielsweise der Betrieb der Antriebseinheit lediglich mittels der Elektromaschine, so weist der erwartete Vergleichswert entsprechende Eigenschaften oder Parameter auf. Ist die erfasste Betriebsart beispielsweise der Betrieb der Antriebseinheit mit der Brennkraftmaschine und der Elektromaschine, so weist der erwartete Vergleichswert entsprechende Parameter oder Eigenschaften auf.
    • - Vergleichen des Messsignals des Klopfsensors mit dem erwarteten Vergleichswert, wobei erkannt wird, dass das Zündsystem der Brennkraftmaschine ausgefallen ist, wenn das erfasste Messsignal von dem erwarteten Vergleichswert um einen vordefinierten Schwellenwert abweicht.
  • Der erwartete Vergleichswert ist beispielsweise bei einer vollfunktionsfähigen hybriden Antriebseinheit in einem Prüfstand oder in einem Labor aufgenommen worden und ist in einer Motorsteuereinheit hinterlegt und wird dementsprechend von der Motorsteuereinheit bereitgestellt.
  • Der erwartete Vergleichswert kann beispielsweise das Messsignal des Klopfsensors bei voll funktionsfähiger Antriebseinheit bei entsprechender Betriebsart sein. Weicht das erfasste Messsignal des Klopfsensors dementsprechend von dem erwarteten Vergleichswert ab, kann dementsprechend erkannt werden, dass das Zündsystem der Brennkraftmaschine nicht ordnungsgemäß funktioniert, sondern ausgefallen ist. Wird die Antriebseinheit von der Brennkraftmaschine und der Elektromaschine gleichzeitig angetrieben, dann finden in der Brennkraftmaschine Verbrennungen statt, die wiederum Schwingungen in der Brennkraftmaschine hervorrufen. Mit dem Messsignal des Klopfsensors werden diese Schwingungen erfasst. Fällt beispielsweise das Zündsystem der Antriebseinheit aus, finden diese Verbrennungen nicht statt, wodurch wiederum kaum oder nur geringere Schwingungen in der Brennkraftmaschine auftreten. Gleichzeitig wird die Brennkraftmaschine jedoch von der Elektromaschine mit angetrieben bzw. geschleppt. Der für diesen Zeitraum bereitgestellte erwartete Vergleichswert gibt jedoch an, dass die Brennkraftmaschine die Antriebseinheit mit antreibt und dementsprechende Schwingungen in der Brennkraftmaschine auftreten sollen. Der Vergleich des erfassten Messsignals mit dem Klopfsensor mit dem bereitgestellten erwarteten Vergleich wiederum gibt dementsprechend Aufschluss darüber, dass das Zündsystem der Brennkraftmaschine nicht ordnungsgemäß funktioniert und dementsprechend keine Verbrennungen in der Brennkraftmaschine stattfinden und die Antriebseinheit nicht durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird. Der vordefinierte Schwellwert, kann gemäß einer Ausführungsform in der Motorsteuereinheit hinterlegt sein. Der Klopfsensor ist in herkömmlichen Brennkraftmaschinen verbaut und es ist somit zum Erkennen des Ausfalls des Zündsystems nicht notwendig neue Komponenten in der Brennkraftmaschine zu verbauen. Dadurch kann das Verfahren vorteilhaft einfach und mit herkömmlichen Komponenten durchgeführt werden. Insgesamt kann das Verfahren vorteilhaft effizient und zuverlässig mit herkömmlichen Komponenten aus einem Ausfall des Zündsystems der Brennkraftmaschine der hybriden Antriebseinheit vorteilhaft genau erkennen.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden bei dem Vergleich des Messsignals des Klopfsensors Amplituden des Messsignals herangezogen. Der bereitgestellte erwartete Vergleichswert kann gemäß dieser Ausführungsform auch Amplitudenwerte beinhalten oder umfassen. Damit mittels des Klopfsensor Schwingungen der Brennkraftmaschine erfasst werden, bieten Amplituden dieser Schwingungen einen vorteilhaften Vergleichswert, so dass das Vergleichen des Messsignals des Klopfsensors mit dem erwarteten Vergleichswert vorteilhaft genau und zuverlässig zur Erkennung eines Ausfalls eines Zündsystems der Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das erfasste Messsignals des Klopfsensors mittels eines Hardwarefilters gefiltert. Hierbei handelt es sich um einen analogen Tiefpass- bzw. Antialiasing-Filter, der vor der Digitalisierung nicht relevante, hohe Frequenzen dämpft, wodurch die Signalauswertung verbessert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das erfasste Messsignal des Klopfsensors innerhalb eines ausgewählten Kurbelwellenwinkelfensters mittels eines Analog-/Digitalwandlers zunächst in ein digitales Signal umgewandelt, nachfolgend mittels eines Verstärkers verstärkt, nachfolgend mittels mindestens einen Softwarefilters frequenzgefiltert und/oder nachfolgend wird das Signal über den ausgewählten Kurbelwellenwinkel integriert. Des relevante Kurbelwellenwinkelfenster, die Verstärkung sowie die relevanten Frequenzen können individuell auf das jeweilige System angepasst werden. Gemäß dieser Ausführungsform wird das Messsignal des Klopfsensors für den Vergleich aufbereitet bzw. dahingehend optimiert, um den Vergleich mit dem erwarteten Vergleichswert vorteilhaft genau und zuverlässig durchführen zu können. Die Verarbeitung des Messsignals des Klopfsensors gemäß dieser Ausführungsform kann mittels Software durchgeführt werden. Dementsprechend kann die Verarbeitung vorteilhaft einfach und schnell mittels der zur Verfügung stehenden Software beispielsweise auf dem Motorsteuergerät durchgeführt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird eine aktive Diagnose des Zündsystems eingeleitet, wenn das erfasste Messsignal von dem erwarteten Vergleichswert um den vordefinierten Schwellenwert abweicht. Mittels der aktiven Diagnose wird dementsprechend konkrete untersucht, ob das Zündsystem fehlerhaft ist, oder ob es sich bei dem Ergebnis des Vergleichs des erfassten Messsignals mit dem erwarteten Vergleichswert um ein fehlerhaftes Ergebnis handelt und das Zündsystem voll funktionsfähig ist. In anderen Worten, der Vergleich des erfassten Messsignals mit dem erwarteten Vergleichswert wird mittels der aktiven Diagnose des Zündsystems verifiziert. Gemäß dieser Ausführungsform wird dementsprechend eine Verifikation des Vergleichs durchgeführt, wodurch mögliche Fehlerergebnisse vermieden werden können. Dementsprechend kann der Ausfall des Zündsystems der Brennkraftmaschine zusätzlich vorteilhaft zuverlässig erkannt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird eine Einspritzung von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine zur aktiven Diagnose unterbrochen, wobei mittels der aktiven Diagnose erkannt wird, dass das Zündsystem der Brennkraftmaschine ausgefallen ist, wenn das erfasste Messsignal keine Veränderung bei aktiv unterbrochener Einspritzung aufweist. Gemäß dieser Ausführungsform wird dementsprechend die Brennkraftmaschine beispielsweise mittels der Motorsteuereinheit derart angesteuert, kurzzeitig die Einspritzung von Kraftstoff zu unterbrechen. Wenn kein Kraftstoff in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird, findet dementsprechend keine Verbrennung statt, die sich wiederum in entsprechenden Schwingungen der Brennkraftmaschine niederschlagen würde. Die Schwingungen würden dementsprechend reduziert werden. Dies würde sich aus dem erfassten Messsignal des Klopfsensors ablesen lassen. Sofern jedoch das Zündsystem ausgefallen bzw. defekt ist würde eine Unterbrechung der Einspritzung von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine keine Veränderung von Schwingungen der Brennkraftmaschine und dementsprechend auch keine Veränderung in dem erfassten Messsignal des Klopfsensors hervorrufen. Dementsprechend kann mittels des Aussetzens der Einspritzung von Kraftstoff vorteilhaft einfach und zuverlässig das Ergebnis des Vergleichs des erfassten Messsignals mit dem erwarteten Vergleichswert zur aktiven Diagnose verifiziert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird eine aktive Veränderung eines Zündwinkels der Brennkraftmaschine zur aktiven Diagnose vorgenommen, wobei mittels der aktiven Diagnose erkannt wird, dass das Zündsystem der Brennkraftmaschine ausgefallen ist, wenn das erfasste Messsignal keine Veränderung bei aktiver Veränderung des Zündwinkels aufweist. Bei einer voll funktionsfähigen Brennkraftmaschine führt eine Veränderung des Zündwinkels zu einer Veränderung des Schwingungsverhaltens der Brennkraftmaschine. Eine derartige Veränderung kann von dem erfassten Messsignal des Klopfsensors erfasst werden. Sofern jedoch das Zündsystem der Brennkraftmaschine ausgefallen ist und die Brennkraftmaschine beispielsweise mittels der Motorsteuereinheit dahingehend angesteuert wird, den Zündwinkel zu verändern, würde sich aufgrund des ausgefallenen Zündsystems eine Veränderung des Zündwinkels nicht im Schwingungsverhalten der Brennkraftmaschine niederschlagen. Dementsprechend würde auch das erfasste Messsignal mittels des Klopfsensors bei einer Veränderung des Zündwinkels bei ausgefallenem Zündsystem nicht erkannt werden. Dementsprechend kann gemäß dieser Ausführungsform eine aktive Veränderung des Zündwinkels zur aktiven Diagnose und dementsprechend zur Verifikation des Vergleichs des erfassten Messsignals des Klopfsensors mit dem bereitgestellten erwarteten Vergleichswert herangezogen werden. Die aktive Veränderung des Zündwinkels kann vorteilhaft einfach beispielsweise mittels der Motorsteuereinheit der Brennkraftmaschine zugeführt werden, wodurch auf eine vorteilhaft zuverlässige und einfache Art und Weise die aktive Diagnose zur Verifizierung des Vergleichs des erfassten Messsignals mit dem bereitgestellten erwarteten Vergleichswert verifiziert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein Öffnen einer Kupplung, die zwischen der Brennkraftmaschine und der Elektromaschine angeordnet ist, zur aktiven Diagnose eingeleitet, wobei mittels der aktiven Diagnose erkannt wird, dass das Zündsystem der Brennkraftmaschine ausgefallen ist, wenn das erfasste Messsignal keine Veränderung bei geöffneter Kupplung aufweist. Sofern das Zündsystem ausgefallen ist und dementsprechend in der Brennkraftmaschine keine Verbrennungen mehr stattfinden würde bei einer geöffneten Kupplung, die zwischen der Brennkraftmaschine und der Elektromaschine angeordnet ist, die Brennkraftmaschine auslaufen bzw. nach einer gewissen Zeit stehen bleiben. Gleichzeitig würde die Elektromaschine allein die Antriebseinheit weiter antreiben. Wenn die Brennkraftmaschine ausläuft bzw. langsamer wird und sogar stehen bleiben würde, würde sich dies im entsprechenden Schwingungsverhalten der Brennkraftmaschine wiederspiegeln bzw. würde zu einer Reduktion der Schwingungen führen. Eine derartige Veränderung von Schwingungen würde sich dementsprechend in dem erfassten Messsignal des Klopfsensors wiederspiegeln. Dementsprechend kann erkannt, bzw. verifiziert werden, dass das Zündsystem in der Brennkraftmaschine ausgefallen ist. Das Öffnen der Kupplung, die zwischen der Brennkraftmaschine und der Elektromaschine angeordnet ist, dementsprechend ein vergleichsweise einfaches und zuverlässiges Verfahren, um zu verifizieren, ob das Zündsystem der Brennkraftmaschine ausgefallen ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren zum Erkennen des Ausfalls des Zündsystems kontinuierlich während des Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt. Dementsprechend würden im laufenden Betrieb bei Veränderungen des Zündsystems ein potentieller Ausfall des Zündsystems vorteilhaft einfach und schnell diagnostiziert werden, so dass ein Werkstattbesuch rechtzeitig eingeleitet werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren zum Erkennen des Ausfalls des Zündsystems der Brennkraftmaschine lediglich dann durchgeführt, wenn als Betriebsart der Antriebseinheit erfasst wird, dass die Brennkraftmaschine und die Elektromaschine gleichzeitig als Antriebsaggregate die Antriebseinheit antreiben. Gemäß dieser Ausführungsform würde das Verfahren nicht dauerhaft durchgeführt werden, sondern lediglich spezifisch beim entsprechend relevanten Anwendungsfall bzw. bei der relevanten Betriebsart der Antriebseinheit. Dementsprechend könnten Rechenressourcen des Motorsteuergeräts reduziert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird eine Einspritzung der Brennkraftmaschine deaktiviert, ein entsprechender Fehler in einen Fehlerspeicher eingetragen, eine Warnlampe aktiviert und/oder die Antriebseinheit in einem sicheren Modus ausschließlich mittels der Elektromaschine betrieben, wenn das erfasste Messsignal von dem erwarteten Vergleichswert um den vordefinierten Schwellenwert abweicht und/oder die aktive Diagnose einen Ausfall des Zündsystems der Brennkraftmaschine verifiziert hat. Gemäß dieser Ausführungsform wird dementsprechend sichergestellt, dass die Brennkraftmaschine bzw. die gesamte Antriebseinheit bzw. ein Fahrzeug mit der Antriebseinheit keinen Schaden durch den Ausfall des Zündsystems davonträgt. Des Weiteren wird sichergestellt, dass das Zündsystem entsprechend repariert werden kann, so dass vorteilhaft schnell das die Antriebseinheit wieder voll einsatzfähig ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Vorrichtung zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems einer Brennkraftmaschine einer hybriden Antriebseinheit, wobei die Antriebseinheit die Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine als Antriebsaggregate der Antriebseinheit aufweist, wobei die Brennkraftmaschine einen Klopfsensor aufweist, eine Steuereinheit auf, die zur Steuerung eines vorgenannten Verfahrens ausgebildet ist. Die Vorrichtung kann beispielsweise eine Steuereinheit, die zur Steuerung/Regelung der Brennkraftmaschine und/oder der Antriebseinheit vorgesehen ist, sein. Es ist auch denkbar, dass die Vorrichtung ein Teil der Steuereinheit ist oder als zusätzliche Steuereinheit verbaut ist, beispielsweise in einem Fahrzeug mit der Antriebseinheit.
  • Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer hybriden Antriebseinheit gemäß einer Ausführungsform,
    • 2 eine schematische Darstellung einer Signalverarbeitung gemäß einer Ausführungsform.
  • Die 1 zeigt ein Fahrzeug 100 mit einer Antriebseinheit 110. Die Antriebseinheit 110 weist eine Brennkraftmaschine 120 und eine Elektromaschine 140 zum Antrieb des Fahrzeugs 100 auf. Zwischen der Brennkraftmaschine 120 und der Elektromaschine 140 ist eine Kupplung 130 angeordnet. Die Elektromaschine 140 wird mittels eines Akkus 145 mit elektrischer Energie versorgt. Die Antriebseinheit 110 weist zusätzlich ein Getriebe 150 auf, mittels dessen eine entsprechende Veränderung von Drehmoment und Drehzahl erfolgen kann. Die Antriebseinheit 110 weist zusätzlich ein Differential 160 auf, mittels dessen das Drehmoment der Antriebseinheit 110 an Räder 170 übertragen wird. Die Antriebseinheit 110 ist eine hybride Antriebseinheit 110 und kann dementsprechend mittels der Brennkraftmaschine 120, mittels der Elektromaschine 140 oder mittels einer Kombination aus der Brennkraftmaschine 120 und der Elektromaschine 140 angetrieben werden. In der 1 ist zusätzlich eine Steuereinheit 200 schematisch dargestellt, die zur Steuerung/Regelung der Antriebseinheit 110 ausgebildet ist. Der Steuereinheit 200 werden Eingangssignale 210 zugeführt, womit die Steuereinheit 100 Ausgangssignale 220 berechnen kann, die zur Steuerung der Antriebseinheit 110 herangezogen werden können.
  • In dem hybriden Antriebsmodus der Antriebseinheit 110 treibt die Brennkraftmaschine 120 und die Elektromaschine 140 bei geschlossener Kupplung 130 das Fahrzeug 100 an. Die Brennkraftmaschine 120 weist ein Zündsystem auf, mittels dessen Kraftstoff in der Brennkraftmaschine 120 entflammt werden kann, wodurch wiederum Drehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs 100 erzeugt werden kann. Sofern im hybriden Antriebsmodus der Antriebseinheit 110 das Zündsystem ausfällt, kann das fehlende Drehmoment der Brennkraftmaschine 120 mittels der Elektromaschine 140 kompensiert werden. Es ist denkbar, dass der Ausfall des Zündsystems unbemerkt bleibt, wodurch wiederum die Brennkraftmaschine 120 aufgrund andauernder Kraftstoffeinspritzung ohne Zündung beschädigt werden kann. Mit dem Verfahren gemäß vorliegender Offenbarung kann mittels eines Klopfsensors 230 (nicht in 1 gezeigt), der an der Brennkraftmaschine 110 angeordnet ist ein Ausfall des Zündsystems erkannt werden. Dementsprechend wird ein Messsignal des Klopfsensors 230 ausgewertet. Die Auswertung wird gemäß dieser Ausführungsform mittels der Steuereinheit 200 durchgeführt.
  • Die 2 zeigt in schematischer Weise die Steuereinheit 200, die eine Auswertung eines Messsignals 240 eines Klopfsensors 230 der Brennkraftmaschine 120 (nicht in 2 dargestellt) durchführt. Der Klopfsensor 230 ist dazu ausgebildet, das Messsignal 240 zu erfassen, das charakteristisch für Schwingungen der Brennkraftmaschine 120 ist. Das Messsignal 240 wird zunächst mittels einer Hardwarebearbeitung 250 einem Hardwarefilter 252 zugeführt, wobei das Messsignal 240 gefiltert wird. Das gefilterte Messsignal 240 wird anschließend mittels einer Softwarebearbeitung 260 weiterverarbeitet. Dabei wird zunächst das Messsignal 240 einem Analog/Digital-Umsetzer 262 zugeführt, wodurch das Messsignal 240 in ein digitales Messsignal umgewandelt werden kann. Anschließend wird das digitale Messsignal 240 einem Verstärker 246 zugeführt, wodurch es verstärkt wird. Anschließend wird das Messsignal 240 mittels eines Filters 266 gefiltert und mittels eines Integrationsglieds 268 integriert. Das Ergebnis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein verarbeitetes Messsignal 270, das mit einem erwarteten Vergleichswert vorteilhaft einfach verglichen werden kann, wobei erkannt wird, dass das Zündsystem der Brennkraftmaschine 120 ausgefallen ist, wenn das erfasste Messsignal von dem erwarteten Vergleichswert um einen vordefinierten Schwellenwert abweicht. Der erwartete Vergleichswert und der vordefinierte Schwellenwert können in der Steuereinheit 200 hinterlegt sein und entsprechend bereitgestellt werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems einer Brennkraftmaschine (120) einer hybriden Antriebseinheit (110), wobei die Antriebseinheit (110) die Brennkraftmaschine (110) und eine Elektromaschine (140) als Antriebsaggregate der Antriebseinheit (110) aufweist, wobei die Brennkraftmaschine (110) einen Klopfsensor (230) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: - Betreiben der hybriden Antriebseinheit (110), wobei die Brennkraftmaschine (110), die Elektromaschine (140) oder beide Antriebsaggregate die Antriebseinheit antreiben können; - Erfassen eines Messsignals (240) mit dem Klopfsensor (230), das charakteristisch für Schwingungen der Brennkraftmaschine (120) ist; - Erfassen einer Betriebsart der Antriebseinheit (110), wobei die Betriebsart angibt, welches Antriebsaggregat zum Betrieb der hybriden Antriebseinheit (110) angesteuert wird; - Bereitstellen eines erwarteten Vergleichswerts, wobei der erwartete Vergleichswert in Abhängigkeit der erfassten Betriebsart bereitgestellt wird; - Vergleichen des Messsignals (240) des Klopfsensors (230) mit dem erwarteten Vergleichswert, wobei erkannt wird, dass das Zündsystem der Brennkraftmaschine (120) ausgefallen ist, wenn das erfasste Messsignal (240) von dem erwarteten Vergleichswert um einen vordefinierten Schwellenwert abweicht.
  2. Verfahren zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems gemäß Anspruch 1, wobei bei dem Vergleichen des Messsignals (240) des Klopfsensors (230) Amplituden des Messsignals (240) herangezogen werden.
  3. Verfahren zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erfasste Messsignal (240) des Klopfsensors (230) mittels eines Hardware-Filters (252) gefiltert wird.
  4. Verfahren zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erfasste Messsignal (240) des Klopfsensors (230) innerhalb eines ausgewählten Kurbelwellenwinkelfensters mittels eines Analog-Digital-Wandlers (262) zunächst in ein digitales Signal umgewandelt wird, nachfolgend mittels eines Verstärkers (264) verstärkt wird, nachfolgend mittels mindestens eines Software-Filters (266) frequenzgefiltert wird und / oder nachfolgend über das ausgewählte Kurbelwellenwinkelfenster integriert wird.
  5. Verfahren zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine aktive Diagnose des Zündsystems eingeleitet wird, wenn das erfasste Messsignal (240) von dem erwarteten Vergleichswert um den vordefinierten Schwellenwert abweicht.
  6. Verfahren zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems gemäß Anspruch 5, wobei eine Einspritzung von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine (120) zur aktiven Diagnose aktiv unterbrochen wird, wobei mittels der aktiven Diagnose erkannt wird, dass das Zündsystem der Brennkraftmaschine (120) ausgefallen ist, wenn das erfasste Messsignal (240) kein Veränderung bei aktiv unterbrochener Einspritzung aufweist.
  7. Verfahren zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei eine aktive Veränderung eines Zündwinkels der Brennkraftmaschine (120) zur aktiven Diagnose vorgenommen wird, wobei mittels der aktiven Diagnose erkannt wird, dass das Zündsystem der Brennkraftmaschine (120) ausgefallen ist, wenn das erfasste Messsignal (240) kein Veränderung bei aktiver Veränderung des Zündwinkels aufweist.
  8. Verfahren zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei ein Öffnen einer Kupplung (130), die zwischen der Brennkraftmaschine (120) und der Elektromaschine (140) angeordnet ist, zur aktiven Diagnose eingeleitet wird, wobei mittels der aktiven Diagnose erkannt wird, dass das Zündsystem der Brennkraftmaschine (120) ausgefallen ist, wenn das erfasste Messsignal (240) kein Veränderung bei geöffneter Kupplung aufweist.
  9. Verfahren zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Einspritzung der Brennkraftmaschine (120) deaktiviert wird, ein entsprechender Fehler in einen Fehlerspeicher eingetragen wird, eine Warnlampe aktiviert wird und / oder die Antriebseinheit (110) in einem sicheren Modus ausschließlich mittels der Elektromaschine (140) betrieben wird.
  10. Vorrichtung zum Erkennen eines Ausfalls eines Zündsystems einer Brennkraftmaschine (120) einer hybriden Antriebseinheit (110), wobei die Antriebseinheit (110) die Brennkraftmaschine (110) und eine Elektromaschine (140) als Antriebsaggregate der Antriebseinheit (110) aufweist, wobei die Brennkraftmaschine (110) einen Klopfsensor (230) aufweist und wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit (200) aufweist, die zur Steuerung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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