(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価装置を用いて内燃機関のノッキングセンサの出力信号を評価する際の診断方法であって、
前記評価装置は前記出力信号から基準レベルを形成し、該基準レベルはエラー検出のために上方の限界値及び下方の限界値と比較され、実基準レベルが前もって与えられた値だけ前記上方の限界値を上回る又は下方の限界値を下回る場合にエラーと決定される、診断方法において、
２つの異なる回転数の閾値が設けられており、
上方の回転数の閾値を上回る場合に診断が行われ、
下方の回転数の閾値のみを上回る場合には、基準レベルに対し上方の限界値に関して診断が行われ、下方の限界値に関する診断はまだ抑制される、
ことを特徴とする診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、評価装置が出力信号から基準レベルを形成し、該基準レベルはエラー検出のために上方の限界値及び／又は下方の限界値と比較され、実基準レベルが前もって与えられた値だけ上方の限界値を上回る及び／又は下方の限界値を下回る場合にエラーと決定され、最小検知閾値を上回る場合にのみ診断が行われる、センサたとえば内燃機関のノッキングセンサにおける診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
センサ、例えば、内燃機関に対するノッキング検出ひいてはノッキング制御のために用いられるノッキングセンサにおいて、確実な診断が行われなければならないことは周知である。この診断では、一方ではセンサの機能欠陥を確実に検出することが、他方、検出エラー、例えばノッキングを誤って検出することを確実に防止することが保証される。
【０００３】
ノッキングセンサは例えばそれぞれ内燃機関の１つのシリンダに配属されており、ノッキングセンサは出力信号を送信する。この出力信号は、信号処理および特別な評価方法により、当該シリンダにてノッキングが発生したか、すなわちノッキングのある燃焼が生じたか否かを検出する。ノッキングの場合、回避すべき望ましくない燃焼が生じている。
【０００４】
診断を含むノッキング検出方法は、例えば国際出願番号ＰＣＴ  ＤＥ  ９４／０１０４１明細書から公知である。この公知の方法では、一般に通常ノッキング検出方法にて行われているように、内燃機関の制御装置により、１つのノッキングセンサ又は複数のノッキングセンサ、例えば固体伝播音センサの出力信号から、回転数に依存する正規化された基準レベルが形成される。この基準レベルに依存して、回転数に依存した基準レベル閾値が形成され、その際、それぞれ上方および下方の基準レベル閾値が求められる。双方の基準レベル閾値は内燃機関の制御装置の電子メモリに特性曲線（マップ）として格納される。基準レベルの形成は、該基準レベルがノッキングのない動作における内燃機関の音量に相応するように行われる。このために、基準レベル又はそこから導出される正規化された基準レベルは、ノッキングセンサの出力信号の積分を用いて、何らノッキングが検出されなかった上記条件の場合に、例えば所定の測定窓内で実施される。
【０００５】
本来の故障検出のために公知の方法では、それぞれの正規化された実基準レベルが双方の回転数に依存した基準レベル閾値と比較される。正規化された実基準レベルに所定の偏差が生じた場合、機能欠陥が検知される。このとき、例えば下方の基準レベル閾値を下回ると、ノッキングセンサの動作の不良が検知される、なぜならこの場合、信号は評価装置に供給されないからである。同様に、上方の基準レベルを上回ると、機能欠陥が検知される。
【０００６】
ノッキングセンサリード線への電磁波の入射、ノイズ等により生ずる高いバックグラウンドノイズレベルとの安全な間隔を維持するために、公知の方法では診断は、所定の最小回転数閾値を上回るとはじめて実施される。この閾値は次のように選択される、すなわち、正規化された基準レベルとバックグラウンドノイズとの間隔は、確実な検査が実施できるような大きさに選定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来の技術水準に比して明らかに回転数の低い場合に既に診断が実施可能であると云う利点を有する、センサ、例えばノッキングセンサにおける診断方法を提案することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明の診断およびエラー検出方法により、最小検知閾値として、２つの異なる閾値が選択されることにより解決される。
【０００９】
この場合、評価装置においてセンサの出力信号から基準レベルが形成され、該基準レベルはエラー検出のために上方の限界値及び／又は下方の限界値と比較され、実基準レベルが前もって与えられた値だけ前記上方の限界値を上回る及び／又は下方の限界値を下回る場合にエラーと決定される。しかし、最小検知閾値を上回る場合にのみ診断が行われ、ただし、この最小検知閾値は２つの異なる値を取ることができる。
【００１０】
本発明の別の利点は、従属請求項に記載の特徴部により実現される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明を実施の形態に基づき図を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１に、ノッキングセンサの診断の際のプロシージャを示す本発明の実施例が図示されている。ノッキングセンサの診断のために、正規化された基準レベル、すなわち用いられる増幅器段を考慮した基準レベルが、上方および下方の適用可能な検知閾値と比較される。正規化された基準レベルが上方の閾値を上回るか又は正規化された基準レベルが下方の閾値を下回る場合に、エラーが検出される。ノッキング検出装置において正規化された基準レベルを形成する際の詳細なプロシージャが、例えば国際出願番号ＰＣＴ／ＤＥ９４／０１０４１の明細書に記載されており公知である。したがってここでは詳述しない。
【００１３】
センサリード線への電磁波の入射により、回転数の低い場合ひいてはノイズの小さい場合には、下方の検知閾値に対するノイズ間隔（Ｓ／Ｎ比）は非常に小さい。確実なエラー検出を保証するために、診断は適用可能な回転数閾値以上になってはじめて開始される。この比較的に高い回転数閾値により、公知の解決策では、エラーが比較的に遅くなってはじめて検出できる。
【００１４】
図１にブロック線図として示した実施例において、例えば内燃機関の制御装置のなかで経過する診断が、次のように行われる。診断を開始するために、ブロック１０にて、エンジンの回転数すなわち内燃機関の回転数ｎｍｏｔが上方の回転数閾値ＤＺＳＯよりも大きいかどうか検査される。エンジン回転数が上方の回転数閾値より大きく、且つ、ノッキング制御（Klopfregelung）がアクティブである場合、ＡＮＤ回路１１の出力側に相応する信号が送出される。この信号はブロック１２（ＯＲ回路）に供給され、入力の少なくとも１つが１であるならば、前記ブロック１２の出力側に条件”診断  アクティブ”が生ずる。
【００１５】
診断の開始に加えて、さらにバンドエンドテストが行われる。このバンドエンドテストでは、ブロック１３にて、エンジンの回転数ｎｍｏｔが第２の回転数閾値ＤＺＳＢよりも大きいかどうか検査される。この比較により、回転数ｎｍｏｔがバンドエンドテスト回転数閾値ＤＺＳＢよりも大きいことが判明すると、ＡＮＤブロック１４に相応する情報が供給される。条件”バンドエンドテスト”が満たされており、且つ、エンジン回転数がバンドエンドテスト回転数閾値ＤＺＳＢよりも大きいことが検出される場合には、条件”診断  アクティブ”がブロック１２を介して送出され、ノッキングセンサ診断が実施される。
【００１６】
条件”診断  アクティブ”が生じている場合には、ブロック１５にて、エンジン回転数が下方の回転数閾値ＤＺＳＵを上回っているかどうか検査される。エンジン回転数が下方の回転数閾値ＤＺＳＵを上回っていれば、ＡＮＤブロック１６に相応する情報が供給される。さらにブロック１７にて、正規化された基準レベルＲＥＦＰＮが下方の基準レベル閾値ＲＥＦＰＵよりも小さいかどうか検査される。前記下方の基準レベル閾値ＲＥＦＰＵはブロック１８にて回転数に依存して形成される。基準レベル閾値の形成の際に例えば、基準レベルの計算に関連して国際出願番号ＰＣＴ／ＤＥ９４／０１０４１明細書において記載されているような方法が行われる。
【００１７】
ブロック１７において質問により、正規化された基準レベルＲＥＦＰＮが下方の閾値ＲＥＦＰＵよりも大きいことがわかると、相応する信号がブロック１６に送出される。ブロック１６にてＡＮＤ演算が行われる。ＡＮＤ演算は、ブロック１５の質問条件が満たされている場合、すなわち、エンジン回転数が下方の回転数閾値よりも大きく、且つ正規化された基準レベルＲＥＦＰＮが下方の閾値ＲＥＦＰＵよりも小さい場合にのみ、イエスの出力信号（ハイ信号（high））を送出する。
【００１８】
ブロック１６の出力側がアクティブである場合、ブロック１９の出力側に、ノッキングセンサエラーが生じているとの情報が送出される。さらにブロック２０において、正規化された基準レベルＲＥＦＰＮがブロック２１で形成される上方の閾値ＲＥＦＰＯよりも大きいことが検出される場合、ノッキングセンサエラーが検出される。前記上方の閾値ＲＥＦＰＯはこの場合、ブロック２１にて同様に回転数に依存して形成される。
【００１９】
上方および下方の検知閾値に対する２つの別個の回転数閾値ＤＺＳＯおよびＤＺＳＵが評価される、図１に示したプロシージャにより、上方の検知閾値ＤＺＳＯの診断は、低い回転数の場合でもすでに実施可能である。このことにより、ノッキングセンサの故障は早期に検出可能であり、ひいてはエンジンの損傷が防止できる。なぜなら、図１に示したエラー検出あるいは診断が行われる制御装置は、適時に点火角のシフトを行うことができるからである。
【００２０】
バンドエンドテストの範囲内で自動ノッキングセンサ検出を実現するために、この場合、負荷閾値は十分に上げられる。バンドエンドテストのために、固有の回転数閾値がある。この回転数閾値ＤＺＳＢは、ノッキングセンサの確実な検出を実現するために、標準の回転数閾値を上回っていなければならない。
【００２１】
図２に、既述の評価方法が行われるノッキング検出装置が示されている。ノッキング検出装置は既に国際出願ＰＣＴ／ＤＥ９４／０１０４１明細書から公知である。
【００２２】
そのようなノッキング検出装置では、略線的に示した内燃機関２２に２つのノッキングセンサ２３ａ及び２３ｂが配属されており、これらのノッキングセンサは内燃機関の所定の位置に設けられている。ノッキングセンサ２３ａ及び２３ｂは信号Ｓ１及びＳ２を評価回路２４に供給し、評価回路２４は入力側Ｅ１を介してマイクロプロセッサ或いは計算機２５に接続されている。計算機は、詳しく図示していない内燃機関の制御装置の構成部分である。計算機２５には、別の入力側Ｅ２を介して付加的な信号、例えば回転数信号ｎｍｏｔが供給される。計算機２５は供給された信号に依存して、例えば内燃機関の点火出力段２６及び／又は噴射弁等のような別の装置を、例えば適当な信号を出力側Ａにて送出することにより制御する。評価回路全体を、内燃機関の制御装置の計算機２５のなかに完全に一体化することもできる。
【００２３】
評価回路２４は例えば、調整可能な増幅率を有する少なくとも１つの増幅器２７を含んでおり、該増幅器にマルチプレクサ２８を介して交互に、ノッキングセンサ２３ａ及び２３ｂから供給される出力信号Ｓ１及びＳ２が供給される。後続の帯域フィルタ２９および復調回路３０例えば検波器において、信号がさらに処理され、最終的に積分器３１において積分される。積分された信号すなわち調整された積分値はＫＩで示されている。ＫＩの値は比較器３２において基準レベルＲＥＦと比較され、値ＫＩが基準レベルＲＥＦを所定の値だけ上回る場合、比較結果によりノッキングが検出される。
【００２４】
信号ＫＩおよびＲＥＦが供給される比較器３２又は図２に示されていない別の比較手段は、エラー検出或いは診断のためにも用いられる。この場合、図１に示した方法が実施される。
【００２５】
図３には、横軸に回転数ｎｍｏｔをとって、上方および下方の基準レベル閾値ＲＥＦＰＯ及びＲＥＦＰＵの経過の一例ならびに最小基準レベルが示されている。この最小基準レベルを２つの異なる基準レベルＤＺＳＯ及びＤＺＳＵに分割することにより、本発明の利点が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、ノッキングセンサのエラー又は所定のセンサの機能欠陥が早期に検出され、ひいてはエンジンの損傷が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の診断方法に用いる評価のプロシージャを示す実施例である。
【図２】図１の本発明の診断方法を実施することのできる、国際出願番号ＰＣＴ／ＤＥ９４／０１０４１明細書から公知のノッキング検出装置を示す。
【図３】種々の基準レベルの経過を回転数に関連して示した線図である。
【符号の説明】
１０〜２１  ブロック
ＤＺＳＯ  上方の回転数閾値
ＤＺＳＢ  バンドエンドテスト回転数閾値
ＤＺＳＵ  下方の回転数閾値
ＲＥＦＰＵ  下方の基準レベル閾値
ＲＥＦＰＯ  上方の基準レベル閾値
２２  内燃機関
２３ａ，２３ｂ  ノッキングセンサ
２４  評価回路
２５  計算機
２６  点火出力段
２７  増幅器
２８  マルチプレクサ
２９  帯域フィルタ
３０  復調回路
３１  積分器
３２  比較器
【図１】
0004460802.tif 000002
【図２】
0004460802.tif 000003
【図３】
0004460802.tif 000004