DE10220600B4 - Verfahren zum Überwachen eines adaptiven Systems - Google Patents

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Abstract

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, wobei der Funktionsparameter ein Verstärkungsfaktor (KNK_GAIN) ist, mit dem das Eingangssignal verstärkt wird, 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 das Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Sensors (1) verwendet wird, dessen Rohsignal das Eingangssignal ist, und dass der aktualisierte adaptive Anteil (KNK_GAIN_AD) des Funktionsparameters (KNK_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 adaptiven Systems diagnostiziert wird.

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.
  • Eine derartige Einrichtung ist auch aus DE 41 26 961 A1 bekannt. Gemäß dem bekannten Klopfregelungsverfahren wird zwischen einem aktuell von einem Klopfsensor gemessenen und einem vorherigen Vibrationspegel einer Brennkraftmaschine eine Differenz gebildet, die anschließend mit einem vorbestimmtem Sensorfehlerwert verglichen wird. Jedes Mal, wenn die so gebildete Differenz geringer ist als der Sensorfehlerwert, wird ein Fehlerzähler inkrementiert. Ist die Differenz hingegen größer als der vorbestimmte Sensorfehlerwert, wird der Fehlerzähler zurückgesetzt. Erreicht der Fehlerzähler dabei einen vorbestimmten Wert, wird ein Fehler des Klopfsensors angezeigt.
  • Weiterhin ist aus der DE 33 42 466 A1 eine Vorrichtung zur Erkennung klopfender Verbrennungen bei Brennkraftmaschinen bekannt. Die bekannte Vorrichtung befasst sich mit dem Problem, eine Anpassung zu ermöglichen, um auf unterschiedliche Leistungsdichten des von einem Klopfsensor gelieferten Eingangssignals zu reagieren. Dazu ist vorgesehen, dass die Verstärkung eines das Eingangssignal des Klopfsensors verstärkenden Verstärkers in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Verstärkers gesteuert wird.
  • Schließlich ist aus der EP 0 890 021 B1 ein Verfahren zum Erkennen von irregulären Verbrennungsvorgängen in einer mehrzylindrigen Dieselbrennkraftmaschine bekannt. Dabei wird das Problem behandelt, dass es bei zylinderindividuell angesteuerten Einspritzsystemen durch Falschansteuerung der Injektoren zu einer Beeinträchtigung des Betriebsverhaltens kommen kann. Zur Lösung dieses Problems werden bei dem bekannten Verfahren die Verbrennungsgeräusche zylinderindividuell mit Hilfe mindestens eines Körperschallsensors erfasst. Mittels eines Vergleichs der erfassten Körperschallsignale mit Schwellenwerten wird auf eine ordnungsgemäße oder nicht ordnungsgemäße Einspritzung und somit Verbrennung geschlossen.
  • 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 konnen. 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 moglich, 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 ublicherweise 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. Verlasst 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 erfindungsgemaße 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.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Sensors, vorzugsweise eines Klopfsensors verwendet. Das Eingangssignal wird von dem Rohsignal des Sensors gebildet und der Funktionsparameter ist der Verstärkungsfaktor, mit dem das Rohsignal verstärkt wird. Als Ausgangssignal kann ein Istwertsignal des Sensors (Klopfsignal) oder ein aus dem Istwertsignal durch Mittelwertbildung erzeugtes Mittelwertsignal (Normalgeräuschpegel) verwendet werden.
  • 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:
  • 1 ein Blockschaltbild für eine Signalumformeinrichtung eines Klopfsensors zum Erzeugen eines Klopfsignals;
  • 2 ein Diagramm, in dem das Klopfsignal über der Anzahl von Maschinenzyklen aufgetragen ist;
  • 3 ein Diagramm, in dem das Klopfsignal und der Normalgeräuschpegel, Sollwerte hierfür und der Grundanteil des Verstärkungsfaktors über der Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgetragen sind;
  • 4 ein Diagramm, in dem ein Referenzwert für den Normalgeräuschpegel der Brennkraftmaschine über der Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgetragen ist;
  • 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;
  • 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 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 beschranken lässt, einen Verstarker 3 mit einem Verstarkungsfaktor 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) Betriebssteuergerat fur eine Klopfregelung der Brennkraftmaschine zuführt.
  • Diese Signalumformung wird für jeden Zylinder und jeden Zyklus der Brennkraftmaschine durchgefuhrt, um eine zylinderspezifische Information bezüglich des Klopfverhaltens für jeden Verbrennungszyklus zu erhalten. Das Klopfsignal stellt somit die Klopfintensität fur den betreffenden Zylinder und Verbrennungszyklus dar.
  • Aus dem Klopfsignal KNKS wird ublicherweise bei klopffreiem Betrieb der Brennkraftmaschine ein gleitender Mittelwert berechnet. Dieser gleitende Mittelwert stellt dann den Normalgerauschpegel NL der Brennkraftmaschine bei klopffreiem Betrieb dar. Durch einen Vergleich des Klopfsignals KNKS mit dem Normalgerauschpegel NL lässt sich dann feststellen, ob Klopfen auftritt oder nicht.
  • Dies wird durch das Diagramm der 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 B2 , EP 04 589 93 B1 und DE 199 45 369 A1 .
  • Der Verstärkungsfaktor KNK_GAIN, mit dem das Rohsignal im Verstärker 3 verstärkt wird, hängt von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine wie z. B. der Drehzahl und dem Massenluftstrom ab. Nach neueren Vorschlagen (siehe z. B. EP 1 092 087 A2 und EP 04 589 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 Abhangigkeit von Betriebsparametern wie z. B. der Drehzahl oder dem Massenluftstrom der Brennkraftmaschine aufgetragen ist. Das Ziel hierbei ist, den Normalgerauschpegel NL der Brennkraftmaschine einem bestimmten Referenzwert IP_KNK_AD folgen zu lassen. Zur Veranschaulichung sei auf die 3 und 4 verwiesen. In 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 4 gibt den vorgegebenen Referenzwert IP_KNK_AD uber der Drehzahl N wieder.
  • Der Normalgeräuschpegel wird somit auf einem vorgegebenen Referenzwert gehalten, um ein Klopfereignis besser erkennen zu konnen. Dieser durch Kalibrierung einmal bestimmte Referenzwert fur 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 berucksichtigt. 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 fur 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 naturliche Normalgerauschpegel erfasst wird. Insbesondere erfolgt eine Aktualisierung nur bei klopffreiem Betrieb, in stationaren Betriebsphasen und innerhalb vorgegebener Bereiche bestimmter Betriebsparameter wie der Drehzahl, des Massenluftstroms, der Kühlmitteltemperatur und/oder der Ansauglufttemperatur usw.
  • Die 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 Verstarkungsfaktor 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 6 veranschaulicht, in der der Grundanteil IP_KNK_GAIN und der adaptive Anteil KNK_GAIN_AD des Verstarkungsfaktors 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 uber den Referenzbereich angestiegen ist. Der Geräuschpegel NL ist dann durch eine Verringerung des Verstarkungsfaktors uber seinen adaptiven Anteil zu verringern (Nr. 2). Nr. 3 bedeutet, dass der Geräuschpegel der Brennkraftmaschine unter den Referenzbereich abgesunken ist. Der Gerauschpegel 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.
  • Gemaß 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 Verstarkungsfaktors 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 Berucksichtigung von Sensorspezifikationen, Anderungen von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, Alterungseffekten usw. berechnen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, anhand von ausgewahlten Brennkraftmaschinen und Sensoren statistische Versuche durchzuführen.
  • Ein Vergleich des aktualisierten adaptiven Anteils des Verstarkungsfaktors 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 Verstarkungsfaktors 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 ruhren, 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 ruhrt, 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 moglicherweise ein Auswechseln an sich funktionsfähiger Sensoren. Dies alles wird ohne gesonderte Diagnoseeinrichtungen, sondern ausschließlich durch ohnehin vorhandene Software des Betriebssteuergerätes ermoglicht.
  • 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 Uberprüfungseinrichtungen sowie keine neue Funktionsentwicklung für das Betriebssteuergerät erforderlich).
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wurde am Beispiel einer Überwachung eines Klopfsensors fur 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 erfindungsgemaße Verfahren hierauf nicht beschränkt ist.
  • So kann beispielsweise als Ausgangssignal irgendein anderes relevantes Signal, z. B. das Klopfsignal selbst, verwendet werden. Auch kann das erfindungsgemaße Verfahren zum überwachen anderer Sensoren verwendet werden. Grundsätzlich ist das erfindungsgemaße 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 verlasst, wenn eine Fehlfunktion vorliegt.

Claims (10)

  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, wobei der Funktionsparameter ein Verstärkungsfaktor (KNK_GAIN) ist, mit dem das Eingangssignal verstärkt wird, 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 das Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Sensors (1) verwendet wird, dessen Rohsignal das Eingangssignal ist, und dass der aktualisierte adaptive Anteil (KNK_GAIN_AD) des Funktionsparameters (KNK_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 adaptiven Systems diagnostiziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangssignal (KNKS; NL) ein Istwertsignal des Sensors (1) oder ein aus dem Istwertsignal durch Mittelwertbildung erzeugtes Mittelwertsignal verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, 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.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundanteil (IP_KNK_GAIN) des Funktionsparameters (KNK_GAIN) in einem Kennfeld abgelegt ist.
  5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, 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 (IP_KNK_AD) für den Normalgeräuschpegel (NL) der Brennkraftmaschine folgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, 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.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, 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.
  8. 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.
  9. Verfahren nach Anspruch 3, 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.
  10. Verfahren nach Anspruch 3, 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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