DE10220600A1 - Verfahren zum Überwachen eines adaptiven Systems - Google Patents

Verfahren zum Überwachen eines adaptiven Systems

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum Überwachen eines adaptiven Systems, insbesondere eines Klopfsensors für eine Brennkraftmaschine. Bei diesem Verfahren wird ein aktualisierter adaptiver Anteil eines aus einem Grundanteil und einem adaptiven Anteil bestehenden Verstärkungsfaktors zur Verstärkung des Rohsignals des Klopfsensors mit vorgegebenen Grenzwerten eines normalen Schwankungsbereiches für den adaptiven Anteil verglichen und bei Überschreiten einer der Grenzwerte eine Fehlfunktion des Klopfsensors diagnostiziert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines adaptiven Systems mit einer adaptiven Funktion zum Umformen eines Eingangssignals zu einem Ausgangssignal mittels eines Funktionsparameters, der sich aus einem Grundanteil und einem adaptiven Anteil zusammensetzt.
  • Derartige adaptive Systeme werden in der Technik vielfach eingesetzt. Ein Beispiel hierfür ist die Klopfregelung von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen (Otto-Motoren) im Kraftfahrzeugbereich. Bei der klassischen Klopfregelung werden an der Brennkraftmaschine angebrachte Klopfsensoren dazu verwendet, Klopferkennungssignale zu erzeugen. Diese Klopferkennungssignale werden nach einer Signalumformung zu einer Klopfkorrektur, im allgemeinen einer Zündwinkelverstellung, eingesetzt.
  • Eine Klopfregelung dieser Art enthält üblicherweise eine Klopfdiagnose, um Fehlfunktionen der Klopfsensoren und ihrer zugeordneten Einrichtungen (z. B. Montage der Klopfsensoren an der Brennkraftmaschine, Einrichtung zum Umformen der Rohsignale, usw.) zu diagnostizieren. So offenbart beispielsweise die US-A-6317681 eine Einrichtung zum Erkennen einer Fehlfunktion des Klopfsensors.
  • Herkömmliche Klopfdiagnoseeinrichtungen sind jedoch im allgemeinen lediglich in der Lage, grobe Fehler, insbesondere einen Komplettausfall, des Klopfsensors und seiner zugeordneten Einrichtungen zu diagnostizieren. Außerdem ist hierzu üblicherweise eine zusätzliche Fehlerdiagnoseeinrichtung erforderlich, die einen entsprechenden Fertigungs- und Montageaufwand erfordert und ihrerseits fehlerhaft arbeiten kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überwachen eines adaptiven Systems mit einer adaptiven Funktion der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem Fehlfunktionen des adaptiven Systems mit im System ohnehin vorhandenen Mitteln möglichst genau diagnostiziert werden können. Insbesondere soll es mit diesem Verfahren möglich sein, die Art der Fehlfunktion zu erkennen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch das in Anspruch 1 definierte Verfahren gelöst.
  • Im Zusammenhang mit adaptiven Systemen mit einer adaptiven Funktion war es bereits bekannt, den adaptiven Anteil des Funktionsparameters dann, wenn das Ausgangssignal einen Sollwertbereich verlässt, so zu aktualisieren, dass das Ausgangssignal innerhalb des Sollwertbereichs bleibt. Auf diese Weise ist es möglich, den Funktionsparameter über seinen adaptiven Anteil an unvorhersehbar zeitveränderliche oder von vornherein unbekannte Anforderungen oder äußere Bedingungen wie z. B. Alterung der Geräte des adaptiven Systems, Serienschwankungen aufgrund von Fertigungstoleranzen, usw. anzupassen.
  • Diese Aktualisierung des adaptiven Anteils des Funktionsparameters macht sich die vorliegende Erfindung zunutze. Erfindungsgemäß wird der aktualisierte adaptive Anteil des Funktionsparameters mit vorgegebenen Grenzwerten eines normalen Schwankungsbereiches für den adaptiven Anteil verglichen und bei Überschreiten eines der Grenzwerte eine Fehlfunktion des adaptiven Systems diagnostiziert.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der adaptive Anteil des Funktionsparameters derartiger adaptiver Systeme üblicherweise innerhalb eines normalen Schwankungsbereiches bleibt. Die Grenzwerte dieses Schwankungsbereiches lassen sich bei relativ einfachen adaptiven Systemen durch Berechnung und bei komplizierteren Systemen durch Versuche ermitteln. Verlässt der aktualisierte adaptive Anteil des Funktionsparameters diesen normalen Schwankungsbereich, so bedeutet dies, dass eine Fehlfunktion vorliegt.
  • Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass keine zusätzliche Diagnoseeinrichtung erforderlich ist. Damit fällt kein entsprechender Fertigungs- und Montageaufwand an. Auch sind keine besonderen Spezialwerkzeuge und keine speziellen Fehlerdiagnosearbeiten in einer Werkstatt erforderlich.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es in der Lage ist, eine genauere Information über die Art der Fehlfunktion zu liefern. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Art der Fehlfunktion in Abhängigkeit davon diagnostiziert wird, ob der aktualisierte adaptive Anteil des Funktionsparameters einen oberen Grenzwert bzw. Grenzbereich oder einen unteren Grenzwert bzw. Grenzbereich oder einen anderen Grenzwert bzw. Grenzbereich überschritten hat.
  • Hiermit lässt sich beispielsweise im Zusammenhang mit der Überwachung eines Sensors feststellen, ob der Sensor falsch montiert wurde (zu große oder zu kleine Befestigungskräfte), ob der Sensor den spezifizierten Empfindlichkeitsbereich verlassen hat, ob der Sensor unzulässigerweise mit einer Beilagscheibe montiert wurde, usw.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich grundsätzlich bei jeder Art von adaptiven Systemen einsetzen, bei der eine adaptive Funktion zum Einsatz kommt. Hierbei können Fehlfunktionen eines Prozesses, einer Signalumformeinrichtung oder irgendeiner anderen Vorrichtung diagnostiziert werden. So lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik zum Überwachen von Regelungsverfahren und -einrichtungen, z. B. bei einer Abschätzung des Drehmoments usw., einsetzen.
  • Vorzugsweise wird jedoch das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Sensors und insbesondere eines Klopfsensors verwendet. Das Eingangssignal wird dann von dem Rohsignal des Sensors gebildet, der Funktionsparameter ist der Verstärkungsfaktor, mit dem das Rohsignal verstärkt wird, und als Ausgangssignal wird dann ein Istwertsignal des Sensors (Klopfsignal) oder ein aus dem Istwertsignal durch Mittelwertbildung erzeugtes Mittelwertsignal (Normalgeräuschpegel) verwendet.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand der Überwachung eines Klopfsensors für eine Brennkraftmaschine unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine Signalumformeinrichtung eines Klopfsensors zum Erzeugen eines Klopfsignals;
  • Fig. 2 ein Diagramm, in dem das Klopfsignal über der Anzahl von Maschinenzyklen aufgetragen ist;
  • Fig. 3 ein Diagramm, in dem das Klopfsignal und der Normalgeräuschpegel, Sollwerte hierfür und der Grundanteil des Verstärkungsfaktors über der Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgetragen sind;
  • Fig. 4 ein Diagramm, in dem ein Referenzwert für den Normalgeräuschpegel der Brennkraftmaschine über der Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgetragen ist;
  • Fig. 5 ein Diagramm, in dem der Normalgeräuschpegel über der Anzahl von Maschinenzyklen aufgetragen ist, wobei das Diagramm Grenzwerte für einen Bandbereich des Normalgeräuschpegels enthält, bei dessen Überschreitung der adaptive Anteil des Verstärkungsfaktors aktualisiert wird;
  • Fig. 6 ein Diagramm, in dem das Klopfsignal, der Normalgeräuschpegel sowie der Grundanteil und adaptive Anteil des Verstärkungsfaktors über der Anzahl von Maschinenzyklen aufgetragen ist.
  • Das Blockschaltbild der Fig. 1 zeigt einen an einer geeigneten Stelle eines Zylinders einer Brennkraftmaschine angeordneten Klopfsensor 1, dessen Rohsignal in einer damit verbundenen Signalumformeinrichtung zu einem Istwertsignal in Form eines Klopfsignals KNKS umgeformt wird. Die Signalumformeinrichtung umfasst ein Zeitfenster 2, mit dem sich die Signalumformung auf bestimmte Betriebsphasen der Brennkraftmaschine beschränken lässt, einen Verstärker 3 mit einem Verstärkungsfaktor KNK_GAIN, ein Bandpassfilter 4, der das verstärkte Signal bei einer für das Klopfen charakteristischen Frequenz filtert, einen Gleichrichter 5 zum Gleichrichten des gefilterten Signals, einen Integrierer 6, der das Quadrat des gefilterten Signals integriert und somit die Spektralleistung des gefilterten Signals in einem zugehörigen Frequenzbereich berechnet, und ein Ausgangsglied 7 mit einem A/D-Wandler, der das digitalisierte Klopfsignal KNKS einem (nicht dargestellten) Betriebssteuergerät für eine Klopfregelung der Brennkraftmaschine zuführt.
  • Diese Signalumformung wird für jeden Zylinder und jeden Zyklus der Brennkraftmaschine durchgeführt, um eine zylinderspezifische Information bezüglich des Klopfverhaltens für jeden Verbrennungszyklus zu erhalten. Das Klopfsignal stellt somit die Klopfintensität für den betreffenden Zylinder und Verbrennungszyklus dar.
  • Aus dem Klopfsignal KNKS wird üblicherweise bei klopffreiem Betrieb der Brennkraftmaschine ein gleitender Mittelwert berechnet. Dieser gleitende Mittelwert stellt dann den Normalgeräuschpegel NL der Brennkraftmaschine bei klopffreiem Betrieb dar. Durch einen Vergleich des Klopfsignals KNKS mit dem Normalgeräuschpegel NL lässt sich dann feststellen, ob Klopfen auftritt oder nicht.
  • Dies wird durch das Diagramm der Fig. 2 veranschaulicht, in dem das von der Signalumformeinrichtung abgegebene Signal KNKS über der Anzahl der Maschinenzyklen CYCNR aufgetragen ist. Die mit K bezeichneten Amplitudenausschläge zeigen eine klopfende Verbrennung an, während der mit NL bezeichnete Mittelwert den Normalgeräuschpegel NL der Brennkraftmaschine bei nicht klopfender Verbrennung darstellt.
  • Die bisher beschriebenen Schritte der Klopferkennung und -regelung sind gängiger Stand der Technik, siehe z. B. US 6,317,681, EP 4 589 93 B1 und DE 199 45 369.
  • Der Verstärkungsfaktor KNK_GAIN, mit dem das Rohsignal im Verstärker 2 verstärkt wird, hängt von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine wie z. B. der Drehzahl und dem Massenluftstrom ab. Nach neueren Vorschlägen (siehe z. B. EP 1 092 087 und BP 4 589 93 B1) wird der Verstärkungsfaktor außerdem an nicht vorhersehbare Einflüsse wie z. B. Alterung der Brennkraftmaschine, Serienschwankungen der Brennkraftmaschinen und Sensoren aufgrund von Fertigungstoleranzen usw. angepasst. Zu diesem Zweck wird der Verstärkungsfaktor KNK_GAIN aus einem Grundanteil IP_KNK_GAIN und einem adaptiven Anteil KNK_GAIN_AD zusammengesetzt.
  • Der Grundanteil wird üblicherweise einem Kennfeld entnommen, das beim Kalibrieren der Brennkraftmaschine gewonnen wird und in dem der Grundanteil in Abhängigkeit von Betriebsparametern wie z. B. der Drehzahl oder dem Massenluftstrom der Brennkraftmaschine aufgetragen ist. Das Ziel hierbei ist, den Normalgeräuschpegel NL der Brennkraftmaschine einem bestimmten Referenzwert IP_KNK_AD folgen zu lassen. Zur Veranschaulichung sei auf die Fig. 3 und 4 verwiesen. In Fig. 3 sind das Klopfsignal KNKS und der Normalgeräuschpegel NL sowie strichpunktiert angedeutete Modellkurven hierfür und der hierzu gehörende Grundanteil IP_KNK_GAIN des Verstärkungsfaktors über der Drehzahl N der Brennkraftmaschine aufgetragen. Das Diagramm der Fig. 4 gibt den vorgegebenen Referenzwert ID_KNK_AD über der Drehzahl N wieder.
  • Der Normalgeräuschpegel wird somit auf einem vorgegebenen Referenzwert gehalten, um ein Klopfereignis besser erkennen zu können. Dieser durch Kalibrierung einmal bestimmte Referenzwert für den Normalgeräuschpegel unterliegt jedoch Schwankungen aufgrund der oben erläuterten Einflüsse wie Alterung, Serienstreuungen usw. Diese Einflüsse werden mittels des adaptiven Anteils KNK_GAIN_AD des Verstärkungsfaktors berücksichtigt. Der adaptive Anteil des Verstärkungsfaktors kann durch irgendeine adaptive Funktion ausgedrückt werden, die mit dem Grundanteil des Verstärkungsfaktors verknüpft wird. Hierbei kann es sich um eine Addition, Multiplikation oder irgendeine andere Verknüpfung handeln. Wird der adaptive Anteil KNK_GAIN_AD mit dem Grundanteil IP_KNK_GAIN durch eine Addition verknüpft, so gilt für den Verstärkungsfaktor KNK_GAIN:

    KNK_GAIN = IP_KNK_GAIN + KNK_GAIN_AD
  • Eine Aktivierung der adaptiven Funktion, d. h. eine Aktualisierung des adaptiven Anteils des Verstärkungsfaktors, wird nur in einem bestimmten Zeitfenster, d. h. während bestimmter Betriebsphasen der Brennkraftmaschine durchgeführt, um sicher zu gehen, dass der echte und natürliche Normalgeräuschpegel erfasst wird. Insbesondere erfolgt eine Aktualisierung nur bei klopffreiem Betrieb, in stationären Betriebsphasen und innerhalb vorgegebener Bereiche bestimmter Betriebsparameter wie der Drehzahl, des Massenluftstroms, der Kühlmitteltemperatur und/oder der Ansauglufttemperatur usw.
  • Die Fig. 5 zeigt, dass der Normalgeräuschpegel NL normalerweise innerhalb eines den Referenzwert IP_KNK_AD_THD enthaltenden Referenzbereiches C_KNK_AD_THD bleibt. Überschreitet NL eine Grenze dieses Bereiches, so bedeutet dies, dass der Verstärkungsfaktor so adaptiert werden muss, dass NL weiterhin dem Referenzwert IP_KNK_AD_THD folgt. Anders ausgedrückt, muss der adaptive Anteil des Verstärkungsfaktors aktualisiert werden, um die oben erwähnten Störeinflüsse wie Alterung, Serienstreuungen der Brennkraftmaschine und der Sensoren usw., zu berücksichtigen. Den Einfluss einer derartigen Aktualisierung des adaptiven Anteils des Verstärkungsfaktors auf das Klopfsignal und den Normalgeräuschpegel wird durch Fig. 6 veranschaulicht, in der der Grundanteil IP_KNK_GAIN und der adaptive Anteil KNK_GAIN_AD des Verstärkungsfaktors zusammen mit dem Klopfsignal KNKS und dem Normalgeräuschpegel NL über der Anzahl der Maschinenzyklen CYCNR aufgetragen sind.
  • Ein hierbei einsetzbarer Adaptionsalgorithmus lautet beispielsweise wie folgt:
    If NL-IP_KNK_AD > C_KNK_AD_THD Nr. 1
    Then KNK_GAIN_ADi = KNK_GAIN_ADi-1 - 1 Nr. 2
    Else NL-IP_KNK_AD < C_KNK_AD_THD Nr. 3
    Then KNK_GAIN_ADi = KNK_GAIN_ADi-1 + 1 Nr. 4
    Else KNK_GAIN_AD = KNK_GAIN_AD Nr. 5
  • Nr. 1 bedeutet, dass der Geräuschpegel der Brennkraftmaschine über den Referenzbereich angestiegen ist. Der Geräuschpegel NL ist dann durch eine Verringerung des Verstärkungsfaktors über seinen adaptiven Anteil zu verringern (Nr. 2). Nr. 3 bedeutet, dass der Geräuschpegel der Brennkraftmaschine unter den Referenzbereich abgesunken ist. Der Geräuschpegel NL muss dann durch Vergrößern des Verstärkungsfaktors über seinen adaptiven Anteil erhöht werden (Nr. 4). Nr. 5 bedeutet, dass keine Adaption erforderlich ist; der adaptive Anteil bleibt dann unverändert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der auf diese Weise gewonnene aktualisierte adaptive Anteil des Verstärkungsfaktors für eine Überwachung der Funktionsfähigkeit des Klopfsensors 1 verwendet. Diese Vorgehensweise beruht auf der Erkenntnis, dass es möglich ist, einen normalen Schwankungsbereich für den adaptiven Anteil des Verstärkungsfaktors zu bestimmen und anzugeben. Die Erfahrung hat gezeigt, dass der adaptive Anteil des Verstärkungsfaktors auch bei noch so großen "normalen" Veränderungen aufgrund von Alterung, Serienstreuungen, unterschiedlichen Spezifikationen usw. innerhalb eines vorgegebenen Schwankungsbereiches bleibt. Überschreitet der adaptive Anteil des Verstärkungsfaktors die Grenzen dieses Schwankungsbereiches, so bedeutet dies, dass eine Fehlfunktion vorliegt.
  • Die Grenzwerte dieses Schwankungsbereiches lassen sich beispielsweise unter Berücksichtigung von Sensorspezifikationen, Änderungen von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, Alterungseffekten usw. berechnen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, anhand von ausgewählten Brennkraftmaschinen und Sensoren statistische Versuche durchzuführen.
  • Ein Vergleich des aktualisierten adaptiven Anteils des Verstärkungsfaktors mit den auf diese Weise bestimmten Grenzwerten bzw. Grenzwertbereichen wird nur innerhalb vorgegebener Zeitfenster für bestimmte Betriebsphasen der Brennkraftmaschine durchgeführt. Hierbei kann es sich um dieselben Zeitfenster wie bei der Aktualisierung des adaptiven Anteils oder auch um andere Zeitfenster handeln. Als Grenzwerte für den normalen Schwankungsbereich des adaptiven Anteils des Verstärkungsfaktors lassen sich beispielsweise ein oberer Grenzwert bzw. Grenzwertbereich C_GAIN_AD_THD_MAX als Obergrenze der Empfindlichkeit des Sensors, einen unteren Grenzwert bzw. Grenzwertbereich C_GAIN_AD_THD_MIN für eine untere Grenze der Empfindlichkeit des Sensors oder einen Grenzwert bzw. Grenzwertbereich C_GAIN_AD_THD_WAS für eine fehlerhafte Montage des Sensors (zusätzliche Beilagscheibe) definieren. Wenn dann KNK_GAIN_AD > C_GAIN_AD_THD_MAX ist, so bedeutet dies, dass der adaptive Anteil KNK_GAIN_AD zu groß und somit die Empfindlichkeit des Sensors zu hoch ist. Dies kann beispielsweise daher rühren, dass der Sensor mit einem zu großen Drehmoment montiert wurde.
  • Wenn dagegen KNK_GAIN_AD < C_GAIN_AD_THD_MIN ist, so ist der adaptive Anteil des Verstärkungsfaktors zu niedrig und damit die Empfindlichkeit des Sensors zu gering. Dies kann beispielsweise daher rühren, dass der Sensor mit einem zu niedrigen Drehmoment montiert wurde.
  • Wenn KNK_GAIN_AD < C_GAIN_AD_THD WAS ist, so ist der adaptive Anteil des Verstärkungsfaktors wieder zu niedrig, was daher rührt, dass der Sensor unzulässigerweise mit einer zusätzlichen Beilagscheibe (washer) montiert wurde.
  • Dieses Beispiel veranschaulicht, dass das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren nicht nur das Vorhandensein einer Fehlfunktion, sondern auch die Art der Fehlfunktion erkennen kann. In den oben erläuterten Fällen wird dann jeweils eine Fehleranzeige ausgegeben, die die Art des betreffenden Fehlers und ggfs. eine Möglichkeit zur Behebung des Fehlers angibt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei der Herstellung wie auch bei der Wartung von Brennkraftmaschinen eingesetzt werden. In der Herstellungsphase kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens die Anzahl fehlerhafter Sensoren, bei denen kein Fehler gefunden wurde, verringert werden. Bei der Wartung der Brennkraftmaschine erleichtert das erfindungsgemäße Verfahren die Reparatur von Sensoren und vermeidet möglicherweise ein Auswechseln an sich funktionsfähiger Sensoren. Dies alles wird ohne gesonderte Diagnoseeinrichtungen, sondern ausschließlich durch ohnehin vorhandene Software des Betriebssteuergerätes ermöglicht.
  • Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind somit:
    • a) Erweiterte Fähigkeiten und Informationen für eine Diagnose der Signalumformung des Klopfsensors,
    • b) Erfassung zusätzlicher Störungen des Klopfsensors;
    • c) eine aussagekräftigere Information bezüglich der Störung des Klopfsensors (hierdurch werden die Anzahl von ausgewechselten fehlerfreien Klopfsensoren wie auch die Kosten für eine Reparatur der Brennkraftmaschine verringert sowie die Wartung der Brennkraftmaschine vereinfacht),
    • d) Verwendung bereits vorhandener Informationen und Funktionen des Betriebssteuergerätes (keine externen Werkzeuge und Überprüfungseinrichtungen sowie keine neue Funktionsentwicklung für das Betriebssteuergerät erforderlich).
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wurde am Beispiel einer Überwachung eines Klopfsensors für eine Brennkraftmaschine beschrieben, wobei als adaptive Funktionsparameter der Verstärkungsfaktor für das Rohsignal und als Ausgangssignal das Mittelwertsignal des Sensors, d. h. der Normalgeräuschpegel, verwendet wurde. Es versteht sich jedoch, dass das erfindungsgemäße Verfahren hierauf nicht beschränkt ist.
  • So kann beispielsweise als Ausgangssignal irgendein anderes relevantes Signal, z. B. das Klopfsignal selbst, verwendet werden. Auch kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen anderer Sensoren verwendet werden. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren in jedem adaptiven System mit einer adaptiven Funktion verwendbar, bei dem ein aktualisierter Anteil eines adaptiven Funktionsparameters einen normalen Schwankungsbereich hat, so dass der aktualisierte Anteil diesen Schwankungsbereich nur dann verlässt, wenn eine Fehlfunktion vorliegt.

Claims (12)

1. Verfahren zum Überwachen eines adaptiven Systems mit einer adaptiven Funktion zum Umformen eines Eingangssignals zu einem Ausgangssignal (KNKS; NL) mittels eines Funktionsparameters (KNK_GAIN), der sich aus einem Grundanteil (IP_KNK_GAIN) und einem adaptiven Anteil (KNK_GAIN_AD) zusammensetzt,
bei welchem Verfahren der adaptive Anteil des Funktionsparameters, wenn das Ausgangssignal einen Sollwertbereich (C_KNK_AD_THD) verlässt, so aktualisiert wird, dass das Ausgangssignal innerhalb des Sollwertbereiches bleibt,
dadurch gekennzeichnet, dass der aktualisierte adaptive Anteil (KNK_GAIN_AD) des Funktionsparameters (KM_GAIN) mit vorgegebenen Grenzwerten (C_GAIN_AD_THD_MAX, . . . MIN, . . . WAS) eines normalen Schwankungsbereiches für den adaptiven Anteil verglichen und bei Überschreiten einer der Grenzwerte eine Fehlfunktion des adaptien Systems diagnostiziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsparameter ein Verstärkungsfaktor (KNK_GAIN) ist, mit dem das Eingangssignal verstärkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Sensors (1) verwendet wird, dessen Rohsignal das Eingangssignal ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangssignal (KNKS; NL) ein Istwertsignal des Sensors (1) oder ein aus dem Istwertsignal durch Mittelwertbildung erzeugtes Mittelwertsignal verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Klopfsensor (1) für eine Klopfregelung einer Brennkraftmaschine ist, wobei das Istwertsignal das Klopfsignal (KNKS) darstellt und das Mittelwertsignal den Normalgeräuschpegel (NL) der Brennkraftmaschine darstellt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundanteil (IP_KNK_GAIN) des Funktionsparameters (KNK_GAIN) in einem Kennfeld abgelegt ist.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundanteil (IP_KNK_GAIN) des Verstärkungsfaktors (KNK_GAIN) im Kennfeld abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine so abgelegt ist, dass der Sollwertbereich (C_KNK_AD_THD) für das Ausgangssignal einem Referenzwert (ID_KNK_AD) für den Normalgeräuschpegel (NL) der Brennkraftmaschine folgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzwerte (C_GAIN_AD_THD_MAX, . . . MIN, . . . WAS) des normalen Schwankungsbereiches für den adaptiven Anteil des Verstärkungsfaktors in Abhängigkeit von Spezifikationen des Sensors (1) und/oder Betriebsparameterbereichen und/oder Alterungsbedingungen der Brennkraftmaschine berechnet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzwerte (C_GAIN_AD_THD_MAX, . . . MIN, . . . WAS) des normalen Schwankungsbereiches für den adaptiven Anteil des Verstärkungsfaktors durch statistische Versuche an ausgewählten Sensoren (1) und/oder Brennkraftmaschinen bestimmt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Art der Fehlfunktion in Abhängigkeit davon diagnostiziert wird, ob der aktualisierte adaptive Anteil (KNK_GAIN_AD) des Funktionsparameters einen oberen Grenzwert (C_GAIN_AD_THD_MAX) oder einen unteren Grenzwert (C_GAIN_AD_THD_MIN) oder einen anderen Grenzwert (C_GAIN_AD_THD_WAS) überschritten hat.
11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktualisierung des adaptiven Anteils (KNK_GAIN_AD) des Verstärkungsfaktors (KNK_GAIN) nur innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters für eine bestimmte Betriebsphase der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich des aktualisierten adaptiven Anteils (KNK-GAIN_AD) des Verstärkungsfaktors (KNK_GAIN) nur innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters für eine bestimmte Betriebsphase der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006037414A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und verfahren zum auslesen von adaptionswerten aus kraftfahrzeug-steuergeräten
EP2116834A1 (de) 2008-05-07 2009-11-11 Robert Bosch GmbH Klopferkennungs- Vorrichtung und Verfahren für einen Verbrennungsmotor
CN102692920A (zh) * 2012-05-31 2012-09-26 杭州速玛科技有限公司 一种ecu爆震闭环控制的测试系统及其测试方法
DE102006053483B4 (de) 2006-11-14 2019-09-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung einer Klopfregelung und Vorrichtung zur Klopfregelung einer Brennkraftmaschine
US10995691B2 (en) 2017-11-13 2021-05-04 Robert Bosch Gmbh Method and device for controlling knocking in an internal combustion engine
CN113341914A (zh) * 2021-05-24 2021-09-03 潍柴动力股份有限公司 一种发动机的计时处理方法、系统及装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016117155B4 (de) 2016-09-13 2018-06-14 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren und Vorrichtung zur Klopferkennung beim Betrieb einer Brennkraftmaschine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3342466A1 (de) * 1983-11-24 1985-06-05 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur erkennung klopfender verbrennungen bei brennkraftmaschinen
ES2068283T3 (es) * 1990-05-28 1995-04-16 Siemens Ag Procedimiento para la regulacion selectiva de cilindro del picado de motores de combustion interna.
JP2509376B2 (ja) * 1990-08-21 1996-06-19 三菱電機株式会社 内燃機関用ノック制御方法
DE19612180C1 (de) * 1996-03-27 1997-03-06 Siemens Ag Verfahren zum Erkennen von irregulären Verbrennungsvorgängen in einer mehrzylindrigen Diesel-Brennkraftmaschine
DE59902959D1 (de) * 1998-07-02 2002-11-07 Siemens Ag Verfahren zum überwachen der funktion von sensoren in einer brennkraftmaschine und nach diesem verfahren arbeitendes elektronisches steuergerät
DE19945369A1 (de) * 1999-09-22 2001-03-29 Volkswagen Ag Verfahren zur Klopfregelung einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006037414A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und verfahren zum auslesen von adaptionswerten aus kraftfahrzeug-steuergeräten
US7424362B2 (en) 2004-09-30 2008-09-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Apparatus and method for reading adaptive values out of motor vehicle control devices
DE102006053483B4 (de) 2006-11-14 2019-09-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung einer Klopfregelung und Vorrichtung zur Klopfregelung einer Brennkraftmaschine
EP2116834A1 (de) 2008-05-07 2009-11-11 Robert Bosch GmbH Klopferkennungs- Vorrichtung und Verfahren für einen Verbrennungsmotor
US8312760B2 (en) 2008-05-07 2012-11-20 Robert Bosch Gmbh Knock detection device for a cobustion engine and a method for a combustion knock detection
CN102692920A (zh) * 2012-05-31 2012-09-26 杭州速玛科技有限公司 一种ecu爆震闭环控制的测试系统及其测试方法
CN102692920B (zh) * 2012-05-31 2014-09-17 杭州速玛科技有限公司 一种ecu爆震闭环控制的测试系统及其测试方法
US10995691B2 (en) 2017-11-13 2021-05-04 Robert Bosch Gmbh Method and device for controlling knocking in an internal combustion engine
CN113341914A (zh) * 2021-05-24 2021-09-03 潍柴动力股份有限公司 一种发动机的计时处理方法、系统及装置
CN113341914B (zh) * 2021-05-24 2022-06-28 潍柴动力股份有限公司 一种发动机的计时处理方法、系统及装置

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