DE112007000333T5

DE112007000333T5 - Erkennungssysteme und -Verfahren

Info

Publication number: DE112007000333T5
Application number: DE112007000333T
Authority: DE
Inventors: Simon Brewerton; Tim Grai; Patrick Leteinturier
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG; Infineon Technologies UK Ltd
Priority date: 2006-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2027-02-08
Also published as: US20070185642A1; DE112007000333B4; WO2007092438A2; US7254475B1; WO2007092438A3

Abstract

Erkennungssystem, das umfasst:
einen Analog/Digital-Wandler, der ein oder mehrere analoge Signale in eine oder mehrere digitale Abtastwerte umwandelt;
ein Filter, das wenigstens einen Teil der einen oder mehreren digitalen Abtastwerte analysiert und Energiewerte in einem Bereich von Frequenzen identifiziert;
einen Frequenzumschalter, der eine Teilmenge des Bereichs von Frequenzen für die Analyse gemäß einer oder mehrerer Betriebscharakteristiken wählt; und
ein Analysegerät, das die Teilmenge des Bereichs von Frequenzen mit Schwellenwerten analysiert, um ein oder mehrere Ergebnisse zu identifizieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft das Gebiet von elektronischen Schaltungen und insbesondere ein Erkennungssystem und -verfahren
TECHNISCHER HINTERGRUND
Steuerungssysteme für Verbrennungsmotoren sind im Allgemeinen darauf ausgelegt, Abgasemissionen zu verringern und Leistung und Kraftstoffeinsparung zu erhöhen. Das Erhöhen von Leistung und Kraftstoffeinsparung kann durch den Einsatz einer entsprechenden Zündzeitpunktsteuerung für ein bestimmtes Luft-/Kraftstoffgemisch erreicht werden. Das Erhöhen von Leistung und Kraftstoffeinsparung kann aber durch Motorklopfen begrenzt werden.
Eine normale Verbrennung erfolgt in einem Verbrennungsmotor, wenn ein gasförmiges Gemisch aus Luft und Kraftstoff von einer Zündkerze gezündet wird und störungsfrei von einem Zündpunkt aus zu den Zylinderwänden im Motor hin verbrennt. Motorklopfen tritt auf, wenn Temperatur und/oder Druck in einer unverbrannten Luft-/Kraftstoffmischung einen kritischen Wert überschreiten und es dadurch zum Selbstentzünden des Luft-/Kraftstoffgemischs kommt. In der Folge wird eine Stoßwelle erzeugt, die zu einer schnellen Zunahme des Zylinderdrucks führt. Ein durch die Stoßwelle erzeugter Impuls führt zu einer Resonanz im Zylinder mit einer charakteristischen Frequenz, die von Zylinderbohrungsdurchmesser, Brennkammertemperatur u. ä. abhängt. Kolben, Ringe, Abgasventile und andere Teile können Schaden nehmen, wenn dauerhaft Klopfen auftritt. Auch Kraftstoffeinsparung und Leistung können dadurch beeinträchtigt werden. Darüber hinaus können Personen Motorklopfgeräusche als störend empfinden. Um Motorklopfen zu verringern, wird der Zündzeitpunkteinstellung eingestellt, wenn Motorklopfen auftritt. Der Zündzeitpunkt wird so eingestellt, dass eine Zündung vor oder zum Zeitpunkt der Selbstentzündung durch Temperatur- und/oder Druckbedingungen im Zylinder auftritt.
Zum Erkennen von Motorklopfen in Verbrennungsmotoren können Sensoren eingesetzt werden. Die Sensoren dienen zum Überwachen des Verbrennungsprozesses und senden Meldungen an ein Motorsteuergerät. Die Sensoren sind normalerweise am Motor montiert und überwachen die über den Motor übertragenen Schwingungen, um Motorklopfen zu erkennen. Da durch Motorklopfen erzeugte Resonanzen oder Schwingungen eine wiederholbare und identifizierbare Frequenzcharakteristik oder Spektralsignatur bei einer bestimmten Betriebsbedingung aufweisen, erkennen die Sensoren Motorklopfen durch Identifizieren der Spektralsignatur.
Ein Sensortyp zum Erkennen von Motorklopfen ist ein abgestimmter Sensor, der mechanisch oder elektronisch eine Stärke eines Signals im Frequenzbereich der durch Klopfen erzeugten Resonanz verstärkt. Diese Sensortypen müssen aber wegen der erwarteten Frequenzbereiche der Spektralsignatur spezifisch für bestimmte Motortypen sein. Ein weiterer Sensortyp ist ein Breitbandsensor, der keine Resonanzspitzen unterhalb des 20-kHz-Betriebsbereichs eines typischen Klopferkennungssystems aufweist. Breitbandsensoren können für eine Vielzahl von Motortypen eingesetzt werden, aber zum Identifizieren einer bestimmten charakteristischen Frequenz ist normalerweise eine Nachbearbeitung durch einen Computer oder Mikrocontroller erforderlich.
Systeme zur Klopferkennung verwenden normalerweise einen festen Satz von einem oder mehreren Filtern zum Durchführen der Klopferkennung an von Sensoren empfangenen Signalen. Da die Filter üblicherweise auf einen bestimmten Motortyp und Bereich von Betriebsbedingungen eingestellt oder angepasst sind, kann ein Motorbetrieb außerhalb dieses Bereich zu einer beeinträchtigten Klopferkennung oder einen Motordefekt führen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt ein Erkennungssystem bereit. Das Erkennungssystem schließt einen Analog/Digital-Wandler, der ein oder mehrere analoge Schwingungssignale in eine oder mehrere digitale Abtastwerte umwandelt, ein Filter, das wenigstens einen Teil der einen oder mehreren digitalen Abtastwerte analysiert und Energiewerte über einen Bereich von Frequenzen identifiziert, einen Frequenzumschalter, der eine Teilmenge der Frequenzen für die Analyse gemäß einer oder mehrerer Betriebscharakteristiken auswählt, und ein Analysegerät ein, das die Teilmenge von Frequenzen zusammen mit Schwellenwerten analysiert, um ein oder mehrere Ergebnisse zu identifizieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt ein Blockdiagramm eines Systems 100 dar, das ein Erkennungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet.
2A und 2B zeigen Graphen, die eine simulierte Klopferkennung mit einem Klopferkennungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen.
3 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Klopferkennungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Klopferkennungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Erkennen von Motorklopfen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
MÖGLICHKEITEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Eine oder mehrere Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden anschließend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei sich die Bezugszeichen auf gleiche Teile beziehen.
1 stellt ein Blockdiagramm eines Systems 100 dar, das ein Erkennungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet. Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel schließt ein System 100 ein, das Motorklopfen bei einer Vielzahl von Betriebsbedingungen kompensieren kann, während bei anderen Ausführungsbeispielen das System 100 andere entsprechende Variablen in Folge von anderen entsprechenden Bedingungen kompensieren kann.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel schließt das System 100 einen Sensor 102, eine Steuereinheit 104, ein Erkennungssystem 106 und einen Einstellberechner 108 ein. Der Sensor 102 schließt einen oder mehrere Schwingungssensoren ein, die normalerweise an einem Motorblock montiert sind. Der Sensor 102 wandelt erkannte Schwingungen in ein oder mehrere Schwingungssignale um, die für die erkannten Schwingungen repräsentativ sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen erkennt der Sensor 102 Schwingungen bei Aktivität einschließlich u. a. Motorklopfen, Motorkurbelwellenumdrehungen pro Minute und Geräusch.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel steuert die Steuereinheit 104 den Betrieb von einem oder mehreren System in einem Verbrennungssystem. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Steuereinheit 104 Kraftstoffeinspritzung, Zündzeitpunkt, Leerlaufdrehzahlsteuerung, Betrieb von Klimaanlagen, Kraftstoffpumpenbetrieb u. ä. steuern. In einem Ausführungsbeispiel schließt die Steuereinheit 104 einen Mikroprozessor, einen Arbeitsspeicher, einen schreibgeschützten Speicher und eine Ein-/Ausgabeschnittstelle ein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen erhält die Steuereinheit 104 Betriebscharak teristiken von Eingabesensoren (nicht abgebildet), die Motorkühlmitteltemperatur, Luftdruck, Luftstrom, Nockenwellenstellungssynchronisation, Sauerstoffflascheninhalt oder Verbrennungszyklusfenster messen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen stellt die Steuereinheit 104 die Betriebscharakteristiken für andere entsprechende Teile im System 100 bereit.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel analysiert das Erkennungssystem 106 das Schwingungssignal von Sensor 102 und stellt Klopfanalyseergebnisse bereit. In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Erkennungssystem 106 eine einfache Schaltung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet das Erkennungssystem 106 Betriebscharakteristiken zum Identifizieren von Motorklopfen. Diese Betriebscharakteristiken können u. a. Motordrehzahl, Verbrennungszyklusfenster, Nockensynchronisation, Luftmenge pro Zylinder, Motordrehmoment, Motoralter, Anzahl der Zylinder und Zylindergröße einschließen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet das Erkennungssystem 106 Filter zum Entfernen von Fremdgeräuschen und anderen unerwünschten Informationen aus der Schwingung zum Analysieren eines Klopffensters des Verbrennungszyklus. Das Klopffenster ist ein Teil des Verbrennungszyklus, in dem Zündung und Klopfen vermutlich auftreten. Die Filter (nicht abgebildet) erhalten Energiewerte mit unterschiedlichen Frequenzen. In einem Ausführungsbeispiel werden diese Frequenzen als Variablen bezeichnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die berechneten Energiewerte in Leistung umgerechnet und analysiert sowie mit vorhergehenden Werten verglichen. Die Ergebnisse dieser Analyse identifizieren Motorklopfen und werden als Klopfanalyseergebnisse bereitgestellt. In anderen Ausführungsbeispielen können andere entsprechende Klopferkennungssysteme verwendet werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel erhält der Einstellberechner 108 Klopfanalyseergebnisse vom Erkennungssystem 106 und stellt Motoreinstellinformationen für die Steuereinheit 104 bereit. In einem Ausführungsbeispiel schließen die Einstellinformationen Zündzeitpunkteinstellungen ein, die zum Verringern des künftigen Auftretens von Motorklopfen verwendet werden können. In einem Ausführungsbeispiel ist der Berechner 108 Bestandteil des Erkennungssystems 106. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet die Steuereinheit 104 die Einstellinformationen zum Verringern oder Begrenzen von Motorklopfen. In anderen Ausführungsbeispielen verwendet die Steuereinheit 104 die Einstellinformationen zum Durchführen anderer entsprechender Aufgaben. In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Steuereinheit 104 die Einstellinformationen zum Einstellen des Zündzeitpunkts.
2A und 2B zeigen Graphen, die eine simulierte Klopferkennung in einem Klopferkennungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. Ein in 2A gezeigter Graph 200 stellt ein Ausführungsbeispiel eines normalen bzw. typischen Verbrennungszyklus dar, der kein signifikantes Klopfen einschließt. Eine y-Achse bildet den Druck ab und eine x-Achse bildet den Kurbelwinkel ab. Die Zündung erfolgt in Punkt 202 des Graphs 200, der auch beim Höchstdruck für den Verbrennungszyklus liegt. Das System 100 von 1 kann zum Analysieren dieses Verbrennungszyklus verwendet werden, um das Fehlen von wesentlichem Klopfen zu erkennen.
Ein in 2B gezeigter Graph 210 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Verbrennungszyklus dar, der Motorklopfen einschließt. Wiederum bildet eine y-Achse den Druck ab und bildet eine x-Achse den Kurbelwinkel ab. Die Selbstzündung erfolgt frühzeitig bei Punkt 212 vor einem gewählten Zündzeitpunkt 214 im Graph 210. In einem Ausführungsbeispiel kann das System 100 von 1 zum Analysieren dieses Verbrennungszyklus, Identifizieren des Vorhandenseins von Klopfen mit dem Erkennungssystem 106 und Festlegen von Einstellungen des Zündzeitpunkts mit dem Einstellberechner 108 verwendet werden. Die Steuereinheit 104 kann dann in diesem Ausführungsbeispiel den Zündzeitpunkt so einstellen, dass er etwa beim Punkt 214 liegt, um das Motorklopfen zu verringern.
3 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Klopferkennungssystems 302 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einem Ausführungsbeispiel ist das System 302 als eine einfache Schaltung oder eine einfache integrierte Schaltung ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel empfängt das System 302 ein Schwingungssignal von einem Klopfsensor 304 und stellt Klopfanalyseergebnisse bei 316 bereit, die auf das Vorhandensein von Motorklopfen und/oder anderen Klopfcharakteristiken hinweisen. Das Schwingungssignal schließt Schwingungskomponenten vom Motorbetrieb ein, die u. a. Umdrehungen pro Minute, Motorklopfen und Motorgeräusche einschließen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klopfsensor 304 einen oder mehrere beispielsweise am Motorgehäuse montierte Sensoren umfassen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel schließt das System 302 einen Analog/Digital(A/D)-Wandler 206, ein Filter 310, einen Variablenumschalter 312 und eine Klopfanalysekomponente 314 ein. Der A/D-Wandler 306 empfängt ein Schwingungssignal und wandelt das Signal in digitale Abtastwerte um. Der A/D-Wandler 306 arbeitet bei einer entsprechenden Umsetzgeschwindigkeit, die dem System 302 das Durchführen von Erkennung und Analyse in einem entsprechenden Zeitraum ermöglicht. In einem Ausführungsbeispiel führt ein entsprechender A/D-Wandler, der als Wandler 306 verwendet werden kann, eine 10-Bit-Wandlung in etwa 0,4 Mikrosekunden durch. Im dargestellten Ausführungsbeispiel tastet der A/D-Wandler 306 das Schwingungssignal mit einer entsprechenden Abtastgeschwindigkeit ab. In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Abtastgeschwindigkeit 800 kHz, was 800.000 Abtastwerte pro Sekunde ergibt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel empfängt das Filter 308 die Abtastwerte und komprimiert die Abtastwerte durch Anwenden eines entsprechenden Komprimierungsschemas. In einem Beispiel verwendet das Filter 308 ein Filter mit gleitendem Durchschnitt, das die Abtastwerte um einen Faktor von 8 komprimiert. Das Filter 308 steigert die Leistung des Systems durch Verringern der Anzahl der zu analysierenden Abtastwerte ohne wesentliche Informationsverluste. In anderen Ausführungsbeispielen schließt das System 302 kein Filter 308 ein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel analysiert das Filter 310 die komprimierten Abtastwerte vom Komprimierungsfilter und identifiziert Energien in einem Bereich von Frequenzvariablen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel decken Variablen diskrete Frequenzbereiche ab, die im Allgemeinen mögliche Spektralfrequenzen von Motorklopfen abdecken. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist das Filter 310 ein Digitalfilter wie etwa ein Fast-Fourier-Transform(FFT-)-Filter oder eine Vielzahl von Finite-Impulse-Response(FIR-)-Filtern. Wenn beispielsweise Motorklopfen für eine gewählte Anwendung bei 6 kHz und 12 kHz auftritt, werden die Frequenzvariablen so konfiguriert, dass sie alle zwei möglichen Motorklopf-Frequenzbereiche abdecken. In einem anderen Beispiel sind 10 Frequenzvariablen mit einer Breite von 2 kHz und beginnend bei 0 kHz sowie endend bei 20 kHz vorhanden. Die Energie für jede der Variablen kann auch in einen Leistungswert umgewandelt werden, um die Klopferkennung und -analyse zu erleichtern.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wählt der Variablenumschalter 312 eine Teilmenge der Frequenzvariablen gemäß den Betriebscharakteristiken des Motors. Die Teilmenge schließt einen oder mehrere Frequenzvariablen ein, die erwartete oder mögliche Motorklopfspektrums-Komponenten einschließen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen verwendet der Variable numschalter 312 Betriebscharakteristiken für den Motor, die u. a. Verbrennungszyklusfenster, Nockensynchronisation, Luft pro Zylinder, Umdrehungen pro Minute, Motordrehmoment, Motoralter, Anzahl der Zylinder und Zylindergröße zum Wählen der Teilmenge von Frequenzvariablen einschließen können.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel erhält die Klopfanalysekomponente 314 die vom Variablenumschalter 312 gewählten Variablen und analysiert die gewählten Variablen für die Motorklopfanalyse. Die Klopfanalysekomponente 314 vergleicht die aktuellen Leistungswerte für die gewählten Variablen mit vorhergehenden Werten, um einen relativen Leistungswert zu ermitteln. Dieser relative Leistungswert wird dann mit den typischen Motorklopfspektrums-Charakteristiken und -Leistungswerten verglichen, um das Vorhandensein von Motorklopfen zu identifizieren. In anderen Ausführungsbeispielen können andere entsprechende Ansätze verwendet werden, um einen relativen Leistungswert zu ermitteln. In einem Ausführungsbeispiel können Zündzeitpunkteinstellungen aus den gewählten Variablen ermittelt werden. In anderen Ausführungsbeispielen können die Analyseergebnisse durch die Klopfanalysekomponente 314 für andere Systemkomponenten wie eine Steuereinheit für einen Motor bereitgestellt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass alternative Ausführungsbeispiele zum Ermitteln und/oder Analysieren von anderen Betriebscharakteristiken abweichend von Motorklopfen verwendet werden können. Die Variablenwahl und -analyse kann beispielsweise gemäß den anderen Charakteristiken durchgeführt werden. Einige Beispiele für Motorbetriebsparameter und -aspekte, die überwacht und/oder analysiert werden können, schließen Zylinderdruck, Fehlzündung, Lager- und Getriebeschwingungsanalyse, prädiktive Wartung, Kupplungshaftung u. ä. ein.
Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben darge stellten Beispiele beschränkt sind. Andere Klopferkennungssysteme gemäß der vorliegenden Erfindung werden berücksichtigt, die Varianten der oben beschriebenen Teile und nicht dargestellte oder beschriebene Teile einschließen.
4 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Klopferkennungssystems 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das System 400 ist exemplarisch als ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung einige Teile entfernt und/oder weitere Teile hinzugefügt werden können.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel empfängt das System 400 ein Schwingungssignal von einem oder mehreren Klopfsensoren oder Schwingungssensoren (nicht abgebildet). Das Schwingungssignal ist ein analoges Signal, das Schwingungen vom Motorbetrieb, Motorklopfen, Geräusche u. ä. einschließt.
Ein Tiefpassfilter (Low Pass Filter, LPF) 402 empfängt das Schwingungssignal, verringert die Hochfrequenzanteile im Signal und lässt einen gewählten Bereich von Niederfrequenzanteilen passieren. Im Allgemeinen entfernt der Tiefpassfilter 402 Hochfrequenzanteile, die sich außerhalb des typischen und/oder möglichen Bereichs von Motorklopfen befinden. In einem Ausführungsbeispiel kann der Tiefpassfilter 402 als eine Widerstands-Kondensator-Schaltung ausgeführt sein. In einem Ausführungsbeispiel ist der Tiefpassfilter 402 zum Entfernen von Anteilen über 50 kHz konfiguriert.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel empfängt die Verstärkungskomponente 404 das gefilterte Schwingungssignal und wendet eine gewählte Verstärkung auf das Schwingungssignal an. Die Verstärkungskomponente 404 kann eine Vielzahl von möglichen Verstärkungen verwenden, die dann auf das Schwingungssignal angewendet werden. Die Verstärkung wird gemäß einer oder mehrerer Motorcharakteristiken wie Motorlast gewählt.
Ein Analog/Digital(A/D)-Wandler 406 wandelt das von der Verstärkungskomponente 404 empfangene Schwingungssignal in Form eines analogen Signals in digitale Abtastwerte um. In einem Ausführungsbeispiel arbeitet der A/D-Wandler 406 bei einer entsprechend schnellen Umsetzgeschwindigkeit, die dem System 400 das Durchführen von Erkennung und Analyse in einem entsprechenden Zeitraum ermöglicht. Beispielsweise führt in einem Ausführungsbeispiel ein entsprechender A/D-Wandler, der als Wandler 406 verwendet werden kann, eine 10-Bit-Wandlung in etwa 0,4 Mikrosekunden durch. In einem Ausführungsbeispiel arbeitet ein typischer A/D-Wandler, der in Kraftfahrzeuganwendungen eingesetzt wird, mit etwa 1,3 bis 3 Mikrosekunden, was langsamer als der A/D-Wandler 406 ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel tastet der A/D-Wandler 406 das Schwingungssignal mit einer entsprechenden Abtastgeschwindigkeit ab. In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Abtastgeschwindigkeit 800 kHz, was 800.000 Abtastwerte pro Sekunde ergibt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erhält der A/D-Wandler 406 Abtastwerte in einem Klopferkennungsfenster. Die Klopferkennungsfenster-Information wird von der Motorsteuereinheit (Engine Control Unit, ECU) 430 empfangen. Das Klopferkennungsfenster ist ein gewählter Teil des Verbrennungszyklus, in dem Motorklopfen auftritt. In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Klopferkennungsfenster einen bestimmten Teil des Verbrennungszyklus. In einem Ausführungsbeispiel beträgt dieser Teil 20% des Verbrennungszyklus.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel empfängt die Datenkomprimierungskomponente 408 die Abtastwerte vom Wandler 406 und komprimiert die Abtastwerte durch Anwenden eines Komprimierungsschemas. Diese Komprimierung verringert die Anzahl der Abtastwerte ohne wesentliche Daten- oder Informationsverluste in den Abtastwerten. In anderen Ausführungsbeispielen kann ein beliebiges entsprechendes Komprimierungsschema verwendet werden wie etwa ein Filter mit gleitendem Durchschnitt, das die Abtastwerte um einen Faktor von 8 komprimiert.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel empfängt der Abtastpuffer 410 die komprimierten Abtastwerte von der Datenkomprimierungskomponente und stellt einen ausgewählten Teil der Abtastwerte als Ausgabe des Puffers 410 bereit. Die vom Abtastpuffer 410 empfangenen Abtastwerte decken typischerweise nur den Klopferkennungsfenster-Zyklus ab, in dem die Verbrennung normalerweise erfolgt. Es sei aber darauf hingewiesen, dass alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung das Erhalten von Abtastwerten aus einem größeren Teil des Verbrennungszyklus und/oder des gesamten Verbrennungszyklus einschließen können. In solchen Ausführungsbeispielen kann die Klopferkennungsfenster-Information zum Steuern einer Speicherdirektzugriff (Direct-Memory-Access/DMA)-Übertragung von Abtastwerten in den Puffer 410 ausschließlich im Klopferkennungsfenster verwendet werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel steuert ein General Purpose Timer Array (GPTA) 412 die Auswahl eines Teils von Abtastwerten im Puffer 410 und führt diese durch. Das GPTA 412 ermittelt die Motorumdrehungen pro Minute (Drehzahl) aus einem Nockensynchronisationssignal. Das GPTA 412 ermittelt die Motordrehzahl durch Messen eines Zeitraums des Nockensynchronisationssignals.
Ein Fast-Fourier-Transform(FFT)-Filter 414 empfängt den Teil vom Puffer 410 und führt das Filtern der Abtastwerte durch. Das Filter 414 analysiert die Abtastwerte und identifiziert parallel Energiewerte in einem Bereich von Frequenzvariablen. Die Variablen decken diskrete Frequenzbereiche ab, die im Allgemeinen mögliche Spektralfrequenzen von Motorklopfen abdecken. Wenn in einem Ausführungsbeispiel Motorklopfen für eine gewählte Anwendung bei 6 kHz und 12 kHz auftritt, werden die Frequenzvariablen so konfiguriert, dass sie alle zwei möglichen Motorklopf-Frequenzbereiche abdecken. In einem Ausführungsbeispiel sind 10 Frequenzvariablen mit einer Breite von 2 kHz und beginnend bei 0 kHz sowie endend bei 20 kHz vorhanden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Filter 414 eine 512-Punkt-FFT und eine 256-Punkt-FFT. Wenn die Anzahl der vom Puffer 410 empfangenen Abtastwerte größer ist als 256, wird die 512-Punkt-FFT verwendet und durch Anfügen von Nullen ausgeglichen. Andernfalls wird die 256-Punkt-FFT verwendet und ebenfalls durch Anfügen von Nullen ausgeglichen, wenn weniger als 256 Abtastwerte vorhanden sind. Es sei darauf hingewiesen, dass alternative Ausführungsbeispiele der Erfindung andere Filter und/oder Konfigurationen von FFT-Filtern verwenden können.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel empfängt der Multiplex-Schalter 416 die Frequenzvariablen und verknüpften Energiewerte parallel vom Filter 414 und stellt einen seriellen Strom von Frequenzvariablen und Energiewerten bereit. Eine Leistungsberechnungskomponente 418 empfängt die Variablen und wandelt die Energiewerte in Leistungswerte beispielsweise durch Quadrieren der Energiewerte um.
Eine Verstärkungswahlkomponente 420 wählt eine Teilmenge von Frequenzvariablen und ermittelt die Verstärkungswerte für die gewählten Variablen gemäß den Betriebscharakteristiken mit einer Verstärkungs-/Wahlreferenztabelle 424. Die Teilmenge schließt einen oder mehrere Frequenzvariablen ein, die erwartete oder mögliche Motorklopfspektrums-Komponenten einschließen. Die Betriebscharakteristiken können u. a. Motordrehzahl bzw. Umdrehungen pro Minute, Verbrennungszyklusfenster, Nockensynchronisation, Luftmenge pro Zylinder, Motordrehmoment, Motoralter, Anzahl der Zylinder und Zylindergröße einschließen. Die Betriebscharakteristiken werden in der Verstärkungs- /Wahlreferenztabelle gemäß der Frequenz gespeichert und werden während des Betriebs des Systems dynamisch aktualisiert. Die Verstärkungs-/Wahlreferenztabelle 424 stellt einen Verstärkungswert gemäß einer oder mehrerer Betriebscharakteristiken bereit. Der Verstärkungswert für nicht gewählte Frequenzvariablen lautet typischerweise Null. In einem Beispiel wird der Verstärkungswert gemäß der Luft pro Zylinder und den Umdrehungen pro Minute referenziert. Die Produktions-ECU 430 kann die aktuellen Betriebscharakteristiken für die Verstärkungs-/Wahlreferenztabelle 424 bereitstellen. Es sei aber darauf hingewiesen, dass alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung andere Komponenten zum Bereitstellen der aktuellen Betriebscharakteristiken verwenden können.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel erhält die Geräuschlernkomponente 422 die gewählte Teilmenge von Frequenzvariablen und analysiert die Teilmenge mit zuvor erhaltenen Teilmengen. Diese Analyse ergibt eine Abweichung von vorhergehenden Werten, die das Vorhandensein von Motorklopfen identifizieren kann. Im Allgemeinen unterscheidet die Geräuschlernkomponente 422 Änderungen im Betrieb anhand des Motorengeräuschs. Es werden relative Leistungswerte für die gewählte Teilmenge entsprechend ihrer aktuellen Werte und vorhergehenden Werte erzeugt.
Eine Klopfschwellen-Referenztabelle 428 schließt Schwellenwerte gemäß den Betriebscharakteristiken für den Motor ein, die u. a. Motordrehzahl bzw. Umdrehungen pro Minute, Verbrennungszyklusfenster, Nockensynchronisation, Luftmenge pro Zylinder, Motordrehmoment, Motoralter, Anzahl der Zylinder und Zylindergröße einschließen können. In einem Beispiel werden die Schwellenleistungswerte gemäß der Luft pro Zylinder und den Umdrehungen pro Minute referenziert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Produktions-ECU 430 die aktuellen Betriebscharakteristiken für die Klopfschwellen- Referenztabelle 428 bereitstellen. Es sei darauf hingewiesen, dass eine andere Konfiguration für die Referenztabelle bei alternativen Ausführungsbeispielen verwendet werden kann. Eine Vergleichskomponente 426 vergleicht die relativen Leistungswerte mit Schwellenwerten aus der Referenztabelle 428 und ermittelt das Vorhandensein oder Fehlen von Motorklopfen aus dem Vergleich. In einem Beispiel identifiziert die Vergleichskomponente 426 Motorklopfen bei Leistungswerten, welche die Schwellenwerte überschreiten. Die Ergebnisse des Vergleichs sowie die relativen Leistungswerte und die Schwellenwerte für die Teilmenge der Frequenzvariablen können von der Vergleichskomponente 426 bereitgestellt werden.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens 500 zum Erkennen von Motorklopfen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Verfahren 500 verwendet eine schnelle Analog/Digital-Wandlung und ein paralleles Filtern bei unterschiedlichen Frequenzen über ein FFT-Filter, um Motorklopfen bei Verbrennungsmotoren zu erkennen. Das Verfahren 500 kann beispielsweise durch eines der oben beschriebenen Systeme und/oder Varianten hiervon umgesetzt werden. Die Umsetzung kann als Einzelschaltung oder Gerät erfolgen. Obgleich nachfolgend das Verfahren 500 als eine Reihe von Maßnahmen bzw. Ereignissen dargestellt und beschrieben ist, wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die dargestellte Reihenfolge solcher Maßnahmen bzw. Ereignisse eingeschränkt ist. Einige Maßnahmen können beispielsweise in anderen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Maßnahmen bzw. Ereignissen neben den hier dargestellten und/oder beschriebenen gemäß der Erfindung erfolgen. Darüber hinaus müssen nicht alle dargestellten Schritte erforderlich sein, um ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umzusetzen. Ferner können die Verfahren der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit unterschiedlichen Arten von Rei fenüberwachungskomponenten und -systemen umgesetzt werden und beliebige Systeme oder Gruppen von Komponenten in Form von Hardware und/oder Software, die solch ein Verfahren beinhalten, gelten als im Umfang der vorliegenden Erfindung befindlich.
Das Verfahren 500 beginnt mit Block 502, in dem ein Schwingungssignal in analoger Form erhalten wird. Das Schwingungssignal ist ein analoges Signal und wird von einem oder mehreren an einer oder mehreren Stellen an einem Motorgehäuse angeordneten Motorschwingungssensoren erhalten. Das Schwingungssignal schließt Schwingungskomponenten vom Motorbetrieb ein und kann u. a. Umdrehungen pro Minute, Motorklopfen, Motorgeräusch u. ä. einschließen.
Das Schwingungssignal in analoger Form wird in Block 504 in digitale Abtastwerte umgewandelt. Die Umwandlung erfolgt mit einer entsprechend schnellen Umsetzgeschwindigkeit, was das Durchführen der Motorklopferkennung und -analyse in einem entsprechenden Zeitraum ermöglicht. In einem Ausführungsbeispiel ist ein Umwandlungsprozess, der verwendet werden kann, eine 10-Bit-Umwandlung in etwa 0,4 Mikrosekunden. In einem Ausführungsbeispiel arbeitet ein typischer A/D-Wandler, der in einer Kraftfahrzeuganwendung eingesetzt wird, mit etwa 1,3 bis 3 Mikrosekunden, was langsamer als 0,4 Mikrosekunden ist. In einem Ausführungsbeispiel wird das Schwingungssignal mit einer entsprechenden Abtastgeschwindigkeit abgetastet. In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Abtastgeschwindigkeit 800 kHz, was 800.000 Abtastwerte pro Sekunde ergibt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Teil der Abtastwerte, die in einem Klopferkennungsfenster auftreten, in Block 506 gewählt. Das Klopferkennungsfenster ist ein Teil bzw. ein Zeitraum des Verbrennungszyklus, in dem Motorklopfen auftritt. In einem Ausführungsbeispiel tritt Motorklopfen in einem Fenster auf, das 20 Prozent des Verbrennungszyklus ein nimmt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Klopferkennungsfenster gemäß einer oder mehrerer Betriebscharakteristiken des Motors festgelegt werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der gewählte Teil in Block 508 durch Ausführen einer Fast-Fourier-Transform(FFT)-Filterung der Abtastwerte gefiltert. Die FFT erzeugt parallel Energiewerte in unterschiedlichen Frequenzvariablen. In einem Ausführungsbeispiel wird ein FFT-Filter wie das in 4 gezeigte FFT-Filter 414 verwendet. In anderen Ausführungsbeispielen können andere entsprechende FFT-Filter verwendet werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel decken die Variablen diskrete Frequenzbereiche ab, die im Allgemeinen mögliche Spektralfrequenzen von Motorklopfen abdecken. Wenn beispielsweise Motorklopfen für eine gewählte Anwendung bei 6 kHz und 12 kHz auftritt, werden die Frequenzvariablen so konfiguriert, dass sie alle zwei möglichen Motorklopf-Frequenzbereiche abdecken. In einem Ausführungsbeispiel können andere Filter wie FIR-Filter im gewählten Teil von Abtastwerten verwendet werden, um die Energiewerte in den Frequenzvariablen zu erhalten.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Energiewerte für die Frequenzvariablen in Block 510 in Leistungswerte umgewandelt. In einem Ausführungsbeispiel quadriert ein Leistungsrechner die Energiewerte, um die Leistungswerte zu erhalten.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird in Block 512 eine Teilmenge der Frequenzvariablen gemäß einer oder mehrerer Betriebscharakteristiken gewählt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen schließt die Teilmenge eine oder mehrere Frequenzvariablen ein, die erwartete oder mögliche Motorklopfspektrums-Komponenten einschließen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die eine oder mehreren Charakteristiken für den Motor u. a. Verbrennungszyklusfenster, Nockensynchronisa tion, Luft pro Zylinder, Umdrehungen pro Minute, Motordrehmoment, Motoralter, Anzahl der Zylinder und Zylindergröße einschließen. In anderen Ausführungsbeispielen können Verstärkungswerte auf die Leistungswerte der gewählten Teilmenge von Variablen angewendet werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Leistungswerte für die gewählte Teilmenge mit vorhergehenden Leistungswerten analysiert, um Geräusche zu berücksichtigen und relative Leistungswerte für die gewählte Teilmenge in Block 514 zu erzeugen. Klopfschwellenwerte werden in Block 516 für die gewählte Teilmenge gemäß einer oder mehrerer Betriebscharakteristiken erhalten. Die Klopfschwellenwerte werden gemäß der einen oder den mehreren Betriebscharakteristiken typischerweise aus einer Referenztabelle referenziert. Die Klopfschwellenwerte zeigen Leistungswerte an, oberhalb derer typischerweise Motorklopfen vorliegt.
Die relativen Leistungswerte werden in Block 518 mit den Klopfschwellenwerten verglichen, um das Vorhandensein/Fehlen von Motorklopfen in der gewählten Teilmenge von Frequenzvariablen zu erkennen. Der erzeugte Vergleich kann ebenso zum Durchführen von Einstellungen am Motorbetrieb wie das Ändern des Zündzeitpunkts in Block 520 verwendet werden.
Obgleich die Erfindung in Bezug auf eines oder mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben wurde, können Änderungen und/oder Modifikationen an den dargestellten Beispielen vorgenommen werden, ohne von Wesensart und Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Insbesondere bezüglich der unterschiedlichen Funktionen, die von den oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Baugruppen, Vorrichtungen, Schaltungen, Systeme usw.) sollen die Begriffe (einschließlich eines Bezugs auf ein "Mittel") zum Beschreiben solcher Komponenten vorbehaltlich abweichender Regelungen jeglichen Komponenten oder Strukturen entsprechen, welche die spezifi zierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführen (d. h. die funktional gleichwertig sind), auch wenn diese strukturell nicht mit der offenbarten Struktur gleichwertig sind, welche die Funktion in den hier dargestellten beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung erfüllen. Auch wenn ein bestimmtes Merkmal der Erfindung nur in Bezug auf eine von mehreren Ausführungen offenbart ist, kann dieses Merkmal darüber hinaus mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen der anderen Ausführungen kombiniert werden, falls dies wünschenswert und für eine bestimmte oder spezielle Anwendung vorteilhaft ist. Wenn die Begriffe "einschließlich", "einschließen", "aufweisend", "aufweisen", "mit" oder Varianten hiervon in der detaillierten Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, sind die Begriffe inkludierend auf ähnliche Weise wie der Begriff "umfassend" zu verstehen. Darüber hinaus ist der Begriff "beispielhaft" als Verweis auf ein Beispiel und nicht als optimale oder hervorragende Ausführung zu verstehen.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
System und Verfahren können im Bereich von elektronischen Schaltungen wie beispielsweise in Kraftfahrzeuganwendungen verwendete Schaltungen eingesetzt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt ein Erkennungssystem bereit. Das Erkennungssystem schließt einen Analog/Digital-Wandler, der eines oder mehrere analoge Schwingungssignale in einen oder mehrere digitale Abtastwerte umwandelt, ein Filter, das wenigstens einen Teil des einen oder der mehreren digitalen Abtastwerte analysiert und Energiewerte in einem Bereich von Frequenzen identifiziert, einen Frequenzumschalter, der eine Teilmenge der Frequenzen zur Analyse gemäß einer oder mehrerer Betriebscharakteristiken wählt, und ein Analysegerät ein, das die Teilmenge von Frequenzen mit Schwellenwerten zum Identifizieren von einem oder mehreren Ergebnissen analysiert.

Claims

Erkennungssystem, das umfasst: einen Analog/Digital-Wandler, der ein oder mehrere analoge Signale in eine oder mehrere digitale Abtastwerte umwandelt; ein Filter, das wenigstens einen Teil der einen oder mehreren digitalen Abtastwerte analysiert und Energiewerte in einem Bereich von Frequenzen identifiziert; einen Frequenzumschalter, der eine Teilmenge des Bereichs von Frequenzen für die Analyse gemäß einer oder mehrerer Betriebscharakteristiken wählt; und ein Analysegerät, das die Teilmenge des Bereichs von Frequenzen mit Schwellenwerten analysiert, um ein oder mehrere Ergebnisse zu identifizieren.
System nach Anspruch 1, wobei wenigstens eines des einen oder der mehreren Ergebnisse eine Identifizierung von Motorklopfen ist.
System nach Anspruch 1, umfassend einen Sensor, der das analoge Signal bereitstellt.
System nach Anspruch 1, wobei das Filter ein Fast-Fourier-Transform-Filter ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Teil des einen oder der mehreren digitalen Abtastwerte in einem Erkennungsfenster auftritt.
System nach Anspruch 1, wobei die eine oder mehreren Betriebscharakteristiken Umdrehungen pro Minute und Luft pro Zylinder umfassen.
System nach Anspruch 1, wobei die Schwellenwerte mit gemessenen Umdrehungen pro Minute und Luft pro Zylinder verknüpft sind.
System nach Anspruch 1, wobei die Schwellenwerte mit der gemessenen Luft pro Zylinder verknüpft sind.
System nach Anspruch 1, das einen Einstellberechner umfasst, der Analyseergebnisse vom Analysegerät erhält und Einstellungen zum Optimieren des Motorbetriebs festlegt.
System nach Anspruch 1, das ferner eine Steuereinheit umfasst, die einen oder mehrere Betriebe gemäß den Einstellungen ändert.
Motorklopferkennungssystem, das umfasst: eine Klopfabtastkomponente, die einen Teil von digitalen Abtastwerten gemäß einem Klopferkennungsfenster wählt; ein Fast-Fourier-Transform-Filter, das den gewählten Teil empfängt und Energiewerte in einem Bereich von Frequenzvariablen für den gewählten Teil identifiziert; einen Multiplex-Schalter, der die Energiewerte im Bereich von Frequenzvariablen parallel empfängt und die Energiewerte im Bereich von Frequenzvariablen als einen seriellen Strom bereitstellt; eine Leistungsberechnungskomponente, die Leistungswerte für den Bereich von Frequenzvariablen berechnet; eine Verstärkungs-/Wahlkomponente, die selektiv Verstärkungen auf Leistungswerte einer Teilmenge des Bereichs von Frequenzvariablen gemäß einer oder mehreren Betriebscharakteristiken anwendet; eine Geräuschlernkomponente, welche die Teilmenge der Verstärkungs-/Wahlkomponente empfängt und die Leistungswerte der Teilmenge mit vorhergehenden Leistungswerten analysiert, um die relativen Leistungswerte für die Teilmenge des Bereichs von Frequenzvariablen zu ermitteln; und eine Vergleichskomponente, welche die relativen Leistungswerte für die Teilmenge mit den erhaltenen Klopfschwellenwerten vergleicht, um das Auftreten von Motorklopfen zu erkennen.
System nach Anspruch 11, das ferner eine Verstärkungskomponente umfasst, die ein analoges Schwingungssignal empfängt und eine Verstärkung gemäß einer oder mehrerer Betriebscharakteristiken anwendet, und einen Analog/Digital-Wandler, der das analoge Schwingungssignal von der Verstärkungskomponente empfängt und das analoge Schwingungssignal in die digitalen Abtastwerte umwandelt.
System nach Anspruch 11, das ferner einen Abtastpuffer umfasst, der die digitalen Abtastwerte vom Komprimierer empfängt und den gewählten Teil der digitalen Abtastwerte für das Fast-Fourier-Transform-Filter bereitstellt.
System nach Anspruch 11, das ferner eine Komprimiererfilterkomponente umfasst, welche die digitalen Abtastwerte gemäß einem Komprimierungsschema komprimiert.
System nach Anspruch 11, wobei die eine oder mehreren Betriebscharakteristiken Motorlast umfassen.
System nach Anspruch 15, wobei die zweite eine oder mehreren Betriebscharakteristiken eine oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Luft pro Zylinder, Umdre hungen pro Minute, Anzahl von Zylindern und Motoralter umfassen.
System nach Anspruch 11, das ferner eine Verstärkungs-/Wahlreferenztabelle umfasst, die Verstärkungswerte gemäß der zweiten einen oder mehreren Betriebscharakteristiken speichert und die Verstärkungswerte für die Verstärkungs-/Wahlkomponente bereitstellt.
System nach Anspruch 11, das ferner eine Klopfschwellen-Referenztabelle umfasst, welche die Klopfschwellenwerte gemäß der dritten einen oder mehreren Betriebscharakteristiken speichert und die Klopfschwellenwerte für die Vergleichskomponente bereitstellt.
System nach Anspruch 11, das ferner eine Motorsteuereinheit umfasst, welche die eine oder mehreren Betriebscharakteristiken und die zweiten eine oder mehreren Betriebscharakteristiken bereitstellt und den Zündzeitpunkt gemäß dem Auftreten von Motorklopfen einstellt.
System nach Anspruch 11, wobei der Abtastpuffer ein 512-Punkt-Puffer ist.
System nach Anspruch 21, wobei das Fast-Fourier-Transform-Filter ein 512-Punkt-Filter und ein 256-Punkt-Filter umfasst, wobei das 512-Punkt-Filter verwendet wird, wenn eine Anzahl von Abtastwerten vom Abtastpuffer 256 überschreitet.
Erkennungssystem, das umfasst: Mittel zum Umwandeln von einem oder mehreren analogen Signalen in einen oder mehrere digitale Abtastwerte; Mittel zum Analysieren von wenigstens einem Teil des einen oder mehreren digitalen Abtastwerten und Identifizieren von Energiewerten in einem Bereich von Frequenzen; Mittel zum Wählen einer Teilmenge des Bereichs von Frequenzen zur Analyse gemäß einer oder mehrerer Betriebscharakteristiken; und Mittel zum Analysieren der Teilmenge des Bereichs von Frequenzen mit Schwellenwerten zum Identifizieren von einem oder mehreren Ergebnissen.
System nach Anspruch 11, das Mittel zum Erhalten von Analyseergebnissen und Festlegen von Einstellungen zum Optimieren des Motorbetriebs umfasst.
Verfahren zum Ermitteln von Ergebnissen, das umfasst: das Umwandeln von einem oder mehreren analogen Signalen in einen oder mehrere digitale Abtastwerte; das Analysieren von wenigstens einem Teil des einen oder der mehreren digitalen Abtastwerte zum Identifizieren von Energiewerten in einem Bereich von Frequenzen; das Wählen einer Teilmenge des Bereichs von Frequenzen; und das Analysieren der Teilmenge zum Identifizieren von einem oder mehreren Ergebnissen.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Analysieren des Teils des einen oder der mehreren digitalen Abtastwerte das Filtern des Teils der digitalen Abtastwerte umfasst, um Energiewerte in einem Bereich von Frequenzvariablen zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 24, das ferner das Berechnen von Leistungswerten im Bereich von Frequenzen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Wählen der Teilmenge das Wählen der Teilmenge gemäß der aktuellen Betriebscharakteristiken umfasst.
Verfahren nach Anspruch 24, das ferner das Berechnen von Leistungswerten für die Teilmenge und das Analysieren der Leistungswerte zum Identifizieren von Motorklopfen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 28, das ferner das Einstellen des Zündzeitpunkts gemäß dem identifizierten Motorklopfen umfasst.
Verfahren zum Erkennen von Motorklopfen, das umfasst: das Umwandeln von einem oder mehreren analogen Schwingungssignalen in digitale Abtastwerte; das Wählen eines Teils der digitalen Abtastwerte, die in einem Klopferkennungsfenster auftreten; das Durchführen einer schnellen Fourier-Transformation am gewählten Teil der digitalen Abtastwerte zum Erzeugen von Energiewerte in einem Bereich von Frequenzvariablen; das Berechnen von Leistungswerten im Bereich von Frequenzvariablen aus den Energiewerten; das selektive Anwenden von Verstärkungswerten auf Leistungswerte einer Teilmenge der Frequenzvariablen gemäß den zweiten aktuellen Betriebscharakteristiken; das Analysieren der Leistungswerte der Teilmenge mit vorhergehenden Leistungswerten zum Ermitteln der relativen Leistungswerte für die Teilmenge von Frequenzvariablen; und das Vergleichen der relativen Leistungswerten mit Schwellenwerten zum Erkennen des Auftretens von Motorklopfen.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner das Entfernen von Hochfrequenzkomponenten aus dem analogen Schwingungssignal vor dem Umwandeln des analogen Schwingungssignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner das Anwenden einer definierten Verstärkung auf das analoge Schwingungssignal vor dem Umwandeln des analogen Schwingungssignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei das Analysieren der Leistungswerte der Teilmenge mit vorhergehenden Leistungswerten das Analysieren mit Leistungswerten aus einer festen Anzahl von vorhergehenden Verbrennungszyklen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner das Einstellen des Zündzeitpunkts gemäß der ermittelten Motorklopfinformation umfasst.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner das Festlegen des Klopferkennungsfensters gemäß den aktuellen Betriebscharakteristiken umfasst.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner das Ermitteln von Klopfschwellenwerten gemäß den dritten aktuellen Betriebscharakteristiken umfasst.