CN1248323A - 监测和故障识别的方法 - Google Patents

Abstract

提出在爆震识别装置中监测和故障识别的方法,在此方法中,交替进行两种不同的诊断功能。如果其中一种诊断功能推测有一个故障或一个故障排除,那么为了确认这种推测,在进行另一种诊断功能之前,要重新进行这种诊断功能,其中,重新进行的这种诊断在比通常短的间隔下被进行。

Description

监测和故障识别的方法

本发明涉及一种按照独立权利要求类型的、特别在内燃机爆震识别装置中监测和故障识别的方法。

技术水平

业已公知，在带爆震调节的内燃机中必须检测爆震传感器以及有关的信号处理电路的功能能力。否则，存在这样的危险，如在爆震传感器失灵或者在有关的处理电路出现故障时爆震没有被识别出，而且内燃机的工作点以所不希望的方式被推移到爆震范围内，这就会给内燃机造成危险。因此，提出与爆震识别装置有关的、能够识别爆震传感器或处理电路确实的功能故障的故障识别的方法。

在国际专利申请PCT/DE 94/01041中，提出了一种在内燃机爆震识别装置中的故障识别方法，在此方法中，爆震传感器的输出信号与一个可变的参考电平相比较，该电平的形成取决于的爆震传感器先前的输出信号。如果爆震信号超过一个电平，该电平相当于参考电平与汽缸选择的爆震识别系数的乘积，那么，则被确认为爆震。如果参考电平超过了一个允许的参考电平带，该参考电平被这样统一，即它随着起来越大的内燃机噪音而提高，则被确定为故障。为了提高故障识别的可靠性，如果参考电平在一个给定的时间位于参考电平带之外，则显示故障。

本发明的优点

按照本发明的、特别在内燃机爆震识别装置中使用的监测和故障识别的方法的优点是，与由技术水平中公开的方案相比，进一步提高了故障识别中的可靠性。在具有权利要求1所述特征的故障识别方法中使用两个不同的诊断功能，而且两个诊断功能以固定的间隔被交替进行，从而实现了上述优点。只要其中一个诊断功能推测有一个故障，那么，在转换到另一诊断功能之前，为了保证故障报警的可靠性要再一次或多次进行这一诊断功能。如果被证实为故障，则被确定为故障，如果该故障未被证实，则继续这种交替进行的诊断。这种方法以有利的方式也被类似地用在故障排除中。如果不再出现由一个诊断所确认的故障，那么在确认故障排除之前，为了确认至少再重复一次这种诊断。

本发明的另一些优点借助于在从属权利要求中所给出的措施获得。在此，有利的是，可以把进行诊断功能之间的间隔确定为时间间隔或者在应用在内燃机控制装置中时确定作为燃烧或工作循环的次数。从而可以进行与不同的处理方法的有利匹配。为了可靠地识别故障，两个诊断功能包含有单独的计数器(Entprellzaehler)，借助它们可以同时考虑在故障识别中故障的持续时间。在由一个诊断功能所产生的故障怀疑中，不再交替进行诊断，而是要重新开始并且进行产生故障怀疑的诊断功能，其中该间隔，确切地说时间间隔与一般值相比，能够减低在两个诊断之间的燃烧或工作循环的次数，从而以特别有利的方式可以得到对故障怀疑的快速确认或者对故障怀疑的排除，这特别适合于当间隔较短的情况。故障一经可靠地确认或者故障怀疑不再存在，则重新变换到正常状态并且继续交替进行两个诊断功能。这以有利的方式也适用一个被确认的，但是重新被排除的故障。作为诊断功能，以特别有利的方式产生了一个零位测试和一个测试脉冲，它们在正常状态下以两种交换方式被转换到处理电路。

按照本发明的监测和故障识别的方法以特别有利的方式可以在内燃机爆震识别装置上应用。

附图

附图中简单示出本发明的实施例并且在下面的说明中将进行详细介绍。其中，

图1：爆震信号处理电路的方框图，其中使用了按本发明所述的方法。

图2：测定值的时间分布图

实施例说明

在附图1所示出的实施例中示出带有两个爆震传感器10，11的内燃机爆震识别装置，在该装置上进行按本发明所述的故障识别。爆震传感器与一个处理电路12连接，该电路作为集成转换电路是内燃机控制装置13的组成部分。控制装置13在此以公知的方法至少包括一个计算机13a，存储器，控制级等等。向控制装置输入信号Si或者输入控制装置计算所需要的数据。例如由传感器提供的曲轴角度信号和温度信号。爆震传感器10和11被安置在内燃机14的汽缸14a内。传感器10和11记录下由内燃机汽缸内燃烧过程引起的噪音并且向处理电路12发出相应的电信号S1，S2。处理电路12作为集成电路(IC)构成并且被控制装置13的计算机13a控制。在计算机13a上中运行着不同的处理程序，这些程序为按照本发明的方法提供了所需要的数值或控制信号。

处理电路12包括一个乘法器15，通过它可选择地把爆震传感器10的信号S1或传感器11的信号S2输送给放大器16。由控制装置13来选择继续输送的信号，其中，乘法器15的转换由控制装置13例如根据软件汽缸计数器17的计数器读数KSA进行。放大器16是一个可调节放大器，它的放大系数由SG或根据方框18内所写入值VERST来调节。值VERST在未进一步示出的、计算机13a中执行的爆震识别程序中被确定。

在放大器16中放大的信号在一个它的中频是可调节的带通滤波器19中滤波。带通滤波器19的中频由控制装置借助于在计算机13a中得出的而且存放在方框20内的数值FM来调节，对于其精确的计算不应在此进一步涉及。

在整流器21上由带通滤波器19提供的信号被整流并且在邻接的积分器22中在一个给定的测量窗上被积分。测量窗的开始和结束由在框23和24内包含的数据确定。用于测量窗开始的这些数据(特性曲线)MFWWI和测量窗长度MFLWI同样都在爆震识别程序中予以考虑。

处理电路12的输出信号在一个模数转换器25中数字化，该转换器是控制装置计算机26的组成部分。在框26中，在测量窗结束时的积分器值INMFE和测量窗开始时的积分器值INMFA之间形成差。该差在框27中与一个阈值、例如3.7伏电压相比较并且只要这个差大于该阈值，那么，则被确认为爆震并且给出爆震条件。

在框28中涉及到成为一个最大值REFPEGMX的事先被补偿校正的积分器值INOFFKOR。其结果在框图29中与从爆震识别中得到的数值KLSCHW相比较。如果比较结果大于零，那么，同样被确认为爆震并且给出爆震条件。框28的输出同时用作该汽缸下次爆震识别的在框图31中进行的参考电平计算的基础。与框28的输出有关，参考电平REFPEG被测定，另外，还确定了放大系数VERST。

处理电路12的总控制，即乘法器15的转换以及在放大器16中汽缸本身输入放大的确定，积分器22的起动和止动以及带通滤波器19的滤波中频的选择，同样如同未做详细说明的信号处理一样，通过一个在控制装置13计算机内包含的爆震识别功能来实施。信号处理主要由一个积分器终值的补偿校正组成。爆震识别本身和由此数值REFPEG，VERST，KLSCHW，和KLOPFEN的计算不一一详细说明。不仅爆震识别而且所述系数的计算在进行监测和故障识别的控制装置13的计算机13a内完成。

附图1中所示出的具有监测和故障识别功能的爆震识别电路工作如下：控制装置13的计算机13a通过模数转换器25在每次燃烧时读入在积分器22的输出端存在的积分器数值IW，并且用下列公式计算对于爆震判断重要的被补偿校正的积分器值INOFFKORR：

INOFFKOR＝INMFE-INKOR

其中：

INKOR＝INMFA+(INTST*MFLN)。

INMFA：测量窗开始时爆震调节中的积分器值，

INMFENT：在零位测试中测量窗结束时爆震调节中的积分器值，

INKOR：爆震调节中的积分器补偿校正，

INOFFKOR：补偿校正的积分器值，

INMFE：测量窗结束时爆震调节中的积分器值

该积分值由控制装置13的计算机13a连续测定而且在爆震识别中考虑。

除进行爆震识别外，控制装置13的计算机13a也还实施本发明的监测和故障识别的方法，这在以下描述。主要的是进行两种不同的诊断功能或测试功能，其中一种测试功能被称为零位测试，另一种测试功能被称为测试脉冲。在两种测试功能中，处理在给定的条件下产生的积分器值。该积分器值标注在附图2中作为与曲轴角度有关的相对地的电压。

零位测试和测试脉冲这两个诊断功能在正常情况下，也就是说当既没有确定故障也没有确定故障排除的情况下交替地进行，其中，255个工作循环的诊断功能之间的间隔被证实为合适的。如果两个诊断功能都不起作用，那么则进行通常的爆震识别。不论是通常的爆震识别还是两种测试功能都在一个与曲轴角度有关的测量窗内进行。测量窗的始端以及长度由控制装置13的计算机13a确定，该控制装置同时处理一个曲轴角度传感器的输出信号。

为了进行零位测试功能，两个爆震传感器被切断，即不向放大器16输送爆震传感器的输出信号。在达到为零位测试规定的测量窗MFLN时进行复位。然后，在积分器22内调节一个电压，该电压用INMFA标注。测量窗开始时的这个电压随着测量窗MFLN升高并且在测量窗结束时达到一个值INMFEN。积分器电压的升高通过现有的偏置电压实现。如果在测量窗结束时电压INMFEN和在测量窗开始时电压INMFA之间在框图27中形成电压差，那么，就能够得到一个用于零位测试中故障识别的一个数值。

电压差INMFEN-INMFA被输入到一个比较器32内，在该差与一个给定的值有偏差的情况下该比较器识别为一个故障。此外，比较器32是如此构造的，以使它也能够进行另一种后来说明的比较。

在测试脉冲功能的实施中，在乘法器15之后供给一个测试脉冲。这种测试脉冲由控制装置例如通过电压源的接通产生。测试脉冲对后接的处理电路的影响被用来故障识别。

测试脉冲供给之后，积分器22的内容在通常的功能能力下要比在通常的爆震识别中上升的快的多。图2示出积分器内容怎样在通常的爆震识别中在测量窗MFL中变化的以及怎样在测量窗MFLT中变化的。在通常的爆震识别中，在测量窗MFL开始时进行一个复位设置。在测量窗期间，积分器电压升高到INMFE值。该值由电压INKOR和INOFFKOR组成。测量窗MFL结束时的积分器值最终是衡量是否出现爆震的一个数值。

如果在测量窗MFLT开始时复位之后供给一个测试脉冲，那么积分器22装载的电压则升高到一个与值INMFE相比明显提高的一个值。测量窗DMFLT结束时积分电压与给定的一个值比较，该值如必要可匹配一个在通常的爆震识别中达到的电压电平，如果比较结果与所期望的值不同，则该比较可以确定出一个故障。

为了故障识别，在测试脉冲诊断中可以特别采用测量窗MFLT中的电压升高与测量窗MFL中电压升高的比较。如果这种电压上升不符合一个可规定的条件的话，则被识别为故障。

在进行零位测试或测试脉冲两种诊断中的一种之后，如果在一种诊断中产生一种故障怀疑或在事先可靠识别出的故障中推测出故障消除，那么，不再交替进行零位测试和测试脉冲两种诊断，而要再进行产生故障怀疑或推测故障排除的测试，直到确认故障识别或验证故障排除为止。诊断功能的重复，如同推测故障识别或故障排除一样，可以在一个实施形式中比通常更早地被重复。例如在120个工作循环之后已经进行。这样能够确保，能够尽快根据故障怀疑进行故障识别或根据推测的故障排除进行故障排除。

如果在重复的诊断功能中确认了一个故障怀疑，那么，该故障怀疑被转变成一个最后被识别的故障。接着，又可以以交替方式进行诊断功能，直到产生故障排除怀疑为止。

借助于具有诊断功能的爆震识别装置对本发明做了介绍，它可以例如在目前正处于使用中带有CC195标志的爆震识别-IC中被使用。具有通常交替进行的、并且只在故障怀疑或故障排除怀疑中为了确认被重复进行的两种不同的诊断功能的监测和故障识别方法的原理一般能够在要求监测或故障识别的所有过程中被应用。

Claims (7)

1、特别在爆震识别装置中监测和故障识别的方法，具有至少短时进行的一种诊断功能，其特征为，另外进行另一种诊断功能，并且两种诊断功能在固定的间隔下交替进行，在推测的故障识别或推测的故障排除中为保险起见，在进行另一种诊断功能之前，至少再进行一次推测出可能有一个故障的这种诊断功能。

2、按照权利要求1所述的监测和故障识别的方法，其特征为，一种诊断功能包括一种零位测试，而另一种诊断功能借助一个可供给的测试脉冲来进行，其中，两种诊断功能通过相应的控制在相关的处理电路中被触发。

3、按照权利要求1或2所述的监测和故障识别的方法，其特征为，它在内燃机控制装置的一个计算装置中进行并且与内燃机传感器信号的处理相连系地使用。

4、按照前述权利要求之一所述的监测和故障识别的方法，其特征为，两个彼此相继的诊断功能之间的间隔是一个时间或一个数，特别是一个燃烧数或工作节拍数。

5、按照上述权利要求之一所述的监测和故障识别的方法，其特征为，仅仅当与有关的诊断功能相配的计数器(Entprellzahler)具有一个可预定的计数器读数时，确认有一个故障。

6、按照上述权利要求之一所述的监测和故障识别的方法，其特征为，在该故障怀疑没有被确认为故障时或在确认故障排除之后，转入诊断功能的正常顺序。

7、按照上述权利要求之一所述的监测和故障识别的方法，其特征为，在被推测的故障识别中该相同的诊断在另一间隔下、特别是更短的间隔下被进行。

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