WO2001023859A1 - Verfahren zur klopferkennung - Google Patents

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WO2001023859A1
WO2001023859A1 PCT/DE2000/003339 DE0003339W WO0123859A1 WO 2001023859 A1 WO2001023859 A1 WO 2001023859A1 DE 0003339 W DE0003339 W DE 0003339W WO 0123859 A1 WO0123859 A1 WO 0123859A1
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knocking
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Oskar Torno
Axel Heinstein
Carsten Kluth
Werner Haeming
Michael Baeuerle
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Definitions

  • the invention is based on a method for knock detection in an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • knock sensors which emit output signals which indicate whether knocking combustion is present or not.
  • Structure-borne noise sensors are used for knock detection, for example, there are embodiments with a single knock sensor, with two knock sensors that are attached to predeterminable locations of the engine block, or with a knock sensor for each cylinder.
  • the problem with evaluating the signals supplied by the knock sensors is to separate the signal caused by the knock from the signals generated by the other noises. Because both that
  • Knock signal and the background signal depends on various operating conditions of the internal combustion engine, it is already known to carry out the knock evaluation depending on the speed of the internal combustion engine.
  • a device for knock detection known from DE-P 43 32 711, it is described how the output signals of two knock sensors are processed for knock detection.
  • reference levels are formed in a microprocessor from previous knock signals, which are compared with the current output signal, which corresponds to a processed knock sensor signal. If the signal exceeds the reference level, knocking is recognized and appropriate triggering, for example of the ignition, is carried out, which ensures that knocking no longer occurs in the subsequent burns. So that the speed dependency of the background signal and the knock signal is taken into account and optimal knock detection can be carried out, the reference level is changed as a function of the speed, the reference level also increasing with increasing speed.
  • the method according to the invention for knock detection with the features of claim 1 has the advantage that reliable knock detection is possible regardless of the intensity of the noise over the entire working range of the internal combustion engine.
  • This advantage is achieved by, in addition to the usual reference level tracking, an improved reference level tracking with dynamics, in particular for internal combustion engines with a large increase in noise. Even in engines with above-average noise development or in areas with above-average noise increase, knocking is not erroneously recognized, since in this case too, a reference level adjustment is advantageously carried out. Further advantages of the invention are achieved by the measures specified in the subclaims. It is particularly advantageous that the improved reference level tracking enables a faster tracking of the reference level with dynamics. This fast tracking is obtained by reducing the associated factor in the dynamic case compared to the normal case.
  • FIG. 1 shows a possible implementation of a device for knock detection, with which the method according to the invention for knock detection can be carried out.
  • FIGS. 2 and 3 two knock detection methods according to the invention are shown as flow diagrams, and FIG. 4 shows different reference level profiles.
  • two knock sensors 10, 11 are, for example
  • Structure-borne noise sensors are arranged at predeterminable locations on the engine block 12 of the internal combustion engine.
  • the knock sensors 10, 11 emit signals SI, S2, which depend both on the engine noise and on any noise that may be present and on any knocking noise that may be present.
  • the signal components must be separated.
  • the signals SI and S2 of the knock sensors 10, 11 are processed in a suitable manner in the evaluation device 13 and it is at the output the evaluation unit 13 generates a signal S3, which makes it possible to recognize whether knocking is present or not.
  • the evaluation device 13 can be constructed as a discrete circuit or can be part of a microcomputer.
  • the evaluation circuit 13 is integrated in the control unit of the internal combustion engine, for example.
  • a microcomputer 14, which processes the signal S3 from the evaluation device 13, is, for example, a microprocessor of the control unit. Depending on the signal S3, which shows whether knocking is present, the microcomputer 14 controls ignition devices 15 and / or injection devices 16 and thus regulates the combustion process in the individual cylinders of the internal combustion engine.
  • the microprocessor 14 is supplied with further signals, which are supplied, for example, by a sensor 17, for example a throttle valve generator.
  • a sensor 17 for example a throttle valve generator.
  • the output signals of which are fed to the microcomputer after appropriate processing and are processed by the latter.
  • the signals are supplied via inputs designated E1 and E2, the outputs AI, A2 and A3 are shown as outputs.
  • the evaluation device 13 comprises at least one amplifier 18 with an adjustable gain factor, to which those of the
  • Knock sensors 10 and 11 supplied output signals SI and S2 are supplied.
  • the output signal of the cylinder assigned to the currently burning cylinder is supplied via software.
  • the amplified signals are so filtered that the signal components with knocking-typical frequencies are preferred.
  • a demodulation circuit 20, for example a rectifier, connects to the bandpass.
  • the signals output by the demodulation circuit 20 are integrated in the integrator 21 and the integrated signals KI are applied to a first input of the comparator 22.
  • the other input of the comparator 22 is a reference signal or a reference level Ref which is formed, for example, using a low-pass filter 23 by averaging knock sensor signals processed in a predefinable manner. How the actual values of the reference level are formed and which values they assume is the essence of the invention and is described in more detail below.
  • Evaluation device 13 can also be implemented completely as a digital evaluation device, for example as a microprocessor.
  • Knock detection proceeds with the aid of the device shown in FIG. 1: Knock sensors 10, 11 register the noises caused by the internal combustion engine and emit corresponding signals SI and S2 to evaluation device 13. These signals are filtered and amplified in a suitable manner. The comparison of the integrated knock signals KI with the reference level Ref gives the signal S3, which shows whether knocking has occurred.
  • the exact procedure for knock detection in internal combustion engines which have knock sensors operating as structure-borne noise sensors can be explained, for example, with the aid of the flow chart shown in FIG. In this exemplary embodiment, the noise ikr of the current combustion is determined in a first step SCHI.
  • the ratio virkr is formed from the noise ikr from the noise ikr of the current combustion and the so-called reference level rkr averaged over several burnings of the same cylinder, the reference level rkr (old) being read in beforehand in step SCH2.
  • rkr (new) (1-l / KRFTP) * rkr (old) + l / KRFTP * ikr.
  • the size KRFTP is called the so-called tracking factor.
  • the tracking factor can be adapted in a suitable manner specific to the internal combustion engine.
  • the new reference level rkr (new) thus formed represents the basic noise of the internal combustion engine without knocking.
  • the reference level rkr (new) calculated in step SCH5 is taken into account as reference level rkr (old) in step SCH6 and used for the next calculation of the ratio virkr. If a combustion is detected as knocking in step SCH4, the noise ikr measured for this combustion becomes not fully included in the rkr reference level. How it is calculated in the knocking case depends on it. whether there is dynamism or not. For this purpose, it is checked in step SCH7 whether the
  • Internal combustion engine is in a dynamic operating state. For dynamic detection, for example, it can be checked whether the speed changes significantly.
  • the measured noise ikr is calculated by dividing it by the factor ke in order to avoid an increase in the reference level rkr due to the knocking noise.
  • the new value for the reference level rkr (new) is calculated in step SCH8 using the formula
  • rkr (new) (1-1 / KRFTP) * rkr (old) + 1 / KRFTP * (ikr / ke).
  • step SCH7 shows that there is dynamic
  • the new reference level value is carried out either according to the formula specified in step SCH8 or according to step SCH9.
  • step SCH6 the old value of the reference level rkr (old) is then replaced by the new value rkr (new) and this is used again in step SCH3 to form the ratio. If knocking is detected, actual knocking or fault detection, the method described results in a calculation for the reference level rkr (new) in the dynamic case according to a modified formula, the following applies:
  • rkr (new) (1-l / KRFTP) * rkr (old) + 1 / KRFTP * (rkr (old) * ke.
  • the size rkr (old) * ke corresponds to the noise level that would not yet be recognized as knocking.
  • a larger value is included in the reference level tracking, which, however, results from the averaged noise level in a defined manner. This procedure for determining the reference level prevents erroneous knock detection and thus unnecessary losses in performance and efficiency.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the invention, which takes into account a reference level tracking with dynamics. This method differs from that shown in FIG. 2 only by the additional step SCH10, which is an additional one
  • Threshold query included. If knocking is detected in step SCH4 and dynamics is recognized in step SCH7 (either knocking actually present or fault detections), then step SCH10 is then carried out. The value virkr is compared with a threshold ke * (KRRPN * (ke- 1) +1), whereby the factor KRRPN can assume a value range (0.1) that lies between ke and ke 2 . If this threshold is not exceeded, the reference level is calculated using the formula given in step SCH9, the following applies:
  • rkr (new) (1-l / KRFTP) * rkr (old) + l / KRFTP * (rkr (old) * ke) If, on the other hand, this threshold value is also exceeded by the virkr ratio, the formula given in step SCH8 is used for the calculation of the new reference value; it corresponds to the formula previously used for knock detection. This formula is:
  • rkr (new) (1-1 / KRFTP) * rkr (old) + l / KRFTP * (ikr / ke).
  • reference level moving average of recent burns
  • ikrref sound of the current combustion plotted, a value of 0 (FIG. 4a), 0.5 (FIG. 4b) and 1.0 (FIG. 4c) being chosen for the factor KRRPN.
  • B_kl indicates whether knocking is detected (high level) or not (low level).

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Klopferkennung bei einer Brennkraftmaschine angegeben, bei dem das Ausgangssignal wenigstens eines Klopfsensors, der der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, mit Hilfe einer nachfolgenden Auswerteeinrichtung auswertet wird. Dabei wird auf Klopfen erkannt, wenn das aufbereitete Ausgangssignal des Klopfsensors einen vorgebbaren Referenzpegel überschreitet. Die Berechnung des Eingangssignales der Referenzpegelnachführung erfolgt in Abhängigkeit davon, ob sich die Brennkraftmaschine in dynamischen Betriebszustand befindet oder nicht, wobei zur Berechnung des Referenzpegels bei Dynamik auch Messwerte verwendet werden, die bei erkanntem Klopfen ermittelt wurden.

Description

Verfahren zur Klopferkennung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Klopf- erkennung bei einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Es ist bekannt, daß bei Brennkraftmaschinen mit einer Klopf- reglung Klopfsensoren eingesetzt werden, die Ausgangssignale abgeben, die Erkennen lassen, ob eine klopfende Verbrennung vorliegt oder nicht. Zur Klopferkennung werden beispielsweise Körperschallsensoren eingesetzt, wobei es Ausführungsformen mit einem einzigen Klopfsensor, mit zwei Klopfsensoren, die an vorgebbaren Stellen des Motorblocks angebracht sind, oder mit einem Klopfsensor für jeden Zylinder gibt. Das Problem bei der Auswertung der von den Klopfsensoren gelieferten Signalen besteht darin, das vom Klopfen verursachte Signal von dem von den übrigen Geräuschen erzeugten Signalen zu trennen. Da sowohl das
Klopfsignal als auch das Hintergrundsignal von verschiedenen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine abhängt, ist es bereits bekannt, die Klopfauswertung abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine durchzuführen. Bei einer aus der DE-P 43 32 711 bekannten Einrichtung zur Klopferkennung wird beschrieben, wie die Ausgangssignale zweier Klopfsensoren zur Klopferkennung verarbeitet werden. Dabei werden in einem Mikroprozessor aus vorhergehenden KlopfSignalen Referenzpegel gebildet, die mit dem aktuellen Ausgangssignal , das einem aufbereiteten Klopfsensorsignal entspricht, verglichen werden. Übersteigt das Signal den Referenzpegel, wird auf Klopfen erkannt und eine entsprechende Ansteuerung beispielsweise der Zündung durchgeführt, die sicherstellt, daß bei den folgenden Verbrennungen kein Klopfen mehr auftritt . Damit die Drehzahlabhängigkeit des Hintergrundsignals und des Klopfsignals berücksichtigt wird und eine optimale Klopferkennung durchgeführt werden kann, wird der Referenzpegel in Abhängigkeit von der Drehzahl verändert, wobei mit steigender Drehzahl auch der Referenzpegel erhöht wird.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Klopferkennung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß unabhängig von der Intensität der Geräusche über den gesamten Arbeitsbereich der Brennkraftmaschine eine zuverlässig Klopf- erkennung möglich ist. Erzielt wird dieser Vorteil, indem zusätzlich zur üblichen Referenzpegelnachführung eine verbesserte Referenzpegelnachführung bei Dynamik insbesonders für Brennkraftmaschinen mit starker Geräuschzunahme durchgeführt wird. Auch bei Motoren mit überdurchschnittlicher Geräuschentwicklung bzw. in Bereichen mit überdurchschnittlichem Geräuschanstieg wird nicht fälschlicher Weise auf Klopfen erkannt, da auch in diesem Fall in vorteilhafter Weise eine Referenzpegelanpassung erfolgt . Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die m den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen erzielt. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß die verbesserte Referenzpegelnachführung bei Dynamik eine schnellere Nachführung des Referenzpegels ermöglicht. Diese schnelle Nachführung wird erhalten, indem der zugegörige Faktor im Dynamikfall gegenüber dem Normalfall verringert wird.
Zeichnung
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert .
Im einzelnen zeigt Figur 1 eine mögliche Realisierung einer Vorrichtung zur Klopferkennung, mit der die erfindungs- gemäßen Verfahren zur Klopferkennung durchgeführt werden können. In den Figuren 2 und 3 sind zwei erfindungsgemäße Klopferkennungsverfahren als Flußdiagramme dargestellt und Figur 4 zeigt verschiedene Referenzpegelverläufe.
Beschreibung
In der m Figur 1 dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Klopferkennung bei einer Brennkraftmaschme sind zwei Klopfsensoren 10, 11, beispielsweise
Körperschallsensoren an vorgebbaren Stellen des Motorblocks 12 der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Klopfsensoren 10, 11 geben Signale SI, S2 ab, die sowohl vom Motorgeräusch als auch von eventuell vorhandenen Störgeräuschen und von eventuell vorhandenen Klopfgeräuschen abhängen. Zur zuverlässigen Klopferkennung müssen die Signalbestandteile getrennt werden. Dazu werden die Signale SI und S2 der Klopfsensoren 10, 11 in der Auswerteeinrichtung 13 in geeigneter Weise weiterverarbeitet und es wird am Ausgang der Auswerteeinheit 13 ein Signal S3 erzeugt, das Erkennen läßt, ob Klopfen vorliegt oder nicht.
Die Auswerteeinrichtung 13 kann als diskrete Schaltung aufgebaut sein oder Bestandteil eines Mikrorechners sein. Die Auswerteschaltung 13 ist beispielsweise im Steuergerät der Brennkraftmaschine integriert. Ein Mikrorechner 14, der das Signale S3 der Auswerteeinrichtung 13 weiterverarbeitet, ist beispielsweise ein Mikroprozessor des Steuergeräts. In Abhängigkeit vom Signal S3 , das Erkennen läßt, ob Klopfen vorliegt, steuert der Mikrorechner 14 Zündeinrichtungen 15 und/oder Einspritzeinrichtungen 16 und regelt damit den Verbrennungsablauf m den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine .
Zur optimalen Regelung der Brennkraftmaschme werden dem Mikroprozessor 14 weitere Signale zugeführt, die beispielsweise von einem Sensor 17, beispielsweise einem Drosselklappengeber geliefert werden. Es sind selbstverständlich beliebig viele Sensoren möglich, deren Ausgangssignale dem Mikrorechner nach einer entsprechenden Aufbereitung zugeführt werden und von diesem verarbeitet werden. Im Ausfuhrungsbeispiel nach Figur 1 erfolgt die SignalZuführung jeweils über Eingänge, die mit El und E2 bezeichnet sind, als Ausgänge sind die Ausgänge AI, A2 und A3 dargestellt.
In der Auswerteeinrichtung 13 erfolgt die eigentliche Klopferkennung. D e Auswerteeinrichtung 13 umfaßt im gewählten Ausfuhrungsbeispiel wenigstens einen Verstärker 18 mit einstellbaren Verstärkungsfaktor, dem die von den
Klopfsensoren 10 und 11 gelieferten AusgangsSignale SI und S2 zugeführt werden. Dabei wird jeweils das Ausgangssignal des dem aktuell verbrennenden Zylinder über Software zugeordneten Zylinders zugeführt. In einem sich anschließenden Bandpaß 19 werden die verstärkten Signale so gefiltert, daß die Signalanteile mit klopftypischen Frequenzen bevorzugt werden. An den Bandpaß schließt sich eine Demodulationsschaltung 20, beispielsweise ein Gleichrichter an. Die von der Demodulationsschaltung 20 abgegebenen Signale werden im Integrator 21 aufintegriert und die aufintegrierten Signale KI werden an einem ersten Eingang des Komparators 22 gelegt.
Dem anderen Eingang des Komparators 22 wird ein Referenz- signal beziehungsweise ein Referenzpegel Ref der beispielsweise unter Verwendung eines Tiefpasses 23 durch Mittelung von in vorgebbarer Weise aufbereiteten Klopfsensorsignalen gebildet wird. Wie die tatsächlichen Werte des Referenzpegels gebildet werden und welche Werte sie annehmen, ist der Kern der Erfindung und wird im folgen noch näher beschrieben.
Der genaue Aufbau der einzelnen Elemente der Auswerte- einrichtung 13 ist für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich und wird daher nicht näher angegeben. Die
Auswerteeinrichtung 13 kann auch komplett als digitale Auswerteeinrichtung, beispielsweise als Mikroprozessor realisiert sein.
Mit Hilfe der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung läuft die Klopferkennung wie folgt ab: Die Klopfsensoren 10, 11 registrieren die Geräusche, die von der Brennkraftmaschine verursacht werden und geben entsprechende Signale SI und S2 an die Auswerteeinrichtung 13 ab. Diese Signale werden in geeigneter Weise gefiltert und verstärkt. Der Vergleich der integrierten Klopfsignale KI mit dem Referenzpegel Ref ergibt das Signal S3, das erkennen läßt, ob Klopfen aufgetreten ist. Die genaue Vorgehensweise bei der Klopferkennung bei Brennkraftmaschinen, die als Körperschallsensoren arbeitende Klopfsensoren aufweisen, läßt sich beispielsweise mit Hilfe des in Figur 2 dargestellten Ablaufdiagramms erläutern. Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel wird in einem ersten Schritt SCHI das Geräusch ikr der aktuellen Verbrennung ermittelt. Aus dem Geräusch ikr wird in einem Schritt SCH3 das Verhältnis virkr aus dem Geräusch ikr der aktuellen Verbrennung und dem über mehrere Verbrennungen des selben Zylinders gemittelten Geräusch, dem sogenannten Referenzpegel rkr gebildet, wobei zuvor im Schritt SCH2 der Referenzpegel rkr(old) eingelesen wird.
Das im Schritt SCH3 berechnete Verhältnis virkr wird im Schritt SCH4 daraufhin untersucht, ob es größer ist als die Klopferkennungsschwelle ke . Überschreitet das Verhältnis virkr = ikr/rkr(old) die Klopferkennungsschwelle ke , so wird auf Klopfen erkannt und ein Signal KL abgegeben. Es gilt also auch: wenn ikr größer ist als rkr(old)*ke wird Klopfen erkannt und ein entsprechendes Signal KL abgegeben
Die Berechnung des Referenzpegels rkr(old) im klopffreien Betrieb erfolgt also wenn im Schritt SCH4 erkannt wird, daß vikr nicht größer ist als ke in Schritt SCH5 rekursiv, gemäß der Formel :
rkr(new) = (1-l/KRFTP) *rkr (old) + l/KRFTP*ikr.
Die Größe KRFTP wird als sogenannter Nachführfaktor bezeichnet . Der Nachführfaktor kann in geeigneter Weise brennkraftmaschinen-spezifisch angepaßt werden.
Der so gebildete neue Referenzpegel rkr(new) repräsentiert das Grundgeräusch der Brennkraftmaschine ohne Klopfen. Beim nächsten Programmdurchlauf wird der im Schritt SCH5 berechnete Referenzpegel rkr(new) im Schritt SCH6 als Referenzpegel rkr(old) berücksichtigt und für die nächste Berechnung des Verhälnisses virkr verwendet Wird im Schritt SCH4 eine Verbrennung als klopfend detektiert, wird das für diese Verbrennung gemessene Geräusch ikr nicht vollständig in den Referenzpegel rkr eingerechnet. Wie die Einrechnung im klopfenden Fall erfolgt, hängt davon ab. ob Dynamik vorliegt oder nicht. Dazu wird im Schritt SCH7 überprüft, ob sich die
Brennkraf maschine in einem dynamische Betriebszustand befindet. Für die Dynamikerkennung kann beispielsweise überprüft werden, ob sich die Drehzahl wesentlich verändert.
Liegt kein Dynamikfall vor, erfolgt die Einrechnung des gemessenen Geräusches ikr, indem es durch den Faktor ke geteilt wird, um einen Anstieg des Referenzpegel rkr durch das Klopfgeräusch zu vermeiden. In diesem Fall berechnet sich der neue Wert für den Referenzpegel rkr(new) in Schritt SCH8 nach der Formel
rkr(new) = (1-1/KRFTP) *rkr (old) + 1/KRFTP* (ikr/ke) .
Auf die Einrechung klopfender Verbrennungen kann im Prinzip nicht verzichtet werden, da deren Geräusch im Fall von
Dynamik auch die natürlich Geräuschzunahme der Brennkraftmaschine enthält und entsprechend miterfaßt werden muß.
Damit es bei schneller und starker Zunahme des Grund- geräuschs bei Dynamik (Schritt SCH7 zeigt, daß Dynamik vorliegt) nicht zu Fehlerkennungen kommt, damit also nicht plötzlich lautere Verbrennungen fälschlicherweise als Klopfen erkannt werden, werden zwei Maßnahmen für die Dauer der Dynamik ergriffen: Die Referenzpegelnachführung wird durch Wahl eines kleineren Faktors KRFTP beschleunigt und die Klopferkennungsschwelle wird erhöht.
Trotz dieser Gegenmaßnahmen gegen irrtümliches Klopferkennen kann es bei Brennkraftmasch en bzw. Motoren mit überdurchschnittlichem Geräuschanstieg, beispielsweise Folge von Kolbenkippen, zu Fehlerkennungen kommen. Eine fälschlich als Klopfen erkannte Verbrennung führt jedoch wegen der vorstehend beschriebenen Wichtung des Geräuschs der aktuellen Verbrennung ikr mit dem Faktor ke bei Einrechnung m den Referenzpegel rkr zu einer ungerechtfertigten Verzögerung der Nachführung des berechneten Grundgeräuschs rkr. Diese Diskrepanz zwischen tatsächlichem und berechnetem Grundgeräusch kann der Folge zu weiteren Fehlerkennungen führen. Da ede Klopferkennung letztendlich eine Zündwinkelverstellung nach spät bewirkt, kann es durch irrtümlich erkanntes Klopfen zu einer entsprechenden Einbuße von Leistungs- und Wirkungsgrad kommen, die im Fall von Fehlerkennungen völlig unnötig sind. Es wird daher erfindungsgemäß die bisher beschriebene Berechnung des Referenzpegels im Fall der im Schritt SCH 7 erkannten Dynamik nach einem anderen Verfahren durchgeführt, wodurch Fehlerkennungen verringert werden und gleichzeitig nach wie vor eine Erkennung tatsächlichen Klopfens sichergestellt wird.
Je nachem ob ein Dynamikfall vorliegt oder nicht wird der neue Referenzpegelwert entweder nach der im Schritt SCH8 angegebenen Formel oder nach der Schritt SCH9 angegebenen Formel durchgeführt. Im Schritt SCH6 wird dann jeweils der alte Wert des Referenzpegels rkr (old) durch den neuen Wert rkr(new) ersetzt und dieser im Schritt SCH3 wieder zur Verhältnisbildung verwendet. Das beschriebene Verfahren ergibt somit bei erkanntem Klopfen, bei tatsächlichem Klopfen oder Fehlerkennung eine Berechnung für den Referenzpegel rkr(new) im Dynamikfall nach einer modifizierten Formel, es gilt:
rkr(new) = (1-l/KRFTP) *rkr (old) + 1/KRFTP* (rkr (old) *ke .
Dabei entspricht die Größe rkr(old)*ke gerade dem Geräuschniveau, das noch nicht als klopfend erkannt werden würde. Es wird also anders als bei einem Verfahren, bei dem zwischen Dynamik und Nicht -Dynamik nicht unterschieden wird, ein größerer Wert zur Referenzpegelnachführung eingerechnet, der sich jedoch definiert aus dem gemittelten Geräuschniveau ergibt. Durch dieses Verfahren zur Referenzpegelbestimmung werden irrtümliche Klopferkennungen und damit unnötige Leistungs- und Wirkungsgradeinbußen verhindert.
In Figur 3 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das eine Referenzpegelnachführung bei Dynamik berücksichtigt. Dieses Verfahren unterscheidet sich von dem in Figur 2 dargestellten lediglich durch den zusätzlichen Schritt SCH10, der eine zusätzliche
Schwellwertabfrage beinhaltet. Wird im Schritt SCH4 Klopfen erkannt und im Schritt SCH7 Dynamik erkannt (entweder tat- sächlich vorhandenes Klopfen oder Fehlerkennungen) , dann wird der Schritt SCH10 daran anschließend durchgeführt. Dabei wird der Wert virkr mit einer Schwelle ke* (KRRPN* (ke- 1)+1) verglichen, wobei der Faktor KRRPN einen Wertebereich (0,1) annehmen kann, der zwischen ke und ke2 liegt. Wird diese Schwelle nicht überschritten, wird der Referenzpegel mit der in Schritt SCH9 angegebenen Formel berechnet, es gilt:
rkr(new) = (1-l/KRFTP) *rkr (old) + l/KRFTP* (rkr (old) *ke) Wird dagegen dieser Schwellwert durch das Verhältnis virkr auch noch überschritten, wird für die Berechnung des neuen Referenzwerts die in Schritt SCH8 angegebene Formel verwendet, sie entspricht der bisher bei erkannten Klopfen verwendeten Formel. Diese Formel lautet:
rkr(new) = (1-1/KRFTP) *rkr (old) + l/KRFTP* (ikr/ke) .
Durch die Einführung dieser weiteren variablen Schwelle kann mit KRRPN = 0 das bisherige Verhalten der Referenzpegelnachführung realisiert werden, mit KRRPN = 1 wird dagegen eine maximal schnelle Referenzpegelnachführung erzielt, wie sie bei Brennkraftmaschinen bzw. Motoren mit schnellem Geräusch- anstieg bei Drehzahldynamik wünschenswert ist. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit von Fehlerkennungen bei Dynamik über einen längeren Zeitraum und damit verbundene Leistungs- und Wirkungsgradeinbußen reduziert.
In Figur 4 sind durch Simulation ermittelte Beispiele für den Verlauf der Größen
virkr_P: Verhältnis aus dem Geräusch ikr der aktuellen
Verbrennnung und dem Mittelwert des Geräuschs der letzten Verbrennung des selben Zylinders,
kekref : Klopferkennungsschwelle
rkrref : Referenzpegel= gleitender Mittelwert der letzten Verbrennungen
eingangneu: Wert, der zur Berechnung des aktuellen Referenzpegels genutzt wird
und ikrref : Geräusch der aktuellen Verbrennung aufgetragen, wobei für den Faktor KRRPN jeweils ein Wert von 0 (Figur 4a), 0,5 (Figur 4b) und 1,0 (Figur 4c) gewählt wurde. Mit B_kl wird angegeben, ob auf Klopfen erkannt ist (High-Pegel) oder nicht (Low-Pegel) .

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Klopferkennung bei einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Klopfsensor und einer diesem nachgeschalteten Auswerteeinrichtung, die wenigstens ein Vergleichsmittel umfaßt, das das aufbereitete Ausgangssignal des Klopfsensors mit einem variablen Referenzpegel, der abhängig von vorhergehenden AusgangsSignalen des Klopfsensors gebildet wird, vergleicht, wobei der Referenzpegel dem Vergleichsmittel über einen Tiefpaß zugeführt wird und das Vergleichsmittel in
Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis Klopfen erkennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführung des Referenzpegels oder die Berechnung des Eingangssignales des Tiefpasses nach wenigstens zwei unterschiedlichen Verfahren erfolgt, wobei das eine oder das andere Verfahren abhängig davon ausgewählt wird, ob Dynamik erkannt wird oder nicht.
2. Verfahren zur Klopferkennung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzwert rkr(new) je nach zuvor erkannter Bedingung Klopfen ja/nein, Dynamik ja/nein gebildet wird nach einer der Gleichungen:
1 rkr(new) = (1-1/KRFTP) *rkr (old) + l/KRFTP*ikr, 2 rkr(new) = ( 1-l/KRFTP) *rkr (old) + l/KRFTP* (ikr/ke) oder 3 rkr(new) = (1-1/KRFTP) *rkr (old) +1/KRFTP* (rkr (old) * (ke) , wobei rkr (old) der vorherige Referenzwert, KRFTP der Nachführfaktor, ikr das Geräusch der aktuellen Verbrennung und ke ein Faktor ist .
3. Verfahren zur Klopferkennung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß Klopfen erkannt wird, wenn das Verhältnis virkr, das aus dem aktuellen Klopfwert ikr und dem vorherigen Referenzpegel rkr (old) gebildet wird, einen vorgebbaren Wert ke überschreitet
4. Verfahren zur Klopferkennung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Festlegung des neuen Referenzwerts auch vorherige Werte mitberücksichtigt werden, die bei erkanntem Klopfen ermittelt wurden.
5. Verfahren zur Klopferkennung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung des Referenzpegels rkr zusätzlich berücksichtigt wird, ob das Verhältnis virkr größer ist als ein Schwellwert ke* (KRRPN* (ke-1) + 1), wobei ke die Klopferkennungsschwelle und KRRPN Faktor mit einem Wert zwischen 0 und 1 ist .
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