(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置の計算装置において実行されかつ内燃機関のセンサ信号を評価する、少なくとも一時的に実施される診断機能を有する、例えばノック検出装置における監視およびエラー検出方法において、
前記制御装置においてセンサ信号を評価する評価回路によって、２つの診断機能を固定の時間間隔において交互に実施し、
１つの診断機能はセンサを遮断した状態で行われる零テスト診断機能でありかつ別の診断機能は前記評価回路の入力側に供給されるテストパルスを用いて実施されるテストパルス診断機能であり、
エラー検出またはエラー修復が前記計算装置によって推定されると、エラーを推定させる診断機能を、前記２つの診断機能のうちの他方の診断機能が実施される前に、確認のために少なくとももう一回実施する
ことを特徴とする監視およびエラー検出方法。
【請求項２】
２つの連続する診断機能間の間隔は時間または回数、例えば燃焼または作業サイクルの回数である
請求項１記載の監視およびエラー検出方法。
【請求項３】
エラー嫌疑が確認されない場合またはエラー修復が検出された後、診断機能の通常の、第１の診断機能と別の診断機能が交互に固定の時間間隔において実施される診断シーケンスに移行する
請求項１または２記載の監視およびエラー検出方法。
【請求項４】
エラー検出が推定される場合、同一の診断を前記固定の時間間隔とは別の間隔において、例えばより短い間隔において実施する
請求項１から３までのいずれか１項記載の監視およびエラー検出方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の、例えば内燃機関におけるノック検出装置における、監視およびエラー検出方法に関する。
従来の技術
ノック調整部を備えた内燃機関において、ノックセンサ並びに所属の信号処理回路が機能について検査されなければならないことは周知である。そうしなければ、ノックセンサに故障がある場合または所属の評価回路に欠陥がある場合、ノックが検出されずかつ内燃機関の動作点が不都合にもノック領域にシフトされ、このために内燃機関が危険な状態になるおそれがある。それ故に、ノック検出装置との関連において、ノックセンサまたは評価回路のエラーを確実に検出させる、エラー検出方法が提案される。
国際特許出願ＰＣＴ／ＤＥ９４／０１０４１号において、内燃機関におけるノック検出装置における次のようなエラー検出方法が提案される。即ちここではノックセンサの出力信号が、ノックセンサの先行する出力信号に依存して形成される。ノック信号がシリンダ選択ノック検出係数と乗算された基準レベルに相応するレベルを上回ると、ノックが検出される。基準レベルが許容基準帯域を上回ると、エラーが検出される。この場合基準レベルはそれが内燃機関の騒音が大きくなるに従って大きくなるように正規化される。エラー検出の信頼性を高めるために、エラー指示は、基準レベルが前以て決められた時間の間基準レベル帯域の外にあるときにだけトリガされる。
発明の利点
殊に、内燃機関のノック検出装置における、本発明の監視およびエラー検出方法は、従来より公知の解決法に対してエラー検出における信頼性が一層高められるという利点を有する。この利点は、請求項１の特徴部分に記載の方法においてエラー検出のために２つの異なった診断機能を使用しかつ２つの診断機能を交互に固定の間隔をおいて実施することによって得られる。２つの診断機能の１つがエラーを推定させる場合、この診断機能はエラーメッセージを確認するために、もう一回または繰り返し実施されて、その後漸く別の診断機能に切り換えられる。エラーが確認されると、エラーが検出され、エラーが確認されないと、交互に実施される診断が続けられる。この手法は有利には、エラー修復の場合にも類似に使用される。診断によって確認されたエラーがもはや生じなければ、この診断は確認のために少なくとも１回、エラー修復が認められるまで、繰り返される。
本発明の別の利点は、従属請求項に記載の構成を用いて得られる。その際、診断機能の実施の間の間隔を時間間隔としてまたは内燃機関の制御装置に使用される場合には燃焼または作業サイクルの数としても固定すると有利である。これにより、種々の評価方法への有利な整合が実現される。２つの診断機能は確実なエラー検出のために別個のチャタリング防止計数器を含んでおり、これら計数器によって、エラー検出の際の障害の持続時間も一緒に考慮することができる。１つの診断機能によってエラー嫌疑が検出されると、診断はもはや交互に実施されず、エラー嫌疑を発生した機能が新たにスタートされかつ実施され、その際２回の診断の間の間隔、即ち時間間隔、燃焼または作業サイクルの数を通常の値より低減することができる。これにより特別有利な方法で、エラー嫌疑の迅速な確認またはエラー嫌疑の取り消しが実施され、このことは殊に、間隔が短くなるとき、当てはまる。エラーが確実に検出されたまたはエラー嫌疑がもはや存在しなくなると直ちに、再び通常状態に移行しかつ２つの診断機能が交互に実施される。このことは有利にも、検出されたが、再び修復されたエラーに対しても当てはまる。診断機能として特別有利な方法で、零テストが実施されかつテストパルスが発生され、これらは正常な状態では両方が交互に評価回路に切り換えられる。
監視およびエラー検出のための本発明の方法は特別有利な方法で内燃機関におけるノック検出装置に使用される。
図面
本発明は図面に示されておりかつ以下に詳細に説明する。詳細には第１図は、本発明の方法が使用されるノック評価回路のブロック線図であり、第２図は時間に関する測定値経過を示す図である。
説明
第１図に図示の実施例には、本発明のエラー検出方法が実施される、２つのノックセンサ１０，１１を有する内燃機関におけるノック検出装置が図示されている。ノックセンサは評価回路１２に接続されている。評価回路は集積回路として内燃機関の制御装置１３の構成部分である。その際制御装置１３は、公知のように少なくとも１つの計算機１３ａ、メモリ、制御段等を有している。制御装置には、計算のために必要である信号Ｓｉないしデータが供給される。例えば、センサから供給されるクランク軸角度信号および温度信号が挙げられる。ノックセンサ１０および１１は内燃機関１４のシリンダ１４ａに配属されている。これらノックセンサは、内燃機関のシリンダにおける燃焼過程から生じる騒音に応答しかつ相応の電気信号Ｓ１，Ｓ２を評価回路１２に送出する。評価回路１２は集積回路（ＩＣ）として実現されておりかつ制御装置１３の計算機１３ａによって制御される。計算機１３ａにおいて、種々の評価プログラムが実行される。これらプログラムは本発明の方法に対して必要な量ないし制御信号を提供する。
評価回路１２は詳細にはマルチプレクサ１５を有している。マルチプレクサを介して選択的に、ノックセンサ１０の信号Ｓ１かまたはノックセンサ１１の信号Ｓ２かが増幅器１６に転送される。転送される信号の信号の選択は、制御装置１３によって行われ、その際マルチプレクサ１５の、制御装置１３による切換は例えば、ソフトウェアシリンダ計数器１７の計数器状態ＫＳＡに依存して行われる。増幅器１６は調整可能な増幅器であり、その増幅係数はＳＧないしブロック１８に書き込まれる値ＶＥＲＳＴに依存して調整設定される。値ＶＥＲＳＴは詳しく説明しない、計算機１３ａにおいて実行されるノック検出プログラムによって決められる。
増幅器１６において増幅された信号はバンドパスフィルタ１９においてフィルタリングされる。このフィルタの中心周波数は調整設定可能である。バンドパスフィルタ１９の中心周波数の調整設定は制御装置によって、計算機１３ａにおいて求められかつブロック２０においてファイルされている量ＦＭに基づいて行われる。この量のより正確な計算はここでは詳しく説明しないものとする。
整流器２１において、バンドパスフィルタ１９から供給された信号が整流されかつ接続されている積分器２２において前以て決めることができる測定ウィンドウにおいて積分される。測定ウィンドウの開始および測定ウィンドウの終了は、ブロック２３および２４に格納されている量によって決定される。測定ウィンドウ開始に対するこれらの量（特性マップ）ＭＦＷＷＩおよび測定ウィンドウ長ＭＦＬＷＩは同様にノック検出プログラムにおいて考慮される。
評価回路１２の出力信号は、制御装置の計算機２６の構成部分であるＡＤ変換器２５においてデジタル化される。ブロック２６において、測定ウィンドウ終了時の積分器値ＩＮＭＦＥと測定ウィンドウ開始時における積分器値ＩＮＭＦＡとの差が形成される。この差はブロック２７においてしきい値、例えば３．７Ｖの電圧と比較されかつこの差はこのしきい値より大きい場合には、ノックが検出されかつ条件ＫＬＯＰＦＥＮ（ノック）が送出される。
ブロック２８において、その前に更にオフセット補正された積分器値ＩＮＯＦＦＫＯＲが最大値ＲＥＦＰＥＧＭＸに関連付けられる。結果はブロック２９においてノック検出から得られた量ＫＬＳＣＨＷと比較される。比較結果が零より大きい場合、同様にノックが検出されかつ条件ＫＬＯＰＦＥＮが送出される。ブロック２８の出力側は同時に、ブロック３１において実施される、このシリンダの次のノック検出に対する基準レベル計算に対する基礎として用いられる。従ってブロック２８の出力に依存して、基準レベルＲＥＦＰＥＧが求められ、更に増幅係数ＶＥＲＳＴも決定される。
評価回路１２の全体の制御、即ちマルチプレクサ１５の切換並びにシリンダ個別の、増幅器１６における入力増幅度の固定、積分器２２の開始および停止並びにバンドパスフィルタ１９のフィルタ中心周波数の選択は、詳しく説明しない信号処理と同様に、制御装置１３の計算機に格納されているノック検出機能によって実施される。信号処理は実質的に、積分器終値のオフセット補正から成っている。ノック検出それ自体、従って量ＲＥＦＰＥＧ、ＶＥＲＳＴ、ＫＬＳＣＨＷおよびＫＬＯＰＦＥＮは個別に詳細には説明しない。ノック検出も上述の係数の計算も制御装置１３の計算機１３ａにおいて実施される。計算機は監視およびエラー検出も実施する。
第１図に図示の、監視およびエラー検出部を備えたノック検出回路は次のように動作する：制御装置１３の計算機１３ａは燃焼の都度、積分器２２の出力側に現れる積分器値ＩＷをＡＤ変換器２５を介して読み込みかつノック決定にとって重要なオフセット補正された積分器値ＩＮＯＦＦＫＯＲを次の関係を使用して計算する：
ＩＮＯＦＦＫＯＲ＝ＩＮＭＦＥ−ＩＮＫＯＲ
ここで
ＩＮＫＯＲ＝ＩＮＭＦＡ＋（ＩＮＴＳＴ＊ＭＦＬＮ）
が成り立つ。
ただし記号の意味は次の通りである：
ＩＮＭＦＡ：測定ウィンドウ開始時のノック調整における積分器値
ＩＮＭＦＦＥＮＴ：零テストの際の測定ウィンドウ終了時のノック調整における積分器値
ＩＮＫＯＲ：ノック調整における積分器オフセット補正
ＩＮＯＦＦＫＯＲ：オフセット補正された積分器値
ＩＮＭＦＥ：測定ウィンドウ終了時のノック調整における積分器値
これらの積分器値は制御装置１３の計算機１３ａによって連続的に求められかつノック検出の際に考慮される。
ノック検出に対して付加的に、制御装置１３の計算機１３ａは更に、以下に説明する、本発明の監視およびエラー検出方法も実施する。重要なのは、２つの異なった診断機能ないしテスト機能が実行されることであり、その際一方のテスト機能は零テストと称されかつ他方はテストパルスと称される。両方のテスト機能において、与えられた条件下で発生された積分器値が評価される。これら積分器値は第２図にクランク軸角度に依存して、アース（グラウンド）に関する電圧として示されている。
２つの診断機能、即ち零テストおよびテストパルスは通常時、即ちエラーも、エラー修復も検出されないとき、交互にトリガされ、その際診断機能間に２５５の作業サイクルの間隔をとると有利であることが認められている。両方の診断機能のいずれもアクティブでないとき、通常のノック検出が行われている。通常のノック検出も、両方のテスト機能もクランク軸角度に依存している測定ウィンドウ内で実施される。測定ウィンドウの開始並びに長さは、制御装置１３の計算機１３ａによって決められる。計算機はこのために、クランク軸角度センサの出力信号を評価する。
零テスト機能を実施するために、２つのノックセンサは遮断され、即ち増幅器１６にはノックセンサの出力信号は供給されない。零テストに対して設定されている測定ウィンドウＭＦＬＮに達すると、リセットがトリガされる。それから積分器２２において、ＩＮＭＦＡと称される電圧が調整設定される。測定ウィンドウの始めにおけるこの電圧は、測定ウィンドウＭＦＬＮの期間に上昇しかつ測定ウィンドウの終了時には値ＩＮＭＦＥＮに達する。積分器電圧のこの上昇は存在するオフセット電圧によって実現される。測定ウィンドウ終了時における電圧ＩＮＭＦＥＮと測定ウィンドウ開始時における電圧ＩＮＭＦＡとの差が形成されると、エラー検出のために零テストにおいて使用される尺度が得られる。差の形成はブロック２７において行われる。
差ＩＮＭＦＥＮ−ＩＮＭＦＡは比較器３２に供給される。比較器はこの差が前以て決められた値と異なっていると、エラーが検出される。比較器３２はその他、それが更に別の、後で説明する比較も実施することができるように構成されている。
テストパルス機能の実施の際、マルチプレクサ１５の後ろにテストパルスが供給される。このテストパルスは、制御装置によって、例えば電圧源に付加接続することによって生成される。テストパルスが後続の評価回路に及ぼす影響がエラー検出のために評価される。
テストパルスの供給後積分器２２の内容は、正常に機能している場合には、通常のノック検出の場合より著しく迅速に上昇する。第２図には、通常のノック検出の場合に積分器内容がどのように測定ウィンドウＭＦＬにおいて変化しかつそれが測定ウィンドウＭＦＬＴにおいてどのように変化するかが示されている。通常のノック検出の場合には、測定ウィンドウＭＦＬの開始時にリセットが行われる。測定ウィンドウの期間に、積分器電圧はＩＮＭＦＥの値に上昇する。この値は電圧ＩＮＫＯＲとＩＮＯＦＦＫＯＲとから組み合わされて成る。測定ウィンドウＭＦＬの終了時における積分値は最終的に、ノックが発生しか否かに対する尺度である。
測定ウィンドウＭＦＬＴの開始時に、リセット後にテストパルスが供給されると、電圧は上昇し、これに続いて、積分器２２は値ＩＮＭＦＥより著しく高くなっている値に充電される。測定ウィンドウＤＭＦＬＴの終了時における積分器電圧と、通常のノック検出の際に実現される電圧レベルに場合により整合されている前以て決められた値との比較により、比較結果が期待値に相応していないとき、エラーが検出される。
エラー検出のために、テストパルス診断の際に殊に、測定ウィンドウＭＦＬＴにおける電圧上昇と測定ウィンドウＭＦＬにおける電圧上昇との比較を使用することができる。この電圧上昇が前以て決めることができる条件を満たしていないと、エラーが検出される。
２つの診断零テストまたはテストパルスの一方を実施した後、これら診断の１つにおいてエラーの疑いが発生されるかまたはその前に確かとして検出されたエラーにおいてエラー修復が推定されると、２つの診断零テストまたはテストパルスハはもはや交互に処理されず、エラー嫌疑を発生したテストまたはエラー修復を推定されるテストが、エラー嫌疑が確認されるまたはエラー修復が確証されるまでもう一度実施される。エラー検出ないしエラー修復を推定させるような診断機能の繰り返しは、１つの実施例において、既に早期に通例動作として繰り返すことができる。例えば、１２０の作業サイクルの後に既に。これにより、エラー嫌疑からをエラー検出をないし推定されるエラー修復からエラー修復を迅速に行うことができることが保証される。
繰り返される診断機能においてエラー嫌疑が確認されると、このエラー嫌疑は定義検出されたエラーに変換される。引き続いて、診断機能の実施は再び、エラー修復嫌疑が生じるまで交互に行うことができる。
本発明を診断が行われるノック検出装置に基づいて説明してきた。本発明は、例えば型名ＣＣ１９５を有する今日使用されているノック検出ＩＣにおいて使用される。通例は交互に実行されかつエラー嫌疑またはエラー修復嫌疑の場合にだけ確認のために繰り返される２つの異なった診断機能を用いる監視およびエラー検出方法の原理は、一般に、監視またはエラー検出が必要であるすべてのプロセッサにおいて使用される。
【図１】
0004169800.tif 000002
【図２】
0004169800.tif 000003